【文章內容簡介】 接（插入主控箱Vi孔），Rw調節(jié)到中間位置。 接入177。15V電源，旋動測微頭推進電容器傳感器動極板位置，填入表4－1。表4－1 電容傳感器位移與輸出電壓值X(mm) V(mv) 根據(jù)表4－1數(shù)據(jù)計算電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度S和非線性誤差δf。五、 思考題：試設計利用ε的變化測谷物濕度的傳感器原理及結構？能否敘述一下在設計中應考慮哪些因素？實驗十五 直流激勵時霍爾式傳感器位移特性實驗一、 實驗目的：了解霍爾式傳感器原理與應用。二、 基本原理：根據(jù)霍爾效應，霍爾電勢UH＝KHIB，當霍爾元件處在梯度磁場中運動時，它就可以進行位移測量。三、 需用器件與單元：霍爾傳感器實驗模板、霍爾傳感器、直流源、測微頭、數(shù)顯單元。四、 實驗步驟： 將霍爾傳感器按圖5－1安裝?；魻杺鞲衅髋c實驗模板的連接按圖5－2進行。3為電源177。4V，4為輸出。 開啟電源，調節(jié)測微頭使霍爾片在磁鋼中間位置再調節(jié)RW1使數(shù)顯表指示為零。圖5圖5－1 霍爾傳感器安裝示意圖 圖5－2霍爾傳感器位移――直流激勵實驗接線圖 微頭向軸向方向推進，直到讀數(shù)近似不變，將讀數(shù)填入表5－1。表5－1X（mm）V(mv)作出V－X曲線，計算不同線性范圍時的靈敏度和非線性誤差。五、 思考題： 本實驗中霍爾元件位移的線性度實際上反映的是什么量的變化？實驗十六 交流激勵時霍爾式傳感器的位移實驗一、 實驗目的：了解交流激勵時霍爾式傳感器的特性。二、 基本原理：交流激勵時霍爾式傳感器與直流激勵一樣，基本工作原理相同，不同之處是測量電路。三、 需用器件與單元：在實驗十六基礎上加相敏檢波、移相、濾波模板、雙線示波器。四、 實驗步驟： 傳感器安裝同實驗十六，實驗模板上連線見圖5－3。圖5－3交流激勵時霍爾傳感器位移實驗接線圖 調節(jié)音頻振動器頻率和幅度旋鈕，從Lv輸出，用示波器測量使電壓輸出頻率為1KHz，電壓峰－峰值為接上交流電源，激勵電壓從音頻輸出端LV輸出頻率1KHZ，幅值為4V峰－峰值（注意電壓過大會燒壞霍爾元件）。 調節(jié)測微頭使霍爾傳感器處于磁鋼中點，先用示波器觀察使霍爾元件不等位電勢為最小，然后從數(shù)顯表上觀察，調節(jié)電位器RWRW2使顯示為零。 調節(jié)測微頭使霍爾傳感器產(chǎn)生一個較大位移，利用示波器觀察相敏檢波器輸出，旋轉移相單元電位器RW和相敏檢波電位器RW，使示波器顯示全波整流波形，且數(shù)顯表顯示相對值。 使數(shù)顯表顯示為零，填入表5－2。表5－2交流激勵時輸出電壓和位移數(shù)據(jù)X（mm）V(mv) 根據(jù)表5－2作出V－X曲線，計算不同量程時的非線性誤差。五、 思考題：利用霍爾元件測量位移和振動時，使用上有何限制？實驗十七 霍爾測速實驗一、 實驗目的：了解霍爾轉速傳感器的應用。二、 基本原理：利用霍爾效應表達式：UH＝KHIB，當被測圓盤上裝上N只磁性體時，圓盤每轉一周磁場就變化N次。每轉一周霍爾電勢就同頻率相應變化，輸出電勢通過放大、整形和計數(shù)電路就可以測量被測旋轉物的轉速。三、 需用器件與單元：霍爾轉速傳感器、直流源＋5V、轉動源2－24V、轉動源單元、數(shù)顯單元的轉速顯示部分。四、 實驗步驟： 根據(jù)圖5－4，將霍爾轉速傳感器裝于傳感器支架上，探頭對準反射面內的磁鋼?！　　　　　　　　　　　　D5－4　霍爾、光電、磁電轉速傳感順安裝示意圖 將5V直流源加于霍爾轉速傳感器的電源端（1號接線端）。 將霍爾轉速傳感器輸出端（2號接線端）插入數(shù)顯單元Fin端，3號接線端接地。 將轉速調節(jié)中的＋2V－24V轉速電源接入三源板的轉動電源插孔中。 將數(shù)顯單元上的開關撥到轉速檔。 調節(jié)轉速調節(jié)電壓使轉動速度變化。觀察數(shù)顯表轉速顯示的變化。五、 思考題： 利用霍爾元件測轉速，在測量上有否限制？ 本實驗裝置上用了十二只磁鋼，能否用一只磁鋼？實驗十八 磁電式轉速傳感器測速實驗一、 實驗目的：了解磁電式測量轉速的原理。二、 基本原理：基于電磁感應原理，N匝線圈所在磁場的磁通變化時，線圈中感應電勢： 發(fā)生變化，因此當轉盤上嵌入N個磁棒時，每轉一周線圈感應電勢產(chǎn)生N次的變化，通過放大、整形和計數(shù)等電路即可以測量轉速。三、 需用器件與單元：磁電式傳感器、數(shù)顯單元測轉速檔、直流源2－24V。四、 實驗步驟： 磁電式轉速傳感器按圖5－4安裝傳感器端面離轉動盤面2mm左右。將磁電式傳感器輸出端插入數(shù)顯單元Fin孔。（磁電式傳感器兩輸出插頭插入臺面板上二個插孔） 將顯示開關選擇轉速測量檔。 將轉速電源2－24V用引線引入到臺面板上24V插孔，合上主控箱電開關。使轉速電機帶動轉盤旋轉，逐步增加電源電壓觀察轉速變化情況。五、 思考題：為什么說磁電式轉速傳感器不能測很低速的轉動，能說明理由嗎？實驗十九 用磁電式原理測量地震＊磁電式傳感器是絕對測量原理的傳感器，因此它可以直接放在地面上測量地震，用而不用找其它相對靜止點。請設計一個簡易的地震儀用來測量車床、床身振動。實驗二十 壓電式傳感器測振動實驗一、 實驗目的：了解壓電傳感器的測量振動的原理和方法。二、 基本原理：壓電式傳感器由慣性質量塊和受壓的壓電片等組成。（觀察實驗用壓電加速度計結構）工作時傳感器感受與試件相同頻率的振動，質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，壓電晶片上產(chǎn)生正比于運動加速度的表面電荷。三、 需用器件與單元：振動臺、壓電傳感器、檢波、移相、低通濾波器模板、壓電式傳感器實驗模板。雙蹤示波器。四、 實驗步驟： 壓電傳感器已裝在振動臺面上。 將低頻振蕩器信號接入到臺面三源板振動源的激勵源插孔。圖7－1壓電式傳感器性能實驗接線圖 將壓電傳感器輸出兩端插入到壓電傳感器實驗模板兩輸入端，見圖7－1，與傳感器外殼相連的接線端接地，另一端接R1。將壓電傳感器實驗模板電路輸出端Vo1，接R6。將壓電傳感器實驗模板電路輸出端V02，接入低通濾波器輸入端Vi，低通濾波器輸出V0與示波器相連。 合上主控箱電源開關，調節(jié)低頻振蕩器的頻率和幅度旋鈕使振動臺振動，觀察示波器波形。 改變低頻振蕩器的頻率，觀察輸出波形變化。 用示波器的兩個通道同時觀察低通濾波器輸入端和輸出端波形。實驗二十一 電渦流傳感器位移實驗一、 實驗目的：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：通過高頻電流的線圈產(chǎn)生磁場，當有導電體接近時，因導電體渦流效應產(chǎn)生渦流損耗，而渦流損耗與導電體離線圈的距離有關，因此可以進行位移測量。三、 需用器件與單元：電渦流傳感器實驗模板、電渦流傳感器、直流電源、數(shù)顯單元、測微頭、鐵圓片。四、 實驗步驟： 根據(jù)圖8－1安裝電渦流傳感器。圖8－1電渦流傳感器安裝示意圖圖81 電渦流傳感器安裝示意圖圖8－2電渦流傳感器位移實驗接線圖 觀察傳感器結構，這是一個平繞線圈。 將電渦流傳感器輸出線接入實驗模板上標有L的兩端插孔中，作為振蕩器的一個元件。 在測微頭端部裝上鐵質金屬圓片，作為電渦流傳感器的被測體。 將實驗模板輸出端Vo與數(shù)顯單元輸入端Vi相接。數(shù)顯表量程切換開關選擇電壓20V檔。 用連結導線從主控臺接入15V直流電源接到模板上標有＋15V的插孔中。 使測微頭與傳感器線圈端部接觸，開啟主控箱電源開關，記下數(shù)顯表讀數(shù)，直到輸出幾乎不變?yōu)橹?。將結果列入表8－1。表8－1電渦流傳感器位移X與輸出電壓數(shù)據(jù)X（mm）V(v) 根據(jù)表8－1數(shù)據(jù)，畫出V－X曲線，根據(jù)曲線找出線性區(qū)域及進行正、負位移測量時的最佳工作點，試計算量程為1mm、3 mm及5mm時的靈敏度和線性度（可以用端基法或其它擬合直線）。五、 思考題： 電渦流傳感器的量程與哪些因素有關，如果需要測量177。5mm的量程應如何設計傳感器？ 用電渦流傳感器進行非接觸位移測量時，如何根據(jù)量程使用選用傳感器。實驗二十二 被測體材質對電渦流傳感器特性影響一、 實驗目的：了解不同的被測體材料對電渦流傳感器性能的影響。二、 基本原理：渦流效應與金屬導體本身的電阻率和磁導率有關，因此不同的材料就會有不同的性能。三、 需用器件與單元：除與實驗二十五相同外，另加銅和鋁的被測體圓盤。四、 實驗步驟： 傳感器安裝與實驗二十五相同。 將原鐵圓片換成鋁和銅圓片。 重復實驗二十五步驟，進行被測體為鋁圓片和銅圓片時的位移特性測試，分別記入表8－2和表8－3。表8－2被測體為鋁圓片時的位移為輸出電壓數(shù)據(jù)X（mm）V(v)表8－3被測體為銅圓片時的位移與輸出電在數(shù)據(jù)X（mm）V(v) 根據(jù)表8－2和表8－3分別計算量程為1mm和3mm時的靈敏度和非線性誤差（線性度）。 分別比較實驗二十五和本實驗所得結果進行小結。五、 思考題： 當被測體為非金屬材料如何利用電渦流傳感器進行測試？實驗二十三　 被測體面積大小對電渦流傳感器的特性影響實驗一、 實驗目的：了解電渦流傳感器在實際應用中其位移特性與被測體的形狀和尺寸有關。二、 基本原理：電渦流傳感器在實際應用中，由于被測體的形狀，大小不同會導致被測體上渦流效應的不充分，會減弱甚至不產(chǎn)生渦流效應，因此影響電渦流傳感器的靜態(tài)特性，所以在實際測量中，往往必須針對具體的被測體進行靜態(tài)特性標定。三、 需用器件與單元：直流源、電渦流傳感器、測微頭、電渦流傳感器實驗模板、不同形狀鋁被測體二個、數(shù)顯單元。四、 實驗步驟： 傳感器安裝見圖8－1，與前面靜態(tài)特性實驗相同。 按照測靜態(tài)特性實驗要求連接好測量線路。 在測微頭上分別用三種不同的被測鋁圓盤進行電渦位移特性測定，分別記入表8－5。表8－5不同尺寸時的被測體特性數(shù)據(jù)X（mm）被測體1被測體2 根據(jù)表8－5數(shù)據(jù)計算目前范圍內三種被測體1號、2號的靈敏度、并說明理由。五、 思考題：目前現(xiàn)有一個直徑為10mm的電渦流傳感器，需對一個軸直徑為8mm的振動進行測量？試說明具體的測試方法與操作步驟。實驗二十四 電渦流傳感器測量振動實驗一、實驗目的：了解電渦流傳感器測量振動的原理與方法。二、基本原理：根據(jù)電渦流傳感器動態(tài)特性和位移特性，選擇合適的工作點即可測量振幅。三、需用器件與單元：電渦流傳感實驗模板、電渦流傳感器、低頻振蕩器、振動臺、直流電源、檢波、濾波模塊、數(shù)顯單元、測微頭、示波器。四、 實驗步驟： 根據(jù)圖3－5安裝電渦流傳感器。注意傳感器端面與被測體振動臺面（鋁材料）之間的安裝距離即為線形區(qū)域（可利用實驗二十五中鋁材料的特性曲線）。將電渦流傳感器兩端插入實驗模板標有L的兩端插孔中，實驗模板輸出端接示波器一個通道，接入15V電源。 將低頻振蕩信號接入振動臺激勵源插孔，一般應避開梁的自振頻率,將振蕩頻率設置在6－10HZ之間。 低頻振蕩器幅度旋鈕初始為零，慢慢增大幅度，但振動臺面與傳感器端面不碰撞。 用示波器觀察電渦流實驗模板輸出端Vo波形，調節(jié)傳感器安裝支架高度，讀取正弦波形失真最小時的電壓峰－峰值。 保持振動臺的振動頻率不變，改變振動幅度可測出相應的傳感器輸出電壓峰－峰值。 六、 思考題： 電渦流傳感器動態(tài)響應好可以測高頻振動的物體，電渦流傳感器的可測高頻上限受什么限制？ 有一個振動頻率為10K的被測體需要測其振動參數(shù)，你是選用壓電式傳感器還是電渦流傳感器或認為兩者均可？ 能否用本系統(tǒng)數(shù)顯表頭，顯示振動？還需要添加什么單元，如何實行？實驗二十五 電渦流轉速傳感器＊一、 實驗目的：了解電渦流傳感器測轉速的原理與組成。二、 基本原理：利用電渦流的位移傳感器及其位移特