传感器原理及应用实验讲义

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1、传感器原理及应用31--传感器原理及应用31--CSY－998系列传感器实验台主要技术参数、性能及说明CSY系列传感器系统实验仪是集被测体、各种传感器、信号激励源、处理电路和显示器于一体，组成一个完整的测试系统。实验仪主要由实验工作台、处理电路、信号与显示电路三部分组成。传感器位于实验工作台右边，装在圆盘式工作台的四周，依次为（依逆时针方向）电感式（差动变压器）、电容式、磁电式、霍尔式、电涡流式、压阻式等传感器。光纤传感器的一端已固定在“光电变换器”上，另一端为活动的圆柱形探头，可根据要求加以固定。一、传感器安装台部分：双平行振动梁的自由端及振动圆盘下面各装有磁钢，通

2、过各自测微头或激振线圈接入低频激振器VO可做静态或动态测量。应变梁：应变梁采用不锈钢片，双梁结构端部有较好的线性位移。传感器：1．应变式传感器箔式应变片阻值：350Ω，应变系数：2。2．热电偶（热电式）直流电阻：10Ω左右，由两个铜一康铜热电偶串接而成，分度号为T冷端温度为环境温度。3．差动变压器量程：≥5mm，直流电阻：5Ω－10Ω由一个初级、二个次级线圈绕制而成的透明空心线圈，铁芯为软磁铁氧体。4．电涡流位移传感器量程：3mm，直流电阻：1Ω－2Ω，多股漆包线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成。5．霍尔式传感器日本JVC公司生产的线性半导体霍尔片，它置于环形磁钢构成

3、的梯度磁场中。量程：±1mm。6．磁电式传感器直流电阻：30Ω－40Ω，由线圈和动铁（永久磁钢）组成，灵敏度：0.5v／m／s。7．压电加速度传感器PZT－5双压电晶片和铜质量块构成。谐振频率：＞－10KHz。8．电容式传感器量程：＋5mm，由两组定片和一组动片组成的差动变面积式电容传感器。9．压阻式压力传感器31--量程：15Kpa，供电：≤4V，美国摩托罗拉公司生产的MPX型压阻式压力传感器，具有温度自补偿功能。10．光纤传感器由多模光纤、发射、接收电路组成的导光型传感器，线性范围1mm。红外线发射、接收，2×60股丫形、半圆分布。11．PN结温度传感器利用半导体

4、P－N结良好的线性温度电压特性制成的测温传感器。灵敏度：－2mV／℃12．热敏电阻由半导体热敏电阻NTC:温度系数为负，25℃时为10KΩ。二、信号及变换1．电桥：用于组成应变电桥，提供组桥插座，标准电阻和交、直流调平衡网络。2．差动放大器：通频带0～10KHz，可接成同相、反相、差动结构、增益为1－100倍的直流放大器。3．电容变换器：由高频振荡，放大和双T电桥组成的处理电路。4．电压放大器：增益约为5倍，同相输入，通频带0～10KHz。5．移相器：允许最大输入电压10VP－P，移相范围≥±20°(50kHz时)6．相敏检波器：可检波电压频率0－10KHz，允许最大

5、输入电压10VP－P极性反转整形电路与电子开关构成的检波电器。7．电荷放大器：电容反馈型放大器，用于放大压电传感器的输出信号。8．低通滤波器：由50Hz陷波器和RC滤波器组成，转折频率35Hz左右。9．涡流变换器：输出电压≥

6、8

7、V(探头离开被测物)，变频式调幅变换电路，传感器线圈是振荡电路中的电感元件10．光电变换座：由红外发射、接收组成。三、二套显示仪表1．数字式电压／频率表：3位半显示，电压范围0－2V、0－20V，频率范围3Hz－2KHz、10Hz－20KHz，灵敏度≥50mV。2．指针式毫伏表：85c1表，分500mV、50mV、5mV三档，精度2.5%。3

8、1--四、二种振荡器音频振荡器:1KHz－10KHz输出连续可调，Vp－p值20V，180°、0°反相输出，LV端最大功率输出电流0.5A。低频振荡器：1－30Hz输出连续可调，Vp－p值20V，最大输出电流0.5A，Vi端可提供用做电流放大器。五、二套悬臂梁、测微头双平行式套悬臂梁二副(其中一副为应变梁，另一副装在内部与振动圆盘相连)，梁端装有永久磁钢、激振线圈和可拆卸式螺旋测微头，可进行压力位移与振动实验。六、电加热器二组电热丝组成，加热时可获得高于环境温度30℃左右的升温。七、测速电机一组由可调的低噪声高速轴流风扇组成，与光电、光纤、涡流传感器配合进行测速实验。

9、八、二组稳压电稳直流±15V，主要提供温度实验时的加热电流，最大激励1.5A。±2V－±10V分五档输出，最大输出电流1.5A。提供直流激励源。九、计算机联接与处理（选配）分析软件性能稳定、动、静态采样直观且效果好；软件增强了分析处理功能（新增最小二乘法和端基法分析）。测试的频率范围宽（0～10KHz）。采样速度可以控制，既可单点采样亦能连续采样。标准RS－232接口，与计算机串行工作。提供的处理软件有良好的计算机显示界面，可以进行实验项目选择，数据采集，特性曲线的分析、比较、文件存取、打印等。数据采集卡进一步扩大EPROM（已达8K），能使波形完整