感測技術(shù)實(shí)驗(yàn)講義(編輯修改稿)
2025-08-28 15:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 輸入端，見圖 2－ 6，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(shí)驗(yàn)?zāi)K電路輸出端 VO1接 R6。將壓電傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K電路輸出端 VO2,接入低通濾波器輸入端 Vi, 低通濾波器輸出 VO與示波器相連。 圖 2－ 6 壓電式傳感器性能實(shí)驗(yàn)接線圖 1合上主控箱電源開關(guān) ,調(diào)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。 1改變低頻振蕩器的頻率 ,觀察輸出波形變化。 1用示波器的兩個(gè)通道同時(shí)觀察低通濾波器輸入端和輸出端波形。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出梁的振幅 ――頻率特性曲線，指出自振頻率的大致值 注意事項(xiàng)：選擇低頻激振電壓幅值不要過大，以免梁在自振頻率附近振幅過大。 五、思考題： ◆ 如何用電渦流傳感器進(jìn)行振動測量實(shí)驗(yàn) ? ◆ 如何用磁電傳感器進(jìn)行振動測量實(shí)驗(yàn) ? 實(shí)驗(yàn)三 熱電偶冷端溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn) ? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ? 基本原理 ? 實(shí)驗(yàn)所需部件 ? 實(shí)驗(yàn)步驟 ? 思考題 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? ★ 了解熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)脑砼c方法。 二、基本原理： ★ 熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ校罕?、恒溫槽法和自動補(bǔ)償法（圖 3－ 1），電橋法常用，它是在熱電偶和測溫儀表之間接入一個(gè)直流電橋，稱冷端溫度補(bǔ)償器，補(bǔ)償器電橋在 0℃ 時(shí)達(dá)到平衡（亦有 20℃ 平衡）。當(dāng)熱電偶自由端溫度升高時(shí)（＞ 0℃ ）熱電偶回路電勢 Uab下降，由于補(bǔ)償器中， PN呈負(fù)溫度系數(shù)，其正向壓降隨溫度升高而下降，促使 Uab上升，其值正好補(bǔ)償熱電偶因自由端溫度升高而降低的電勢，達(dá)到補(bǔ)償目的。 三、實(shí)驗(yàn)所需部件： ★ 溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、熱電偶、冷端溫度補(bǔ)償器、直流源＋ 5V、 177。 15V。 四、實(shí)驗(yàn)步驟： １、溫度控制儀表設(shè)定溫度值 50℃ 。 ２、接入 177。 15V電源，合上主控箱電源開關(guān)，調(diào) RW3使溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０遢敵?Vo2為零，并使實(shí)驗(yàn)?zāi)０遢敵龆?Uo2與數(shù)顯表 Vi相接 此時(shí)數(shù)顯表顯示零位，電壓顯示用 200mv檔。 ３、將 K型熱電偶置于加熱器插孔中，輸出端與實(shí)驗(yàn)?zāi)０遢斎攵?R R6插孔相接，合上主控箱加熱源開關(guān)，使溫度達(dá)到 50℃ ，放大器增益 RW2置最小讀取數(shù)顯表上數(shù)據(jù) V1。 ４、保持工作溫度 50℃ 不變， RW RW3不變，冷端溫度補(bǔ)償器上的熱電偶插入加熱器另一插孔中，在補(bǔ)償器 4端加補(bǔ)償器電源＋ 5V，使冷端補(bǔ)償器工作，讀取數(shù)顯表上數(shù)據(jù) V2。 ５、比較 V V2二個(gè)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)時(shí)的室溫和二輸出值，計(jì)算因自由端溫度上升而產(chǎn)生的溫度差。 圖 3－ 1冷端溫度補(bǔ)償原理圖 五、思考題： ◆ 此溫度差值代表什么含義？ 實(shí)驗(yàn)四 氣敏傳感器實(shí)驗(yàn) ? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ? 基本原理 ? 實(shí)驗(yàn)所需部件 ? 實(shí)驗(yàn)步驟 ? 思考題 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?： ★ 了解氣敏傳感器原理及應(yīng)用。 二、基本原理 ： ★ 本實(shí)驗(yàn)所采用的 SnO2（氧化錫）本導(dǎo)體氣敏傳感器屬電阻型氣敏元件；它是利用氣體在半導(dǎo)體表面的氯化和還原反應(yīng)導(dǎo)致敏感元件阻值變化：若氣濃度發(fā)生，其阻值又將變化，根據(jù)這一特性，可以從阻值的變化得知，吸附氣體的種類和濃度。 三、實(shí)驗(yàn)所需部件： ★ 氣敏傳感器、直流穩(wěn)壓電源、酒精、棉球、數(shù)顯單元、差動變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉? 四、實(shí)驗(yàn)步驟： １、將氣敏傳感器夾持在差動變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳蟼鞲衅鞴潭ㄖЪ苌稀? ２、根據(jù)圖 4－ 1接線，將氣敏傳感器，色線（加熱線）接＋ 4V電壓，紅色線 A端接 10V電壓、黑線接地，色線（ B端）接入差動變壓板 R1的插孔內(nèi)， RW1下端接地。 圖 4－ 1 氣敏元件結(jié)構(gòu)和工作原理 ３、將 R1插孔與實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳系?R2的輸入孔相接。輸出 U0與數(shù)顯單元 Vi相接，電壓撥 2V檔。 ４、接上 177。 15V電源使運(yùn)放工作，預(yù)熱 5分鐘。 ５、用浸透酒精的小棉球，靠近傳感器，并吹 2次氣，使酒精揮發(fā)進(jìn)入傳感器金屬網(wǎng)內(nèi)，觀察電壓表讀數(shù)變化。 五、思考題： ◆ 酒精檢測報(bào)警常用于交通警察檢查司機(jī)是否是酒后開車，若要使用這樣一種傳感器還需考慮哪些環(huán)節(jié)與因素？ 實(shí)驗(yàn)五 交流全橋的應(yīng)用 ? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ? 基本原理 ? 實(shí)驗(yàn)所需部件 ? 實(shí)驗(yàn)步驟 ? 思考題 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? ★ 了解利用交流電橋測量動態(tài)應(yīng)變參數(shù)的原理與方法。 二、基本原理： ★ 對于交流應(yīng)變信號用交流電橋測量時(shí)，橋路輸出的波形為一調(diào)制波，不能直接顯示其應(yīng)變值，只有通過移相檢波和濾波電路后才能得到變化的應(yīng)變信號，此信號可以從示波器或用交流電壓表讀得。 三、實(shí)驗(yàn)所需部件： ★ 音頻振蕩器、低頻振蕩器、萬用表（自備）、應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉⑾嗝魴z波器模板、雙綜示波器、振動源。 四、實(shí)驗(yàn)步驟： １、不用模塊上的傳感器，改為振動梁的應(yīng)變片，即臺面上的應(yīng)變輸出。 ２、將臺面三源板上的應(yīng)變插座用連接線插入應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳?。因振動梁上的四片?yīng)變片已組成全橋，引出線為四芯線，因此可直接接入實(shí)驗(yàn)?zāi)０迕嫔弦崖?lián)成電橋的四個(gè)插孔上。接線時(shí)應(yīng)注意連接線上每個(gè)插頭的意義，對角線的阻值為 350Ω，若二組對角線阻值均為 350Ω則接法正確（萬用表測量）。 ３、根據(jù)圖 5－ 1，接好交流電橋調(diào)平衡電路及系統(tǒng)， RRw C、 Rw2為交流電橋調(diào)平衡網(wǎng)絡(luò)。檢查接線無誤后，合上主控臺電源開關(guān)，將音頻振蕩器的頻率調(diào)節(jié)到 1KHz左右，幅度調(diào)節(jié)到 10Vpp（
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