【文章內(nèi)容簡介】 ，設(shè)計出信號處理系統(tǒng)原理圖，并將該信號處理成02V或05V的標準信號，比較線性誤差是否有變化？。實驗所需硬件條件及相關(guān)硬件的基本操作：（1）所需單元及部件：電感變換器、測微頭、主、副電源、差動變壓器、平臺。（2）有關(guān)旋鈕室始位置：電感變換器增益適中，調(diào)零電位器置中間位置，差動變壓器磁心處于自由位置，電壓表置20V檔。（3）據(jù)圖13用專用的雙層屏蔽線連接電感變換器和差動變壓器，開啟主、副電源預(yù)熱兩分鐘待數(shù)據(jù)穩(wěn)定（注意同名端連接在一起，否則影響檢波電路的正常工作），調(diào)整磁心上下位置使電感變換器輸出最小，微調(diào)零位旋鈕使輸出位零。 差動變壓器 電感變換器 L0L0L0L0L0L0 。 。 。 。 。 。 圖13 差動變壓器測位移原理接線圖（4）轉(zhuǎn)動測微頭使測微頭與振動平臺吸合。再轉(zhuǎn)動測微頭，使輸出為零。（5）旋動測微頭，使振動平臺產(chǎn)生位移。，讀出電感變換器輸出的值并填入下表，直至數(shù)據(jù)嚴重變壞。根據(jù)所得數(shù)據(jù)計算靈敏度S 。S=△V/△X（式中△V為電壓變化，△X為相應(yīng)振動平臺的位移變化），作出VX關(guān)系曲線。X(mm)Vo(mv)（6）分析主要技術(shù)參數(shù)的特點。思考：（1）根據(jù)實驗結(jié)果，指出線性范圍。 （2）根據(jù)差動變壓器的工作原理，你能舉例說出它的具體應(yīng)用場合嗎？實驗項目六 電渦流式傳感器的主要技術(shù)指標（靜態(tài)）測定及被測體材料對電渦流傳感器特性的影響實驗?zāi)康模?。了解電渦流式傳感器的原理及工作性能及被測體材料對渦流傳感器性能的影響。實驗要求：查找相關(guān)資料，掌握差動變壓器測位移的工作原理、主要特點、應(yīng)用場合（電子秤），設(shè)計測量及信號處理電路，繪制出位移電壓曲線。實驗技術(shù)指標：利用給出的硬件條件測定它的線性測量范圍、靈敏度、線性誤差、測出位移與放大器輸出電壓的關(guān)系，設(shè)計出信號處理系統(tǒng)原理圖，并將該信號處理成02V或05V的標準信號，比較線性誤差是否有變化？。實驗所需硬件條件及相關(guān)硬件的基本操作： （1）所需單元及部件：渦流變換器、F/V表、測微頭、鐵測片、鋁測片、渦流傳感器、示波器、平臺、主、副電源。 （2）裝好傳感器（傳感器對準鐵測片安裝）和測微頭，觀察傳感器的結(jié)構(gòu)，它是一個扁平線圈。渦流傳感器渦流變換器F/V表 （3）用導(dǎo)線將傳感器接入渦流變換器輸入端，將輸出端接至F/V表，電壓表置于20V檔，見圖14，開啟主、副電源。 （5）調(diào)節(jié)傳感器的高度，使其與被測鐵片接觸，從此開始讀數(shù)，記下示波器及電壓表的數(shù)值，填入下表： 圖14電渦流式傳感器測位移原理圖 ，到線性嚴重變壞為止。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)。在紙上畫出VX曲線，指出大致的線性范圍，求出系統(tǒng)靈敏度。（最好能用誤差理論的方法求出線性范圍內(nèi)的線性度、靈敏度）?？梢?，渦流傳感器最大的特點是 ，傳感器與被測體間有一個最佳初始工作點。這里采用的變換電路是一種 。實驗完畢關(guān)閉主、副電源。X（mm）Vpp（v）V（v） 利用上述方法，換上鋁測片重復(fù)上述過程，結(jié)果填入下表（）：X（mm）V鋁（v）V鐵（v） 根據(jù)所得結(jié)果，在同一紙上畫出被測體為鋁和鐵的兩條VX曲線，計算靈敏度與線性度，比較它們的線性范圍和靈敏度。關(guān)閉主、副電源，分析主要技術(shù)參數(shù)的特點。 可見，這種電渦流式傳感器在被測體不同時必須重新進行 工作。 注意事項：（1）被測體與渦流傳感器測試探頭平面盡量平行，并將探頭盡量對準被測體中間，以減少渦流損失。（2）傳感器在初始時可能會出現(xiàn)一段死區(qū)。 實驗項目七 霍爾式傳感器的特性—直流激勵、主要技術(shù)指標的標定及其應(yīng)用實驗?zāi)康模骸Ａ私饣魻柺絺鞲衅鞯脑砼c特性及其主要應(yīng)用。實驗要求：查找相關(guān)資料，掌握霍爾式傳感器測位移的工作原理、主要特點、應(yīng)用場合（電子秤），設(shè)計測量及信號處理電路，繪制出位移電壓曲線。實驗技術(shù)指標：利用給出的硬件條件測定它的線性測量范圍、靈敏度、線性誤差、測出位移與放大器輸出電壓的關(guān)系，設(shè)計出信號處理系統(tǒng)原理圖，并將該信號處理成02V或05V的標準信號，比較線性誤差是否有變化？。實驗所需硬件條件及相關(guān)硬件的基本操作： （1）所需單元及部件：霍爾片、磁路系統(tǒng)、電橋、差動放大器、F/V表、直流穩(wěn)壓電源、測微頭、平臺、主、副電源。 （2）有關(guān)旋鈕初始位置：差動放大器增益旋鈕打到最小，電壓表置20V檔，直流穩(wěn)壓電源置2V檔，主、副電源關(guān)閉。 （3）了解霍爾式傳感器的結(jié)構(gòu)及實驗儀上的安裝位置，熟悉實驗面板上霍爾片的符號?；魻柶惭b在實驗儀的圓盤上，兩個半圓永久磁鋼固定在實驗儀的頂板上，二者組合成霍爾傳感器。 （4）開啟主、副電源將差動放大器調(diào)零后，增益最小，關(guān)閉主電源，根據(jù)圖15接線，Wr為電橋單元的直流電橋平衡網(wǎng)絡(luò)。+2V+2VrVW1直流穩(wěn)壓電源圖15 霍爾式傳感器測位移原理圖 （5）裝好測微頭，調(diào)節(jié)測微頭與振動臺吸合并使霍爾片置于半圓磁鋼上下正中位置。 （6）開啟主、副電源，調(diào)整W1使電壓表指示為零。 （7）上下旋動測微頭，記下電壓表的讀數(shù)，將讀數(shù)填入下表：X（mm）V（v）X(mm)V(v) 作出VX曲線指出線性范圍，求出靈敏度，關(guān)閉主、副電源，分析主要技術(shù)參數(shù)的特點。 可見，本實驗測出的實際上是磁場情況，磁場分布為梯度磁場與磁場分布有很大差異，位移測量的線性度，靈敏度與磁場分布有很大關(guān)系。 （8）在稱重平臺上放上砝碼，填入下表：W（g）V（v） （9）在平面上放一個未知重量之物，記下表頭讀數(shù)。根據(jù)實驗結(jié)果作出VW曲線，求得未知重量。（10）實驗完結(jié)關(guān)閉主、副電源，各旋鈕置初始位置。 注意事項： （1）由于磁路系統(tǒng)的氣隙較大，應(yīng)使霍爾片盡量靠近極靴，以提高靈敏度。 （2）一旦調(diào)整好后，測量過程中不能移動磁路系統(tǒng)。（3）激勵電壓不能過大，以免損壞霍爾片。 （4）此霍爾傳感器的線性范圍較小，所以砝碼和重物不應(yīng)太重。（5）砝碼應(yīng)置于平臺的中間部分。實驗項目八 差動變面積式電容傳感測位移時主要技術(shù)參數(shù)的測定及它的靜態(tài)、動態(tài)特性實驗?zāi)康模骸Ａ私獠顒幼兠娣e式電容傳感器的原理及其特性了。實驗要求：查找相關(guān)資料，掌握差動變面積式電容傳感器測位移的工作原理、主要特點、應(yīng)用場合，設(shè)計測量及信號處理電路，繪制出位移電壓曲線。實驗技術(shù)指標：利用給出的硬件條件測定它的線性測量范圍、靈敏度、線性誤差、測出位移與放大器輸出電壓的關(guān)系，設(shè)計出信號處理系統(tǒng)原理圖，并將該信號處理成02V或05V的標準信號，比較線性誤差是否有變化？。實驗所需硬件條件及相關(guān)硬件的基本操作： （1）所需單元及部件：電容傳感器、電壓放大器、低通濾波器、F/V表。 （2）有關(guān)旋鈕的初始位置：差動放大器增益旋鈕置于中間，F(xiàn)/V表置于2V檔， （3）按圖16接線。電容變換器+51V2電容傳感器電壓表低通濾波器差分放大器圖16 差動變面積式電容傳感測位移原理圖 （4）F/V表打到20V，調(diào)節(jié)測微頭，使輸出為零。 （5）轉(zhuǎn)動測微頭，記下此時測微頭的讀數(shù)及電壓表的讀數(shù)，直至電容動片與上（或下）靜片復(fù)蓋面積最大為止。X（mm）V（mv） 退回測微頭至初始位置。并開始以相反方向旋動，同上法，記下X（mm）及V(mv)值。 （6）計算系統(tǒng)靈敏度S。S=△V/△X（式中△V為電壓變化，△X為相應(yīng)的梁端位移變化），并作出VX關(guān)系曲線。 X（mm）V（mv）（7）分析主要技術(shù)參數(shù)的特點實驗項目九 半導(dǎo)體壓阻式壓力傳感器測位移時主要技術(shù)指標的測定實驗實驗?zāi)康模毫私鈹U散硅壓阻式壓力傳感器的工作原理和工作情況。實驗要求：查找相關(guān)資料，掌握擴散硅壓阻式壓力傳感器的工作原理、主要特點、應(yīng)用場合，設(shè)計測量及信號處理電路，繪制出壓力電壓曲線。實驗技術(shù)指標：利用給出的硬件條件測定它的線性測量范圍、靈敏度、線性誤差、測出壓力與放大器輸出電壓的關(guān)系，設(shè)計出信號處理系統(tǒng)原理圖，并將該信號處理成02V或05V的標準信號，比較線性誤差是否有變化？。實驗所需硬件條件及相關(guān)硬件的基本操作：（1）基本原理：擴散硅壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅的壓阻效應(yīng)制成的器件，也就是在單晶硅的基片上用擴散工藝（或離子注入及濺射工藝）制成一定形成的應(yīng)變元件，當它受到壓力作用時，應(yīng)變元件的電阻發(fā)生變化，從而使輸出電壓變化。 （2）所需單元及部件：主、副電源、直流穩(wěn)壓電源、差動放大器、F/V顯示表、壓阻式傳感器（差壓）、“U”形管及其加壓配件或壓力計。 （3）旋鈕初始位置：直流穩(wěn)壓電源177。4V檔，F(xiàn)/V表切換開關(guān)置于2V檔，差放增益適中或最大，主、副電源關(guān)閉。 （4）了解所需單元、部件、傳感器的符號及在儀器上的位置。V壓阻式差壓傳感器++4VVF/V表差 放 （5）按圖17傳感器及電路連好，注意接線正確，否則易損壞元器件，差放接成同相反相均可：圖17 半導(dǎo)體壓阻式壓力傳感器測位移原理圖（6）如圖18接好傳感器供壓回路，傳感器由兩個氣咀，一個高壓咀一個低壓咀，當高壓咀接入正壓時（相對于低壓咀）輸出為正，反之為負。H傳感器引壓阻單向調(diào)節(jié)閥氣壓皮囊皮管三通管壓力表L 圖18 傳感器供壓回路圖（7）將加壓皮囊上單向調(diào)節(jié)閥的鎖緊螺絲擰松，開啟主、副電源，調(diào)整差放零位旋鈕，使電壓表指示盡可能為零，記下此時電壓表讀數(shù)。 （8）擰緊皮囊上單向調(diào)節(jié)閥的鎖緊螺絲，輕按加壓皮囊，注意不要用力太大 (≦)，記下此時的讀數(shù)，然后每隔這一刻度差。記下讀數(shù)，并將數(shù)據(jù)填入下表：壓力(kpa)電壓(Mv) （9）根據(jù)所得的結(jié)果計算系統(tǒng)靈敏度S=△V/△P，并作出VP關(guān)系曲線，找出線性區(qū)域，分析主要技術(shù)參數(shù)的特點 問題： 差壓傳感器是否可用作真空度以及負壓測試？實驗項目十 光纖位移傳感器（靜態(tài)）測位移時主要參數(shù)的測定及其應(yīng)用實驗?zāi)康模?。了解光纖位移傳感器的原理結(jié)構(gòu)、性能。實驗要求：查找相關(guān)資料，掌握光纖位移傳感器測位移的工作原理、主要特點、應(yīng)用場合（測速），設(shè)計測量及信號處理電路，繪制出位移電壓曲線。實驗技術(shù)指標：利用給出的硬件條件測定它的線性測量范圍、靈敏度、線性誤差、測出位移與放大器輸出電壓的關(guān)系，設(shè)計出信號處理系統(tǒng)原理圖，并將該信號處理成02V或05V的標準信號，比較線性誤差是否有變化？。實驗所需硬件條件及相關(guān)硬件的基本操作： （1）所需單元及部件：主副電源、差動放大器、F/V表、光纖傳感器、電機控制、小電機、平臺。 （2）觀察光纖位移傳感器結(jié)構(gòu)，它由兩束光纖混合后，組成Y形光纖，探頭固定在Z型安裝架上，外表為螺絲的端面為半圓分布； （3）了解平臺在實驗儀上的位置（實驗儀臺面上右邊的圓盤，在平臺上貼有反射紙作為光的反射面。）接收光纖光源光纖△X反射體 （4）如圖9接線：因光/電轉(zhuǎn)換器內(nèi)部已按裝好，所以可將電信號直接經(jīng)差動放大器放大。F/V顯示表的切換開關(guān)置2V檔，開啟主、副電源。X圖19 光纖傳感器工作原理圖 （5）旋轉(zhuǎn)測微頭，使光纖探頭與振動臺面接觸，調(diào)節(jié)差動放大器增益最大，調(diào)節(jié)差動放大器零位旋鈕使電壓表讀數(shù)盡量為零，旋轉(zhuǎn)測微頭使貼有反射紙的被測體慢慢離開探頭，觀察電壓讀數(shù)由小大小的變化。 （6）旋轉(zhuǎn)測微頭使F/V電壓表指示重新回零；旋轉(zhuǎn)測微頭，并將其填入下表：△X（mm）指示（V） （7）關(guān)閉主、副電源，把所有旋鈕復(fù)原到初始位置。（8）作出V△X曲線，計算靈敏度S=△V/△X及線性范圍，分析主要技術(shù)參數(shù)的特點。（9）按圖110接線，將差動放大器的增益置最大，F(xiàn)/V表的切換開關(guān)置2V，開啟主、副電源。光纖傳感器差 放+VF/V表圖110 光纖傳感器測位移原理圖 （10）將光纖探頭移至電機上方對準電機上的反光紙，調(diào)節(jié)光纖傳感器的高度，使F/V表顯示最大。再用手稍微轉(zhuǎn)動電機，讓反光面避開光纖探頭。調(diào)節(jié)差動放大器的調(diào)零，使F/V表顯示接近零。 （11）將直流穩(wěn)壓電源置177。10V檔，在電機控制單元的V+處接入+10V電壓，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速旋