医学传感器（张宁）实验一：电容式传感器性能试验

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1、传感器实验报告姓名张诗慧学号3128031124专业年级12医工影像实验题目实验一：电容式传感器性能试验实验二：差动电感传感器性能实验实验目的实验一：1、了解电容传感器的结构。2、熟悉差动式变面积电容传感器灵皱度的测量原理和方法。3、了解电容变换器的变换原理实验二1、了解弟动变压器测量位移的方法。2、了解差动变压器测量振动的方法。实验原理实验一：电容式传感器是将被测非电量的变化转换为电容量变化的一种传感器。C=£-电容d,其中，£为两极板间介质的介电常数，d为两极板内表面的距离，A为极板重叠面积。通过构建不同的传感器结构和测量电路，可以选择£、A、d三个参数的其中两个参数不

2、变，而一个参数改变，从而构造出测量谷物干燥度（£变）、测位移（d变）和测量液位（A变）等多种电容传感器。实验二弟动变压器的工作原理：差动变压器由一只初级线圈和二只次线圈及一个铁芯组成，根据内外层排列不同，有二段式和三段式，本实验采用三段式结构。当差动变压器随着被测体移动时差动变压器的铁芯也随着轴向位移，从而使初级线圈和次级线圈之间的互感发生变化促使次级线圈感应电势产生变化，一只次级感应电势增加，另一只感应电势则减少，将两只次级反向串接（*同名端连接），就引出差动电势输出。其输出电势反映出被测体的移动量。零点残余电压：由于差动变压器二只次级线圈的等效参数不对称，初级线圈的纵向

3、排列的不均匀性，二次级的不均匀、不一致，铁芯B—H特性的非线性等，因此在铁芯处于并动线圈中间位置时其输出电压并不为零，称其为零点残余电压。实验设备实验一：主机箱、电容传感器、电容模板、螺旋测微头。实验二主机箱、差动变压器、差动模板、测微头、示波器、移相模板、振动源实验内容实验一：差动式电容传感器灵敏度的测量实验二差动变压器测量位移差动变压器测量振动实验一；1、观察电容传感器结构，将电容传感器接入模板，并按图接线。2、将放大电路的放大增益调整到适当大小：先调整Rw逆时针转到底再顺时转3圈，使Rw处于中间位置。3、调整屯容传感器的零状态：旋转螺旋测微头改变动极板的位置，使电路输

4、出接近0V实验丄匕少骤4、测量并读数：从零位置开始转动测微头共5圈后，把此时作为起点。反方向每转动测微头1圈（即AX=0.5mm位移）记录电路输出值，将数据填入表。5、关闭电源，整理实验器件。6、完成实验报告：根据表，作出AX.V实验曲线，计算电容传感器的系统灵敏度S。实验二<1>差动变压器测量位移1、将差动变压器和测微头安装在实验模板的支架座上，差动变压器原理图已卬刷在实验模板上，L1为初级线圈；L2.L3为次级线圈；*号为同名端，如图。2、差动变压器的原边L1的激励电压必须从主机箱屮音频振荡器的Lv端子引入，检查接线无误后合上总电源开关，调节音频振荡器的频率为4-5KH

5、Z（可用主机箱的频率表输入Fin来监测）；调节输出幅度峰峰值为Vp-p=2V（可用示波器监测：X轴为0.2ms/div）o3、松开测微头的安装紧固螺钊：移动测微头的安装套使示波器第二通道显示的波形Vp・p为较小值（变压器铁芯大约处在中间位置），拧紧紧固螺钉,仔细调节测微头的微分筒使示波器第二通道显示的波形Vp・p为最小值（零点残余电压）并定为位移的相对零点。这时可以左右位移，假设其中一个方向为正位移，另一个方向位移为负，从Vp・p最小开始旋动测微头的微分筒，每隔0.2mm（可取10-25点）从示波器上读岀输岀电压Vp-p值，填入下表，再将测位头退冋到Vp・p最小处开始反方向

6、做和同的位移实验。4、根据表画出Vop-p—X曲线，作出位移为±1mm、±3mm时的灵皱度和非线性误差。<2>差动变压器测虽振动1、将差动变压器按错误！未找到引用源。卡在传感器安装支架的U型槽上并拧紧差动变压器的夹紧螺母，调整传感器安装支架使差动变压器的铁芯连杆与振动台中心点磁钢吸合并拧紧传感器安装支架压紧螺帽，再调节升降杆使并动变压器铁芯大约处于线圈的中心位置。慢主机Ji±15V0U*航空插座0压決O二］支座差动变压器实验模2、按错误！未找到引用源。接线，并调整好有关部分，调整如下:（a）检查接线无谋后，合上主机箱电源开关，用频率表、示波器监测音频振荡器Lv的频率和幅值，

7、调节音频振荡器的频率、幅度旋钮使Lv输岀4〜5KHz左右、Vop-p=2V的激励电压。（b）用示波器观察相敏检波器输出（图中低通滤波器输出中接的示波器改接到相敏检波器输出），调节升降杆（松开锁紧螺钉转动升降杆的铜套）的高度，使示波器显示的波形幅值为最小。（c）仔细调节差动变压器实验模板的Rwi和RW2（交替调节）使示波器（相敏检波器输出）显示的波形幅值更小，基本为零点。（d）用手按住振动平台（让传感器产生一个大位移）仔细调节移和器和相敏检波器的旋钮，使示波器显示的波形为一个接近全波整流波形。（e）松手，整流波形消失