【正文】 目　錄目　錄 1實(shí)驗(yàn)一　 金屬箔式應(yīng)變片——單臂電橋性能實(shí)驗(yàn) 2實(shí)驗(yàn)二　 金屬箔式應(yīng)變片——半橋性能實(shí)驗(yàn) 4實(shí)驗(yàn)三　 金屬箔式應(yīng)變片——全橋性能實(shí)驗(yàn) 6實(shí)驗(yàn)四　 移相實(shí)驗(yàn) 8實(shí)驗(yàn)五　 相敏檢波實(shí)驗(yàn) 9實(shí)驗(yàn)六　 交流全橋性能測(cè)試實(shí)驗(yàn) 11實(shí)驗(yàn)七　 擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器壓力實(shí)驗(yàn) 13實(shí)驗(yàn)八 　差動(dòng)電感性能實(shí)驗(yàn) 15實(shí)驗(yàn)九　 電容式傳感器位移特性實(shí)驗(yàn) 17實(shí)驗(yàn)十 　電容傳感器動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn) 19實(shí)驗(yàn)十一 　霍爾傳感器位移特性實(shí)驗(yàn) 20實(shí)驗(yàn)十二 　磁電式傳感器振動(dòng)實(shí)驗(yàn) 21實(shí)驗(yàn)十三　 壓電式傳感器振動(dòng)實(shí)驗(yàn) 22實(shí)驗(yàn)十四　 電渦流傳感器位移特性實(shí)驗(yàn) 24實(shí)驗(yàn)十五　 電渦流傳感器振動(dòng)實(shí)驗(yàn) 26實(shí)驗(yàn)十六 光纖傳感器位移特性實(shí)驗(yàn) 27實(shí)驗(yàn)十七 　光電轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn) 29實(shí)驗(yàn)十八 　鉑熱電阻溫度特性實(shí)驗(yàn) 30實(shí)驗(yàn)十九 　K型熱電偶溫度特性實(shí)驗(yàn) 31實(shí)驗(yàn)二十 正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）溫度特性實(shí)驗(yàn) 33實(shí)驗(yàn)二十一　負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）溫度特性實(shí)驗(yàn) 34實(shí)驗(yàn)二十二　PN結(jié)溫度特性實(shí)驗(yàn) 35實(shí)驗(yàn)二十三　氣敏（酒精）傳感器實(shí)驗(yàn) 36實(shí)驗(yàn)二十四　濕敏傳感器實(shí)驗(yàn) 37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)康牧私饨饘俨綉?yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)，單臂電橋工作原理和性能。二、實(shí)驗(yàn)儀器雙桿式懸臂梁應(yīng)變傳感器、電壓溫度頻率表、直流穩(wěn)壓電源（177。4V）、差動(dòng)放大器、電壓放大器、萬用表（自備）三、實(shí)驗(yàn)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)的關(guān)系式為 （11）式中 為電阻絲電阻相對(duì)變化；為應(yīng)變系數(shù)；為電阻絲長度相對(duì)變化。金屬箔式應(yīng)變片就是通過光刻、腐蝕等工藝制成的應(yīng)變敏感元件。如圖11所示，將四個(gè)金屬箔應(yīng)變片(RRRR4)分別貼在雙桿式懸臂梁彈性體的上下兩側(cè)，彈性體受到壓力發(fā)生形變，應(yīng)變片隨懸臂梁形變被拉伸或被壓縮。圖11 雙桿式懸臂梁稱重傳感器結(jié)構(gòu)圖通過這些應(yīng)變片轉(zhuǎn)換懸臂梁被測(cè)部位受力狀態(tài)變化，可將應(yīng)變片串聯(lián)或并聯(lián)組成電橋。如圖12信號(hào)調(diào)理電路所示，R5=R6=R7=R為固定電阻，與應(yīng)變片一起構(gòu)成一個(gè)單臂電橋，其輸出電壓 （12）為電橋電源電壓；式12表明單臂電橋輸出為非線性，非線性誤差為L=。圖12 單臂電橋面板接線圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1．懸臂梁上的各應(yīng)變片已分別接到面板左上方的RRRR4上，可用萬用表測(cè)量判別，R1=R2=R3=R4=350Ω。2．按圖12接好“差動(dòng)放大器”和“電壓放大器”部分，將“差動(dòng)放大器”的輸入端短接并與地相連，“電壓放大器”輸出端接電壓溫度頻率表（選擇U），開啟直流電源開關(guān)。將“差動(dòng)放大器”的增益調(diào)節(jié)電位器與“電壓放大器”的增益調(diào)節(jié)電位器調(diào)至中間位置（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底后逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)5圈），調(diào)節(jié)調(diào)零電位器使電壓溫度頻率表顯示為零。關(guān)閉“直流電源”開關(guān)。（兩個(gè)增益調(diào)節(jié)電位器的位置確定后不能改動(dòng)）3．按圖12接好所有連線，將應(yīng)變式傳感器R1接入“電橋”與RRR7構(gòu)成一個(gè)單臂直流電橋。“電橋”輸出接到“差動(dòng)放大器”的輸入端，“電壓放大器”的輸出接電壓溫度頻率表。預(yù)熱兩分鐘。(直流穩(wěn)壓電源的GND1要與放大器共地)4．將千分尺向下移動(dòng)，使懸臂梁處于平直狀態(tài)，調(diào)節(jié)Rw1使電壓溫度頻率表顯示為零（選擇U）。5．，讀取數(shù)顯表數(shù)值，直到向下移動(dòng)5mm，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表11。表11位移(mm)12345電壓(mV)6．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將千分尺向上旋轉(zhuǎn)，使懸臂梁恢復(fù)平直狀態(tài)，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，整理好實(shí)驗(yàn)設(shè)備。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告—位移曲線，并計(jì)算其線性度。六、注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)所采用的彈性體為雙桿式懸臂梁稱重傳感器，量程較小。因此，加在傳感器上的壓力不應(yīng)過大，以免造成應(yīng)變傳感器的損壞！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)康谋容^半橋與單臂電橋的不同性能，了解其特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)儀器同實(shí)驗(yàn)一三、實(shí)驗(yàn)原理不同受力方向的兩只應(yīng)變片（RR2）接入電橋作為鄰邊，如圖21。電橋輸出靈敏度提高，非線性得到改善，當(dāng)兩只應(yīng)變片的阻值相同、應(yīng)變系數(shù)也相同時(shí)，半橋的輸出電壓為 （21）式中 為電阻絲電阻相對(duì)變化；為應(yīng)變系數(shù)；為電阻絲長度相對(duì)變化；為電橋電源電壓。式21表明，半橋輸出與應(yīng)變片阻值變化率呈線性關(guān)系。圖21 半橋面板接線圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1．應(yīng)變傳感器已安裝在懸臂梁上，可參考圖11。2．按圖21接好“差動(dòng)放大器”和“電壓放大器”電路。“差動(dòng)放大器”的調(diào)零，參考實(shí)驗(yàn)一步驟2。3．按圖21接好所有連線，將受力相反的兩只應(yīng)變片RR2接入電橋的鄰邊。4．參考實(shí)驗(yàn)一步驟4。5．，讀取數(shù)顯表數(shù)值，直到向下移動(dòng)5mm，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表21。表21位移(mm)12345電壓(mV)6．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將千分尺向上旋轉(zhuǎn)，使懸臂梁恢復(fù)平直狀態(tài)，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，整理好實(shí)驗(yàn)設(shè)備。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告—位移曲線，并計(jì)算其線性度。六、思考題半橋測(cè)量時(shí)非線性誤差的原因是什么？七、注意事項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)所采用的彈性體為雙桿式懸臂梁稱重傳感器，量程較小。因此，加在傳感器上的壓力不應(yīng)過大，以免造成應(yīng)變傳感器的損壞！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)康牧私馊珮驕y(cè)量電路的優(yōu)點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)儀器同實(shí)驗(yàn)一三、實(shí)驗(yàn)原理全橋測(cè)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(duì)邊，不同的接入鄰邊，如圖31，當(dāng)應(yīng)變片初始值相等，變化量也相等時(shí)，其橋路輸出Uo= （31）式中為電橋電源電壓。為電阻絲電阻相對(duì)變化；式31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(jìn)一步改善。圖31 全橋面板接線圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1． 應(yīng)變傳感器已安裝在懸臂梁上，RRRR4均為應(yīng)變片，可參考圖11。2． 按圖31先接好“差動(dòng)放大器”和“電壓放大器”部分，“差動(dòng)放大器”的調(diào)零參照實(shí)驗(yàn)一步驟2。3．按圖31接好所有連線，將應(yīng)變片接入電橋，參考實(shí)驗(yàn)一步驟4。4．，讀取數(shù)顯表數(shù)值，直到向下移動(dòng)5mm，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表31。表31位移(mm)2345電壓(mV)5．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將千分尺向上旋轉(zhuǎn)，使懸臂梁恢復(fù)平直狀態(tài)，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，整理好實(shí)驗(yàn)設(shè)備。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1．根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)繪制出電壓—位移曲線，并計(jì)算其線性度。2．根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容試設(shè)計(jì)一種電子秤。3．比較單臂、半橋、全橋三者的特性曲線，分析他們之間的差別。六、思考題全橋測(cè)量中，當(dāng)兩組對(duì)邊（RR3為對(duì)邊）電阻值R相同時(shí)，即R1＝R3，R2＝R4，而R1≠R2時(shí)，是否可以組成全橋？七、注意事項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)所采用的彈性體為雙桿式懸臂梁稱重傳感器，量程較小。因此，加在傳感器上的壓力不應(yīng)過大，以免造成應(yīng)變傳感器的損壞！實(shí)驗(yàn)四　 移相實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庖葡嚯娐返脑砗蛻?yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器移相器、信號(hào)源、示波器（自備）三、實(shí)驗(yàn)原理由運(yùn)算放大器構(gòu)成的移相器原理圖如下圖所示：圖41 移相器原理圖通過調(diào)節(jié)Rw，改變RC充放電時(shí)間常數(shù)，從而改變信號(hào)的相位。四、實(shí)驗(yàn)步驟1． 將“信號(hào)源”的U S100幅值調(diào)節(jié)為6V，頻率調(diào)節(jié)電位器逆時(shí)針旋到底，將U S100 與“移相器”輸入端相連接。2． 打開“直流電源”開關(guān)，“移相器”的輸入端與輸出端分別接示波器的兩個(gè)通道，調(diào)整示波器，觀察兩路波形。3． 調(diào)節(jié)“移相器”的相位調(diào)節(jié)電位器，觀察兩路波形的相位差。4． 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，整理好實(shí)驗(yàn)設(shè)備。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)照移相器原理圖分析其工作原理。六、注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)過程中正弦信號(hào)通過移相器后波形局部有失真，這并非儀器故障。實(shí)驗(yàn)五　 相敏檢波實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私庀嗝魴z波電路的原理和應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器移相器、相敏檢波器、低通濾波器、信號(hào)源、示波器（自備）、電壓溫度頻率表三、實(shí)驗(yàn)原理開關(guān)相敏檢波器原理圖如圖51所示，示意圖如圖52所示：圖51 檢波器原理圖圖52 檢波器示意圖圖51中Ui為輸入信號(hào)端，AC為交流參考電壓輸入端，Uo為檢波信號(hào)輸出端，DC為直流參考電壓輸入端。當(dāng)AC、DC端輸入控制電壓信號(hào)時(shí)