【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 為正位移，向下移動(dòng)為負(fù)，從Vpp最小開始旋動(dòng)測(cè)微頭，填入表81，再從Vpp最小處反向位移做實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中，注意上、下位移時(shí)，初、次級(jí)波形的相位關(guān)系。 表81 X(mm)0Vpp(V)5． 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)表8－1畫出Vpp－X曲線。六、注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)過程中加在差動(dòng)電感原邊的音頻信號(hào)幅值不能過大，以免燒毀差動(dòng)電感傳感器。實(shí)驗(yàn)九　 電容式傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆娙輦鞲衅鞯慕Y(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)儀器電容傳感器、電容變換器、測(cè)微頭、電壓溫度頻率表三、實(shí)驗(yàn)原理電容式傳感器是指能將被測(cè)物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種傳感器它實(shí)質(zhì)上是具有一個(gè)可變參數(shù)的電容器。利用平板電容器原理： （91）式中，S為極板面積，d為極板間距離，ε0為真空介電常數(shù)，εr為介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)，由此可以看出當(dāng)被測(cè)物理量使S、d或εr發(fā)生變化時(shí)，電容量C隨之發(fā)生改變，如果保持其中兩個(gè)參數(shù)不變而僅改變另一參數(shù)，就可以將該參數(shù)的變化單值地轉(zhuǎn)換為電容量的變化。所以電容傳感器可以分為三種類型：改變極間距離的變間隙式，改變極板面積的變面積式和改變介電常數(shù)的變介電常數(shù)式。這里采用變面積式，如圖91，兩只平板電容器共享一個(gè)下極板，當(dāng)下極板隨被測(cè)物體移動(dòng)時(shí)，兩只電容器上下極板的有效面積一只增大，一只減小，將三個(gè)極板用導(dǎo)線引出，形成差動(dòng)電容輸出。通過處理電路將電容的變化轉(zhuǎn)換成電壓變化，進(jìn)行測(cè)量。圖91電容傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1． 電容傳感器已經(jīng)按圖92安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)。圖92 電容傳感器安裝示意圖圖93 電容傳感器接線圖2． 將底面板上“電容傳感器”與“電容變換器”相連，“電容變換器”的輸出接到電壓溫度頻率表（選擇U）。（注：此處應(yīng)選用三根相同長(zhǎng)度的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線，而且越短越好。）3． 打開“直流電源”開關(guān)。調(diào)節(jié)“電容變換器”的增益調(diào)節(jié)電位器到中間位置，調(diào)節(jié)螺旋測(cè)微器使得電壓溫度頻率表顯示為0。（增益調(diào)節(jié)電位器確定后不能改動(dòng)）4． 調(diào)節(jié)螺旋測(cè)微器推進(jìn)電容傳感器的中間極板（內(nèi)極板）上下移動(dòng)。 表91 X(mm)0U (V)五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 —位移曲線。實(shí)驗(yàn)十 　電容傳感器動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆娙輦鞲衅鞯膭?dòng)態(tài)性能的測(cè)量原理與方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器電容傳感器、電容變換器、低通濾波器、信號(hào)源、示波器（自備）、電壓溫度頻率表、振動(dòng)源三、實(shí)驗(yàn)原理與電容傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)原理相同。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1． 將懸臂架上的千分尺升高使其遠(yuǎn)離托盤，將底面板電容傳感器對(duì)應(yīng)接入電容變換器中（注：選用三根相同長(zhǎng)度的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線）。將“電容變換器”的輸出端接“低通濾波器”的輸入端，“低通濾波器”輸出端接示波器。電容變換器的“增益調(diào)節(jié)”電位器調(diào)到最大位置（順時(shí)針旋到底）。圖101 電容傳感器動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)接線圖2． 打開實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，將信號(hào)源Us2接到“振動(dòng)源1”。信號(hào)源Us2輸出信號(hào)頻率調(diào)節(jié)為“1015Hz”之間，振動(dòng)幅度調(diào)到最大。3． 用電壓溫度頻率表（選擇“F”）監(jiān)測(cè)Us2的頻率。4． 調(diào)節(jié)信號(hào)源改變輸出頻率，用示波器測(cè)出“低通濾波器”輸出波形的峰峰值。填入下表。 表101振動(dòng)頻率(Hz)10Vpp(mV)五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告，找出振動(dòng)源的固有頻率。實(shí)驗(yàn)十一 　霍爾傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饣魻杺鞲衅鞯脑砼c應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器霍爾傳感器、測(cè)微頭、電橋、差動(dòng)放大器、電壓溫度頻率表、直流穩(wěn)壓電源（177。4V）三、實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢(shì)UH=KHIB，其中KH為霍爾系數(shù)，由霍爾材料的物理性質(zhì)決定，當(dāng)通過霍爾組件的電流I一定，霍爾組件在一個(gè)梯度磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以用來進(jìn)行位移測(cè)量。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1． 將懸臂架上測(cè)微頭向下移動(dòng)，使測(cè)微頭接觸托盤。按圖111接線（將直流穩(wěn)壓電源的GND1與儀表電路共地），輸出Uo接電壓溫度頻率表。2． 將“差動(dòng)放大器”的增益調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)至中間位置。3． 開啟“直流電源”開關(guān)，電壓溫度頻率表選擇“V”檔，手動(dòng)調(diào)節(jié)測(cè)微頭的位置，先使霍爾片處于磁鋼的中間位置（數(shù)顯表大致為0），再調(diào)節(jié)Rw1使數(shù)顯表顯示為零。4． 分別向上、下不同方向旋動(dòng)測(cè)微頭，直到讀數(shù)近似不變，將讀數(shù)填入表111。表111。X（mm）0U(mV)圖111 霍爾傳感器位移接線圖五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，作出U－X曲線。實(shí)驗(yàn)十二 　磁電式傳感器振動(dòng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私獯烹娛絺鞲衅鞯脑砑皯?yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)儀器振動(dòng)源磁電式傳感器、信號(hào)源、示波器（自備）、電壓溫度頻率表、低通濾波器三、實(shí)驗(yàn)原理磁電感應(yīng)式傳感器是以電磁感應(yīng)原理為基礎(chǔ)，根據(jù)電磁感應(yīng)定理，線圈兩端的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正比于線圈所包圍的磁通對(duì)時(shí)間的變化率，即 其中N是線圈匝數(shù)，Φ為線圈所包圍的磁通量（本實(shí)驗(yàn)中當(dāng)永磁磁鋼接近傳感器時(shí)，磁通量增加，反之，減?。?。若線圈相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)速度為v或角速度ω，則上式可改為e=NBlv或者e=NBSω，l為每匝線圈的平均長(zhǎng)度；B為線圈所在磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；S為每匝線圈的平均截面積。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1． 實(shí)驗(yàn)臺(tái)上已按圖121安裝好磁電感應(yīng)式傳感器，磁鋼已經(jīng)固定在支架上。將千分尺向上移動(dòng)，使其遠(yuǎn)離托盤。2． 如圖122接線，將“信號(hào)源”Us2與“振動(dòng)源1 ”相連，磁電傳感器接低通濾波器輸入端。用電壓溫度頻率表（選擇“F”）檢測(cè)Us2的頻率。3． 打開實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，調(diào)節(jié)“信號(hào)源”改變輸出頻率，用示波器測(cè)出低通濾波器輸出波形的峰峰值。填入下表。表121振動(dòng)頻率(Hz)Vpp(mV) 圖121 磁電傳感器安裝示意圖 圖122磁電傳感器接線圖五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告，找出振動(dòng)源的固有頻率。，試設(shè)計(jì)一種慣性傳感器。實(shí)驗(yàn)十三　 壓電式傳感器振動(dòng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈮弘娛絺鞲衅鳒y(cè)量振動(dòng)的原理和方法。二、實(shí)驗(yàn)儀器振動(dòng)源信號(hào)源、壓電傳感器、低通濾波器、電荷放大器、示波器（自備）三、實(shí)驗(yàn)原理壓電式傳感器由慣性質(zhì)量塊和壓電陶瓷片等組成（實(shí)驗(yàn)用的壓電式加速度計(jì)結(jié)構(gòu)如圖131）工作時(shí)傳感器與試件振動(dòng)的頻率相同，質(zhì)量塊便有正比于加速度的交變力作用在壓電陶瓷片上，由于壓電效應(yīng)，壓電陶瓷產(chǎn)生正比于運(yùn)動(dòng)加速度的表面電荷。 圖131 壓電傳感器結(jié)構(gòu)圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1． 將“振動(dòng)源2”的千分尺向上移動(dòng)到25mm刻度處。2． 按下圖132接線，將面板上的“壓電傳感器”接口接到“電荷放大器”的輸入端，將“電荷放大器”輸出端接到“低通濾波器”輸入端，將“低通濾波器”輸出端接示波器，觀察輸出波形。3． 將“信號(hào)源”的“Us2”接到面板的“振動(dòng)源2”，打開“直流電源”開關(guān)，調(diào)節(jié)幅度電位器到中間位置，調(diào)節(jié)頻率電位器使振動(dòng)梁起振。4． 電壓溫度頻率表選擇“F”，檢測(cè)Us2的頻率。圖132 壓電傳感器振動(dòng)實(shí)驗(yàn)接線圖5. 改變低頻信號(hào)源輸出信號(hào)的頻率，用示波器觀察，并記錄振動(dòng)源不同振動(dòng)頻率下壓電傳感器輸出波形的峰—峰值VPP。并由此得出振動(dòng)系統(tǒng)的共振頻率。表131振動(dòng)頻率(Hz)Vpp(mV)五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告，找出振動(dòng)源2的固有頻率。，試設(shè)計(jì)一種加速度傳感器。六、注意事項(xiàng) 當(dāng)頻率較小時(shí)，振動(dòng)幅度較小，輸出波形毛剌較為嚴(yán)重（毛剌為機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生），實(shí)驗(yàn)頻率可從14Hz左右開始，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)像較為明顯。實(shí)驗(yàn)十四　 電渦流傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私怆姕u流傳感器測(cè)量位移的工作原理和特性。二、實(shí)驗(yàn)儀器電渦流傳感器、不銹鋼反射面、渦流變換器、測(cè)微頭、電壓溫度頻率表三、實(shí)驗(yàn)原理通過高頻電流的線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)（高頻電流產(chǎn)生電路可參照?qǐng)D141），當(dāng)有導(dǎo)電體接近時(shí)，因?qū)щ婓w渦流效應(yīng)產(chǎn)生渦流損耗，從而使線圈兩端電壓發(fā)生變化。渦流損耗與導(dǎo)電體離線圈的距離有關(guān)，因此可以進(jìn)行位移測(cè)量。圖141 渦流變換器原理圖四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1． 按圖142安裝電渦流傳感器。圖142 電渦流傳感器安裝示意圖2． 將千分尺下移，使其與托盤接觸，電渦流傳感器移至不銹鋼反射面上方與其平貼，并將鎖緊螺母鎖緊。圖143 電渦流傳感器接線圖3． 按圖1