《传感器修改》word版

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1、实验三、压力，位移与振动I压阻式压力传感器的压力测量实验一、实验目的：了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。二、实验仪器：主机箱、压阻式压力传感器、压力传感器实验模板、引压胶管。三、实验原理：1)压阻效应——是指当半导体受到应力作用时，由于载流子迁移率的变化，使其电阻率发生变化的现象。2）基本原理扩散硅压阻式压力传感器在单晶硅的基片上扩散出P型或N型电阻条，接成电桥。在压力作用下根据半导体的压阻效应，基片产生应力，引起电阻条电阻的变化，我们把这一变化引入测量电路，则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。四、

2、实验内容与步骤：1、将压力传感器安装在实验模板的支架上，按照图1-1连接管路和电路（主机箱内的气源部分，压缩泵、贮气箱、流量计已接好）。引压胶管一端插入主机箱面板上气源的快速接口中（注意管子拆卸时请用双指按住气源快速接口边缘往内压，则可轻松拉出），另一端口与压力传感器相连。注意：压力传感器引线为4芯线：1端接地线，2端为U0＋，3端接＋4V电源，4端为Uo－，接线见图1-1图1-1压阻式压力传感器测压实验安装、接线2、实验模板上RW2用于调节放大器零位，RW1调节放大器增益。按图1-1将实验模板的放大器输出V02接到主

3、机箱(电压表)的Vin插孔，将主机箱中的显示选择开关拨到2V档，合上主机箱电源开关，RW1旋到满度的1／3位置(即逆时针旋到底再顺时针旋2圈)，仔细调节RW2使主机箱电压表显示为零。3、合上主机箱上的气源开关，启动压缩泵，逆时针旋转转子流量计下端调压阀的旋钮，此时可看到流量计中的滚珠在向上浮起悬于玻璃管中，同时观察气压表和电压表的变化。4、调节流量计旋钮，使气压表显示某一值，观察电压表显示的数值。5、仔细地逐步调节流量计旋钮，使压力在2－18KPa之间变化，每上升1KPa气压分别读取电压表读数，将数值列于表图1-1。表

4、1-1P(KPa)Vo(p-p)6、实验完毕，关闭电源。五、实验报告1、画出P-V实验曲线图。2、计算本系统灵敏度S和非线性误差δ。S＝ΔU/ΔP(ΔU为输出电压变化量，ΔP为压力变化量)δ=Δm/yFS×100％（Δm为输出值与拟合直线的最大偏差：yFS满量程输出平均值，此处为18KPa）六、思考题如何将本实验装置设计成为一个压力计。参考：如果本实验装置要成为一个压力计，则必须对电路进行标定，方法采用逼近法：输入4KPa气压，调节Rw2（低限调节），使电压表显示0.25V(有意偏小)，当输入16KPa气压，调节Rw1

5、（高限调节）使电压表显示1.2V(有意偏小)；再调气压为4KPa，调节Rw2（低限调节），使电压表显示0.3V(有意偏小)，调气压为16KPa，调节Rw1（高限调节）使电压表显示1.3V(有意偏小)；这个过程反复调节直到逼近自己的要求(4KPa—0.4V，16KPa—1.6V)即可。II电容式位移传感器实验一、实验目的：了解电容式传感器结构及其特点。二、实验仪器：主机箱、电容传感器、电容传感器实验模板、测微头。三、实验原理：1）.电容传感器由电容C＝εA／d和其它结构关系式通过相应的结构和测量电路可以选择ε、A、d三个

6、参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个，则可以有测谷物干燥度（ε变）、测位移（d变）和测量液位（A变）等多种电容传感器。2）.基本原理本实验采用的传感器为圆筒式变面积差动结构的电容式位移传感器，如图2-1所示：它是由二个圆筒和一个圆柱组成的。设圆筒的半径为R；圆柱的半径为r；圆柱的长为x，则：电容量为图2-1C=ε2πｘ／ln(R／r)图2-1中C1、C2是差动连接，当图中的圆柱产生∆X位移时，电容量的变化量为∆C=C1－C2=ε2π2∆X／ln(R／r)式中ε2、ln(R／r)为常数，说明∆C与位移∆X成正比，配

7、上配套测量电路就能测量位移。四、实验内容与步骤：附：测微头的组成与使用，参看如图2-2。测微头组成：测微头由不可动部分安装套、轴套和可动部分测杆、微分筒、微调钮组成。测微头读数与使用：测微头的安装套便于在支架座上固定安装，轴套上的主尺有两排刻度线，标有数字的是整毫米刻线(1ｍｍ／格)，另一排是半毫米刻线(０.５ｍｍ／格)；微分筒前部圆周表面上刻有50等分的刻线(０.０１ｍｍ／格)。用手旋转微分筒或微调钮时，测杆就沿轴线方向进退。微分筒每转过1格，测杆沿轴方向移动微小位移０.０１毫米，这也叫测微头的分度值。图2-2测位头

8、组成、读数图测微头的读数方法是先读轴套主尺上露出的刻度数值，注意半毫米刻线；再读与主尺横线对准微分筒上的数值、可以估读1／10分度，如图2-2甲读数为３.６７８ｍｍ，不是３.１７８ｍｍ；遇到微分筒边缘前端与主尺上某条刻线重合时，应看微分筒的示值是否过零，如图2-2乙已过零则读２.５１４ｍｍ；如图2-2丙未过零，则不应读为２ｍｍ，读