第二部分 實驗部分實驗一 金屬箔式應變片——單臂電橋性能實驗了式的電。電阻絲在外力作用下發生機械變形時，其電阻值發生變化，這應，的：R/R=式中DR/為電阻絲電阻的相對變化，K為應變靈敏系數，e=l/l為電絲長相對變化金屬式應變片是通光、腐蝕等工藝制成的應變敏感元件，通過它轉換被測部位的受力狀態變化，電橋的作用是完成電阻到電壓的比例變化，電橋的輸出電相力出壓UO1Ee/4。C實C-13塊式砝碼、15V、4V萬。C器很模輸應變驗完橋板及如：感傳的部成單、路圖：C4上作螺旋固，外：1圖2-1式傳器中已塊的R、2R3R4絲于可表R1=2=3=4=5，加熱為0?。應片 托盤引線 彈體固圈限絲模塊固絲 加絲 應片圖21 應感示圖2從CGB上CB將C塊節電位器R1節再零，方法為將差放的正、負輸入端與地短接，輸出端與主控箱面板上的壓端，節零器R，使示壓到2V閉實源。3．將C模的中片R1（即模塊左上方的R1）接入電橋作為一個橋臂與R5、R6、接（67內連電位器R從CB驗圖2所接后上掛節R1，為CGQ-013 應變傳感器驗模塊接-4V熱 R1 R2 R3 R4 R5R8C1RWRWR6 R7R1 R2接+4V+15V GN -15VCGQ-001 差動放大電實驗模塊U1 AV1 R3 R5R1Vo1 R8Vo2R1 U1 AR7 U AV2U1

R2R4 R6AR1 R2

接電壓表R9圖2-2 單電驗圖4．在電子秤上放置一只砝碼，讀取電壓表數值，依次增加砝碼應表到200g砝果填入表21。表2單臂負量值重g）電v）5根表2靈度S=u/W（Du變化量；W重量變化量）計算線性誤差：d1=Dm/yFS×10%，式中m為輸出值（多次測量時為平均值）與擬合直線的最大偏差：yFS滿輸平處為0g。單臂電橋時，作為橋臂電阻應變片應選用（1）正（受拉）應2（壓3）、。實驗二 金屬箔式應變片—半橋性能實驗比單的特。不同受力方向的兩片應變片接入電橋作為鄰邊，電橋輸出靈敏線到阻，其電壓2=EKe/2。同。1安驗實2差動零。2圖2-3R2為C13上的應變意R2和R1相將相反（一片受拉、一片受壓）的電阻應變片作為電橋的相鄰邊。接入橋±4橋器R1進行調，步驟3同中4驗表1-2計靈敏度S=u/W，非性差d2。驗無明2與R力更一。CGQ-013 應變傳驗模塊接-4V熱 R1 R2 R3 R4 R5R8C1RWRWR6 R7R1 R2接+4V+15V GN -15VCGQ-001 差動放實驗模塊U1A AV1 R3 R5R1Vo1 R8Vo2R1 U1C AR7 U2 AR2 接電壓表V2U1B

R4 R6AR1 R2

R9圖2-3 半實線圖表2半橋與載值重g）電v）1橋時片受態阻片電放）對（）邊。2差橋測存線差是1橋原理存線2應應應線（零是為。實驗三 金屬箔式應變片—全橋性能實驗了量優。全路將應，不鄰變初1==R34化值1===4時壓Uo3=Ke度比高，誤。同。1．同驗。2根圖2接驗同驗果入表23非。表2-3全加載值重g）電v1組13對值R同時即R=R，R=R4，而1≠是1）可以（。2．某工程技術人員在進行材料拉力測試時在棒材上貼了兩組F FR3 R1 R3 R1R4 R2 R4 R2F F圖24應變傳圓周應變片，如何利用這四片電阻應變片組成電橋，是否需要外加電?CGQ-01 應變傳器實模塊接-4V加熱 R1 R2 R3 R4 R5R8C1RWRWR6 R7R1 R2接+4V+15V GND -15VCGQ-00 差動放電路驗模塊U1 AV1 R3 R5R1Vo1 R8Vo2R1 U1 AR7 U AV2U1

R2R4 R6AR1 R2

接電壓表R9圖2 全線圖實驗四 金屬箔式應變片單臂、半橋、全橋性能比較比較單臂、半橋、全橋輸出時的靈敏度和非線性度，得出相應。根據實驗一、二、三所得的單臂、半橋和全橋輸出時的靈敏度和非線性度，從理論上進行分析比較。闡述理由（注意：實驗一中器。實驗五 金屬箔式應變片的溫度影響實驗了應試。電阻應變片的溫度影響，主要來自兩個方面。敏感柵絲的溫度系數，應變柵線膨脹系數與彈性體（或被測試件）的線膨脹系數不一致會產生附加應變。因此當溫度變化時，在被測體受力狀態輸變。C實C-13塊式砝碼±V電±4V5V電（貼在部）1．實結。2將2g加砝讀數Uo1。3．將5V源熱插分鐘表示后數oto1為溫度變化的影響。計算這一溫度變化產生的相對誤差Ud=Uot?U1′100%Uot 。1．變溫方？2．器否？實驗六 差動變壓器的性實驗了壓作。差動變壓器由一只初級線圈和兩只次級線圈及一個鐵芯組成，根據內外層排列不同，有二段式和三段式，本實驗采用三段式結構。當傳感器隨著被測體移動時，由于初級線圈和次級線圈之間的互感發生變化，使次級線圈感應電勢產生變化，一只次級感應電另應只同名動映被。C實器測線示頻、()。電器模接由運差電大路板示：圖32 與變接圖1．圖3-變實上。2在圖-2線頻從CB中的V子蕩頻為45z用CB檔F幅度使輸出幅度為峰-峰值pp2V（可用示波器監測：X軸為0.2s/ivY軸C1為1dv2為20v/dv判線圈及次級線圈同名端方法如下：設任一線圈為初級線圈，并設另外的為圖3-2接鐵左動時，觀察示波器中顯示的初級線圈波形、次級線圈波形，當次級波形輸出幅值變化很大，基本上能過零點，而且相位與初級線圈波V頻號Vp=2V波同明已連接的初、次級線圈及同名端是正確的，否則繼續改變連接再判確。3．旋動測微頭，使示波器第二通道顯示的波形峰-峰值Vp-p為最小。這時可以左右位移，假設其中一個方向為正位移，則另一移從p-p開，隔0m從示出壓Vp-p值表4-從Vp反位移做實驗，在實驗過程中，注意左、右位移時，初、次級波形的相。表3差動移ΔX輸電壓Vp-p數表X（）VpV）

?← 0m →+Vpp最小4中輸最器的電。表31出opp-X曲程為±13m敏度非。1壓如1z幅值？壓受？2．變器的。實驗七 電容式傳感器的移特性實驗了傳構。利用平板電容C=A/d和其他結構的關系式通過相應的結構和可擇e、d三參個變，而只改其中參數則可以有谷物度（e變、測微小位d位A容。電、4電容塊測壓表壓。芯片蕩器方，橋充放處輸比板及如：1．圖3將電感。2．將電容傳感器連線插入電容傳感器實驗模塊，實驗線路見圖41的C1、2圖。3．器驗端o與電元i接（箱i2節中位。4、將動）壓與背器。5、，與筒1重記電，將至2重，值應反值節。6入±15V頭極置，每隔02移X輸入表41。表4 電位值X（）V（）7．表4計統度S和性誤差df。試用e的變物度構敘述計慮？+15V GND -15VCGQ-004 電容實驗模塊+12VCX1R1R1 8 4 C3 C473L2D2D1 555

U R4 VoR2 6 L1 CX2 C5R2 R3 A2 1 5 接電表C1 C2 R5Ti R2圖4-1 電傳位驗圖實驗八 直流激勵時霍爾傳感器的位移特性實驗了傳理。根勢UH=I爾磁場時就可進測量。由知爾電勢大小制流I和磁度H為,它料與。三C霍爾傳感器實驗模塊、霍爾傳感器、直流源±V、±15表。霍與塊單便放大零成感器電感器的不線路板上還有專門的保護電路。腳如右：C1．器圖3-1裝實接線圖5-1。+15V GN -15VCGQ-005 霍爾感器實驗塊R2R2R1R2 R3激勵 R1 C1 U1 Vo電 R4 A壓R3 R5 表R6-4VTi R1 R2 R3圖5-1 直激霍感移接圖2爾磁節使零若放。3方動0.5m個，直似將表6。表5-1霍爾傳感器位移實驗數據X（）V（）作出X線同和誤。本爾移映？實驗九 電渦流傳感器位移特性實驗了傳量特。通以高頻電流的線圈產生磁場，當有導電體接近時，因導電體渦流效應產生渦流損耗，而渦流損耗與導電體離線圈的距離有關以移。C電塊感、電微圓。電器作頻，當被距感振蕩頻率變化，通過f-V換測。面板圖：被體電傳器 模塊 測架 測微頭圖61 器示圖1．圖6-1器。2．結，圈。3感輸模有T1插孔中蕩個。4端圓為體。5．輸端o與表端相量程選壓20V。6．用連接導線從GQ04B接入+5V直流電源到模塊上標有+5V。7微圈部啟C04B，記讀后隔0.5m讀一個到乎變為果表61。表6電渦移X數據X（）V（）+15V GNCGQ-007 電流實驗塊+15VR3Ti La LbR1 L1LR4T1

R9LaC3R2 C1 R5 L C2C4Lb

D1 L2 R6 T2 VoC5 C6 R7 R8接電壓表圖62 器實圖8．表6數出曲線出區域及量為13、5m靈度可擬線。1渦程±5m的何感？2．用電渦流傳感器進行非接觸位移測量時，如何根據使用量程器？實驗十 被測體材質對電流傳感器的特性影響實驗了被料能。渦流效應與金屬導體本身的電阻率和磁導率有關，因此不同的有性。除相另小。1．傳感器安裝與實驗九相同，將原鐵圓片換成鋁和銅圓片。2重實進為圓移特分表62和表63表6被測移出據X（）V（）表6 被圓電數據X（）V（）4．表6和表6-3別為1m和3時的靈敏性線。5．和實進。當被測體為非金屬材料時，如何利用電渦流傳感器進行測試？實驗十一 光纖傳感器的位移特性實驗了移的。本導模纖成Y型光纖，探頭為半圓分布，一束光纖端部與光源相接發射光束，另一束端部與光電轉換器相接接收光束。兩光束混合后的端部是工作端，即探，它測體相距X光源發出光通纖傳到端部射出后再經被測體反射回來，由另一束光纖接收反射光信號再由光電轉換器轉換成電壓量，而光電轉換器轉換的電壓量大小與距X用。光、8光纖塊電微頭±15V。C8驗纖外發對入器到導當頭面距變外到的生從電壓纖的線其照：其路下：1．圖7安位傳入上的座其管D電管T。光移 傳器

反面 模塊 測架測頭光換座圖7-1 光傳安意圖2．模輸端o表圖7。+15V GND -15VCGQ-008 纖傳器驗模塊AAA+AAAD TR1R6U1 T1R2 R5U2AR3D C1

R9VoR8U2B接電表R4R1 R7 R10纖座 R1 R2 GND R2 R11-15V圖7-2光纖感移接圖3．，探接。4驗塊±15V源上控將1旋置調R2使。5轉微離每隔0.5m讀表，將表71。表7-1 光位感出與數據X（）V（）6根表7的據分器位計算在程1敏性。光感移有？實驗十二 Cu50溫度傳感器的測溫特性實驗了解C50特。在一些測量精度要求不高且溫度較低的場合，一般采用銅電阻測oC1o的。：1．圍，線系Rt=0(1+t)2．高a4.×10/oC3．格宜C4溫G-09溫器驗E型、Cu50熱電直源。CGQ-009溫度傳感器實驗模塊可對Cu50、Pt100、K型熱電偶、E型電D的大度傳感實。K型偶表斷熱，應一需儀度是S0）。E型電用通E，應一需儀度是S4）。C0傳調用Cu熱5攝阻值應54姆不阻。Pt100傳感器調試：用萬用表測量Pt100熱電阻，其中藍線與黑線短接，35攝氏度時阻值應在113歐姆左右，外界溫度不同，阻。A590感25下D90傳感CC（5V藍K電。測K電阻上電壓應在3V左右（理論為2.98V）。C1儀型溫儀作說”（見本定已畢。2．將C7溫度源模塊上的2V加熱輸入接線柱與C板的輸。3將C7溫“卻入C-02B連“源和C中“2-24連接源到溫。4將塊C7溫的中。將儀數Sn為0或E型Sn為4偶自插箱板C02B感正極關應。5．50熱電阻熱端插入溫度源的另一個插孔中，尾部紅色，驗的a見圖81插入b端a端接源2b端與動的1一相橋路和大端2。+15V GND -15V接+2VAAAAa c V1 AAAACu50 Rt R4b dR1

R7 R9R5U2U1C Vo1R2

Vo2接壓表R1 R2 R3R6V2 R8 R10R1 U1B R2 R3圖8-1Cu50熱電溫性驗6．開C-2B實掛及C4溫源設定為40oC在40C時錄壓讀數定為40oCnΔ 議Δt5n1……10，每隔1數溫數填入表81。表8Cu0實據TC）V（）在流N溫之好的線性關系，因此就有溫敏二極管，若有興趣可以利用開關二極管敏在400C度性然集成溫度傳感器相同區間的溫度特性進行比較，從線性看溫度傳感器溫管。實驗十三 Pt10熱電阻測溫特性實驗了解P1度與。利用導體電阻隨溫度變化的特性。熱電阻用于測量時，要求其材料電阻溫度系數大，穩定性好，電阻率高，電阻與溫度之間最關用鉑在0-7oC以內阻t與度t的為：Rt=(1+t+)R0系為0oC熱阻驗01C，3021-3B=5015×107oC2,鉑電阻現是三線連接，其中一端接兩要消的。C-04度-009度感/E電偶00流。1．①、+15V GN -15V接+2Va c

AAAAV1 AAAAR7 R9R5Rt R4 U2bdU1CVo1

Vo21 R2接電表R1 R2 R3R6V2 R8 R10R1 U1B R2 R3圖8-2 Pt100熱阻特驗2±15V電節Rw2某將1和接并節R3使o2。3將P00根“的cd上萬用出P0三線短接d端樣與R2341組電種。4．點c與直源2主，調R使橋即端d中溫下輸。5.將d到1中到2圖82。6值4o將t00頭溫，開制在40oC時下設定溫為40Δ t議Δt5on10，隔1讀出數電度表82。表8Pt00阻據（C）V（）6．表8-2誤。如溫精？附分表溫度(oC) -50 0 50 100 150 200 300 400 500 600 800 1200 1400 1600測量件E熱 0 3.04 6.3 9.8()電K偶 0 2.02 4.0 6.3()

1341 21.038.3 1