《传感器原理与应用》实验指导书

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1、斤克教約冲芫七itGuangDongPolytechnicNormalUniversity《传感器原理与应用》实验指导书向丹编广东技术师范学院自动化学院二一二三四五六七八九十十十12蚣验验验验验验验验验验验录诽矢界界界处災災矢矢矢筛笳附附金属箔式应变片一单臂电桥性能实验-3金属箔式应变片——半桥性能实验-6金属箔式应变片全桥性能实验-8直流全桥的应用——电子秤实验-10差动变压器的性能测定-11差动变压器零点残余电压测定及补偿・13激励频率对差动变压器特性的影响・15压电式传感器测振动实验-17电容式传感器的位移特性实验-18热敏电阻的特性研究-20霍尔转速传感器

2、测速实验-22光电转速传感器测速实验-23实验箱温度控制简要原理-24温度控制器使用说明-24课程类型：必修课程代码:课程总学时：60实验课程性质：课程实验学时：综合性、设计性实验项目数：_个_学时适用专业：测控、电气开课时间：年级—学期开课单位：自动化学院撰写人：审定人：实验一金属箔式应变片一单臂电桥性能实验一、实验目的了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。二、基本原理金属丝在外力作用下发牛机械形变时，其电阻值会发牛变化，这就是金属的电阻应变效应。金属的电阻表达式为:(1)当金属电阻丝受到轴向拉力F作用吋，将伸长横截而积相应减小AS,电阻率因晶格

3、变化等因索的影响而改变故引起电阻值变化A/?。对式（1）全微分，并用相对变化量来表示，则有：竺=理_竺+如（2）RISp式中的參为电阻丝的轴向应变，用£表示，常用单位（1二1x10-5%爲）。若径向应变为參，电阻丝的纵向仲长和横向收缩的关系川泊松比“表示为（呀，因为泓=2（△%），则（2）式可以写成:兰=生（》23+虫」+2“+勢土=启⑶RipA//7I°I式（3）为“应变效应"的表达式。心称金属电阻的灵敏系数，从式（3）可见，心受两个因索彩响,一个是（1+2“），它是材料的儿何尺寸变化引起的,是材料的电阻率随应变引起的（称“床阻效应”）。对于金属材料而言，以前者

4、为主,则心~1十2“，对半导体，心值主要是由电阻率相对变化所决定。实验也表明，在金属丝拉仲比例极限内，电阻相对变化与轴向应变成比例。通常金属丝的灵敏系数心=2左右O川应变片测量受力时，将应变片粘贴于被测对象表面上。在外力作川下，被测对象表面产生微小机械变形时，应变片敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化。通过转换电路转换为相应的电压或电流的变化，根据（3）式，对以得到被测对象的应变值£,而根据应力应变关系：

5、片测量上述各量，从而做成各种应变式传感器。电阻应变片可分为金屈丝式应变片，金屈箔式应变片，金属薄膜应变片。三.需用器件与单元传感器实验箱（一）屮应变式传感器实验单元、舷码、智能直流电压表（或焜拟仪表中直流电压表）、±15V电源、±5V电源，传感器调理电路挂件。四、实验内容与步骤1.应变片的女装位置如图1・1所示，应变式传感器已装在传感器实验箱（一）上,传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4,可用万用表测量图1-1应变式传感器安装示意图1.把±15V直流稳压电源接入“传感器调理电路”实验挂箱，检查无误后，开启实验台而板上的直流稳压电源开关，调节R

6、w?使Z大致位于中间位置（RW3为10圈电位器），再进行差动放大器调零，方法为：将差动放大器的止、负输入端与地短接，输出端Uo2接直流电压表，调节实验模板上调零电位器Rw4,使直流电压表显示为零，关闭宜流稳压电源开关。（注意：当RW3的位置一旦确定，就不能改变。）图1-2应变式传感器单臂电桥实验接线图2.按图1・2将应变式传感器的其中一个应变片RI（即模板左上方的R1）接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥，（R5、R6、R7模块内已接好），接好电桥调零电位器RwP接上桥路电源±5V,如图1・2所示。检查接线无误后，合上直流稳压电源开关，调节Rwi，使

7、直流电压表显示为零。1.在祛码盘上放置一只磁码，待直流电压表数值显示稳定后，读取数显值，以后每次增加一个舷码并读取相应的测量值，直到200g祛码加完，记下实验结果填入表1-1,关闭电源。表1-1单臂电桥输出电压与所加负载重量值重量（g）电压（mv）2.根据表1・1计算系统灵敬度S=A17/AW（At/输出电压的变化量，4W重量变化量）和非线性误差5fi=Am/yFSX100%式中Am（多次测量时为平均值）为输出值与拟合直线的最大偏差：yFS满量程输出平均值,此处为200go五、实验注意事项1.不要在祛码盘上放置超过lkg的物体，否则容易损坏传感器。2.电桥的电压为

8、±5V,绝