传感器检测技术实验报告实验一160160金属箔式应变片——单臂电桥性能实验

传感器检测技术实验报告实验一160160金属箔式应变片——单臂电桥性能实验内容摘要：

之间穿过以及直板传感器的边缘效应。 实验十一 压电式传感器振动测量实验 一、实验目的 了解压电传感器的测量振动原理和方法。 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 3 0 0 2 0 0 1 0 00100200300400500600700xy 二、基本原理 压电式传感器由惯性质量块和受压的压电片等组成。 工作时传感器感受与试件相同的振动频率，质量块便有正比于加速度的交变力作用在晶片上，由于压电效应，压电晶体上产生正比于运动速度的表面电荷。 三、实验器材 主机箱、差动变压器实验模板、振动源、示波器。 四、实验步骤 按照连线图将压电传感器安装在 振动台上，振动源的低频输入接主机箱的低频振荡器，其它连线按照图示接线。 合上主机箱电源开关，调节低频振荡器的频率和幅度旋钮使振动台振动，观察低通滤波器输出波形。 用示波器的两个通道同时观察低通滤波器输入和输出波形；在振动台正常振动时用手指敲击振动台，同时观察输出波形的变化。 改变振动源的频率，观察输出波形的变化。 低频振荡器的幅度旋钮固定至最大，调节频率，用频率表监测，用示波器读出峰峰值填入表格。 f(Hz) 5 7 12 15 17 20 25 V(pp) 实验曲线： 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 260 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 911 . 1fv五、思考题 根据实验结果，可以知道振动台的自然频率大致是多少。 传感器输出波形的相位差大致为多少。 答 ：根据实验曲线可知，振动台的自然频率大约为 11Hz。 ∆t = 5ms T=106ms ∆φ = 5106 360176。 = 17176。 实验十二 电涡流传感器位移实验 一、实验目的 了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。 二、基本原理 通过交变电流的线圈产生交变磁场，当金属体处于交变磁场时，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，故称为涡流。 涡流的大小与金属体的电阻率、导磁率、厚度、线圈激磁电流频率及线圈与金属表面的距离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，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、实验器材 主机箱、电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、测微头、被测体（铁圆片）。 四、实验步骤 观察传感器结构，根据示意图安装测微头、被测体、电涡流传感器并接线。 调节测微头使被测体与传感器端部接触，将电压表显示选择开关切换到 20V 档，检查接线无误后开启主机箱电源开关，记下电压表读数，然后每隔 读一个数，直到输出几乎不变为止。 将数据填入下表： X(mm) V(v) 0 0 0 0 X(mm) V(v) X(mm) V(v) X(mm) V(v) X(mm) V(v) X(mm) V(v) [使用文X(mm) V(v) X(mm) V(v) X(mm) V(v) 画出 VX 曲线，根据曲线找出线性区域及正、负位移测量时的最佳工作点（即曲线线性段的中点）。 试计算测量范围为 1mm 与 3mm 时的灵敏度和非线性度（可以用端点法或其他拟合直线）。 测量范围 1mm： 灵敏度： ∆v = ∆x = 1mm S = ΔvΔ = 143V/m 非线性度： ∆v = yFs= 所以 δ = ΔmyFS= 100%= %； 测量范围 3mm： 灵敏度 ： ∆v = ∆x = 3mm S = ΔvΔ = 非线性度： ∆v = yFs= δ = ΔmyFS= 100%= %； 五、思考题 电涡流传感器的量程与哪些因素有关，如果需要测量177。 5mm 的量程应如何设计传感器。 答： 电涡流传感器的量程就是传感器的线性范围，它受到线圈半径。 被测体的性质及形状和厚度等因素影响。 用电涡流传感器进行非接触位移测量时，如何根据量程使用选用传感器。 答： 所测量的位移在所选的传感器量程范围内。 传感器第三次实验 14 15 16 17 18 19 20 2102468xv最佳 工作点 实验十五 直流激励时线性霍尔传感器的位移特性实验 一、实验目的 了解霍尔式传感器原理与应用。 二、基本原理 根据霍尔效应，霍尔电势 H H BU K I，当霍尔元件处在梯度中运动时，它的电势会发生变化，利用这一性质可以进行位移测量。 三、实验器材 主机箱、霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、测微头。 四、实验步骤 图 51 霍尔传感器（直流激励）实验原理图 按图 52 示意图接线（实验模板的输出 Vo1 接主机箱电压表的 Vin），将主机箱上的电压表量程（显示选择）开关打到 2v 档。 检查接线无误后，开启电源，调节测微头使霍尔片处在两磁钢的中间位置，再调节 Rw1使数显表指示为零。 向某个方向调节测微头 2mm 位移，记录电压表读数作为实验起始点； 再反方向调节测微头，每增加 记下一个读数（建议做 4mm 位移），将读数填入表51。 表 51 X(mm) 0 V(mV) 1617 1308 975 664 337 6 309 684 X(mm) V(mV) 1011 1362 1755 2110 2540 2920 3330 3790 X(mm) V(mV) 4180 4670 5050 5360 5660 5910 作出 V－ X 曲线，计算不同测量范围时的灵敏度和非线性误差。 实验完毕，关闭电源。 灵敏度： 7277 , 4V m V X m m    所以 / 18 19 .25 /S V X mV mm    非线性度： 207Vm mV  所以 / 1 0 0 % 3 .4 6 %mV yF s     五、思考题 本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的是什么量的变化。 答： 反映的是磁场的变化。 实验十七 霍尔转速传感器测量电机转速实验 一、 实验目的 了解霍尔转速传感器的应用。