1、1電子測量與檢測實驗指導(dǎo)書一、電子測量與檢測實驗須知電子測量與檢測實驗的目的是使學(xué)生了解一些電氣設(shè)備和各種非電量電測傳感元件， 理解一定的非電量電測技術(shù)， 學(xué)會使用常用的測量儀器儀表， 掌握基本的非電量電測方法。 要求學(xué)生通過實際操作，培養(yǎng)獨立思考、獨立分析和獨立實驗的能力。為使實驗正確、順 利地進行，并保證實驗設(shè)備、儀器儀表和人身的安全，在做檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)實驗時，需知 以下內(nèi)容。1 1實驗預(yù)習(xí) 實驗前，學(xué)生必須進行認(rèn)真預(yù)習(xí)，掌握每次實驗的目的、內(nèi)容、線路、實驗設(shè)備和儀器 儀表、測量和記錄項目等，做到心中有數(shù)，減少實驗盲目性，提高實驗效率。2 2電源（1 1）實驗桌上通常設(shè)有單相（或三相）交流

2、電源開關(guān)和直流電源開關(guān)，由實驗室統(tǒng)一供 電，實驗前應(yīng)弄清各輸出端點間的電壓數(shù)值。（2 2）實驗桌 （或儀器） 上配有直流穩(wěn)壓電源， 在接入線路之前應(yīng)調(diào)節(jié)好輸出電壓數(shù)值， 使之符合實驗線路要求。特別是在實驗線路中，嚴(yán)禁將超過規(guī)定電壓數(shù)值的電源接入線路 運行。（ 3 3）在進行實驗線路的接線、 改線或拆線之前， 必須斷開電源開關(guān)， 嚴(yán)禁帶電操作， 避免在接線或拆線過程中， 造成電源設(shè)備或部分實驗線路短路而損壞設(shè)備或?qū)嶒灳€路元 器件。3 3實驗線路（1 1）認(rèn)真熟悉實驗線路原理圖，能識圖并能按圖接好實驗線路。（ 2 2）實驗線路接線要準(zhǔn)確、可靠和有條理，接線柱要擰緊，插頭與線路中的插孔的結(jié)合要插準(zhǔn)插

3、緊，以免接觸不良引起部分線路斷開。（ 3 3）線路中不要接活動裸接頭， 線頭過長的銅絲應(yīng)剪去， 以免因操作不慎或偶然原因而 觸電，或使線路造成意想不到的后果。（ 4 4）線路接好后，應(yīng)先由同組同學(xué)相互檢查，然后請實驗指導(dǎo)教師檢查同意后，才能接通電源開關(guān)，進行實驗。4 4儀器儀表（ 1 1）認(rèn)真掌握每次實驗所用儀器儀表的使用方法、放置方式（水平或垂直），并要清楚儀表的型號規(guī)格和精度等級等。（2 2）儀器儀表與實驗線路板（或設(shè)備）的位置應(yīng)合理布置，以方便實驗操作和測量。（ 3 3）儀器儀表上的旋鈕有起止位置，旋轉(zhuǎn)時用力要適度，到頭時嚴(yán)禁強制用力旋轉(zhuǎn)，以免損壞旋鈕內(nèi)部的軸及其連接部分，影響實驗進行。

4、（4 4）測試前應(yīng)根據(jù)估算的物理量數(shù)值先選擇好儀表的量限，對于指示儀表，應(yīng)清楚所選量限的刻度數(shù)值；被測量值通常應(yīng)處在儀表上量限的一半以上， 順指針方向讀數(shù)，以減少讀數(shù)誤差。（ 5 5）實驗用儀表一般應(yīng)在實驗線路穩(wěn)定運行后接入線路測試，并同時觀察指示情況， 如超過量限應(yīng)立即斷開連接。 特別指出， 對于電流表應(yīng)嚴(yán)禁先接入線路后再合電源開關(guān)， 以避 免閉合開關(guān)瞬然后將儀表接入線路測試點。2時的沖擊電流使指示儀表損壞。（ 6 6）所選用儀表的內(nèi)阻與被測元件或電路的電阻的配合要恰當(dāng)，測試方法要合適， 以減少測試誤差。5 5對實驗中異常現(xiàn)象的處理在實驗過程中，如發(fā)現(xiàn)異常火花、異聲、異味、冒煙、過熱等現(xiàn)象，

5、應(yīng)立刻斷開電源開 關(guān)，保持現(xiàn)場，并請指導(dǎo)教師一起檢查原因。6 6實驗結(jié)束整理（1 1）實驗完成后，應(yīng)將實驗記錄交指導(dǎo)教師檢查認(rèn)可后，方可拆線。（2 2）實驗結(jié)束后，應(yīng)先斷開電源開關(guān)，然后才能拆線。（ 3 3）將實驗桌上的儀器儀表和實驗線路板擺放整齊，將連接導(dǎo)線歸攏整齊并放入實驗桌抽屜內(nèi)。二、電子測量與檢測實驗報告書寫要點實驗報告是實驗的總結(jié)， 它應(yīng)用理論對實驗數(shù)據(jù)、 實驗波形和實驗現(xiàn)象加以分析， 從中 得出有價值的結(jié)論。 每個學(xué)生都應(yīng)在實驗完成后及時寫出分析中肯、 結(jié)論簡潔、 字跡工整的 實驗報告。 這不僅能深化理論學(xué)習(xí)的內(nèi)容， 而且能培養(yǎng)正確總結(jié)實驗工作和進行科學(xué)實驗的 能力。檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)

6、實驗報告書寫要點如下：（ 1 1）題目、系別、班級、實驗人（姓名、學(xué)號） 、同組人、日期。（2 2）實驗?zāi)康摹＃? 3）實驗線路。（4 4）實驗內(nèi)容及其做法簡述。（5 5）實驗分析。1將原始記錄整理為便于分析的形式，如數(shù)據(jù)換算、表格、曲線等；2應(yīng)用實驗數(shù)據(jù)、實驗波形和實驗現(xiàn)象，分析實驗線路或元器件的物理特性、實現(xiàn)功 能、技術(shù)指標(biāo)。分析電路的性質(zhì)、定理、規(guī)律，或分析實驗中的新發(fā)現(xiàn)，指出它的趨勢和研 究的方向等；3書中每個實驗中的實驗報告分析提示，僅供學(xué)生實驗分析時參考，應(yīng)不拘泥于所提 出的項目。（6 6）實驗結(jié)論：對實驗分析進行概括或指出實驗題目的研究方向。（7 7）附：原始記錄，以及測量儀器儀

7、表的名稱、型號規(guī)格、精度等級、量限，所使用設(shè) 備的型號規(guī)格和主要參數(shù)。3三、實驗實驗一金屬箔式應(yīng)變片全橋性能實驗1 1.實驗?zāi)康牧私馊珮驕y量電路的優(yōu)點。2 2實驗原理在全橋測量電路中，將受力性質(zhì)相同的兩只應(yīng)變片接到電橋的對邊，不同的兩只接入鄰邊，如圖 13.113.1 所示。當(dāng)應(yīng)變片初始值相等，變化量也相等時，其橋路輸出為U U=KE=KE ; ;（ 13.113.1）式中，E E 為電橋電源電壓。式（13.113.1）表明，全橋輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性 誤差得到進一步改善。3 3.實驗儀器THSRZ-1THSRZ-1 型傳感器系統(tǒng)綜合實驗裝置。本實驗在該實驗裝置上所需的單元及部件

8、為應(yīng) 變傳感器實驗?zāi)K，托盤，砝碼，數(shù)顯電壓表，15V15V、4V4V 電源，萬用表（自備）4 4 .實驗步驟（1 1 ）應(yīng)變傳感器已安裝在應(yīng)變傳感器實驗?zāi)K上，可參考圖13.113.1。（2 2） 將差動放大器調(diào)零。 從主控臺接入15V15V 電源，檢查無誤后，合上主控臺電源開關(guān)。 將差動放大器的輸入端 U Ui短接，輸出端 U U2接數(shù)顯電壓表（選擇 2V2V 擋），調(diào)節(jié)電位器 R Rw4, 使電壓表顯示為 0V0V。R Rw4的位置確定后不能改動。關(guān)閉主控臺電源。（3 3）按圖 13.213.2 所示接線，將受力相反（一片受拉，一片受壓）的兩只應(yīng)變片接入電橋的鄰邊，接入電橋調(diào)零電位器R

9、Rw1，接入直流電源4V4V （從主控臺接入），電橋輸出接到差動放大器的輸入端 U Ui。檢查接線無誤后，合上主控臺電源開關(guān)，調(diào)節(jié) R Rw1，使電壓表顯示為零。圖4（4 4）在應(yīng)變傳感器托盤上放置一只砝碼，調(diào)節(jié)R Rw3，改變差動放大器的增益，使數(shù)顯電壓表顯示 0.020V0.020V 左右，讀取數(shù)顯表數(shù)值。保持 R Rw3不變，依次增加砝碼，讀取相應(yīng)的數(shù)顯 表值，直到 200g200g 砝碼加完。記下實驗結(jié)果，填入表 13.113.1 中，關(guān)閉電源。表 13.1實驗數(shù)據(jù)記錄表重量/g電壓/mV5 5 實驗報告分析提示根據(jù)記入表 13.113.1 的實驗數(shù)據(jù)，計算靈敏度L=L=：U/U/：W

10、 W、非線性誤差“3 3。實驗二直流全橋的應(yīng)用一一電子稱實驗1 1.實驗?zāi)康牧私庵绷魅珮虻膽?yīng)用及電路的定標(biāo)。2 2 實驗原理電子稱實驗原理同實驗一的全橋測量原理，通過調(diào)節(jié)放大電路對電橋輸出的放大倍數(shù)， 使電路輸出電壓值為重量的對應(yīng)值，將電壓量綱（V V）改為重量量綱（g g）,即成一臺比較原始的電子稱。3 3.實驗儀器THSRZ-1THSRZ-1 型傳感器系統(tǒng)綜合實驗裝置。本實驗在該實驗裝置上所需的單元及部件為應(yīng) 變傳感器實驗?zāi)K，托盤，砝碼，數(shù)顯電壓表，15V15V、4V4V 電源，萬用表（自備）。4 4 .實驗步驟（1 1）按實驗一的實驗步驟（1 1 ）、（2 2）、（3 3）接好線并將電

11、路調(diào)零。（2 2） 將 1010 只砝碼全部置于傳感器的托盤上，調(diào)節(jié)電位器R Rw3（滿量程時的增益），使數(shù) 顯電接主控箱 _電曲輸川onu OR-.OE3O應(yīng)變傳感器實驗?zāi)K接主控箱接數(shù)眩表 電濟輸出G地LRMKuI5VGND-5VO J oIC.k-C*E圖 13.25壓表顯示為 0.200V0.200V （2V2V 擋測量）。（3 3） 拿去托盤上所有砝碼，觀察數(shù)顯電壓表是否顯示為0.00V0.00V，若不為 0.00V0.00V，再次調(diào) 節(jié) R Rw4調(diào)零。（4 4）重復(fù)步驟（2 2）、（3 3）的定標(biāo)過程，直到精確為止，把電壓量綱改為重量量綱即可以 稱重。（5 5） 將砝碼依次放到托

12、盤上并讀取相應(yīng)的數(shù)顯表值，直到200g200g 砝碼加完，記下實驗結(jié) 果，填入表 13.213.2 中，關(guān)閉電源。表 13.2實驗數(shù)據(jù)記錄表重量（g）電壓（mV）5 5 實驗報告分析與提示根據(jù)記入表 13.213.2 的實驗數(shù)據(jù)，計算靈敏度 L=L= ：U/U/ ：W W、非線性誤差、羽。實驗三濕敏傳感器實驗1 1.實驗?zāi)康牧私鉂衩魝鞲衅鞯脑砑皯?yīng)用范圍。2 2 實驗原理濕度是指大氣中水分的含量，通常采用絕對濕度和相對濕度兩種表示方法。絕對濕度是指單位體積中所含水蒸氣的含量或濃度，用符號 AHAH 表示；相對濕度是指被測氣體中的水蒸氣壓與該氣體在相同溫度下飽和水蒸氣壓的百分比，用符號RHRH

13、表示。濕度給出大氣的潮濕程度，因此它是一個無量綱的值。實驗中多用相對濕度概念。濕敏傳感器種類較多，根據(jù)水分子易于吸附在固體表面并滲透到固體內(nèi)部的這種特性（稱水分子親和力），濕敏傳感器可以分為水分子親和力型和非水分子親和力型，本實驗所采用的屬水分子親和力型中的高分子材料濕敏元件。高分子電容式濕敏元件是利用元件的電容值隨濕度變化的原理而工作的， 使用具有感濕功能的高分子聚合物（如乙酸- -丁酸纖維素和乙酸- -丙酸比纖維素等）做成薄膜， 它們具有迅速吸濕和脫濕的能力，感濕薄膜覆在金箔電極（下電極）上，然后在感濕薄膜上再鍍一層多孔金屬膜（上電極），這樣就形成一個平行板電容器，就可以通過測量電容的變

14、化來感覺空氣濕度的變化。63 3實驗儀器THSRZ-1THSRZ-1 型傳感器系統(tǒng)綜合實驗裝置，本實驗在該實驗裝置上所需的單元及部件為濕敏傳感器、濕敏座、干燥劑、棉 球(自備)。4實驗內(nèi)容與步驟(1) 濕敏傳感器實驗裝置 如圖 13.13.3 3所示，紅色接線端接 +5V+5V 電源，黑色接線端接地， 藍(lán)色接線端接頻率/ /轉(zhuǎn)速表輸入端。頻率/ /轉(zhuǎn)速表選擇頻率擋， 并記下此時頻率 / /轉(zhuǎn)速表的讀 數(shù)。(2) 將濕棉球放入濕敏腔 內(nèi)，并插上濕敏傳感器探頭，觀 察頻率/ /轉(zhuǎn)速表的變化。(3)取出濕紗布，待數(shù)顯表示值下降回復(fù)到原示值時, 樣將濕度傳感器置于濕敏腔孔上，觀察數(shù)顯表頭讀數(shù)變化。5

15、5 實驗報告輸出頻率 f f 與相對濕度 RHRH 值對應(yīng)如表 13.313.3 所示，計算以上兩種狀態(tài)下空氣相對濕度。表 13.3 輸岀頻率 f 與相對濕度 RH 值對應(yīng)表RH(%)0102030405060708090100f(Hz)7 3517 2247 1006 9766 8536 7286 6006 4686 3306 1866 033實驗四差動變壓器的應(yīng)用一一振動測量實驗1 1.實驗?zāi)康牧私獠顒幼儔浩鳒y量振動的方法。2 2實驗原理利用差動變壓器測量動態(tài)參數(shù)的原理與測量位移的原理相同，不同的是其輸出為調(diào)制信號，要經(jīng)過檢波才能觀測到所測動態(tài)參數(shù)。3 3 實驗儀器THSRZ-1THSRZ

16、-1 型傳感器系統(tǒng)綜合實驗裝置。本實驗在該實驗裝置上所需的單元及部件為振 蕩器、差動變壓器模塊、相敏檢波模塊、頻率/ /轉(zhuǎn)速表、振動源、直流穩(wěn)壓電源，以及通信接口(含上位機軟件)。4 4 .實驗步驟(1)將差動變壓器按照圖 13.413.4 所示安裝在三源板的振動源單元上。(2) 將差動變壓器的輸入/ /輸出線連接到差動變壓器模塊上，并按圖 13.513.5 所示接線。在濕敏腔內(nèi)放入部分干燥劑，同勰敏件感耦擅換林時邃盤圖 13.37圖 13.4圖 13.5（3 3 ）檢查接線無誤后，合上主控臺電源開關(guān)，用上位機觀察音頻振蕩器輸出端信號峰 峰值，調(diào)整音頻振蕩器幅度旋鈕使U Up-p=2V=2V。

17、（4 4） 用上位機觀察相敏檢波器輸出，調(diào)整傳感器連接支架的高度，使上位機顯示的波形幅值為最小。（5 5）仔細(xì)調(diào)節(jié) R Rwi和 R Rw2使相敏檢波器輸出波形幅值更小，基本為零點。用手按住振動 平臺（讓傳感器產(chǎn)生一個大位移），仔細(xì)調(diào)節(jié)移相器和相敏檢波器的旋鈕，使上位機顯示的 波形為一個接近全波整流波形。然后松手，整流波形則消失變?yōu)橐粭l接近零點的線；否則， 再調(diào)節(jié) R Rw1和 R Rw2。（6 6）振動源“低頻輸入”端接振蕩器“低頻輸出”端，調(diào)節(jié)低頻輸出幅度旋鈕和頻率旋鈕，使振動平臺振蕩較為明顯。分別用上位機軟件觀察放大器輸出的U Uoi、相敏檢波器輸出的 U U02及低通濾波器輸出的 U

18、Uo3的波形。（7 7） 保持低頻振蕩器的幅度不變，改變振蕩頻率，用上位機軟件觀察低通濾波器的輸出， 讀出峰- -峰電壓值，記下實驗數(shù)據(jù)，填入表 13.413.4 中。表 13.4實驗數(shù)據(jù)記錄表f(Hz)Up-p(V)5 5 實驗報告分析與提示（1 1 ）根據(jù)實驗結(jié)果做出振幅- -頻率特性曲線，指出自振頻率的大概值，并與使用應(yīng)變片 測出的結(jié)果進行比較。（2 2）保持低頻振蕩器頻率不變，改變振蕩幅度，同樣可得到振幅與電壓峰- -峰值 U Up-p曲線（定性）。注意事項：低頻激振電壓幅值不要過大，以免梁在共振頻率附近振幅太大。實驗五電渦流傳感器的位移特性實驗1 1.實驗?zāi)康牧私怆姕u流傳感器測量位移

19、的工作原理和特性。2 2 實驗原理通過高頻電流線圈產(chǎn)生磁場，當(dāng)有導(dǎo)電體接近該磁場時，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)電體相對于線圈之間的距離有關(guān)，因此可以進行位移測量。揮動整壓器實騎枚塊蓉郴、扌-5kHz 吟一產(chǎn)2VH1鍛、 低迪模塊迎俏擁I第-逋逍83 3實驗儀器THSRZ-1THSRZ-1 型傳感器系統(tǒng)綜合實驗裝置。本實驗在該實驗裝置上所需的單元及部件為電 渦流傳感器、鐵圓盤、電渦流傳感器模塊、測微頭、直流穩(wěn)壓電源、數(shù)顯直流電壓表、測 微頭。4 4 .實驗步驟(1)按圖 13.613.6 所示安裝電渦流傳感器。圖 13.6(2)在測微頭端部安裝鐵質(zhì)金屬圓盤， 作為電渦流傳感器的

20、被測體。調(diào)節(jié)測微頭，使鐵質(zhì)金屬圓盤的平面貼到電渦流傳感器的探測端，固定測微頭。(3)按圖 13.13.7 7所示連接傳感器，將電渦流傳感器連接線接到模塊上標(biāo)有“-”的 兩端，實驗范本輸出端 U Uo與數(shù)顯表輸入端 U Ui相接。數(shù)顯表量程切換開關(guān)選擇電壓 20V20V，模 塊電源用連接導(dǎo)線從主控臺接入 +15V+15V 電源。(4)合上主控臺電源開關(guān)，記下數(shù)顯表讀數(shù)，然后每隔0.2mm0.2mm 讀一個數(shù)，直到輸出幾乎不變?yōu)橹埂⒔Y(jié)果記入表13.513.5 中。表 13.5頭驗數(shù)據(jù)記錄表x(mm)Uo(V)H3V 95 5 實驗報告分析與提示根據(jù)表 13.513.5 的數(shù)據(jù)，畫出 U Uo-x

21、-x 曲線，根據(jù)曲線找出線性區(qū)域及進行正、負(fù)位移測量時 的最佳工作點，并計算量程為1mm1mm、3mm3mm 及 5mm5mm 時的靈敏度和線性度(可以利用端點法或其他擬合直線)。實驗六電容式傳感器的位移特性實驗1 1.實驗?zāi)康牧私怆娙菔絺鞲衅鞯慕Y(jié)構(gòu)及特點。2 2實驗原理電容式傳感器是指能將被測物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種傳感器。(13.2(13.2)式中，S S 為極板面積，d d 為極板間距離，0為真空介電常數(shù)，；r為介質(zhì)相對介電常數(shù)。由此可以看出，當(dāng)被測物理量使 S S、d d 或f發(fā)生變化時，電容量 C C 隨之發(fā)生改變，如果 保持其中兩個參數(shù)不變而僅改變另一參數(shù)，就可以將該參數(shù)

22、的變化單值地轉(zhuǎn)換為電容量的變化。所以電容傳感器可以分為 3 3 種類型：改變極間距離的變間隙式、改變極板面積的變面積式和改變介質(zhì)電常數(shù)的變介電常數(shù)式。本實驗采用變面積式，如圖容器共享一個下極板， 當(dāng)下極板隨被測物體移動時，兩只電容器上下極板的有效面積一只增 大，另一只減小。將 3 3 個極板用導(dǎo)線 引出，就形成差動電容輸出。3 3.實驗儀器THSRZ-1THSRZ-1 型傳感器系統(tǒng)綜合實 驗裝置。本實驗在該實驗裝置上所需 的單元及部件為電容傳感器、電容傳 感器模塊、測微頭、數(shù)顯直流電壓表、 直流穩(wěn)壓電源。4 4 .實驗步驟(1)按圖 13.913.9 所示將電容傳感器安裝在電容傳感器模塊上，將

23、傳感器引線插入實驗?zāi)?塊插座中。它實質(zhì)上是具有一個可變參數(shù)的電容器。利用平板電容器原理可知:13.813.8 所示，兩只平板電陋薛傳感器一模梅盧T圖 13.910(2)將電容傳感器模塊的輸出U U。接到數(shù)顯直流電壓表上。(3)接入15V15V 電源，合上主控臺電源開關(guān)，將電容傳感器調(diào)至中間位置，調(diào)節(jié)R Rw，使 得數(shù)顯直流電壓表顯示為 0 0。(4)旋動測微頭推進電容傳感器的共享極板 (下極板)，每隔 0.2mm0.2mm 記下位移量 X X 與輸 出電壓值 U U 的變化，填入表 13.613.6 中。表 13.6 實驗數(shù)據(jù)記錄表X(mm)U(mV)5 5 實驗報告分析與提示根據(jù)表 13.6

24、13.6 的數(shù)據(jù)，計算電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度S S 和非線性誤差“。實驗七霍爾傳感器的應(yīng)用1 1 霍爾傳感器測速(1) 實驗?zāi)康模毫私饣魻栐膽?yīng)用一一測量轉(zhuǎn)速。(2)實驗原理：利用霍爾效應(yīng)表達(dá)式UH=KHIB， 當(dāng)被測圓盤上裝上 N N 支磁性體時，轉(zhuǎn) 盤每轉(zhuǎn)一周，磁場變化 N N 次；每轉(zhuǎn)一周，霍爾電勢就同頻率相應(yīng)變化，輸出電勢通過放大、 整形和計數(shù)電路就可以測出被測旋轉(zhuǎn)物的轉(zhuǎn)速。(3) 實驗儀器。THSRZ-1THSRZ-1 型傳感器系統(tǒng)綜合實驗裝置。本實驗在該實驗裝置上所需的單元及部件為霍爾傳感器，+5V+5V、2 224V24V 直流電源，轉(zhuǎn)動源，頻率 / /轉(zhuǎn)速表。(4) 實驗步驟

25、。1根據(jù)圖 13.1013.10 所示安裝，霍爾傳感器已安裝于傳感器支架上，且霍爾元 件正對著轉(zhuǎn)盤上的磁鋼。2將+5V+5V 電源接到三源板上“霍爾” 輸出的電源端，“霍爾”輸出接到頻率 / /轉(zhuǎn)速表(切換到測轉(zhuǎn)速位置)。“ 2 224V24V ”直流穩(wěn)壓電源接到“轉(zhuǎn)動源”的“轉(zhuǎn) 動電源”輸入端。3合上主控臺電源，調(diào)節(jié) 2 224V24V 電源的輸出，可以觀察到轉(zhuǎn)動源轉(zhuǎn)速的 變化。也可通過通信接口的第一通道 CH1CH1，用上位機軟件觀測霍爾組件輸出的 脈沖波形。(5)實驗報告分析與提示：分析霍爾組件產(chǎn)生脈沖的原理。2 2 霍爾式傳感器振動測量實驗(1) 實驗?zāi)康模毫私饣魻栐膽?yīng)用一一測量振

26、動。(2)實驗原理：根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢UH=KHIB，其中KH為靈敏度系數(shù)，由霍爾材料的物理性質(zhì)決定。當(dāng)通過霍爾元件的電流I I 一定，霍爾元件在一個梯度磁場中運動時，就可以用于進行位移測量。(3) 實驗儀器：THSRZ-1THSRZ-1 型傳感器系統(tǒng)綜合實驗裝置。本實驗在該實驗裝置上所需的 單元及部件為霍爾傳感器模塊、霍爾傳感器、振動源、直流穩(wěn)壓電源、通信接口(4) 實驗步驟。1將霍爾傳感器按圖 13.413.4 所示安裝在振動平臺上。將傳感器引線接到霍爾傳感器模塊 的 9 9 芯航空插座上，并按圖 13.1113.11 接線。112先將傳感器與振動源斷開，將實驗臺上的“低頻輸出”接到三

27、源板的激振源輸入端 上，合上主控臺電源， 調(diào)節(jié)低頻調(diào)幅”旋鈕到最大位置。 調(diào)節(jié)低頻調(diào)頻”旋鈕， 使振動 梁振動并達(dá)到最大振動幅度 （達(dá)到共振）。3調(diào)節(jié)傳感器支架的角度和高度，使傳感器連接到振動梁上，并能隨振動梁一起振動。通過通信接口的 CH1CH1 通道用上位機軟件觀測其輸出波形。也可以用頻率/ /轉(zhuǎn)速表測量振動頻率。（5 5 ）實驗報告分析與提示。1選擇不同的中心點來測量振動，比較霍爾輸出波形的變化，并分析其原因；2考慮若使用交流信號激勵霍爾元件，其輸出應(yīng)是什么波形？實驗八壓電式傳感器振動實驗1 1.實驗?zāi)康牧私鈮弘娛絺鞲衅鳒y量振動的原理和方法。2 2 實驗原理壓電式傳感器由慣性質(zhì)量塊和壓電

28、陶瓷片等組成（讀者可觀察實驗用壓電式加速度計結(jié)構(gòu)）。傳感器工作時，它感受與試件相同頻率的振動，質(zhì)量塊便有正比于加速度的交變力作 用在壓電陶瓷片上。由于壓電效應(yīng)，壓電陶瓷產(chǎn)生正比于運動加速度的表面電荷。3 3 .實驗儀器THSRZ-1THSRZ-1 型傳感器系統(tǒng)綜合實驗裝置。本實驗在該實驗裝置上所需的單元及部件為振 動源、低頻振蕩器、直流穩(wěn)壓電源、壓電傳感器模塊、移相檢波低通模塊。4 4 .實驗步驟（1 1）壓電傳感器已安裝在振動梁的圓盤上。（2 2） 將振蕩器的“低頻輸出”端接到三源板的“低頻輸入”端，并按圖 13.1213.12 所示接線。 合上主控臺電源開關(guān)，調(diào)節(jié)低頻調(diào)幅到最大，并將低頻調(diào)

29、頻調(diào)到適當(dāng)位置， 使振動梁的振幅 達(dá)到最大（達(dá)到共振）。+4圖 13.11ET流髓勵12罕軸III9-(3)將壓電傳感器的輸出端接到壓電傳感器模塊的輸入端U Uii，用上位機觀察壓電傳感 器的輸出波形 U U。5 5 實驗報告改變低頻輸出信號的頻率，記錄在振動源不同振幅下的壓電傳感器輸出波形的頻率和幅 值。實驗九光纖傳感器的測速實驗1 1.實驗?zāi)康牧私夤饫w位移傳感器用于測量轉(zhuǎn)速的方法。2 2實驗原理光纖位移傳感器探頭利用感測被測物旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的反射光的明顯變化而產(chǎn)生電脈沖，該電脈沖經(jīng)電路處理即可測量轉(zhuǎn)速。3 3實驗儀器THSRZ-1THSRZ-1 型傳感器系統(tǒng)綜合實驗裝置。 本實驗在該實驗裝置

30、上所需的單元及部件為光 纖位移傳感器模塊、Y Y 形 光 纖 傳 感 器 、 直 流 穩(wěn) 壓 電 源 、 數(shù) 顯 直 流 電 壓 表 、 頻 率/ /轉(zhuǎn)速表、轉(zhuǎn)動源、通信接口(含上位機軟件)。4 4 .實驗步驟(1)將光纖傳感器按圖 13.1313.13 所示安裝在傳感器支架上，使光纖探頭對 準(zhǔn)轉(zhuǎn)動盤邊緣的反射點，探頭與反射點的距離在光纖傳感器的線性區(qū)域內(nèi)。(2)用手撥動一下轉(zhuǎn)盤，使探頭避開反射面(避免產(chǎn)生暗電流)，接好實 驗?zāi)K15V15V 電源，模塊輸出 U U。接到直流電壓表輸入端。 調(diào)節(jié) R Rw使直流電壓 表顯示為零。壓電傳應(yīng)器實隸模按+l.vO ND - I5V OO圖 13.12

31、電機圖 13.1313(3)將模塊輸出 U Uo接到頻率/ /轉(zhuǎn)速表的輸入端“ f fin”同時通過通信接口的 CH1CH1 用上位機軟件觀測輸出波形。(4) 將 2 224V24V 直流電源先調(diào)到最小，接到三源板的“轉(zhuǎn)動電源”輸入端。合上主控臺 電源開關(guān)，逐步增大 2 224V24V 輸出，使電機轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速加快，然后固定某一轉(zhuǎn)速并觀察輸出波 形，并記下頻率/ /轉(zhuǎn)速表讀數(shù)。實驗十 光電式傳感器轉(zhuǎn)速測量實驗1 1實驗?zāi)康牧私夤怆娛絺鞲衅鳒y量轉(zhuǎn)速的原理及方法。2 2實驗儀器THSRZ-1THSRZ-1 型傳感器系統(tǒng)綜合實驗裝置。本實驗在該實驗裝置上所需的單元及部件為轉(zhuǎn) 動源、光電式傳感器、直流穩(wěn)壓

32、電源、頻率/ /轉(zhuǎn)速表、通信接口（含上位機軟件） 。3 3實驗原理光電式傳感器有反射型和透射型兩種， 本實驗裝置所用的是透射型的， 傳感器端部有發(fā)14光管和光電池，發(fā)光管發(fā)出的光通過轉(zhuǎn)盤上的孔透射到光電管上， 并轉(zhuǎn)換成電信號，由于轉(zhuǎn) 盤上有等間距的6 6 個透射孔，轉(zhuǎn)動時將獲得與轉(zhuǎn)速及透射孔數(shù)有關(guān)的脈沖， 將電脈沖經(jīng)計數(shù) 處理即可得到轉(zhuǎn)速值。4 4 .實驗步驟(1 1)光電傳感器已安裝在轉(zhuǎn)動源上， 如圖 13.113.14 4所示。2 224V24V 電壓輸出端接 到三源板的“轉(zhuǎn)動電源”輸入端，并將 2 2 24V24V 電壓調(diào)節(jié)到最小，+5V+5V 電源接到三源 板“光電”輸出的電源端，光電輸出接到 頻率/ /轉(zhuǎn)速表的“ f fin”端。(2 2 )合上主控制臺電源開關(guān)，逐漸增大 2 224V24V 輸出電壓，使轉(zhuǎn)動源轉(zhuǎn)速加快，觀測頻率/ /轉(zhuǎn)速表的顯示，同時可通過通信接口 CH1CH1 用上位機軟件觀察光電傳感器的輸出波形。 思考題：在已進行的實驗中使用了多種傳感器來測量轉(zhuǎn)速, 方便。四、THSRZ-1 型傳感器系統(tǒng)綜合實驗裝置1 1概述THSRZ-1THSRZ-1 型傳感器系