检测与转换实验指导书

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1、jzqii型检测与转换技术实验箱实脸犒导吊山东农业大学机电学院实验一电阻式传感器的全桥性能实验—、实验目的1、了解电阻应变式传感器的基本结构与使用方法。2、掌握电阻应变式传感器放大电路的调试方法。3、掌握全桥屯路的工作原理和性能。二、实验所用单元电阻应变式传感器、调零电桥、差动放大器板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。三、实验原理及电路将四个应变片电阻分别接入电桥的四个桥臂，两相邻的应变片电阻的受力方向不同，组成全桥形式的测量电路，转换电路的输出灵嫩度进一步提高，非线性得到改善。实验电路图见图全桥的输出电压Uo=4EKeU!实验步骤1、固定好位移台架，将电阻应变式

2、传感器置于位移台架上，调节测微器使其指示15mm左右。将测微器装入位移台架上部的开口处，旋转测微器测杆使其与电阻应变式传感器的测杆适度旋紧，然后调节两个滚花螺母使电阻式应变传感器上的两个悬梁处于水平状态，两个滚花螺母固定在开口处上下两侧。2、将放大器放大倍数电位器RR旋钮（实验台为增益旋钮）逆时针旋到终端位置。3、用导线将茅动放大器的止负输入端连接，再将其输出端接到数字电压表的输入端；将电压量程拨到20V档；接通电源开关，旋动放大器的调零电位器RP?旋钮，使电压表指示向零趋近，然后换到2V量程，旋动调零屯位器RP2旋钮使电压表指示为零；此后调零电位器RP2旋钮不再调节，

3、根据实验适当调节增益电位器RPio4、按图接线，将四个应变片接入电桥屮，注意相邻桥臂的应变片电阻受力方向必须相反。Rs+5VTO+15VFteIRiIj8RPiR:R11L_r1RPR2T3Fk调零电桥IwlOP074o-15V斧动放大器图1・1电阻式传感器全桥实验电路3、调节平衡电位器RP,使数字电压表指示接近零，然后旋动测微器使表头指示为零，此时测微器的读数视为系统零位。分别上旋和下旋测微器，每次0.4mm,上下各2mm,将位移量X和对应的输出电压值Uo记入下表屮。表1-1X(mm)0Uo(mV)0五、实验报告1、根据表1-1,画出输入/输岀特性莒线U0=f(X),

4、并且计算灵敏度和非线性误并。2、全桥测量时，四个应变片电阻是否必须全部一样？实验二变面积式电容传感器特性实验一、实验目的1、了解变面积式电容传感器的基本结构。2、掌握变面积式电容及二极管环形电桥的工作原理。3、掌握变面积式电容传感器的调试方法。二、实验所用单元电容式传感器、电容式传感器转换电路板、差动放大器板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。三、实验原理及电路1、实验屯路框图如图2・1所示。电容的变化通过电容转换电路转换成电压信号，经过茅动放大器放大后，用数字电压表显示出來。Co图2・1电容式传感器实验电路框图2、图2・1中的电容转换电路图如图2・2所示。图中的信号

5、发生器用于产生弐波信号。电容转换由二极管环形电桥完成，二极管环电桥工作原理如图2・3所力7o固定频率的方波脉冲由A点输入，在方波的上升沿，Co被充电，充电途径是VD3-G；与此同时，Cxi也被充电，其充屯途径是C9-*VD5-Cx1o在方波的下降沿，Co和CX!都放电，Co的放电途径是Cq—VDlQ；Cxi的放电途径是5->VD6o由于Cg在一个周期内的充电和放电平均电流分别为:lu=fVPCx1和Id=fVpCo,式中f是脉冲频率，Vp为方波峰值电压，因此AB间的平均电流I=Id—lu=fVP(Co-Cxi)0从该式屮可以看出电容的变化与AB间的电路成正比。在图2・2

6、中，增加了Li、l_2、Go和和1_2对高频方波的阻抗很大，而直流屯阻很小，与Ffe—起形成了AB间的直流通路，使充放电流的直流分量得以通过。Go用作滤波。这样在&两端就冇与电容变化量成正比的直流电压输出。+15V+5V-15V——一OUTC10R6信号发生器图2・2电容转换电路原理图图2・3二极管环形电桥原理图四、实验步骤1、I占I定好位移台架，将电容式传感器置于位移台架上，调节测微器使其指示12mm左右。将测微器装入位移台架上部的开口处，再将测微器测杆与电容式传感器动极旋紧。然后调节两个滚花螺母，使屯容式传感器的动极上表面与静极上表面基本平齐，且静极能上下轻松滑动，

7、这时将两个滚花螺母旋紧。2、差动放大器调零(参见实验一)。3、按图接线，将可变电容Cxi与固定电容Co接到实验板上，位移台架的接地孔与转换电路板的地线相连。4、接通电源，调节测微器使输出电压U。接近零，并以此为系统零位，分别上旋和下旋测微器，每次0.5mm,上下各2.5mm,将位移量X与对应的输出电压Uo记入下表中。表2-1X(mm)0Uo(mV)0五、实验报告1、根据表2-1,画出输入/输出特性曲线U°=f(X),并且计算灵敏度和非线性误差。2、本实验的灵敏度和线性度取决于哪些因素？实验三差动式电容传感器特性实验一、实验目的1、了解差动