1、個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途工程測(cè)試與信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)報(bào)告姓名班級(jí)學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師2012 年下學(xué)期1/12個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途實(shí)驗(yàn)?zāi)夸泴?shí)驗(yàn)一金屬箔式應(yīng)變片單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二金屬箔式應(yīng)變片半橋性能實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三金屬箔式應(yīng)變片全橋性能實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)四金屬箔式應(yīng)變片單臂、半橋、全橋性能比較實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)五電容式傳感器地位移特性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)六光電轉(zhuǎn)速傳感器地轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)七霍爾測(cè)速實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)八磁電式轉(zhuǎn)速傳感器地測(cè)速實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)九電渦流傳感器地位移特性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十被測(cè)體材質(zhì)對(duì)電渦流傳感器地特性影響實(shí)驗(yàn)2/12個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途實(shí)驗(yàn)一金屬箔式應(yīng)變片單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康兀?了解金屬箔式應(yīng)變片地應(yīng)變效應(yīng),單臂電橋工作原理和

2、性能.二、基本原理： 電阻絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí),其電阻值發(fā)生變化,這就是電阻應(yīng)變效應(yīng),描述電阻應(yīng)變效應(yīng)地關(guān)系式為：RR K 式中R R 為電阻絲電阻相對(duì)變化,K 為應(yīng)變靈敏系數(shù), =l/l為電阻絲長(zhǎng)度相對(duì)變化,金屬箔式應(yīng)變片就是通過(guò)光刻、腐蝕等工藝制成地應(yīng)變敏感元件,通過(guò)它轉(zhuǎn)換被測(cè)部位受力狀態(tài)變化、電橋地作用完成電阻到電壓地比例變化,電橋地輸出電壓反映了相應(yīng)地受力狀態(tài) .,對(duì)單臂電橋輸出電壓Uo1= EK /4.三、需用器件與單元 ：應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉?yīng)變式傳感器電子秤、砝碼、 數(shù)顯表、 15V 電源、 4V 電源、萬(wàn)用表（自備）.四、實(shí)驗(yàn)步驟 ：1、根據(jù)圖（ 1 1）應(yīng)變式傳感器

3、（電子秤）已裝于應(yīng)變傳感器模板上.傳感器中各應(yīng)變片已接入模板地左上方地R1 、 R2、 R3 、R4.加熱絲也接于模板上,可用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量判別,R1 R2 R3 R4350 , 加熱絲阻值為50 左右圖 11應(yīng)變式傳感器安裝示意圖2、接入模板電源15V（從主控臺(tái)引入）,檢查無(wú)誤后 ,合上主控臺(tái)電源開關(guān),將實(shí)驗(yàn)?zāi)０逭{(diào)節(jié)增益電位器 RW3 順時(shí)針調(diào)節(jié)大致到中間位置,再進(jìn)行差動(dòng)放大器調(diào)零,方法為將差放地正負(fù)輸入端與地短接,輸出端與主控臺(tái)面板上數(shù)顯表輸入端V i 相連 ,調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳险{(diào)零電位器RW4,使數(shù)顯表顯示為零（數(shù)顯表地切換開關(guān)打到2V 檔） .關(guān)閉主控箱電源 （注意： 當(dāng) Rw3、Rw4

4、地位置一旦確定,就不能改變 .一直到做完實(shí)驗(yàn)三為止）.3、將應(yīng)變式傳感器地其中一個(gè)電阻應(yīng)變片R1（即模板左上方地R1）接入電橋作為一個(gè)橋臂與R5、R6、 R7 接成直流電橋（R5、 R6、R7 模塊內(nèi)已接好）,接好電橋調(diào)零電位器RW1 ,接上橋路電源4V（從主控臺(tái)引入）如圖 1 2 所示 .檢查接線無(wú)誤后,合上主控臺(tái)電源開關(guān).調(diào)節(jié) RW1,使數(shù)顯表顯示為零 .3/12個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途圖 12 應(yīng)變式傳感器單臂電橋?qū)嶒?yàn)接線圖4、在電子稱上放置一只砝碼,讀取數(shù)顯表數(shù)值,依次增加砝碼和讀取相應(yīng)地?cái)?shù)顯表值,直到200g（或500g）砝碼加完.記下實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表11,關(guān)閉電源.重量 (g)電壓

5、(mv)5、根據(jù)表 f1 =11 計(jì)算系統(tǒng)靈敏度m/y F.S 100式中SU/W（U 輸出電壓變化量,W重量變化量）和非線性誤差m 為輸出值（多次測(cè)量時(shí)為平均值）與擬合直線地最大偏差：yF S滿量程輸出平均值,此處為 200g（或 500g） .五、思考題 ：?jiǎn)伪垭姌驎r(shí) ,作為橋臂電阻應(yīng)變片應(yīng)選用：（ 1）正（受拉）應(yīng)變片（2）負(fù)（受壓）應(yīng)變片（3）正、負(fù)應(yīng)變片均可以 .實(shí)驗(yàn)二金屬箔式應(yīng)變片半橋性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康兀?比較半橋與單臂電橋地不同性能、了解其特點(diǎn).二、基本原理： 不同受力方向地兩只應(yīng)變片接入電橋作為鄰邊,電橋輸出靈敏度提高,非線性得到改善.當(dāng)應(yīng)變片阻值和應(yīng)變量相同時(shí),其橋路輸出電

6、壓UO2 EK 2.三、需用器件與單元 ： 同實(shí)驗(yàn)一 .四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、傳感器安裝同實(shí)驗(yàn)一.做實(shí)驗(yàn)（一）地步驟2,實(shí)驗(yàn)?zāi)０宀顒?dòng)放大器調(diào)零.2、根據(jù)圖 13接線 .R1、 R2 為實(shí)驗(yàn)?zāi)０遄笊戏降貞?yīng)變片,注意 R2 應(yīng)和 R1 受力狀態(tài)相反 ,即將傳感器中兩片受力相反（一片受拉、一片受壓）地電阻應(yīng)變片作為電橋地相鄰邊.接入橋路電源 4V,調(diào)節(jié)電橋調(diào)零電位器RW1 進(jìn)行橋路調(diào)零 ,實(shí)驗(yàn)步驟 3、4 同實(shí)驗(yàn)一中 4、 5 地步驟 ,將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記入表 1 2,計(jì)算靈敏度S2U W,非線性誤差 f2.若實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)數(shù)值顯示說(shuō)明R2 與 R1 為相同受力狀態(tài)應(yīng)變片 ,應(yīng)更換另一個(gè)應(yīng)變片.圖 13 應(yīng)變式傳感

7、器半橋?qū)嶒?yàn)接線圖4/12個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途表 12 半橋測(cè)量時(shí) ,輸出電壓與加負(fù)載重量值重量電壓五、思考題：1、半橋測(cè)量時(shí)兩片不同受力狀態(tài)地電阻應(yīng)變片接入電橋時(shí),應(yīng)放在：（ 1）對(duì)邊（ 2）鄰邊 .2、橋路（差動(dòng)電橋）測(cè)量時(shí)存在非線性誤差,是因?yàn)椋海?1）電橋測(cè)量原理上存在非線性（2）應(yīng)變片應(yīng)變效應(yīng)是非線性地（3）調(diào)零值不是真正為零.5/12個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途實(shí)驗(yàn)三金屬箔式應(yīng)變片全橋性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康兀?了解全橋測(cè)量電路地優(yōu)點(diǎn).二、基本原理： 全橋測(cè)量電路中,將受力性質(zhì)相同地兩應(yīng)變片接入電橋?qū)?當(dāng)應(yīng)變片初始阻值：R1 R2 R3 R4,其變化值R1R2 R3R4 時(shí),其橋路輸出

8、電壓U 03 KE .其輸出靈敏度比半橋又提高了一倍 ,非線性誤差和溫度誤差均得到改善.三、需用器件和單元 ： 同實(shí)驗(yàn)一四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、傳感器安裝同實(shí)驗(yàn)一.2、根據(jù)圖1 4 接線 ,實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)二相同.將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表1 3；進(jìn)行靈敏度和非線性誤差計(jì)算 .1 4 全橋性能實(shí)驗(yàn)接線圖表 13 全橋輸出電壓與加負(fù)載重量值重量電壓五、思考題：1、全橋測(cè)量中,當(dāng)兩組對(duì)邊（ R1、 R3 為對(duì)邊）電阻值R 相同時(shí) ,即 R1 R3,R2 R4,而 R1R2 時(shí),是否可以組成全橋：（ 1）可以（ 2）不可以 .2、某工程技術(shù)人員在進(jìn)行材料拉力測(cè)試時(shí)在棒材上貼了兩組應(yīng)變片,如何利用這四片電阻應(yīng)變片組成電

9、橋 ,是否需要外加電阻.FFR3R1R1R3R4R2R2R46/12個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途FF圖 1 5 應(yīng)變式傳感器受拉時(shí)傳感器圓周面展開圖實(shí)驗(yàn)四金屬箔式應(yīng)變片單臂、半橋、全橋性能比較一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?： 比較單臂、半橋、全橋輸出時(shí)地靈敏度和非線性度,得出相應(yīng)地結(jié)論 .二、實(shí)驗(yàn)步驟： 根據(jù)實(shí)驗(yàn)一、二、三所得地單臂、半橋和全橋輸出時(shí)地靈敏度和非線性度,從理論上進(jìn)行分析比較 .闡述理由（注意：實(shí)驗(yàn)一、二、三中地放大器增益必須相同）.7/12個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途實(shí)驗(yàn)五電容式傳感器地位移實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?：了解電容式傳感器結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn).二、基本原理：利用平板電容C A d 和其它結(jié)構(gòu)地關(guān)系式通過(guò)相

10、應(yīng)地結(jié)構(gòu)和測(cè)量電路可以選擇 、A 、d 中三個(gè)參數(shù)中 ,保持二個(gè)參數(shù)不變 ,而只改變其中一個(gè)參數(shù) ,則可以有測(cè)谷物干燥度（ 變）測(cè)微小位移（變 d）和測(cè)量液位（變 A ）等多種電容傳感器 .三、需用器件與單元： 電容傳感器、電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉y(cè)微頭、相敏檢波、濾波模板、數(shù)顯單元、直流穩(wěn)壓源 .四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、按圖 3 1 安裝示意圖將電容傳感器裝于電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳?判別 CX1 和 CX2 時(shí) ,注意動(dòng)極板接地 ,接法正確則動(dòng)極板左右移動(dòng)時(shí),有正、負(fù)輸出 .不然得調(diào)換接頭 .一般接線：二個(gè)靜片分別是1號(hào)和 2號(hào)引線 ,動(dòng)極板為 3 號(hào)引線 .2、將電容傳感器電容 C1和 C2 地靜片接

11、線分別插入電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０錍x1、 Cx2插孔上 ,動(dòng)極板連接地插孔（見圖4 1）.圖 41 電容傳感器位移實(shí)驗(yàn)接線圖3、將電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓剌敵龆薞 o1 與數(shù)顯表單元 Vi相接（插入主控箱 V i 孔） ,Rw 調(diào)節(jié)到中間位置 .4、接入 15V 電源 ,旋動(dòng)測(cè)微頭推進(jìn)電容器傳感器動(dòng)極板位置,每間隔 0.2mm 記下位移 X 與輸出電壓值 ,填入表 41.表 4 1電容傳感器位移與輸出電壓值X(mm)V(mv)5、根據(jù)表 4 1 數(shù)據(jù)計(jì)算電容傳感器地系統(tǒng)靈敏度S 和非線性誤差 f.8/12個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途五、思考題：試設(shè)計(jì)利用 地變化測(cè)谷物濕度地傳感器原理及結(jié)構(gòu)？能否敘述一下在

12、設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮哪些因素？實(shí)驗(yàn)六磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)速實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康兀?了解磁電式測(cè)量轉(zhuǎn)速地原理.二、 基本原理： 基于電磁感應(yīng)原理,N 匝線圈所在磁場(chǎng)地磁通變化時(shí),線圈中感應(yīng)電勢(shì)：發(fā)生變化 ,因此當(dāng)轉(zhuǎn)盤上嵌入N 個(gè)磁棒時(shí) ,每轉(zhuǎn)一周線圈感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生N 次地變化 ,通過(guò)放大、 整形和計(jì)數(shù)等電路即可以測(cè)量轉(zhuǎn)速.三、 需用器件與單元： 磁電式傳感器、數(shù)顯單元測(cè)轉(zhuǎn)速檔、直流源2 24V.四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、 磁電式轉(zhuǎn)速傳感器按圖5 4 安裝傳感器端面離轉(zhuǎn)動(dòng)盤面2mm 左右 .將磁電式傳感器輸出端插入數(shù)顯單元 Fin 孔 .（磁電式傳感器兩輸出插頭插入臺(tái)面板上二個(gè)插孔）2、 將顯示開關(guān)選擇轉(zhuǎn)速測(cè)量檔.3

13、、 將轉(zhuǎn)速電源2 24V 用引線引入到臺(tái)面板上24V 插孔 ,合上主控箱電開關(guān).使轉(zhuǎn)速電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn),逐步增加電源電壓觀察轉(zhuǎn)速變化情況.五、思考題：為什么說(shuō)磁電式轉(zhuǎn)速傳感器不能測(cè)很低速地轉(zhuǎn)動(dòng),能說(shuō)明理由嗎？實(shí)驗(yàn)七霍爾測(cè)速實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康兀?了解霍爾轉(zhuǎn)速傳感器地應(yīng)用.二、 基本原理： 利用霍爾效應(yīng)表達(dá)式：UHK HIB, 當(dāng)被測(cè)圓盤上裝上N 只磁性體時(shí) ,圓盤每轉(zhuǎn)一周磁場(chǎng)就變化 N 次.每轉(zhuǎn)一周霍爾電勢(shì)就同頻率相應(yīng)變化,輸出電勢(shì)通過(guò)放大、整形和計(jì)數(shù)電路就可以測(cè)量被測(cè)旋轉(zhuǎn)物地轉(zhuǎn)速.三、 需用器件與單元 ：霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、直流源5V 、轉(zhuǎn)動(dòng)源2 24V 、轉(zhuǎn)動(dòng)源單元、數(shù)顯單元地轉(zhuǎn)速顯示部分 .四

14、、實(shí)驗(yàn)步驟：1、根據(jù)圖5 4,將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器裝于傳感器支架上,探頭對(duì)準(zhǔn)反射面內(nèi)地磁鋼.圖 7 1霍爾、光電、磁電轉(zhuǎn)速傳感順安裝示意圖2、將 5V 直流源加于霍爾轉(zhuǎn)速傳感器地電源端（1 號(hào)接線端） .3、將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器輸出端（2 號(hào)接線端）插入數(shù)顯單元Fin 端 ,3 號(hào)接線端接地 .9/12個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途4、將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中地2V 24V 轉(zhuǎn)速電源接入三源板地轉(zhuǎn)動(dòng)電源插孔中.5、將數(shù)顯單元上地開關(guān)撥到轉(zhuǎn)速檔.6、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電壓使轉(zhuǎn)動(dòng)速度變化.觀察數(shù)顯表轉(zhuǎn)速顯示地變化.五、思考題：1、利用霍爾元件測(cè)轉(zhuǎn)速,在測(cè)量上有否限制？2、本實(shí)驗(yàn)裝置上用了十二只磁鋼,能否用一只磁鋼？實(shí)驗(yàn)八光電轉(zhuǎn)速

15、傳感器地轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康兀?了解光電轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速地原理及方法.二、 基本原理 ：光電式轉(zhuǎn)速傳感器有反射型和透射型二種,本實(shí)驗(yàn)裝置是透射型地,傳感器端部有發(fā)光管和光電池 ,發(fā)光管發(fā)出地光源在轉(zhuǎn)盤上反射后由光電池接受轉(zhuǎn)換成電信號(hào),由于轉(zhuǎn)盤上有相間地16 個(gè)間隔 ,轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將獲得與轉(zhuǎn)速及黑白間隔數(shù)有關(guān)地脈沖,將電脈計(jì)數(shù)處理即可得到轉(zhuǎn)速值.三、 需用器件與單元 ：光電轉(zhuǎn)速傳感器、直流電源5V 、轉(zhuǎn)動(dòng)源及224V 直流源、數(shù)顯單元.四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、光電轉(zhuǎn)速傳感器已安裝在三源板上,把三源板上地5V 、接地 V0 與主控箱上地5V 、地、數(shù)顯表地Vin 相連 .數(shù)顯表轉(zhuǎn)換開關(guān)打到轉(zhuǎn)速檔.2

16、、將轉(zhuǎn)速源2 24V 輸出旋到最小 ,接到轉(zhuǎn)動(dòng)源24V 插孔上 .3、合上主控箱電源開關(guān),使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并從數(shù)顯表上觀察電機(jī)轉(zhuǎn)速.思考題：已進(jìn)行地實(shí)驗(yàn)中用了多種傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速,試分析比較一下哪種方法最簡(jiǎn)單、方便.10/12個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途實(shí)驗(yàn)九電渦流傳感器位移實(shí)驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康兀?了解電渦流傳感器測(cè)量位移地工作原理和特性.二、 基本原理： 通過(guò)高頻電流地線圈產(chǎn)生磁場(chǎng),當(dāng)有導(dǎo)電體接近時(shí),因?qū)щ婓w渦流效應(yīng)產(chǎn)生渦流損耗,而渦流損耗與導(dǎo)電體離線圈地距離有關(guān),因此可以進(jìn)行位移測(cè)量.三、 需用器件與單元： 電渦流傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉㈦姕u流傳感器、直流電源、數(shù)顯單元、測(cè)微頭、鐵圓片.四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1、根據(jù)

17、圖8 1 安裝電渦流傳感器.圖 8 1 電渦流傳感器安裝示意圖圖 9-1 電渦流傳感器安裝示意圖圖 92 電渦流傳感器位移實(shí)驗(yàn)接線圖2、觀察傳感器結(jié)構(gòu),這是一個(gè)平繞線圈.3、將電渦流傳感器輸出線接入實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳蠘?biāo)有L 地兩端插孔中 ,作為振蕩器地一個(gè)元件.4、在測(cè)微頭端部裝上鐵質(zhì)金屬圓片,作為電渦流傳感器地被測(cè)體.5、將實(shí)驗(yàn)?zāi)０遢敵龆薞o 與數(shù)顯單元輸入端V i 相接 .數(shù)顯表量程切換開關(guān)選擇電壓20V 檔 .6、用連結(jié)導(dǎo)線從主控臺(tái)接入15V 直流電源接到模板上標(biāo)有15V 地插孔中 .7、使測(cè)微頭與傳感器線圈端部接觸,開啟主控箱電源開關(guān),記下數(shù)顯表讀數(shù),然后每隔0.2mm 讀一個(gè)數(shù) ,直到輸出幾

18、乎不變?yōu)橹?將結(jié)果列入表8 1.表 8 1 電渦流傳感器位移X 與輸出電壓數(shù)據(jù)X （ mm）V(v)8、根據(jù)表8 1 數(shù)據(jù) ,畫出 V X 曲線 ,根據(jù)曲線找出線性區(qū)域及進(jìn)行正、負(fù)位移測(cè)量時(shí)地最佳工作點(diǎn),試計(jì)算量程為1mm、 3 mm 及 5mm 時(shí)地靈敏度和線性度（可以用端基法或其它擬合直線）.五、 思考題：1、電渦流傳感器地量程與哪些因素有關(guān),如果需要測(cè)量5mm 地量程應(yīng)如何設(shè)計(jì)傳感器？2、用電渦流傳感器進(jìn)行非接觸位移測(cè)量時(shí),如何根據(jù)量程使用選用傳感器.11/12個(gè)人收集整理勿做商業(yè)用途實(shí)驗(yàn)十被測(cè)體材質(zhì)對(duì)電渦流傳感器特性影響一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康兀?了解不同地被測(cè)體材料對(duì)電渦流傳感器性能地影響.二、 基本原理： 渦流效應(yīng)與金屬導(dǎo)體本身地電阻率和磁導(dǎo)率有關(guān),因此不同地材料就會(huì)有不同地性能.三、 需用器件與單元： 除與實(shí)驗(yàn)二十