测试技术实验指导书2012.doc

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1、目录实验一电阻应变式传感器应用1实验二悬臂梁动态参数测试4实验三电涡流传感器测量位移实验8实验四磁电式传感器测转速实验12实验一电阻应变式传感器应用一、实验目的与要求1.了解布片组桥方法2.掌握传感器静态标定方法3.掌握直流放大器的应用方法4.掌握对传感器进行精度分析的方法5.学会利用应变式传感器称重二、实验仪器及装置1．万用表2．直流放大器（带供桥稳压电源）3．悬臂梁实验台4.砝码5.被称重试件三、实验内容1.标定实验1)布片组桥：利用悬臂梁实验台，将粘贴在等强度梁上的应变片，按照一定的规则组桥(

2、如图所示)。2)接线：传感器全桥的供电端Uo及输出端Uy与直流放大器的输入电缆相接，直流放大器的输入电缆为四芯屏蔽电缆，其中两芯为供桥电源（10V），另外两芯传输电桥输出电压；直流放大器的输出电缆与万用表相接，万用表的档位拨到直流2V档或20V档。3)加载：在等强度应变梁悬臂端的加载挂架处用砝码进行加载，每次0.5kg，由小到大逐点递增,在加载的过程中记录砝码的重量与桥路（直流放大器）的电压输出信号。4)卸载：将输入量由大到小逐点递减，同时记录在卸载过程中砝码的重量与桥路（直流放大器）的电压输出信号

3、。5)重复加载、卸载3次，将所得输出—输入测试数据记录在下表。表1-1传感器标定实验记录载荷P(kg)输出电压U（V）平均值（V）U=f(P)（V）第一次第二次第三次00.51.01.52.01.51.00.506)画出标定曲线：7）数据处理。根据标定曲线确定传感器灵敏度、线性度、迟滞、重复性。2．称重实验试利用已标定的应变式传感器称出所给被称重试件的重量。具体要求：1)把被称重试件放在传感器的加载挂架上，记录直流放大器输出的电压值；2)根据标定数据得到“输出电压值与被称重量”的关系式，利用该关系式

4、确定被称重试件的重量。实验二悬臂梁动态参数测试一、实验目的本实验主要目的是培养同学面对实际测试任务，自己独立实施实验的能力。要求同学综合运用已学知识，构思自己的实验方案——如何组成测试系统；选用哪些测试仪器及设备；在该系统中起何作用?二、实验要求1．测试悬臂梁的动态参数；2．掌握传感器、激振器等常用振动测试设备的使用方法；3．了解振动测试的基本方法和系统构成。三、实验仪器(参考)1．功率放大器2．激振器3．信号发生器4．加速度传感器5．电荷放大器四、实验任务现有一根钢板，长L=40cm，厚b=O.5

5、cm，宽c=5cm，用它做成插入端悬臂梁(如图所示)。外伸臂长可调节成三种长度：Ll=28cmL2=24cmL3=20cm1.试计算三种长度下悬臂梁的一阶固有频率试件原始数据的量测与计算表2-1原始数据表梁的几何尺寸(cm)材料性能LbcaEIo2.试设计一个测试系统，用实验的方法实测这三种长度下悬臂梁的一阶固有频率，将实验结果填入表2-2与理论值对比（理论值计算参见本章附录），具体要求如下：1）拟定实验的原理方法；2）画出所设计的测试系统框图；3）写出在该测试系统中选用的测试仪器及设备的名称、作用

6、及工作原理；4）使用这些仪器及设备应注意哪些问题?五、实验数据处理与分析1.实验与理论结果对比,分析误差原因填写理论值与实验值比较表表2-2理论值与实验值比较表频率（Hz）长度(cm)L1=L2=L3=理论值实际值2．实验中所遇问题的讨论[附录]插入端悬臂梁固有频率的计算:（2-1）式中：a——振型常数，一阶振型时a=1.875L——悬臂梁外伸长度(cm)；E——梁的弹性模量(kgf／cm2)；Io——梁的截面惯性矩（cm4）；——单位长度的质量(kgf·s2/cm2)。梁的尺寸为：b=0.5cmc

7、=5cmL可调横截面积为：b×c设L=40cm而E=2.1×kgf/cm2式中为梁的单位体积质量，将kg化为工程质量单位：将各数值代入公式(2-1)中实验三电涡流传感器测量位移实验一、实验目的：1.了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。2.了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。3.了解电涡流传感器在实际应用中其位移特性与被测体的形状和尺寸有关。二、实验原理：通过交变电流的线圈产生交变磁场，当金属体处在交变磁场时，根据电磁感应原理，金属体内产生电流，该电流在金属体内自行闭合，并呈旋涡状，故

8、称为涡流。涡流的大小与金属导体的电阻率、导磁率、厚度、线圈激磁电流频率及线圈与金属体表面的距离ｘ等参数有关。电涡流的产生必然要消耗一部分磁场能量，从而改变激磁线圈阻抗，涡流传感器就是基于这种涡流效应制成的。电涡流工作在非接触状态(线圈与金属体表面不接触)，当线圈与金属体表面的距离ｘ以外的所有参数一定时可以进行位移测量。三、实验器件与单元：电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、直流电源、数显单元、测微头、被测体（铁质圆片，铝质圆片，铜质圆片，铝质圆柱）。四、实验步骤1．根