传感器与测试技术实验指导书

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1、本科教材貓W3上海第二工业大学机电工程学院实验一高速转子的动平衡测试~、实验目的1.建立测试系统的基本概念和在工程实际中的应用.2.掌握对高速转子进行动平衡测试的原理.仪器配置和测试过程.连接仪器系统和动平衡测试过程中对仪器系统的正确操作•1.进-步理解在测试实践中标定的重要意义。观察测试平衡前后转子振动的变化情况.了解动平衡对商速转子的意义。二、实验设备1・可调速转子试验台一台；2.0-30V直流电源台：h压电式加速度传感器-•个：2.光电测速传感器一个；3.JGZY-1C动平衡测试仪一台。三.实验原理1.系统组成：由直流电源驱动转子试验台的直流电机，带动转子转动.转子转速与驱动电

2、压成正比。因转子存在不平衡，所给的直流电压不能太高，否则转子的振动将很大。在实脸中输岀电压控制在9V左右。光电传感器安装在吸铁表座上，对者转盘并且离开转盘412亳米，用以转子的测速并控制振动信号的釆样。加速度传感器安装（用就铁吸附）在转子的轴承座上方，用以拾取转子的振动信号经仪器放大后送计算机分析处理。2・动平衡原理不平衡转子的离心力F=n）r2,转子的动平衡测试的实验过程中，可以看到随■着转子转速不断升高，目右力不断增大，使得转子的振动也不断变大。虫加速度传感器测得转子的振动信号经放大、滤波等处理后送计算机进行傅立叶分析，找出不平衡力的大小和相位。四、实验内容和测试步骤1.建立动平

3、衡测试仪器系统按实验框图连接仪器系统，直流电源的输出连接转子的直流电机；光电传感器和加速度传感器分别输入到仪器各自的输入端；仪器的信号输出端接示波器以随时观察测试信号。2.直流电源的输岀选择在9V挡，插上电源，接通各仪器的电源开关。转子开始转动，观察示波器，调节仪器的增益和滤液器使信号符合测试要求。（要求示波器显示一不失真的正弦波）3.不平衡量的测试在仪器中置入转数（一般取100）后，仪器将显示转子的转速，可以看到转子转速不断在升高，待转子转速稳定后，按下釆样键经仪器对信号采样、数据分析处理府给出不平衡的幅值和相位数堀（两组数据：一组是幅值A和相位L；另一组是实频Re和虚频Im,任选

4、一纽作矢量图）。心试配垂测试将一试配重（螺钉）在天平上称璽后安装在转子转盘上12个螺空中任意处，再开动转子转动，重复步骤3得到加上试配重后的合成数据（原始加试配垂人5.作动平衡矢量图（见图1-1）6.平衡及测平衡厉的效果。-°(a)图5T五、实验报告1.画出实验测试系统简图一、2.作动平衡矢量图（原始、合成及平衡后的效果）。实验二应变式传感器一、实验目的.■1.了解CYS-10型传感器系统实验仪的总体结构，基本功能°2.观察悬臂梁、测振头的结构及应变片粘贴，联结方式。當握苴测量位移的原理及方法。3.比较单臂、双臂电桥及全桥的特性及输入电斥对电桥灵敏度的影响。二、实验设备4.CSY-1

5、0型传感器系统实验仪一台；5.迭插式导线若干。三、实验原理1.系统组成：由应变片、双平行悬臂梁、测微头构成应变式位移传感器。应变片与固定电阻组成电桥，电桥输岀后经过放大器放大后，在表头或数字表上显示。2.悬臂梁测位移图2J金属箔式应变片粘贴在悬臂梁靠近根部A处(见图2-D,测微头置悬臂梁端部，旋动测微头，便可推动悬臂梁自由端产生相应。此位移即自由端的渺挠度和在A处的应变片产生相应的应变£A,v=f(£J。向变片敏感栅形变的同吋，其电阻值也发生相应变化，理论证明其电阻值的变化率与应变成正比，既dR/R-S为应变片的灵敏系数。我们可以用电桥来测量应变片电阻的变化・在等惰电桥中，单務、双臂

6、和全桥的电压灵敏度分别为1/4仏、L/纵、及U,式中U为电桥之电源电压。单忖、双皆和全桥的电压灵橄度依次成倍增加，并A都M电桥的电源电压成正比。理论还可以证助双臂和全桥的井线性将勺明显的改善，淋度的彩响己移得郅有效的补馀四、实验步骤1.按图2-2将实验部件进行•连接。■Ya®2-2+4V2.将差动放大器调零。方法绘用导线先将正负输入端短路，将放人器增益旋创顺时针拧到最大，同时调节调零旋钮，使亳伏表指示到零.调好寥后，调零旋钮就不可再动。然后将短路电线拆除。3•确认接线无误后，开启电源。1.在测微头离开悬臂梁，悬臂梁处于水平状态的情况下，通过调整电桥平衡电位器W1,使系统输岀为零。2.

7、•使测微头与悬借梁接蝕，调节测微头，使系统输岀为零，此时测微头读数为梁处于水平位置。然后向上旋动测微头，每移动mm,记下梁的位移与电压表指示值.直到5nmi为止。再测微头下旋到平衡位置，然后向下旋动测微头，重复上述过程。测微头读数mmi■:•f£移mm0■H+2+3+4+5-1-2・3-4■•3电压表读数mv16・直流稳压电源调至±2V,重复4~5过程。5.将R3改接应变片（纵向压缩片），重复3〜5过程c五、思考题1.实验得出了哪些结论？电桥电源电压对灵敏