YL-CG型检测实验台存在问题分析及对策

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1、YL-CG型检测实训台存在问题及其改进*俞志根（湖州职业技术学院理工分院，浙江湖州313000）摘要：YL-CG型检测实训台是培养学住动手操作技能重要的教学设备，但是，在使用过程小存在着输出信号检出难、测量精度低及电路模块误差大等问题。通过対实训台中应变片的位置、信号处理模块及差动放大器等部件进行改造，捉高了检测的可靠性和测量的成功率，取得了较为理想的效果。关键词：检测实训台；输出信号；测量精度；信号处理模块中图分类号：G4820前言YL-CG型传感器实训台是由温州亚龙教仪公司牛产的、专门用于训练学生学握传感器检测系统的教学设备，它主要由六个部分组成。一是各种常用传感器：主要

2、有电阻应变片式传感器、差动变面积式电容传感器、差动螺线管电感式传感器、电涡流式传感器、半导体霍尔式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、热电偶式传感器、热电阻式传感器、光纤式传感器等十几种；二是各种被测信号发生装置：主要有动态信号发生器（由振荡器来驱动梁的振动）；静态信号发生装置（由螺旋测微器或称重装置來产生静态位移信号）；以及加热器、应变发牛装置和U型压力计（用于产牛压力）等；三是各种附属电源和显示仪表：包括0.4-10KHz音频信号发牛器、1—30Hz低频信号发生器、±15V直流稳压电源、数字式直流电压表和频率计等；四是各种专门的功能模块电路：它把信号处理部分按功能划分成了

3、T二个专门的模块电路，十分便于构成各种信号处理电路，冇利于口主性实训的开发。主要包括电阻电桥（用于基本测量电路的组成及电阻应变测量中）、电压放大器、差动放大器（用于电压信号的放大）、电荷放大器、电容放大器（电荷的放大）、低通滤波器、相敏检波器、移相器（用于被测信号的检出）、涡流变换器、温度检测与调理电路、压力检测与调理电路和热释电红外控制电路；五是数据采集、分析与通讯部分：配有专用的数据采集装置、通信接口电路、A/D转换电路及相关的专用软件，配上中低档微机就能组成各种自动检测系统；六是配有专用迭插式连接导线，可方便地连接各个功能模块电路组成各种检测系统。但在使用过程中存在一些

4、问题，效果不是十分理想。1存在问题分析该系统在使用过程中主要存在着以下问题：一是金属箔电阻应变式传感器性能测试时应变信号很难测到，精度和灵敏度不够；二是电桥模块的结构存在问题，有很人零位漂移，造成输出信号较难测到；三是差动放大器模块输出灵敏度较低，易受T扰，使测量不准确。1.1机械结构中的问题YL-CG型传感器实训台将常川的传感器统一安装在一块板上，如图1所示。在使用中我们发现存在的主耍问题有：第一，其中的四个应变式电阻传感器粘贴在双平行梁的侧而，再通过导线接到板上的固定插孔，山于应变梁较短，产生的应变非常小，加上梁的侧而在其高度上的应变分布不一致，以及接点干扰等原因，导致应

5、变电阻的输出不理想，在实训屮很难测量到信号；第二，差动电容的动片在调节过程屮其位置会产生变化，造成动片与两个静片之间的距离不相等，引起差动电容的输出不对称，使旁动电容的测最精度下降；笫三，调节高度用的螺旋机构的结构稳定性不够，造成在调节过程中铁芯偏离原几何中心位置,引起涡流传感器、电感传感器的输出失真。※作者简介：俞志根（1965年12丿J）,男，浙江平湖人，毕业丁-郑州粮食学院机械系，浙江工业大学机械电子专业研究生课程班结业，湖州职业技术学院副教授，主要从事传感器与检测技术研究。联系电话：0572・2363658。差动电感图1YL-CG型传感器实训台的传感器平面布置图1.2

6、处理模块小的问题YL-CG型传感器实训台的处理（电路）模块有电桥电路、差动放大器模块、电压放大器、电荷放大器、电容放人器、低通滤波器、涡流变换器、相敏检波器、移相器、温度检测与调理模块、压力检测与调理模块和热释电红外控制电路等12个独立的电路模块。这些模块人部分都能正常工作，有较高的处理精度，能实现检测的需要，但其中冇几个使川效果不理想，主要是电桥电路和差动放大器模块，下面进行详细分析。1.2.1电桥模块图2为该模块的面板，图中的电阻出、R2>R3和R4的阻值与应变片的标称阻值相等，均为1K,用于单臂、双臂工作时与应变片组成电桥；电位器Rwi和Rw2分别用于直流电桥和交流电桥

7、的调零，W1及W2为调节零点用的旋扭；上面的插孔1、2、3、4到10用于接线，可用专用导线将应变片纽成所要求的电桥电路。使用时电源接在插孔6、7,插孔5（直流电桥）和8（交流电桥）分别用于接电源的零电位，然后，插孔6与3、7与1相连，可分别组成直流（插孔5与电源地相连）或交流电桥（插孔8与电源地相连），通过W］和W?来调节电桥的零点。测量时再将应变电阻接入插孔1、4或1、2或3、2或3、4中，根据接入应变电阻的数虽可组成单臂、双臂和全桥。这一模块存在的主要问题是应变电阻接入时只能与电桥中已有的电阻并联，