csy2000系列传感器与检测技术实验台是本公司多年生产传

csy2000系列传感器与检测技术实验台是本公司多年生产传内容摘要：

变压器安装同实验十。 接线图同实验十。 选择音频信号输出频率为 1KHZ， Vpp＝ 2V。 从 LV输出，（可用主控箱的数显表频率档显示频率）移动铁芯至中间位置即输出信号最小时的位置，调节 Rw1 、 Rw2 使输出变得更小， 用示波器监视第二 通道，旋动测微头，向左（或右）旋到离中心位置 处，有较大的输出。 将测试结果记入表 3－ 2。 分别改变激励频率从 1KHZ―― 9KHZ，幅值不变，将测试结果记入表 3－ 2 表 3－ 2 不同激励频率时输出电压的关系。 F(Hz) 1KHz 2 KHz 3 KHz 4 KHz 5 KHz 6 KHz 7 KHz 8 KHz 9 KHz V0(v) 作出幅频特性曲线。 实验十二 差动变压器零点残余电压补偿实验 一、 实验目的： 了解差动变压器零点残余电压补偿方法。 二、 基本原理： 由于差动变压器二只次 级线圈的等效参数不对称，初级线圈的纵向排列的不均匀性，2P22P i210 LRU)MM(U CSY2020 实验指南 第 19页 共 49页 二次级的不均匀、不一致，铁芯 B－ H特性的非线性等，因此在铁芯处于差动线圈中间位置时其输出电压并不为零。 称其为零点残余电压。 三、 需用器件与单元： 音频振荡器、测微头、差动变压器、差动变压器实验模板、示波器。 四、 实验步骤： 按图 3－ 3 接线，音频信号源从 LV插口输出，实验模板 R1 、 C1 、 RW1 、 RW2 为电桥单元中调平衡网络。 图 3－ 3 零点残余电压补偿电路 利用示波器调整音频振荡器输出为 2V峰－峰值。 调整测微头，使差动放大器输出电压最小。 依次调整 RW RW2，使输出电压降至最小。 将第二通道的灵敏度提高，观察零点残余电压的波形，注意与激励电压相比较。 从示波器上观察，差动变压器的零点残余电压值（峰－峰值）。 （注：这时的零点残余电压经放大后的零点残余电压＝ V 零点 pp／ K， K 为放大倍数） 五、 考题： 请分析经过补偿后的零点残余电压波形。 本实验也可用图 3－ 4 所示线路，请分析原理。 图 3CSY2020 实验指南 第 20页 共 49页 － 4 零点残余电压补偿电路之二 实验十三 差动变压器的应用――振动测量实验 一、 实验目的： 了解差动变压器测量振动的方法。 二、 基本原理： 利用差动变压器测量动态参数与测位移量的原 理相同。 三、 需用器件与单元： 音频振荡器、差动放大器模板、移相器 /相敏检波器 /滤波器模板、测微头、数显单元、低频振荡器、振动源单元（台面上）、示波器、直流稳压电源。 四、 实验步骤： 将差动变压器按图 3－ 5，安装在台面三源板的振动源单元上。 图 35 差动变压器振动测量安装图 按图 3－ 6接线，并调整好有关部分，调整如下：（ 1）检查接线无误后，合上主控台电源开关，用示波器观察 LV峰－峰值，调整音频振荡器幅度旋钮使 Vopp=2V（ 2）利用示波器观察相敏 检波器输出，调整传感器连接支架高度，使示波器显示的波形幅值为最小。 （ 3）仔细调节 RW1 和RW2 使示波器（相敏检小波器）显示的波形幅值更小，基本为零点。 （ 4）用手按住振动平台（让传感器产生一个大位移）仔细调节移相器和相敏检波器的旋钮，使示波器显示的波形为一个接近全波整流波形。 （ 5）松手，整流波形消失变为一条接近零点线。 （否则再调节 RW1 和 RW2）激振源接上低频振荡器，调节低频振荡器幅度旋钮和频率旋钮，使振动平台振荡较为明显。 用示CSY2020 实验指南 第 21页 共 49页 波器观察放大器 Vo 相敏检波器的 Vo 及低通滤波器的 Vo 波形。 图 3－ 6 差动变压器振动测量实验接线图 保持低频振荡器的幅度不变，改变振荡频率（频率与输出电压 Vpp 的监测方法与实验十相同）用示波器观察低通滤波器的输出，读出峰－峰电压值，记下实验数据，填入下表 3－ 3 表 3－ 3 f(Hz) Vpp（ V） 根据实验结果作出梁的振幅――频率特性曲线，指出自振频率的大致值，并与用应变片测出的结果相比较。 保持低频振荡器频率不变，改变振荡幅度，同样实验可得到振幅与电压峰峰值 Vpp曲线（定性）。 注意事项：低频激振电压幅值不要过大，以免 梁在自振频率附近振幅过大。 五、 思考题： 如果用直流电压表来读数，需增加哪些测量单元，测量线路该如何。 利用差动变压器测量振动，在应用上有些什么限制。 CSY2020 实验指南 第 22页 共 49页 实验十四 电容式传感器的位移实验 一、 实验目的 ：了解电容式传感器结构及其特点。 二、 基本原理： 利用平板电容 C＝ ε A／ d 和其它结构的关系式通过相应的结构和测量电路可以选择 ε、 A、 d 中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（ ε 变）测微小位移（变 d）和测量液位（变 A）等多种电容传感器。 三、 需用器件与单元： 电容传感器、电容传感器实验模板、测微头 、相敏检波、滤波模板、数显单元、直流稳压源。 四、 实验步骤： 按图 3－ 1 安装示意图将电容传感器装于电容传感器实验模板上，判别 CX1 和 CX2时，注意动极板接地，接法正确则动极板左右移动时，有正、负输出。 不然得调换接头。 一般接线：二个静片分别是 1 号和 2 号引线，动极板为 3 号引线。 将电容传感器电容 C1 和 C2 的静片接线分别插入电容传感器实验模板 Cx Cx2 插孔上，动极板连接地插孔（见图 4－ 1）。 图 4－ 1 电容传感器位移实验接线图 CSY2020 实验指南 第 23页 共 49页 将电容传感器实验模板的输出端 Vo1 与数显表单元 Vi 相接（插入主控箱 Vi 孔）， Rw 调节 到中间位置。 接入177。 15V 电源，旋动测微头推进电容器传感器动极板位置，每间隔 记下位移 X 与输出电压值，填入表 4－ 1。 表 4－ 1 电容传感器位移与输出电压值 X(mm) V(mv) 根据表 4－ 1 数据计算电容传感器的系统灵敏度 S 和非线性误差 δ f。 五、 思考题： 试设计利用 ε 的变化测谷物湿度的传感器原理及结构。 能否叙述一下在设计中应考虑哪些因素。 实验十五 直流激励时霍尔式传感器位移特性实验 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 UH＝ KHIB，当霍尔元件处在梯度磁场中运动时，它就可以进行位移测量。 三、 需用器件与单元： 霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、直流源、测微头、数显单元。 四、 实验步骤： 将霍尔传感器按图 5－ 1 安装。 霍尔传感器与实验模板的连接按图 5－ 2 进行。 3 为电源177。 4V， 4 为输出。 开启电源，调节测微头使霍尔片在磁钢中间位置再调节 RW1 使数显表指示为零。 CSY2020 实验指南 第 24页 共 49页 图 5 图 5－ 1 霍尔传感器安装示意图 图 5－ 2 霍尔传感器位移――直流激励实验接线图 微头向轴向方向推进，每转动 记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入表 5－ 1。 表 5－ 1 X（ mm） V(mv) 作出 V－ X 曲线，计算不同线性范围时的灵敏度和非线性误差。 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。 实验十六 交流激励时霍尔式传感器的位移实验 一、 实验目的： 了解交流激励时霍尔式传感器的特性。 二、 基本原理： 交流激励时霍尔 式传感器与直流激励一样，基本工作原理相同，不同之处是测量电路。 三、 需用器件与单元： 在实验十六基础上加相敏检波、移相、滤波模板、双线示波器。 四、 实验步骤 ： 传感器安装同实验十六，实验模板上连线见图 5－ 3。 CSY2020 实验指南 第 25页 共 49页 图 5－ 3 交流激励时霍尔传感器位移实验接线图 调节音频振动器频率和幅度旋钮，从 Lv 输出，用示波器测量使电压输出频率为 1KHz，电压峰－峰值为接上交流电源，激励电压从音频输出端 LV输出频率 1KHZ，幅值为 4V 峰－峰值（注意电压过大会烧坏霍尔元件）。 调节测微头使霍尔传感器处于磁钢中点，先用示波器观察使霍尔元 件不等位电势为最小，然后从数显表上观察，调节电位器 RW RW2 使显示为零。 调节测微头使霍尔传感器产生一个较大位移，利用示波器观察相敏检波器输出，旋转移相单元电位器 RW 和相敏检波电位器 RW，使示波器显示全波整流波形，且数显表显示相对值。 使数显表显示为零，然后旋动测微头记下每转动 时表头读数，填入表 5－ 2。 表 5－ 2 交流激励时输出电压和位移数据 X（ mm） V(mv) 根据表 5－ 2 作出 V－ X 曲线，计算不同量程时的非线性误差。 五、 思考题： 利用霍尔元件测量位 移和振动时，使用上有何限制。 实验十七 霍尔测速实验 一、 实验目的： 了解霍尔转速传感器的应用。 CSY2020 实验指南 第 26页 共 49页 二、 基本原理： 利用霍尔效应表达式： UH＝ KHIB，当被测圆盘上装上 N只磁性体时，圆盘每转一周磁场就变化 N 次。 每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物的转速。 三、 需用器件与单元 ： 霍尔转速传感器、直流源＋ 5V、转动源 2－ 24V、转动源单元、数显单元的转速显示部分。 四、 实验步骤： 根据图 5－ 4，将霍尔转速传感器装于传感器支架上，探头对准反射面内的磁钢。 图 5－ 4 霍尔、光电、磁电转速传感顺安装示意图 将 5V 直流源加于霍尔转速传感器的电源端（ 1 号接线端）。 将霍尔转速传感器输出端（ 2 号接线端）插入数显单元 Fin 端， 3 号接线端接地。 将转速调节中的＋ 2V－ 24V 转速电源接入三源板的转动电源插孔中。 将数显单元上的开关拨到转速档。 调节转速调节电压使转动速度变化。 观察数显表转速显示的变化。 五、 思考题： 利用霍尔元件测转速，在测量上有否限制。 本实验装置上用了十二只磁钢，能否用一只磁钢。 实验十八 磁电式转速传感器测速实验 一、 实验目的： 了解磁电式测 量转速的原理。 二、 基本原理： 基于电磁感应原理， N 匝线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中感应电势： 发生变化，因此当转盘上嵌入 N 个磁棒时，每转一周线圈感应电势产生 N 次的变化，通过放大、整形和计数等电路即可以测量转速。 dtdNe CSY2020 实验指南 第 27页 共 49页 三、 需用器件与单元： 磁电式传感器、数显单元测转速档、直流源 2－ 24V。 四、 实验步骤： 磁电式转速传感器按图 5－ 4 安装传感器端面离转动盘面 2mm 左右。 将磁电式传感器输出端插入数显单元 Fin 孔。 （磁电式传感器两输出插头插入台面板上二个插孔） 将显示开关选择转速测量档。 将转速电源 2－ 24V 用引线引入到台面板上 24V 插孔，合上主控箱电开关。 使转速电机带动转盘旋转，逐步增加电源电压观察转速变化情况。 五、 思考题： 为什么说磁电式转速传感器不能测很低速的转动，能说明理由吗。 实验十九 用磁电式原理测量地震＊ 磁电式传感器是绝对测量原理的传感器，因此它可以直接放在地面上测量地震，用而不用找其它相对静止点。 请设计一个简易的地震仪用来测量车床、床身振动。 实验二十 压电式传感器测振动实验 一、 实验目的： 了解压电传感器的测量振动的原理和方法。 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。 （观察实 验用压电加速度计结构）工作时传感器感受与试件相同频率的振动，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，压电晶片上产生正比于运动加速度的表面电荷。 三、 需用器件与单元。