傳感器檢測技術(shù)實(shí)驗報告實(shí)驗一160160金屬箔式應(yīng)變片——單臂電橋性能實(shí)驗(編輯修改稿)
2024-12-02 13:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 之間穿過以及直板傳感器的邊緣效應(yīng)。 實(shí)驗十一 壓電式傳感器振動測量實(shí)驗 一、實(shí)驗?zāi)康? 了解壓電傳感器的測量振動原理和方法。 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 3 0 0 2 0 0 1 0 00100200300400500600700xy 二、基本原理 壓電式傳感器由慣性質(zhì)量塊和受壓的壓電片等組成。工作時傳感器感受與試件相同的振動頻率，質(zhì)量塊便有正比于加速度的交變力作用在晶片上，由于壓電效應(yīng)，壓電晶體上產(chǎn)生正比于運(yùn)動速度的表面電荷。 三、實(shí)驗器材 主機(jī)箱、差動變壓器實(shí)驗?zāi)０濉⒄駝釉?、示波器? 四、實(shí)驗步驟 按照連線圖將壓電傳感器安裝在 振動臺上，振動源的低頻輸入接主機(jī)箱的低頻振蕩器，其它連線按照圖示接線。 合上主機(jī)箱電源開關(guān)，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率和幅度旋鈕使振動臺振動，觀察低通濾波器輸出波形。 用示波器的兩個通道同時觀察低通濾波器輸入和輸出波形；在振動臺正常振動時用手指敲擊振動臺，同時觀察輸出波形的變化。 改變振動源的頻率，觀察輸出波形的變化。 低頻振蕩器的幅度旋鈕固定至最大，調(diào)節(jié)頻率，用頻率表監(jiān)測，用示波器讀出峰峰值填入表格。 f(Hz) 5 7 12 15 17 20 25 V(pp) 實(shí)驗曲線： 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 260 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 911 . 1fv五、思考題 根據(jù)實(shí)驗結(jié)果，可以知道振動臺的自然頻率大致是多少？傳感器輸出波形的相位差大致為多少？ 答 ：根據(jù)實(shí)驗曲線可知，振動臺的自然頻率大約為 11Hz。 ?t = 5ms T=106ms ?φ = 5106 360176。= 17176。 實(shí)驗十二 電渦流傳感器位移實(shí)驗 一、實(shí)驗?zāi)康? 了解電渦流傳感器測量位移的工作原理和特性。 二、基本原理 通過交變電流的線圈產(chǎn)生交變磁場，當(dāng)金屬體處于交變磁場時，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，金屬體內(nèi)產(chǎn)生電流，該電流在金屬體內(nèi)自行閉合，并呈旋渦狀，故稱為渦流。 渦流的大小與金屬體的電阻率、導(dǎo)磁率、厚度、線圈激磁電流頻率及線圈與金屬表面的距離x 等參數(shù)有關(guān)。 電渦流的產(chǎn)生必然要消耗一部分磁場能量，從而改變激磁線圈阻抗，渦流傳感器就是基于這種渦流效應(yīng)制成的。電渦流工作在非接觸狀態(tài)，當(dāng)線圈與金屬體表面的距離 x 以外的所有參數(shù)一定時可以進(jìn)行位移測量。 三、實(shí)驗器材 主機(jī)箱、電渦流傳感器實(shí)驗?zāi)０?、電渦流傳感器、測微頭、被測體（鐵圓片）。 四、實(shí)驗步驟 觀察傳感器結(jié)構(gòu)，根據(jù)示意圖安裝測微頭、被測體、電渦流傳感器并接線。 調(diào)節(jié)測微頭使被測體與傳感器端部接觸，將電壓表顯示選擇開關(guān)切換到 20V 檔，檢查接線無誤后開啟主機(jī)箱電源開關(guān)，記下電壓表讀數(shù)，然后每隔 讀一個數(shù)，直到輸出幾乎不變?yōu)橹埂?shù)據(jù)填入下表： X(mm) V(v) 0 0 0 0 X(mm) V(v) X(mm) V(v) X(mm) V(v) X(mm) V(v) X(mm) V(v) [使用文X(mm) V(v) X(mm) V(v) X(mm) V(v) 畫出 VX 曲線，根據(jù)曲線找出線性區(qū)域及正、負(fù)位移測量時的最佳工作點(diǎn)（即曲線線性段的中點(diǎn)）。試計算測量范圍為 1mm 與 3mm 時的靈敏度和非線性度（可以用端點(diǎn)法或其他擬合直線）。 測量范圍 1mm： 靈敏度： ?v = ?x = 1mm S = ΔvΔ = 143V/m 非線性度： ?v = yFs= 所以 δ = ΔmyFS= 100%= %； 測量范圍 3mm： 靈敏度 ： ?v = ?x = 3mm S = ΔvΔ = 非線性度： ?v = yFs= δ = ΔmyFS= 100%= %； 五、思考題 電渦流傳感器的量程與哪些因素有關(guān)，如果需要測量177。 5mm 的量程應(yīng)如何設(shè)計傳感器？ 答： 電渦流傳感器的量程就是傳感器的線性范圍，它受到線圈半徑。被測體的性質(zhì)及形狀和厚度等因素影響。 用電渦流傳感器進(jìn)行非接觸位移測量時，如何根據(jù)量程使用選用傳感器？ 答： 所測量的位移在所選的傳感器量程范圍內(nèi)。 傳感器第三次實(shí)驗 14 15 16 17 18 19 20 2102468xv最佳 工作點(diǎn) 實(shí)驗十五 直流激勵時線性霍爾傳感器的位移特性實(shí)驗 一、實(shí)驗?zāi)康? 了解霍爾式傳感器原理與應(yīng)用。 二、基本原理 根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢 H H BU K I??，當(dāng)霍爾元件處在梯度中運(yùn)動時，它的電勢會發(fā)生變化，利用這一性質(zhì)可以進(jìn)行位移測量。 三、實(shí)驗器材 主機(jī)箱、霍爾傳感器實(shí)驗?zāi)０?、霍爾傳感器、測微頭。 四、實(shí)驗步驟 圖 51 霍爾傳感器（直流激勵）實(shí)驗原理圖 按圖 52 示意圖接線（實(shí)驗?zāi)０宓妮敵?Vo1 接主機(jī)箱電壓表的 Vin），將主機(jī)箱上的電壓表量程（顯示選擇）開關(guān)打到 2v 檔。 檢查接線無誤后，開啟電源，調(diào)節(jié)測微頭使霍爾片處在兩磁鋼的中間位置，再調(diào)節(jié) Rw1使數(shù)顯表指示為零。 向某個方向調(diào)節(jié)測微頭 2mm 位移，記錄電壓表讀數(shù)作為實(shí)驗起始點(diǎn)； 再反方向調(diào)節(jié)測微頭，每增加 記下一個讀數(shù)（建議做 4mm 位移），將讀數(shù)填入表51。 表 51 X(mm) 0 V(mV) 1617 1308 975 664 337 6 309 684 X(mm) V(mV) 1011 1362 1755 2110 2540 2920 3330 3790 X(mm) V(mV) 4180 4670 5050 5360 5660 5910 作出 V－ X 曲線，計算不同測量范圍時的靈敏度和非線性誤差。 實(shí)驗完畢，關(guān)閉電源。 靈敏度： 7277 , 4V m V X m m? ? ? ? 所以 / 18 19 .25 /S V X mV mm? ? ? ? 非線性度： 207Vm mV?? ? 所以 / 1 0 0 % 3 .4 6 %mV yF s? ? ? ? ? 五、思考題 本實(shí)驗中霍爾元件位移的線性度實(shí)際上反映的是什么量的變化？ 答： 反映的是磁場的變化。 實(shí)驗十七 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器測量電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)驗 一、 實(shí)驗?zāi)康? 了解霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用。
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