【正文】 曲線區(qū)前坡中點(diǎn)位置裝好光纖探頭。實(shí)驗(yàn)二十五 光纖傳感器——轉(zhuǎn)速測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模寒?dāng)光纖探頭與反射面的相對(duì)位置發(fā)生周期性變化；光電變換器輸出電量也發(fā)生相應(yīng)的變化，經(jīng)V/F電路變換，成方波頻率信號(hào)輸出。實(shí)驗(yàn)二十六 光電傳感器的應(yīng)用——光電轉(zhuǎn)速測(cè)試一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 了解光電開關(guān)的原理和應(yīng)用。25．將一較強(qiáng)光源照射儀器轉(zhuǎn)盤上方，觀察測(cè)試方波是否正常。開啟電源，調(diào)解微測(cè)頭和電橋WD,使輸出差放為零。三、實(shí)驗(yàn)所需部件：1．按圖（18）接線組成測(cè)試系統(tǒng)，差動(dòng)放大器增益適中。端口輸出，幅度嚴(yán)格限定Vpp5V一下，以免損壞霍爾片。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。實(shí)驗(yàn)三十一 電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 了解電渦流式傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、工作特性。2．開啟儀器電源，用測(cè)微頭將電渦流線圈與渦流片分開一定距離，此時(shí)輸出端有一電壓值輸出。實(shí)驗(yàn)三十二 被測(cè)材料對(duì)電渦流傳感器的特性的影響一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明不同的材料使電渦流傳感器特性的影響。三、實(shí)驗(yàn)步驟：1．按圖（19）接線，根據(jù)實(shí)驗(yàn)三十二結(jié)果，將平面線圈安裝在最佳工作點(diǎn)，直流穩(wěn)壓電源置177。二、實(shí)驗(yàn)所需部件： 渦流傳感器、渦流變換器、差動(dòng)放大器、電橋、電壓彪、砝碼。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1．電渦流線圈支架轉(zhuǎn)一角度，安裝于電機(jī)轉(zhuǎn)盤上方，線圈與轉(zhuǎn)盤平行，在不碰擦的情況下相距越近越好。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與磁通變化律成正比，是一種動(dòng)態(tài)傳感器。與原磁電式傳感器波形比較。 3．當(dāng)懸臂梁處于諧振狀態(tài)時(shí)振幅最大，此時(shí)示波器所觀察到的波形Vpp也是最大，由此可以得出結(jié)論：壓電加速度傳感器是一種對(duì)外力作用敏感的傳感器。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1．按圖（21）接線，電容變化器和差動(dòng)放大器的增益適中。實(shí)驗(yàn)三十九 力平衡式傳感器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 掌握利用多種傳感器和電路單元組成測(cè)試系統(tǒng)的原理。差動(dòng)放大器還是作為電平移動(dòng)單元使用。五、注意事項(xiàng)：差動(dòng)放大器不能和激振Ⅰ直接連接，因?yàn)椴顒?dòng)放大器無(wú)電流放大作用。5．比較在測(cè)量雙平行梁動(dòng)態(tài)特性的實(shí)驗(yàn)中哪些可測(cè)振動(dòng)范圍最大？那些靈敏度最高？實(shí)驗(yàn)四十一 微機(jī)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換——數(shù)據(jù)采集處理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 微機(jī)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換課程中，數(shù)據(jù)采集和分析處理是最重要的兩部分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀用A/D采集卡和試驗(yàn)軟件對(duì)傳感器測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量到的電信號(hào)進(jìn)行分析處理，可以得到這方面的初步知識(shí)。4．實(shí)驗(yàn)軟件使用說(shuō)明①先查看幫助信息?！扒宄辨I可以清除不需要的坐標(biāo)曲線，建議進(jìn)行數(shù)據(jù)采集之前按此鍵，以保證所采集到的數(shù)據(jù)為正確值。最高采集頻率為1K左右，連續(xù)采集每幀坐標(biāo)上同樣最多也可容4條曲線，但頻譜曲線只是針對(duì)第一條而言。實(shí)驗(yàn)軟件為兩張軟盤，首先安裝1號(hào)盤，點(diǎn)擊安裝圖標(biāo)，即進(jìn)入自動(dòng)安裝程序。3．相位差可用雙線示波器測(cè)量。分別向上、做出VX曲線，求出靈敏度和線性度。在此系統(tǒng)中用電渦流傳感器、差動(dòng)放大器、電流放大器和激振器組成一個(gè)負(fù)反饋測(cè)量系統(tǒng)。位移和振動(dòng)時(shí)均不可有擦片現(xiàn)象，否則會(huì)造成輸出信號(hào)突變。如將上層定片與動(dòng)片形成的電容定為CX1，下層片與動(dòng)片形成的電容定為CX2，當(dāng)將CX1和CX2接入橋路作為相鄰兩臂時(shí)，橋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)。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1．觀察了解壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)：由雙壓電陶瓷片晶片、慣性質(zhì)量快、壓簧、引出電機(jī)組裝于塑料外殼中。通過(guò)觀察，可以得出結(jié)論：磁電式傳感器對(duì)速度敏感，電渦流式傳感器則對(duì)位置敏感，速度的變化對(duì)它影響不大。二、實(shí)驗(yàn)原理： 磁電式傳感器是一種能將非能量的變化轉(zhuǎn)為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的傳感器，所以也成為感應(yīng)式傳感器。二、實(shí)驗(yàn)原理： 當(dāng)平面線圈與金屬被測(cè)體的相對(duì)位置發(fā)生周期性變化時(shí)，渦流量及線圈阻抗的變化經(jīng)渦流變換器轉(zhuǎn)換為周期性的電壓信號(hào)變化。四、注意事項(xiàng)：直流穩(wěn)壓電源－10V和接地端接電橋直流調(diào)平衡電位器WD兩端。實(shí)驗(yàn)三十三 電渦流式傳感器的振幅測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握用電渦流傳感器測(cè)量振幅的原理和方法。五、注意事項(xiàng)：當(dāng)渦流變換器接入電渦流線圈處于工作狀態(tài)時(shí)，接入示波器會(huì)影響線圈的阻抗，使變換器的輸出電壓減小。安裝好測(cè)微頭，將電渦流線圈接入渦流變換器輸入端。四、注意事項(xiàng)：1．霍爾式傳感器在做稱重時(shí)只能工作在梯度磁場(chǎng)中，所以砝碼和被稱重物都不應(yīng)太重。4．再按實(shí)驗(yàn)二十八交流激勵(lì)接線，調(diào)節(jié)電橋與移相器，提高振動(dòng)圓盤，使低通濾波器輸出電壓正負(fù)對(duì)稱。列表并作出VX曲線，求出靈敏度和線性度，并將其結(jié)果與直流激勵(lì)系統(tǒng)相比較。實(shí)驗(yàn)二十八 霍爾式傳感器的交流激勵(lì)特性一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 了解霍爾傳感器在交流信號(hào)激勵(lì)下的特性。三、實(shí)驗(yàn)所需部件：直流穩(wěn)壓電源、電橋、霍爾傳感器、差動(dòng)放大器、電壓表、測(cè)微頭。用示波器觀察光電轉(zhuǎn)換器VF端，并讀出波形頻率，與頻率表所示頻率比較。2．電機(jī)開關(guān)平是應(yīng)倒向左側(cè)，以保證穩(wěn)壓電源正常工作。4．注意背景光對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，光纖勿成鈍角曲折。然后旋動(dòng)測(cè)微頭，使反射鏡面離開鏡頭，作出VX曲線。實(shí)驗(yàn)二十四 光纖位移傳感器——位移測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)原理：反射式光纖位移傳感器的工作原理如圖（16）所示，光纖采用Y型結(jié)構(gòu)，兩束多模光纖一端合并組成光纖探頭，另一端分成兩束，分別作為接收光纖和光源光纖，光纖只起傳輸信號(hào)的作用。2．將半導(dǎo)體點(diǎn)溫計(jì)探頭放入兩片應(yīng)變梁之間的電加熱器上，打開加熱器，觀察點(diǎn)溫計(jì)的溫升和溫度變換器Vo端的輸出電壓變化情況，每升溫1℃記錄下電壓值，待電壓穩(wěn)定后記錄下最終溫度T。E (t,t0) = E (t,t1) + E （t,t0)實(shí)際電動(dòng)勢(shì) 測(cè)量所得電勢(shì) 溫度修正電動(dòng)勢(shì)式種E為熱電偶的電動(dòng)勢(shì)，t為熱電偶熱端溫度，t0位熱電偶參考端溫度為0℃，t1位熱電偶參考端所處的溫度。通過(guò)測(cè)試此電動(dòng)勢(shì)即可知道兩端溫差。二、實(shí)驗(yàn)所需部件：差動(dòng)變壓器、電橋、音頻振蕩器、差動(dòng)放大器、測(cè)微頭、雙線示波器。3．當(dāng)銜鐵上、下移動(dòng)時(shí)，Lo′≠Lo″，電橋失衡就有輸出，大小與銜鐵位移量呈比例，相位則與銜鐵移動(dòng)方向有關(guān)，銜鐵向上移動(dòng)和向下移動(dòng)使輸出波形相位相差約180176。2．銜鐵位置可松開支架上小螺絲稍做上、下調(diào)節(jié)。4．旋動(dòng)測(cè)微頭，帶動(dòng)銜鐵向上5mm，向下5mm每璇一周（）記錄一電壓值并填入表格。3．提高示波器第二通道靈敏度，將殘零電壓波形與激勵(lì)電壓波形比較。減少零殘電壓的辦法有：（1）從設(shè)計(jì)和工藝制作上盡量保證線路和磁路的對(duì)稱?？梢钥闯鏊c輸入電壓相位差約為π/2，使基頻分量。差動(dòng)變壓器是開磁路，工作是建立在互感基礎(chǔ)上的。二、實(shí)驗(yàn)所需部件：電橋、音頻振蕩器、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器，箔式應(yīng)變片，環(huán)形砝碼，稱重平臺(tái)。三、實(shí)驗(yàn)所需部件：電橋、音頻振蕩器、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、電壓表、測(cè)微頭、示波器。二、實(shí)驗(yàn)所需部件：電橋、音頻振蕩器、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、電壓表、測(cè)微頭。三、實(shí)驗(yàn)所需部件：電橋、音頻振蕩器、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、電壓表、測(cè)微頭、示波器。測(cè)出上述關(guān)系。可以看出，相敏檢波器中整形電路的作用是將輸入的正弦波轉(zhuǎn)換成方波，使相敏檢波器中的電子開關(guān)能正常工作。2．將直流穩(wěn)壓電源2V檔輸出電壓（正或負(fù)均可）接相敏檢波器④端。實(shí)驗(yàn)九 相敏檢波器試驗(yàn)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫f(shuō)明由施密特開關(guān)電路及運(yùn)放組成的相敏檢波電路的原理。四、 實(shí)驗(yàn)步驟：1． 音頻振蕩器頻率、幅值旋鈕居中，將信號(hào)（0176。實(shí)驗(yàn)結(jié)果以證實(shí)實(shí)驗(yàn)五種對(duì)半導(dǎo)體應(yīng)變片性能的分析。實(shí)驗(yàn)七 箔式應(yīng)變片與半導(dǎo)體應(yīng)變片性能比較一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)比較兩種應(yīng)變電路的靈敏度與溫度特性。待電壓穩(wěn)定后測(cè)得溫升，求出系統(tǒng)的溫漂△V/△T。由于半導(dǎo)體材料的“壓阻效應(yīng)”特別明顯，可以反映出很微小的形變，所以K半要大于K箔，但是受溫度影響大。2．重復(fù)實(shí)驗(yàn)三14步驟，并求出接入補(bǔ)償片后系統(tǒng)的溫度漂移，并與實(shí)驗(yàn)三的結(jié)果進(jìn)行比較。五、 注意事項(xiàng)：由于本儀器中所使用的BHF箔式應(yīng)變片具有防自蠕變性能，因此溫度系數(shù)還是比較小的。二、 實(shí)驗(yàn)原理：溫度變化引起應(yīng)變片阻值發(fā)生變化原因是應(yīng)變片電阻絲的溫度系數(shù)及電阻絲與測(cè)試中膨脹系數(shù)不同。三、 實(shí)驗(yàn)步驟：1． 在完成實(shí)驗(yàn)一的基礎(chǔ)上，不變動(dòng)差動(dòng)放大器增益和調(diào)零電位器，依次將圖（1）中電橋固定電阻RRR3換成箔式應(yīng)變片，分別接成半橋和全橋測(cè)試系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)二 箔式應(yīng)變片三種橋路性能比較一、 實(shí)驗(yàn)原理：說(shuō)明實(shí)際使用的應(yīng)變電橋的性能和原理。測(cè)微頭裝于懸梁前端的永久磁鋼上，并調(diào)節(jié)使應(yīng)變梁處于基本水平狀態(tài)。調(diào)零后電位器位置不要變化。當(dāng)二個(gè)應(yīng)變片組成差動(dòng)狀態(tài)工作，則有；。實(shí)驗(yàn)一 箔式應(yīng)變片性能——單臂電橋一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康兀?． 觀察了解箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方式。否則計(jì)算機(jī)收不到信號(hào)。14． 進(jìn)行“磁電式傳感器”實(shí)驗(yàn)，磁電傳感器兩端接差動(dòng)放大器輸入端，用示波器觀察輸出波形，參見附圖12。當(dāng)震動(dòng)原判帶動(dòng)動(dòng)片上下移動(dòng)時(shí)，電容變換器V0端電壓應(yīng)正負(fù)過(guò)零變化。各電路和傳感器性能建議通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)檢查是否正常：1． 應(yīng)變片及差動(dòng)放大器，參考附圖2進(jìn)行單臂、半橋和全橋?qū)嶒?yàn)，各應(yīng)變片是否正?？捎萌f(wàn)用表電阻檔在應(yīng)變片兩端測(cè)量，各接線圖兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間即為一實(shí)驗(yàn)接插線，接插線可多跟迭插，為保證接觸良好插入插孔后請(qǐng)將插頭稍許旋轉(zhuǎn)。渦流變換器：變頻是調(diào)幅變換電路，傳感器線圈是三點(diǎn)式振蕩電路中的一個(gè)元件。四芯航空插座上裝有光電轉(zhuǎn)換裝置和兩根多模光纖（一根接收，一根發(fā)射）組成的光強(qiáng)行光纖傳感器。2V～177。兩只測(cè)微頭分別裝在左右兩邊的支架上。磁電式：有一組線圈和動(dòng)鐵（永久磁鋼）組成。熱敏式：上梁表面裝有玻璃珠狀的半導(dǎo)體熱敏電阻MF51,負(fù)溫度系數(shù)，25℃時(shí)阻值為8～10K。實(shí)驗(yàn)儀主要由實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)、處理電路、信號(hào)與顯示電路三部分組成。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)者可以對(duì)各種不同的傳感器計(jì)測(cè)量電路原理組成有直觀的感性認(rèn)識(shí)，并可在本儀器上舉一反三開發(fā)出新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。分度表見實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。電容式：裝于圓盤上的一組動(dòng)片和裝于支架上的兩組定片組成平行變面積式差動(dòng)電容，線性范圍≥3mm。實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)上還裝有測(cè)電機(jī)一組及控制、調(diào)速開關(guān)。177。光電變換器：提供紅外發(fā)射、接收、穩(wěn)幅、變換，輸出模擬信號(hào)電壓與頻率變換方波信號(hào)。電壓放大器：增益5倍的電阻放大器。請(qǐng)用戶注意，本儀器時(shí)實(shí)驗(yàn)儀器，各電路完成的實(shí)驗(yàn)主要目的的是對(duì)各傳感器測(cè)試電路作定性的驗(yàn)證，而非工程應(yīng)用型的傳感器定量測(cè)試。8． 進(jìn)行“電容式傳感器特性”實(shí)驗(yàn)，接線參照附圖7。2V，否則一定會(huì)造成霍爾元件燒壞。儀器后部的RS232接口情節(jié)計(jì)算機(jī)COM2口串行工作。本實(shí)驗(yàn)以需防塵，以保證實(shí)驗(yàn)接觸良好，儀器正常工作溫度0℃～40℃。電橋電路是最常用的非電量電測(cè)電路中的一中，當(dāng)電路平衡時(shí)，橋路對(duì)臂電阻乘積相等，電橋輸出為零，在橋臂四個(gè)電阻RRRR4中，電阻的相對(duì)變化率分別為△R1/R△R2/R△R3/R△R4/ R4中，當(dāng)使用一個(gè)應(yīng)變片時(shí)。輸出端接數(shù)字電壓表，用“調(diào)零”電位器調(diào)整差動(dòng)放大其輸出電壓為零，然后拔掉實(shí)驗(yàn)線。4V。3． 穩(wěn)壓電源不要對(duì)地短路。4V檔）、電橋、差動(dòng)放大電路、箔式應(yīng)變片、測(cè)微頭、電壓表。實(shí)驗(yàn)三 箔式應(yīng)變片的溫度效應(yīng)一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫f(shuō)明溫度變化對(duì)應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)的影響。4． 求出溫度漂移值△V/△T。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1．按圖（3）接好線路，圖中R′和R″分別為箔式工作片和補(bǔ)償片。對(duì)于半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)，K半≈（△ρ/ρ）/∑，主要由電阻率變化引起。4．打開“加熱”，觀察隨溫度升高系統(tǒng)輸出電壓溫漂情況。四、注意事項(xiàng)：此實(shí)驗(yàn)的測(cè)試條件應(yīng)于實(shí)驗(yàn)五一致。4．分別對(duì)箔式變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片加熱，測(cè)出兩種測(cè)試電路得溫漂，并進(jìn)行比較。三、 實(shí)驗(yàn)所需部件： 移相器、音頻振蕩器、雙線示波器。五、 注意事項(xiàng)：移為本次實(shí)驗(yàn)儀中音頻信號(hào)由函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生，所以通過(guò)移相器后波形局部有些畸變，這不是儀器故障。接相敏檢波器輸入端。6用示波器兩通道觀察附加插口⑤、⑥的波形。11．使輸入信號(hào)與參考信號(hào)的相位改變180176。交流電橋只有在滿足輸出電壓的實(shí)部和虛部均為零的條件下才會(huì)平衡。實(shí)驗(yàn)十一 激勵(lì)頻率對(duì)交流全橋的影響一、實(shí)驗(yàn)原理：由于交流電橋中的各種阻抗的影響，改變積頻率可以提高交流全橋的靈敏