【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，設(shè)計(jì)出信號(hào)處理系統(tǒng)原理圖，并將該信號(hào)處理成02V或05V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，比較線性誤差是否有變化？。實(shí)驗(yàn)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(cè)微頭、主、副電源、差動(dòng)變壓器、平臺(tái)。（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(dòng)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(dòng)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(dòng)變壓器 電感變換器 L0L0L0L0L0L0 。 。 。 。 。 。 圖13 差動(dòng)變壓器測(cè)位移原理接線圖（4）轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭使測(cè)微頭與振動(dòng)平臺(tái)吸合。再轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭，使輸出為零。（5）旋動(dòng)測(cè)微頭，使振動(dòng)平臺(tái)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(yán)重變壞。根據(jù)所得數(shù)據(jù)計(jì)算靈敏度S 。S=△V/△X（式中△V為電壓變化，△X為相應(yīng)振動(dòng)平臺(tái)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(diǎn)。思考：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，指出線性范圍。 （2）根據(jù)差動(dòng)變壓器的工作原理，你能舉例說(shuō)出它的具體應(yīng)用場(chǎng)合嗎？實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目六 電渦流式傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)（靜態(tài)）測(cè)定及被測(cè)體材料對(duì)電渦流傳感器特性的影響實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?。了解電渦流式傳感器的原理及工作性能及被測(cè)體材料對(duì)渦流傳感器性能的影響。實(shí)驗(yàn)要求：查找相關(guān)資料，掌握差動(dòng)變壓器測(cè)位移的工作原理、主要特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合（電子秤），設(shè)計(jì)測(cè)量及信號(hào)處理電路，繪制出位移電壓曲線。實(shí)驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)：利用給出的硬件條件測(cè)定它的線性測(cè)量范圍、靈敏度、線性誤差、測(cè)出位移與放大器輸出電壓的關(guān)系，設(shè)計(jì)出信號(hào)處理系統(tǒng)原理圖，并將該信號(hào)處理成02V或05V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，比較線性誤差是否有變化？。實(shí)驗(yàn)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(cè)微頭、鐵測(cè)片、鋁測(cè)片、渦流傳感器、示波器、平臺(tái)、主、副電源。 （2）裝好傳感器（傳感器對(duì)準(zhǔn)鐵測(cè)片安裝）和測(cè)微頭，觀察傳感器的結(jié)構(gòu)，它是一個(gè)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(cè)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(cè)位移原理圖 ，到線性嚴(yán)重變壞為止。根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)是 ，傳感器與被測(cè)體間有一個(gè)最佳初始工作點(diǎn)。這里采用的變換電路是一種 。實(shí)驗(yàn)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(cè)片重復(fù)上述過(guò)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(cè)體為鋁和鐵的兩條VX曲線，計(jì)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(diǎn)。 可見，這種電渦流式傳感器在被測(cè)體不同時(shí)必須重新進(jìn)行 工作。 注意事項(xiàng)：（1）被測(cè)體與渦流傳感器測(cè)試探頭平面盡量平行，并將探頭盡量對(duì)準(zhǔn)被測(cè)體中間，以減少渦流損失。（2）傳感器在初始時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)一段死區(qū)。 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目七 霍爾式傳感器的特性—直流激勵(lì)、主要技術(shù)指標(biāo)的標(biāo)定及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?。了解霍爾式傳感器的原理與特性及其主要應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)要求：查找相關(guān)資料，掌握霍爾式傳感器測(cè)位移的工作原理、主要特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合（電子秤），設(shè)計(jì)測(cè)量及信號(hào)處理電路，繪制出位移電壓曲線。實(shí)驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)：利用給出的硬件條件測(cè)定它的線性測(cè)量范圍、靈敏度、線性誤差、測(cè)出位移與放大器輸出電壓的關(guān)系，設(shè)計(jì)出信號(hào)處理系統(tǒng)原理圖，并將該信號(hào)處理成02V或05V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，比較線性誤差是否有變化？。實(shí)驗(yàn)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(dòng)放大器、F/V表、直流穩(wěn)壓電源、測(cè)微頭、平臺(tái)、主、副電源。 （2）有關(guān)旋鈕初始位置：差動(dòng)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(shí)驗(yàn)儀上的安裝位置，熟悉實(shí)驗(yàn)面板上霍爾片的符號(hào)?；魻柶惭b在實(shí)驗(yàn)儀的圓盤上，兩個(gè)半圓永久磁鋼固定在實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(cè)位移原理圖 （5）裝好測(cè)微頭，調(diào)節(jié)測(cè)微頭與振動(dòng)臺(tái)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(dòng)測(cè)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(diǎn)。 可見，本實(shí)驗(yàn)測(cè)出的實(shí)際上是磁場(chǎng)情況，磁場(chǎng)分布為梯度磁場(chǎng)與磁場(chǎng)分布有很大差異，位移測(cè)量的線性度，靈敏度與磁場(chǎng)分布有很大關(guān)系。 （8）在稱重平臺(tái)上放上砝碼，填入下表：W（g）V（v） （9）在平面上放一個(gè)未知重量之物，記下表頭讀數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出VW曲線，求得未知重量。（10）實(shí)驗(yàn)完結(jié)關(guān)閉主、副電源，各旋鈕置初始位置。 注意事項(xiàng)： （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(cè)量過(guò)程中不能移動(dòng)磁路系統(tǒng)。（3）激勵(lì)電壓不能過(guò)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(tái)的中間部分。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目八 差動(dòng)變面積式電容傳感測(cè)位移時(shí)主要技術(shù)參數(shù)的測(cè)定及它的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)?zāi)康模骸Ａ私獠顒?dòng)變面積式電容傳感器的原理及其特性了。實(shí)驗(yàn)要求：查找相關(guān)資料，掌握差動(dòng)變面積式電容傳感器測(cè)位移的工作原理、主要特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合，設(shè)計(jì)測(cè)量及信號(hào)處理電路，繪制出位移電壓曲線。實(shí)驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)：利用給出的硬件條件測(cè)定它的線性測(cè)量范圍、靈敏度、線性誤差、測(cè)出位移與放大器輸出電壓的關(guān)系，設(shè)計(jì)出信號(hào)處理系統(tǒng)原理圖，并將該信號(hào)處理成02V或05V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，比較線性誤差是否有變化？。實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(dòng)變面積式電容傳感測(cè)位移原理圖 （4）F/V表打到20V，調(diào)節(jié)測(cè)微頭，使輸出為零。 （5）轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微頭，記下此時(shí)測(cè)微頭的讀數(shù)及電壓表的讀數(shù)，直至電容動(dòng)片與上（或下）靜片復(fù)蓋面積最大為止。X（mm）V（mv） 退回測(cè)微頭至初始位置。并開始以相反方向旋動(dòng)，同上法，記下X（mm）及V(mv)值。 （6）計(jì)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目九 半導(dǎo)體壓阻式壓力傳感器測(cè)位移時(shí)主要技術(shù)指標(biāo)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈹U(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器的工作原理和工作情況。實(shí)驗(yàn)要求：查找相關(guān)資料，掌握擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器的工作原理、主要特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合，設(shè)計(jì)測(cè)量及信號(hào)處理電路，繪制出壓力電壓曲線。實(shí)驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)：利用給出的硬件條件測(cè)定它的線性測(cè)量范圍、靈敏度、線性誤差、測(cè)出壓力與放大器輸出電壓的關(guān)系，設(shè)計(jì)出信號(hào)處理系統(tǒng)原理圖，并將該信號(hào)處理成02V或05V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，比較線性誤差是否有變化？。實(shí)驗(yàn)所需硬件條件及相關(guān)硬件的基本操作：（1）基本原理：擴(kuò)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(kuò)散工藝（或離子注入及濺射工藝）制成一定形成的應(yīng)變?cè)?，?dāng)它受到壓力作用時(shí)，應(yīng)變?cè)碾娮璋l(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(dòng)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(jì)。 （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(hào)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(cè)位移原理圖（6）如圖18接好傳感器供壓回路，傳感器由兩個(gè)氣咀，一個(gè)高壓咀一個(gè)低壓咀，當(dāng)高壓咀接入正壓時(shí)（相對(duì)于低壓咀）輸出為正，反之為負(fù)。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(shí)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(shí)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(jì)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(diǎn) 問(wèn)題： 差壓傳感器是否可用作真空度以及負(fù)壓測(cè)試？實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目十 光纖位移傳感器（靜態(tài)）測(cè)位移時(shí)主要參數(shù)的測(cè)定及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?。了解光纖位移傳感器的原理結(jié)構(gòu)、性能。實(shí)驗(yàn)要求：查找相關(guān)資料，掌握光纖位移傳感器測(cè)位移的工作原理、主要特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合（測(cè)速），設(shè)計(jì)測(cè)量及信號(hào)處理電路，繪制出位移電壓曲線。實(shí)驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)：利用給出的硬件條件測(cè)定它的線性測(cè)量范圍、靈敏度、線性誤差、測(cè)出位移與放大器輸出電壓的關(guān)系，設(shè)計(jì)出信號(hào)處理系統(tǒng)原理圖，并將該信號(hào)處理成02V或05V的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，比較線性誤差是否有變化？。實(shí)驗(yàn)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(dòng)放大器、F/V表、光纖傳感器、電機(jī)控制、小電機(jī)、平臺(tái)。 （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(tái)在實(shí)驗(yàn)儀上的位置（實(shí)驗(yàn)儀臺(tái)面上右邊的圓盤，在平臺(tái)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(hào)直接經(jīng)差動(dòng)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(cè)微頭，使光纖探頭與振動(dòng)臺(tái)面接觸，調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器增益最大，調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器零位旋鈕使電壓表讀數(shù)盡量為零，旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭使貼有反射紙的被測(cè)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(cè)微頭使F/V電壓表指示重新回零；旋轉(zhuǎn)測(cè)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(jì)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(diǎn)。（9）按圖110接線，將差動(dòng)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(cè)位移原理圖 （10）將光纖探頭移至電機(jī)上方對(duì)準(zhǔn)電機(jī)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(dòng)電機(jī)，讓反光面避開光纖探頭。調(diào)節(jié)差動(dòng)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(jī)控制單元的V+處接入+10V電壓，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速旋