实验一常用传感器静态性能测试

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1、实验一：常用传感器（电感式、电阻式或电容式）静态性能测试一、实验目的：了解电容式传感器结构及其特点。其结构如图所示二、实验设备：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：利用电容。=£A/d和其它结构的关系式通过相应的结构和测量电路可以选择£、A、d中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（£变）、测位移（d变）和测量液位（A变）等多种电容传感器。木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，如下图所示：它是有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O圆柱的长为x,则电容量为C=e2kx/ln（R

2、/r）o图中Cl、C2是差动连接，当图中的鬪柱产生AX位移时，电容量的变化量为AC=Cl-C2=e27t2AX/]n（R/r）,式中£2k>ln（R/r）为常数，说明AC与位移AX成正比，配上配套测量电路就能测量位移。四、实验内容及实验数据整理：1•差动变压器传感器测位移直接交流输出（1）将激励信号接入差动变压器初级，并同时接入双踪示波器笫一通道作为参考信号。差动变压器输出调幅波接入第二通道。当铁芯由上而下时，差动变压器输出信号(2)仔细调整测微头，使次级的差动输出电压为最小，这个最小电压叫做i皆波,它与输入电压的相位差约为_180。。因此是一次谐波正交分量。2.差动变压器传感

3、器测位移，经相敬整流输出，用平均法计算拟合方程填入卜-表。项目位移X(mm)(mm)-10-8・6■4・20246810输出Yi(mv)第一次13.26013.76014.26014.76015.26015.76016.26016.76017.26017.76013.260第二次・0.433・0.339・0.247・0.153・0.0610.0280.1180.2050.2890.371■0.433第三次-0.425982・0.336332・0.246682・0.157032・0.0673820.0222680.111918ooo：2g29$°00ii2OO80006O3・0.

4、425982平均值0.0070000.0026680.0003180.0040320.0063822恥g0.0060820.0034320.0022180.0098680.007000拟合方程yri=a+bXiV二0.1793X-2.8035.理论值yi非线性误差值△yi=yi-yi,非线性误差(％)yFS=(0.009868mv/2000mv)X100%二0.00049%・3.差动电容传感器测位移:位移x(mm)-10■8-6-4-20246810电压输出(mv)-0.4-0.3-0.2-0.1-0.00.020.110.200.280.370.473339475361885

5、9124.画出以上传感器的v—x曲线：(用坐标纸)。X-Y曲线的函数表达式为V=0.1793X-2.8035.(mm)X-V实验曲线五、思考答题：1•差动电感式传感器与差动变压器传感器在结构、原理上有何异同?.差动电感是基于电桥工作原理；差动变压器直接输出信号。2.对电感式传感器的激励振荡源有哪些要求？1、检测距离的衰减性；2、现场抗干扰能力；3、安装方而；4、稳定运行的保障。3.除本实验所采用的测量位移的传感器外，还可采用其它什么传感器？测速度的传感器；测时间的传感器等等。