1、實驗一 金屬箔式應變計性能應變電橋實驗目的：1、觀察了解箔式應變片的結構及粘貼方式。 2、測試應變梁變形的應變輸出。3、比較各橋路間的輸出關系。實驗原理： 本實驗說明箔式應變片及直流電橋的原理和工作情況。 應變片是最常用的測力傳感元件。當用應變片測試時，應變片要牢固地粘貼在測試體表面，測件受力發生形變，應變片的敏感柵隨同變形，其電阻值也隨之發生相應的變化。通過測量電路，轉換成電信號輸出顯示。 電橋電路是最常用的非電量電測電路中的一種，當電橋平衡時，橋路對臂電阻乘積相等，電橋輸出為零，在橋臂四個電阻R1、R2、R3、R4中，電阻的相對變化率分別為R1/ R1、R2/ R2、R3/ R3、R4/

2、R4 ，當使用一個應變片時，；當二個應變片組成差動狀態工作，則有；用四個應變片組成二個差動對工作，且R1= R2= R3= R4=R，。 實驗所需部件：(括號 內為2001B型內容) 直流穩壓電源+4V、公共電路模塊（一）公共電路模塊、貼于主機工作臺懸臂梁上的箔式應變計、螺旋測微儀、數字電壓表實驗步驟：1、連接主機與模塊電路電源連接線，差動放大器增益置于最大位置（順時針方向旋到底），差動放大器“+”“”輸入端對地用實驗線短路。輸出端接電壓表2V檔。開啟主機電源，用調零電位器調整差動放大器輸出電壓為零，然后拔掉實驗線，調零后模塊上的“增益、調零”電位器均不應再變動。（圖1）2、觀察貼于懸臂梁根部

3、的應變計的位置與方向，按圖（1）將所需實驗部件連接成測試橋路，圖中R1、R2、R3分別為固定標準電阻，R為應變計（可任選上梁或下梁中的一個工作片），圖中每兩個節之間可理解為一根實驗連接線，注意連接方式，勿使直流激勵電源短路。將螺旋測微儀裝于應變懸臂梁前端永久磁鋼上，并調節測微儀使懸臂梁基本處于水平位置。3、確認接線無誤后開啟主機，并預熱數分鐘，使電路工作趨于穩定。調節模塊上的WD電位器，使橋路輸出為零。4、用螺旋測微儀帶動懸臂梁分別向上和向下位移各5mm ,每位移1mm記錄一個輸出電壓值，并記入下表：位移mm 電壓V根據表中所測數據在坐標圖上做出VX曲線，計算靈敏度S：S=。注意事項：1、實驗

4、前應檢查實驗連接線是否完好，學會正確插拔連接線，這是順利完成實驗的基本保證。2、由于懸臂梁彈性恢復的滯后及應變片本身的機械滯后，所以當螺旋測微儀回到初始位置后橋路電壓輸出值并不能馬上回到零，此時可一次或幾次將螺旋測微儀反方向旋動一個較大位移，使電壓值回到零后再進行反向采集實驗。3、實驗中實驗者用螺旋測微儀進行位移后應將手離開儀器后方能讀取測試系統輸出電壓數，否則雖然沒有改變刻度值也會造成微小位移或人體感應使電壓信號出現偏差。4、因為是小信號測試，所以調零后電壓表應置2V檔，用計算機數據采集時應選用200mv量程。實驗十五 溫度傳感器熱電偶測溫實驗實驗原理：由兩根不同質的導體熔接而成的閉合回路叫

5、做熱電回路，當其兩端處于不同溫度時則回路中產生一定的電流，這表明電路中有電勢產生，此電勢即為熱電勢。（圖10）圖（10）中T為熱端，To為冷端，熱電勢Et=本實驗中選用兩種熱電偶鎳鉻鎳硅（K）和鎳鉻銅鎳（E）。實驗所需部件：K、E分度熱電偶、溫控電加熱爐、溫度傳感器實驗模塊、位數字電壓表（自備）實驗步驟：1、觀察熱電偶結構（可旋開熱電偶保護外套），了解溫控電加熱器工作原理。溫控器：作為熱源的溫度指示、控制、定溫之用。溫度調節方式為時間比例式，綠燈亮時表示繼電器吸合電爐加熱，紅燈亮時加熱爐斷電。溫度設定：撥動開關撥向“設定”位，調節設定電位器，儀表顯示的溫度值隨之變化，調節至實驗所需的溫度時停止

6、。然后將撥動開關扳向“測量”側，（注：首次設定溫度不應過高，以免熱慣性造成加熱爐溫度過沖）。2、首先將溫度設定在50左右，打開加熱開關，加熱電爐電源插頭插入主機加熱電源出插座，熱電偶插入電加熱爐內，K分度熱電偶為標準熱電偶，冷端接“測試”端，E分度熱電偶接“溫控”端，注意熱電偶極性不能接反，而且不能斷偶，位萬用表置200mv檔，當鈕子開關倒向“溫控”時測E分度熱電偶的熱電勢，并記錄電爐溫度與熱電勢E的關系。3、因為熱電偶冷端溫度不為0，則需對所測的熱電勢值進行修正 E（T，To）=E(T,T1)+E(T1,T0)實際電動勢 測量所得電勢 溫度修正電勢查閱熱電偶分度表，上述測量與計算結果對照。4

7、、繼續將爐溫提高到70、90、110和130，重復上述實驗，觀察熱電偶的測溫性能。注意事項：加熱爐溫度請勿超過150，當加熱開始，熱電偶一定要插入爐內，否則爐溫會失控，同樣做其它溫度實驗時也需用熱電偶來控制加熱爐溫度。因為溫控儀表為E分度，所以當鈕子開關倒向“測試”方接入K分度熱電偶時，數字溫度表顯示的溫度并非為加熱爐內的溫度。實驗三十六 霍爾式傳感器直流激勵特性實驗原理：霍爾元件是根據霍爾效應原理制成的磁電轉換元件，當霍爾元件位于由兩個環形磁鋼組成的梯度磁場中時就成了霍爾位移傳感器。霍爾元件通以恒定電流時，就有霍爾電勢輸出，霍爾電勢的大小正比于磁場強度（磁場位置），當所處的磁場方向改變時，霍

8、爾電勢的方向也隨之改變。WDR+2V差放 電壓表（圖23）實驗所需部件：霍爾傳感器、直流穩壓電源（2V）、公共電路模塊（一）、霍爾傳感器實驗模塊、電壓表、測微儀實驗步驟：1、安裝好梯度磁場及霍爾傳感器連接主機與實驗模塊電源及傳感器接口，確認霍爾元件直流激勵電壓為2V，另一激勵端接地，實驗接線按圖（23）所示，差動放大器增益10倍左右。2、用螺旋測微儀調節振動平臺精密位移裝置使霍爾元件置于梯度磁場中間，并調節電橋直流電位器WD，使輸出為零。3、從中點開始，調節螺旋測微儀，上下左右移動霍爾元件各3.5mm，每變化0.5mm讀取相應的電壓值，并記入下表：Xmm0V0mv0作出V-X曲線，求得靈敏度和

9、線性工作范圍。如出現非線性情況，請查找原因。注意事項：直流激勵電壓只能是2V，不能接+2V(4V)否則銻化銦霍爾元件會燒壞。實驗三十九 電渦流傳感器靜態標定實驗原理：電渦流傳感器由平面線圈和金屬渦流片組成，當線圈中通以高頻交變電流后，在與其平行的金屬片上感應產生電渦流，電渦流的大小影響線圈的阻抗Z，而渦流的大小與金屬渦流片的電阻率，導磁率、厚度、溫度以及與線圈的距離X有關，當平面線圈、被測體（渦流片）、激勵源確定，并保持環境溫度不變，阻抗Z只與距離X有關，將阻抗變化轉為電壓信號V輸出，則輸出電壓是距離X的單值函數。實驗所需部件：電渦流傳感器、電渦流傳感器實驗模塊、螺旋測微儀、電壓表、示波器（圖

10、25） （ 圖25）實驗所需部件：電渦流傳感器、電渦流傳感器實驗模塊、螺旋測微儀、電壓表、示波器實驗步驟：1、連接主機與實驗模塊電源及傳感器接口，電渦流線圈與渦流片須保持平行，安裝好測微儀，渦流變換器輸出接電壓表20V檔。2、開啟主機電源，用測微儀帶動渦流片移動，當渦流片完全緊貼線圈時輸出電壓為零（可適當改變支架中的線圈角度），然后旋動測微儀使渦流片離開線圈，從電壓表有讀數時每隔0.2mm記錄一個電壓值，將V、X數值填入下表，作出V-X曲線，指出線性范圍，求出靈敏度。Xmm00.20.40.60.811.21.41.61.822.22.42.62.833.23.43.63.84V0v3、示波器接電渦流線圈與實驗模塊輸入