【正文】 中的高級(jí)模擬輸入函數(shù) AI ， AI , 程序中 AI 為中級(jí)函數(shù)的VI，用于設(shè)置采集通道等參數(shù)。它可以把幾個(gè)通道的波形同時(shí)在一個(gè)示波器里顯示。使用 NI Measurement→ Data Acquisition→ Analog Input 函數(shù)子模板中的易用模擬輸入函數(shù)AI Acquire Waveform,程序如下，設(shè)置合適的通道、采樣率和采集點(diǎn)數(shù)即可。 28 圖 11 LabVIEW 的不同模擬數(shù)據(jù)采集 d、高級(jí)函數(shù) 高級(jí)函數(shù)是對(duì)數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)程序最底層地接口，很少使用。如圖 10 所示。 計(jì)算機(jī)正常啟動(dòng)后，運(yùn)行 LABVIEW 軟件。本次實(shí)驗(yàn)的軟件編程平臺(tái)是基于 LABVIEW，借助它的數(shù)據(jù)采集功能模塊和信號(hào)分析功能模塊，以圖形化語(yǔ)言編程，相對(duì)簡(jiǎn)單。而且可借助實(shí)驗(yàn)儀產(chǎn)生多種工程量（如位移、速度、加速度、力、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、溫度等），并可將它們轉(zhuǎn)換為 相應(yīng)的電壓信號(hào)。 以上內(nèi)容的第 2 項(xiàng)、第 5 項(xiàng)的“搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”和“模擬信號(hào)采集”以及第 6~7 項(xiàng)的“測(cè)量與顯示”部分在實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)內(nèi)完成；在課外時(shí)間要求 完成第 1 項(xiàng)和其它幾項(xiàng)內(nèi)容的軟件 編程部分 ；第 4 項(xiàng)內(nèi)容在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行教學(xué)演示。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察分析 ，了解基于 數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行 數(shù)據(jù) 采集 25 的 計(jì)算機(jī)測(cè)試 系統(tǒng)硬件 組成原理和基本構(gòu)架。 熟悉 基于 LABVIEW 平臺(tái)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集 程序設(shè)計(jì) 與 調(diào)試方法。 對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題、進(jìn)一步的想法等進(jìn)行討論。 比較測(cè)試 a、 用雙線示波器的通道 1 和通道 2，分別接 入（電渦流 ／磁電、電渦流／壓電、磁電／壓電）兩種不同傳感器轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)，觀察同時(shí)測(cè)試同一振動(dòng)信號(hào)時(shí)的波形（幅值、頻 23 率和相位）輸出。 b、按圖 圖 8 接線，低頻振蕩器輸出接“激振 II”端。 d、 將 “激振Ｉ ”與 “磁電 ”端接線互換，接通低頻振蕩器，觀察差動(dòng)放大器的輸出波形。 磁電式傳感器的振動(dòng)測(cè)試 觀察 電荷放大器壓電 22 a、 按圖 6 所示接線 。 b、 電渦流線圈與渦流變換器 按圖 5 連 接，渦流變換器輸出端接 示波器 。儀器中的磁電式傳感器由動(dòng)鐵與感 應(yīng)線圈組成，永久磁鋼做成的動(dòng)鐵產(chǎn)生恒定的直流磁場(chǎng)，當(dāng)動(dòng)鐵與線圈有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈與磁場(chǎng)中的磁通交鏈產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)， e 與磁通變化率成正比，是一種 動(dòng)態(tài) 測(cè)量用傳感器。將阻抗變換經(jīng)渦流變換器變換成電壓Ｖ輸出，則輸出電壓是距離 x 的單值函數(shù)。 a、 電渦流傳感器測(cè)振： 電渦流傳感器、電渦流變換器； b、 壓電式傳感器測(cè)振：壓電式傳感器、電荷放大器（或電壓放大器）； c、 磁電式傳感器測(cè)振：磁電式傳感器。 了解 磁電式傳感器結(jié)構(gòu)、原理及實(shí)際應(yīng)用：振動(dòng)位移、速度、加速度的檢測(cè)； 壓電式傳感器的振動(dòng)測(cè)試。 17 六、 思考題 霍爾元件用作位移測(cè)量時(shí)，為什么只允許工作在梯度磁場(chǎng)范圍？ 解釋在激勵(lì)源為交流且信號(hào)變化也是交變時(shí)需采用相敏檢波器的原因？ 18 實(shí)驗(yàn)四 振動(dòng)信號(hào)的多種傳感器測(cè)量與比較 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱： 振動(dòng)信號(hào)的多種傳感器測(cè)量與比較 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)： 普通實(shí)驗(yàn) 所屬課程名稱： 傳感器原理與設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)： 2 學(xué)時(shí) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 振動(dòng)信號(hào)的獲取可用不同類型的傳感器，但不同類型的傳感器有其適用范圍 和場(chǎng)合。 五、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式嚴(yán)格按廣東工業(yè)大學(xué)有關(guān)規(guī)定要求； 在理解基礎(chǔ)上扼要書寫實(shí)驗(yàn)原理 、 實(shí)驗(yàn)方法和步驟 ； 根據(jù)直流激勵(lì)下靜態(tài)位移測(cè)試數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上 繪出 霍爾位移 傳感器 實(shí)驗(yàn) 曲線 。為交流電源，從音頻振蕩器相應(yīng)端取得。 ④改變激振器 I 頻率，進(jìn)行觀測(cè)，注意波形的變化。 位移 x(mm) 電壓 U0 (mv) 直流激勵(lì)下霍爾傳感器振動(dòng)測(cè) 試 ①仍按圖 3 直流激勵(lì)接線，使系統(tǒng)調(diào)零。 ②按圖 3 直流激勵(lì)接線； 圖 3 霍爾傳感器靜態(tài)位移測(cè)試原理圖 ③旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，使測(cè)微頭頂桿與振動(dòng)圓盤接觸。 四、 實(shí)驗(yàn)方法、步驟及結(jié)果測(cè)試 一）實(shí)驗(yàn)原理及方法 實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的霍爾傳感器，由兩個(gè)環(huán)形磁鋼組成梯度磁場(chǎng)和位于梯度磁場(chǎng)中的霍爾元件組成。 擬合直線的選取方法有哪幾種？不同擬合直線得出的傳感器靜態(tài)特性指標(biāo)的數(shù)值會(huì)一致嗎？此時(shí)該如何合理評(píng)價(jià)傳感器的特性？ 13 實(shí)驗(yàn)三 霍爾傳感器的應(yīng)用 ―― 位移及振幅測(cè)量 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：霍爾傳感器的應(yīng)用――位移及振幅測(cè)量 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)： 普通實(shí)驗(yàn) 所屬課程名稱： 傳感器原理與設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí) ： 2 學(xué)時(shí) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 了解霍爾位移傳感器的工作原理與結(jié)構(gòu)，學(xué)會(huì)用霍爾傳感器進(jìn)行位移測(cè)試； 2. 了解霍爾式傳感器在振動(dòng)測(cè)量中的應(yīng)用。并按某一規(guī)則作出擬合直線，依此 分析計(jì)算 傳感器系統(tǒng)的 靈敏度 、線性度和回程誤差等特 性指標(biāo)。 12 注意事項(xiàng) ? 電容動(dòng)片與兩定片之間的片間距離須相等，必要時(shí)可稍作調(diào)整。記錄數(shù)據(jù)，并作出 x－ V 曲線。電容變換器的轉(zhuǎn)換原理圖詳見(jiàn)附錄二。若將上層定片與動(dòng)片形成的電容設(shè)為 CX1，下層定片與動(dòng)片形成的電容設(shè)為 CX2，當(dāng)將CX1和 CX2接入交流電橋作為相鄰兩臂（或?qū)刹顒?dòng)電容接入其它轉(zhuǎn)換電路）時(shí)，則電路的輸出電壓與電 容量的變化有關(guān)，即與振動(dòng)臺(tái)的位移有關(guān)。 雙線示波器及實(shí)驗(yàn)連接導(dǎo)線若干。 電容式傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)試。 了解電容式傳感器的工程應(yīng)用。 比較三種接橋方法的靈敏度。 ? 顯示儀表量程宜從高檔轉(zhuǎn)換到低檔，信號(hào)幅值宜從小到大。測(cè)微頭每轉(zhuǎn)一圈，對(duì)應(yīng)垂直移動(dòng)，相應(yīng)記錄差動(dòng)放大器的一個(gè)輸出電壓值。 ③直流電橋平衡調(diào)整 確定按圖 1 接線無(wú)誤后，開(kāi)啟儀器 電源，并預(yù)熱數(shù)分鐘。測(cè)微頭裝于懸臂梁前端的永久磁鋼上。橋路中 R R R3（因?qū)嶒?yàn)設(shè)備不同，實(shí)驗(yàn)設(shè)備上的電阻標(biāo)記可能有差異）和 WＤ 為電橋中的固定電阻和直流調(diào)平衡電位器， R 為箔式應(yīng)變片（可任選懸臂梁上、下面上的任一金屬箔式應(yīng)變片作為工作片）。 注意： 調(diào)零后，放大器增益調(diào)節(jié)旋鈕和“調(diào)零”電位器的位置不要改變。調(diào)零后關(guān)閉儀器電源。本實(shí)驗(yàn)需要調(diào)零的部件是毫伏表、直流電橋和差動(dòng)放大器。當(dāng)使用一個(gè)應(yīng)變片時(shí)，可組成半橋單臂電橋，在電阻變化量 △ R 較小的情況下，電橋輸出電壓為U0＝ RRU?4 ；當(dāng)使用二個(gè)應(yīng)變片差動(dòng)聯(lián)接，組成半橋雙臂電橋，則有 U0＝ RRU?2 ；而用四 個(gè)應(yīng)變片組成全橋形式，則輸出電壓為 U0＝ RRU? 。之后，再通過(guò)測(cè)量轉(zhuǎn)換電路，將電阻值變化轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出顯示。 萬(wàn)用表（非必需）。 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，先預(yù)習(xí)附錄一“ CYS 型傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)儀使用指南”，了解該設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)與組 成。 傳感器實(shí)驗(yàn) 全部安排在 “CSY 型傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)儀 ”上進(jìn)行 。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，幫助廣大學(xué)生加強(qiáng)對(duì)書本知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力 ,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)各種不同的傳感器及測(cè)量原理如何組成測(cè)量系統(tǒng) 有直觀而具體的感性認(rèn)識(shí)； 培養(yǎng)學(xué)生對(duì)材料力學(xué)、電工學(xué)、物理學(xué)、計(jì)算技術(shù)等知識(shí)的綜合運(yùn)用能力；同時(shí)在實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行過(guò)程中通過(guò)信號(hào)的拾取、轉(zhuǎn)換、分析，掌握作為一個(gè)科技工作者應(yīng)具有的基本的操作技能與 動(dòng)手能力。 二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求 觀察金屬箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)、貼片方式以及接橋方式； 測(cè)試應(yīng)變梁變形時(shí)的應(yīng)變輸出； 比較應(yīng)變片不同接橋方式對(duì)電橋輸出結(jié)果的影響。 若干接插連接實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線。當(dāng)測(cè)件受力發(fā)生變形，應(yīng)變片敏感柵也隨同變形，其電阻值也隨之發(fā)生相應(yīng)變化。若設(shè)電橋橋臂的四個(gè)電阻初始值分別為： R1＝ R2＝ R3＝ R4＝ R，當(dāng)測(cè)試體表面產(chǎn)生變形，則其電阻的相對(duì)變化率分別為 △ R1/R△ R2/R △ R3/R3和 △ R4/R4。 二）實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果測(cè)試 儀表及電路調(diào)零 任何測(cè)試儀器或儀表