传感器与电测技术实验指导书

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1、《传感器与电测技术》实验指导书实验一仪器、设备的认识与操作一、实验目的通过对实验室中的基本仪器、设备的认识和操作，对实验室的仪器、设备有初步认识，并且能够使用这些仪器和设备。二、实验设备及用具VC8045台式数字万用表，GDM-8245双显数字电表，加热箱，k型、E型热电偶，活塞式压力计.三、实验的基本原理1.VC8045型数字万用表是一种41/2位台式万用表，它具有基本的DCV，ACR，DCA，ACA和OHM测量功能，电压测量最高到1000V直流或交流峰值，分辨力可达10V，电流可测量到20A，极性自动转换。GDM-8245是一种双显示的桌上型可提

2、式数字式万用表。在同一输入待测信号下，可同时显示两种不同的资料数值，并具有50,000个counts的有两特性，适用于一般的测量。2.K型热电偶热电动势线性好，1200下抗氧化性能良好，不适用于还原性气体。Ｅ型热电偶是在现有热电偶中，灵敏度最高的，耐热性良好，同样不适用于还原性气体。3.ＹＵ—系列活塞式压力计应用静压平衡原理：即活塞本身和加在活塞上的专用砝码重量（Ｇ）作用在活塞面积（Ｓ）上所产生的压力（Ｐ）与液压容器内所产生的压力相平衡，来测定被校验仪表的压力大小：即Ｐ＝Ｇ／Ｓ。四、实验内容及要求1.熟悉VC8045型数字万用表、GDM-8245双显

3、数字电表的工作方式和使用方法。2.了解热电偶的原理和性质，对其有初步认识。3.了解活塞式压力计的原理和使用方法。五、实验步骤1.熟悉VC8045型数字万用表、GDM-8245双显数字电表的一般特性、直流电压的测量方法、维护和保养方法。2.对照书本了解K、E型热电偶的特性，找出二者的相同与不同。3.参照说明书学会使用活塞式压力计，了解其特性，使用方法。六、注意事项1.注意仪器的使用方法，使用环境等，避免损坏仪器仪表。2.在使用加热箱时，要注意安全，不要用手触及加热箱里面部分，以免造成损伤。七、思考题1.说明扩散型压阻式压力传感器的原理2.简述热电偶冷端

4、补偿的必要性，常用冷端补偿有几种方法？并说明补偿原理。实验二压阻式压力传感器静态特性测试一、实验目的通过实验测量结果，计算出压阻式压力传感器的线性度、灵敏度、迟滞、重复性等静态特性，对传感器各静态特性有理性的认识。二、实验设备及用具YU—6.6B.60A，600活塞式压力计，直流电源，双显数字电表三、实验的基本原理压力传感器的基本特性分为静态特性和动态特性两种。所谓静态特性是指输入不随时间而变化的特性，即在静载荷（力值）作用下，用实验的方法求得输入的力与传感器输出电压（示值）之间的关系（线性关系），即U=a+bF。由输入和输出的关系，就可研究其静态特

5、性。（1）灵敏度S传感器在静态工作条件下，其单位压力所产生的输出电压，称为静态灵敏度。在通常意义上，如指一台传感器灵敏度高，也指其分辨率高。用公式表示如下：(2-1)这实际上就是传感器输入输出特性曲线上某点的斜率。非线性传感器各处的灵敏度是不相同的，对于线性传感器灵敏度则为：(2-2)非线性灵敏度线性灵敏度图2-1灵敏度特性曲线图2-1所示为上述两种情况下灵敏度的图解表示，其中左图为非线性灵敏度，右图为线性灵敏度图解。 (2)线性度(非线性误差)Ｌ大多数传感器的输入和输出具有比例关系，这种输入输出具有线性比例关系的传感器称图2-2端点线性度特性曲线图

6、2-3迟滞特性曲线线性传感器。衡量线性传感器线性特性好坏的指标为非线性误差，或称线性度。随着参考直线的性质和引法不同，线性度有多种，下面仅介绍端点线性度。如图2-2所示，将传感器的实际零点和满量程端点连线作为理论直线，传感器实际平均输出（正反行程平均）特性曲线对理论直线的最大偏差，以传感器满量程输出的百分比来表示为：(2-3)（3）迟滞（迟滞误差）H传感器在正（输入量增加）、反（输入量减少）行程中，输入输出曲线不重合的程度称为迟滞。也就是说，对应于同一输入量，它的输出量值有差别。迟滞可用传感器最大正反差值与满量程输出的百分比来表示(2-4)图2-3所

7、示为传感器的某种迟滞特性。（4）重复性R多次重复测量时，在同是正行程（或同是反行程）中对应同一输入量，传感器的输出值也不相同，这种差值称为重复差值。全量程中的最大重复差值与满量程输出值之比称为重复性。如图2-4所示，表达式如下(2-5)图2-4重复性特性四、实验内容及要求根据实验原理，按照实验步骤，测试活塞式压力计在不同的加载力时，用数字电表测量其输出电压的大小，并根据实验数据，画出各个静态特性曲线，要求根据静态特性曲线研究传感器的各个静态特性。五、实验步骤1.打开所用仪器的电源，活塞式压力计用24V直流供电。2.操作前首先利用水平调节螺丝来校准压力

8、计水平，即需要使水平泡的气泡位于中心位置，是各处受压均匀。3.打开油杯阀门，左旋手轮，使手摇压力泵的油缸充满