传感器与检测技术实验指导书

发布时间 : 星期日 文章传感器与检测技术实验指导书更新完毕开始阅读

相反,即桥路的邻边必须是传感器中两片受力方向相反(一片受拉、一片受压)的电阻应变片。接入桥路电源±4V,先粗调Rw1,再细调Rw4,使数显表指示为零。注意保持增益不变。

3、 同实验一(4)步骤,将实验数据记入表(1)-2,计算灵敏度S=ΔV/ΔW,非线性

误差δf2。若实验时数值变化很小或不变化,说明R2与R1为受力状态相同的两片应变片,应更换其中一片应变片。

图1-3 应变式传感器半桥实验接线图

表1-2,半桥测量时,输出电压与负载重量的关系 重量(g) 电压(mv) 五、思考题:

1、 半桥侧量时两片不同受力状态的电阻应变片在接入电桥时,应放在:(1)对边?(2)

邻边的位置?

2、 桥路测量时存在非线性误差,是因为:(1)电桥测量原理上存在非线性误差?(2)应

变片应变效应是非线性的?(3)零点偏移?

实验三 金属箔式应变片全桥性能实验

一、实验目的:了解全桥测量电路的优点。

二、基本原理:全桥测量电路中,将受力状态相同的两片应变片接入电桥对边,不同

的接入邻边,应变片初始阻值是R1= R2= R3=R4,当其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时,桥路输出电压U03=KEε,比半桥灵敏度又提高了一倍,非线性误差进一步得到改善。

三、器件和单元:同实验一。 四、实验步骤:

1、保持实验(二)的各旋钮位置不变。。

3

2、根据图1-4接线,将R1、R2、R3、R4应变片接成全桥,注意受力状态不要接错调节零位旋钮Rw1,并细调Rw4使电压表指示为零,保持增益不变,逐一加上砝码。将实验结果填入表1-3;进行灵敏度和非线性误差计算。

图1-4 全桥性能实验接线图

表1-3,全桥测量时,输出电压与负载重量的关系

重量(g) 电压(mv) 六、思考题:

1、 全桥测量中,当两组对边(R1、R3)电阻值相同时,即R1= R3, R2= R4,而R1≠R2时,

是否可以组成全桥:(1)可以,(2)不可以。

2、 某工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片,如何利用这四片

电阻应变片组成电桥,是否需要外加电阻。

图1-5 应变式传感器受拉时传感器圆平面展开图

实验四 金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较

4

一、实验目的:比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性误差,得出相应的结论。

二、实验步骤:根据实验一、二、三所得的单臂、半桥和全桥输出时的灵敏度和非线

性误差,从理论上进行分析比较,阐述理由。(注意:实验一、二、三中的放大器增益必须相同)。

实验五 金属箔式应变片全桥温度影响实验

一、实验目的:了解温度对应变片测试系统的影响。

二、基本原理:电阻应变片的温度影响,主要来自两个方面:①敏感栅丝电阻温度系②

敏感丝的线膨胀系数与弹性体的线膨胀系数不一致。因此当温度变化时,在被测体受力状态及大小不变时,输出电压会有一定的变化。

三、器件与单元:应变传感器实验模板、数显表单元、直流源、加热器(已贴在应变片

底部) 四、实验步骤:

1、保持实验三实验结果。

2、将200g砝码加于砝码盘上,在数显表上读取某一数值U01。

3、将主控箱上+5V直流稳压电源接于实验模板的加热器插孔,数分钟后待数显电压表

显示基本稳定后,记下读数Uot,Uot-Uo1即为温度变化对全桥测量的影响。计算这一温度变化产生的相对误差。

五、思考题:

1、 金属箔式应变片温度影响有哪些消除方法? 2、 应变式传感器可否用于测量温度?

实验六 直流全桥的应用—电子秤实验

一、实验目的:了解应变片直流全桥的应用及电路标定。

二、基本原理:电子秤实验原理为实验三的全桥测量原理,通过对电路调节使电路输出

的电压值为重量对应值,将电压量纲(V)改为重量量纲(g)即成为一台原始电子秤。 三、器件与单元:应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、±15V电源、±4V

电源。

四、实验步骤:

1、按图1-4全桥接线,电压表置2V档,合上主控箱电源开关,调节电桥平衡电位器

Rw1,并细调Rw4使数显表显示0.00V。

2、将10只砝码全部置于传感器的托盘上,调节增益电位器Rw3(即满量程调整),使数

显表显示为0.200V或-0.200V。

3、拿去所有砝码,再次调零。

4、重复2、3步骤的标定过程,一直到满量程显示0.200V,空载时显示0.000V为止,

把电压量纲V改为重量量纲g,即成为一台原始的电子秤。 5、把砝码依次放在托盘上,将相应的电压表数值填入下表:

5

重量(g) 电压(mv)

6、根据上表计算非线性差值。

7、分析误差来源,比较一下这个实验结果与实验三结果有什么不同点? 8、在托盘上放上一未知重量的物体(<200g),根据电压表指示值,它有多重?

实验七 交流全桥的应用—振动测量实验

一、实验目的:了解利用交流电桥测量动态应变参数的原理与方法。

二、基本原理:交流全桥是一种将直流供桥电压变为一定频率的交流电压的测量方法。

它可以克服直流电桥引起的电路参数飘移,提高长期测量的稳定性,对于动态应变信号用交流应变电桥测量时,桥路输出的波形为一调制波,不能直接显示其应变值,只有通过移相/检波/滤波电路后才能得到相应的信号,此信号可以从示波器读得。

三、器件与单元:音频振荡器、低频振荡器、万用表(自备)、应变式传感实验模板、移

相/检波/低通模块、动态应变输出线、双线示波器(自备)、振动源。 四、实验步骤: 1、将应变模块上的传感器改为振动梁上的应变片,振动梁上的四片应变片已组成全桥,

可将振动梁上的应变片输出插座用专用连接线与应变传感器实验模板上电桥模型的四个插孔直接相连,接线时应注意连接线上每个插头的意义,注意4个应变片的受力状态,若对角线的阻值为350Ω则接法正确。

2、根据实验一第②步,将差动放大器调零。

3、根据图1-6接线,先将相敏检波器Vi端与第一级放大器Vo1端的连线改接到第二级

放大器Vo2端,如实验中放大器增益太大(数字不稳),请按原图1-6接线,并注意接好R8、Rw1、C、Rw2交流电桥调平衡网络。检查接线无误后,合上主控箱电源开关,将音频振荡器的频率调节到5KHZ左右,幅度调节到10Vp-p。(频率可用频率数显表fin端监测,幅度可用示波器监测)。将示波器接入相敏检波的输出端,观察示波器的波形,顺时针调节Rw3到最大,调节Rw1、Rw2、Rw4,使示波器显示的波形最小(示波器的Y轴为0.1V/div,X轴为0.2ms/div),用手按下振动梁(且按住不放),调节移相器与相敏检波器的旋扭,待示波器显示的波形有检波趋向后再松手。 4、将低频振荡器输出接入振动台低频输入插孔,调节低频振荡器输出幅度和频率使振动

台(圆盘)明显振动。

5、调节示波器Y轴为50mv/div、X轴为20ms/div,用示波器分别观察差动放大器输出

端(调幅波)和相敏检波器输出端(解调波)及低通滤波器输出端(包络线)波形,调节移相/相检电位器旋钮,用示波器观察各级波形的变化,体会电路中各电位器的作用,并使低通滤波器输出的波形不失真且峰一峰值最大。

6

联系合同范文客服:xxxxx#qq.com(#替换为@)