传感器原理与地的应用

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1、实用标准文案物电学院物理学专业学号：姓名：实验名称：传感器原理与应用实验日期：2013年10月28日实验室：N1—306§6-1电阻应变式传感器一、实验目的1、了解金属箔式应变片的工作原理；2、研究电阻式传感器配合不同转换和测量电路时的灵敏度特性；3、掌握金属箔式应变片的使用方法和使用要求。二、仪器与用具直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、测微头、应变片、F/V表、主、副电源三、实验原理金属箔式应变片的工作原理考察一段金属导线，其长为，截面积为，直径为，金属的电阻率为,则(6.2)令应变量，由于,(是材料的泊松比),则(6.3)四、实验内容1、直流稳

2、压电源打到档，F/V表打到档，差动放大增益最大。2、将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（+）、负（—）、地短接。将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F/V表显示为零，关闭主，负电源。精彩文档实用标准文案图6.1实验电路图4、应变片的定标=为应变片。将稳压电源的切换开关置20V档。调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的，使F/V表显示为零，然后将F/V表置档，再调电桥（慢慢地调），使F/V表显示为零。（2）将测微头转动到刻度附近，安装到双平等梁

3、的自由端（与自由端磁钢吸合），调节测微头支柱的高度（梁的自由端跟随变化）使F/V表显示最小，再旋动测微头，使F/V表显示为零（细调零），这时的测微头刻度为零位的相应刻度。（3）往下或往上旋动测微头，使梁的自由端产生位移记下F/V表显示的值。表6.1.1单桥下应变片的定标根据所得结果计算灵敏度（式中为梁的自由端位移变化，为相应F/V表显示的电压相应变化）。（4）保持放大器增益不变，将固定电阻换为与工作状态相反的另一个应变片,即取二片受力方向不同应变片，形成半桥，调节测微头使梁到水平位置（目测），调节电桥使F/V表显示表显示为零，重复（3）过程同样测得读数，填

4、入表6.1.2中.表6.1.2半桥下应变片的定标根据所得结果计算灵敏度（式中为梁的自由端位移变化，为相应F/V表显示的电压相应变化）（5）保持差动放大器增益不变，将、二个固定电阻换成另二片受力应变片（即，换成“↑”，换成“↓”）,精彩文档实用标准文案接成一个直流全桥,组桥时只要掌握对臂应变片的受力方向相同，邻臂应变片的受力方向相反即可，否则互相抵消没有输出。调节测微头使梁到水平位置，调节电桥,同样使F/V表显示零。（5）表6.1.3全桥下应变片的定标：位移/mm电压/mV§6-2霍尔式传感器一、实验目的1、了解霍尔式传感器的结构、工作原理与特性；2、学会用

5、霍尔式传感器做静态位移测试；二、仪器与用具霍尔片、磁路系统、电桥、差动放大器、F/V表、直流稳压电源、主、副电源三、实验原理霍尔元件通以恒定电流时，就有电势输出。霍尔元件在梯度磁场中上下移动时输出的霍尔电势取决于其在磁场中的位移量，所以由测得的霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。四、实验内容2、霍尔式传感器的直流激励静态位移特性研究（1）开启主、副电源，将差动放大器调零后，增益置最小，关闭主电源，根据图6.2接线，、r为电桥单元的直流电桥平衡网络。图6.2实验电路图（2）装好测微头，调节测微头与振动台吸合并使霍尔片置于半圆磁钢上下正中位置。开启主、副电

6、源，调整使电压表指示为零。（3）上下旋动测微头，记下电压表的读数，将读数填入表6.2.1：表6.2.1静态位移的测量U/Vx/mm3、霍尔式传感器的应用之一电子称的制作与定标（1）开启主、副电源，将差动放大器调零后，增益置最小，关闭主、副电源。精彩文档实用标准文案（2）调节测微头脱离平台并远离振动台，（3）按图6-2接线，开启主、副电源，将系统调零。（4）差动放大器增益调至最小位置，然后不再改变。（5）在称重平台上放上砝码，给电子称定标，数据记入表6.2.2中表6.2.2电子称的定标W/gU/V单桥下应变片的定标半桥下应变片的定标全桥下应变片的定标位移/m

7、m电压/mV位移/mm电压/mV位移/mm电压/mV8.050100100839.579.513779149246128.5218.5425.5168298575197.5357.571有上图知单桥下应变片的灵敏度S=4.85y代表电压Ux代表位移在单桥，半桥和全桥应变片的定标的图表中均有精彩文档实用标准文案由上图知半桥下应变片的灵敏度S=14.11由上图知全桥下应变片的灵敏度S=28.80电子称的定标W/g20406080100120140160U/V0.190.4140.6630.9081.1381.3641.5541.712静态位移的测量x/mm10

8、9.598.587.576.5U/V00.010.020.040.