【文章內容簡介】 為正位移，向下移動為負，從Vpp最小開始旋動測微頭，填入表81，再從Vpp最小處反向位移做實驗，在實驗過程中，注意上、下位移時，初、次級波形的相位關系。 表81 X(mm)0Vpp(V)5． 實驗結束后，關閉實驗臺電源，整理好實驗設備。五、實驗報告。根據表8－1畫出Vpp－X曲線。六、注意事項實驗過程中加在差動電感原邊的音頻信號幅值不能過大，以免燒毀差動電感傳感器。實驗九　 電容式傳感器位移特性實驗一、實驗目的了解電容傳感器的結構及特點。二、實驗儀器電容傳感器、電容變換器、測微頭、電壓溫度頻率表三、實驗原理電容式傳感器是指能將被測物理量的變化轉換為電容量變化的一種傳感器它實質上是具有一個可變參數的電容器。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，εr為介質相對介電常數，由此可以看出當被測物理量使S、d或εr發(fā)生變化時，電容量C隨之發(fā)生改變，如果保持其中兩個參數不變而僅改變另一參數，就可以將該參數的變化單值地轉換為電容量的變化。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的變介電常數式。這里采用變面積式，如圖91，兩只平板電容器共享一個下極板，當下極板隨被測物體移動時，兩只電容器上下極板的有效面積一只增大，一只減小，將三個極板用導線引出，形成差動電容輸出。通過處理電路將電容的變化轉換成電壓變化，進行測量。圖91電容傳感器內部結構示意圖四、實驗內容與步驟1． 電容傳感器已經按圖92安裝在實驗臺。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：此處應選用三根相同長度的實驗導線，而且越短越好。）3． 打開“直流電源”開關。調節(jié)“電容變換器”的增益調節(jié)電位器到中間位置，調節(jié)螺旋測微器使得電壓溫度頻率表顯示為0。（增益調節(jié)電位器確定后不能改動）4． 調節(jié)螺旋測微器推進電容傳感器的中間極板（內極板）上下移動。 表91 X(mm)0U (V)五、實驗報告 —位移曲線。實驗十 　電容傳感器動態(tài)特性實驗一、實驗目的了解電容傳感器的動態(tài)性能的測量原理與方法。二、實驗儀器電容傳感器、電容變換器、低通濾波器、信號源、示波器（自備）、電壓溫度頻率表、振動源三、實驗原理與電容傳感器位移特性實驗原理相同。四、實驗內容與步驟1． 將懸臂架上的千分尺升高使其遠離托盤，將底面板電容傳感器對應接入電容變換器中（注：選用三根相同長度的實驗導線）。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“增益調節(jié)”電位器調到最大位置（順時針旋到底）。圖101 電容傳感器動態(tài)實驗接線圖2． 打開實驗臺電源，將信號源Us2接到“振動源1”。信號源Us2輸出信號頻率調節(jié)為“1015Hz”之間，振動幅度調到最大。3． 用電壓溫度頻率表（選擇“F”）監(jiān)測Us2的頻率。4． 調節(jié)信號源改變輸出頻率，用示波器測出“低通濾波器”輸出波形的峰峰值。填入下表。 表101振動頻率(Hz)10Vpp(mV)五、實驗報告，找出振動源的固有頻率。實驗十一 　霍爾傳感器位移特性實驗一、實驗目的了解霍爾傳感器的原理與應用。二、實驗儀器霍爾傳感器、測微頭、電橋、差動放大器、電壓溫度頻率表、直流穩(wěn)壓電源（177。4V）三、實驗原理根據霍爾效應，霍爾電勢UH=KHIB，其中KH為霍爾系數，由霍爾材料的物理性質決定，當通過霍爾組件的電流I一定，霍爾組件在一個梯度磁場中運動時，就可以用來進行位移測量。四、實驗內容與步驟1． 將懸臂架上測微頭向下移動，使測微頭接觸托盤。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“差動放大器”的增益調節(jié)電位器調節(jié)至中間位置。3． 開啟“直流電源”開關，電壓溫度頻率表選擇“V”檔，手動調節(jié)測微頭的位置，先使霍爾片處于磁鋼的中間位置（數顯表大致為0），再調節(jié)Rw1使數顯表顯示為零。4． 分別向上、下不同方向旋動測微頭，直到讀數近似不變，將讀數填入表111。表111。X（mm）0U(mV)圖111 霍爾傳感器位移接線圖五、實驗報告根據實驗所得數據，作出U－X曲線。實驗十二 　磁電式傳感器振動實驗一、實驗目的了解磁電式傳感器的原理及應用。二、實驗儀器振動源磁電式傳感器、信號源、示波器（自備）、電壓溫度頻率表、低通濾波器三、實驗原理磁電感應式傳感器是以電磁感應原理為基礎，根據電磁感應定理，線圈兩端的感應電動勢正比于線圈所包圍的磁通對時間的變化率，即 其中N是線圈匝數，Φ為線圈所包圍的磁通量（本實驗中當永磁磁鋼接近傳感器時，磁通量增加，反之，減?。?。若線圈相對磁場運動速度為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度；B為線圈所在磁場的磁感應強度；S為每匝線圈的平均截面積。四、實驗內容與步驟1． 實驗臺上已按圖121安裝好磁電感應式傳感器，磁鋼已經固定在支架上。將千分尺向上移動，使其遠離托盤。2． 如圖122接線，將“信號源”Us2與“振動源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Us2的頻率。3． 打開實驗臺電源，調節(jié)“信號源”改變輸出頻率，用示波器測出低通濾波器輸出波形的峰峰值。填入下表。表121振動頻率(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、實驗報告，找出振動源的固有頻率。，試設計一種慣性傳感器。實驗十三　 壓電式傳感器振動實驗一、實驗目的了解壓電式傳感器測量振動的原理和方法。二、實驗儀器振動源信號源、壓電傳感器、低通濾波器、電荷放大器、示波器（自備）三、實驗原理壓電式傳感器由慣性質量塊和壓電陶瓷片等組成（實驗用的壓電式加速度計結構如圖131）工作時傳感器與試件振動的頻率相同，質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，壓電陶瓷產生正比于運動加速度的表面電荷。 圖131 壓電傳感器結構圖四、實驗內容與步驟1． 將“振動源2”的千分尺向上移動到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“信號源”的“Us2”接到面板的“振動源2”，打開“直流電源”開關，調節(jié)幅度電位器到中間位置，調節(jié)頻率電位器使振動梁起振。4． 電壓溫度頻率表選擇“F”，檢測Us2的頻率。圖132 壓電傳感器振動實驗接線圖5. 改變低頻信號源輸出信號的頻率，用示波器觀察，并記錄振動源不同振動頻率下壓電傳感器輸出波形的峰—峰值VPP。并由此得出振動系統(tǒng)的共振頻率。表131振動頻率(Hz)Vpp(mV)五、實驗報告，找出振動源2的固有頻率。，試設計一種加速度傳感器。六、注意事項 當頻率較小時，振動幅度較小，輸出波形毛剌較為嚴重（毛剌為機械振動產生），實驗頻率可從14Hz左右開始，實驗現像較為明顯。實驗十四　 電渦流傳感器位移特性實驗一、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、實驗儀器電渦流傳感器、不銹鋼反射面、渦流變換器、測微頭、電壓溫度頻率表三、實驗原理通過高頻電流的線圈產生磁場（高頻電流產生電路可參照圖141），當有導電體接近時，因導電體渦流效應產生渦流損耗，從而使線圈兩端電壓發(fā)生變化。渦流損耗與導電體離線圈的距離有關，因此可以進行位移測量。圖141 渦流變換器原理圖四、實驗內容與步驟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