【導(dǎo)讀】1．熟悉電阻應(yīng)變式傳感器的結(jié)構(gòu)。2．了解單臂、半橋和全橋測量電路工作原理和性能。腐蝕等工藝制成的應(yīng)變敏感元件，通過它轉(zhuǎn)換被測部位受力狀態(tài)變化。靈敏度提高，非線性得到改善。當(dāng)應(yīng)變片阻值和應(yīng)變量相同時，其橋路輸出電壓UO2＝。中各應(yīng)變片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。加熱絲也接于模板上，可用萬用。模板上調(diào)零電位器RW4，使數(shù)顯表顯示為零。調(diào)節(jié)RW1，使數(shù)顯表顯示為零。直到200g砝碼加完。檢查接線無誤后，合上。上主控臺電源開關(guān)。

　　

【正文】 下每轉(zhuǎn)動 時表頭讀數(shù)，填入表 7－2。 五、實驗 數(shù)據(jù)分析與處理 分析、總結(jié)實驗過程， 利用 表 7－ 1 的 實驗數(shù)據(jù) ， 作出 V－ X 曲 線 。 35 表 7－ 1 位移電壓數(shù)據(jù) X（ mm） V(mv) 利用表 7— 1 的數(shù)據(jù)，計算不同線性范圍時的靈敏度和非線性誤差。 六、思考題 本實驗中霍爾元件位移的線性度實際上反映的是什么量的變化？ 36 利用霍爾元件測量位移和振動時，使用上有何限制？ 成績給定 ： 實驗預(yù)習(xí) 操作過程 數(shù)據(jù)分析 思考題 綜合成績 教師簽字： 37 實驗八 測速方法比較實驗（選做） 一、實驗?zāi)康? 1．了解幾種常見的測速傳 感器的工作原理與結(jié)構(gòu)。 2．熟悉測速傳感器的應(yīng)用 。 3．比較各種測速傳感器的性能、各自優(yōu)點以及應(yīng)用的場合。 二、 基本原理 1．利用霍爾效應(yīng)表達式： UH＝ KHIB，當(dāng)被測圓盤上裝上 N 只磁性體時，圓盤每轉(zhuǎn)一周磁場就變化 N 次。每轉(zhuǎn)一周霍爾電勢就同頻率相應(yīng)變化，輸出電勢通過放大、整形和計數(shù)電路就可以測量被測旋轉(zhuǎn)物的轉(zhuǎn)速。 2．基于電磁感應(yīng)原理， N 匝線圈所在磁場的磁通變化時，線圈中感應(yīng)電勢： 發(fā)生變化，因此當(dāng)轉(zhuǎn)盤上嵌入 N 個磁棒時，每轉(zhuǎn)一周線圈感應(yīng)電勢產(chǎn)生 N 次的變化，通過放大、整形和計數(shù)等電路即可 以測量轉(zhuǎn)速。 3．光電傳感器測速原理如實驗五所示。 4．利用電渦流的位移傳感器及其位移特性，當(dāng)被測轉(zhuǎn)軸的端面或徑向有明顯的位移變化（齒輪，凸臺）時，就可以得到相應(yīng)的電壓變化量，再配上相應(yīng)電路測量轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速。 三、實驗儀器及材料 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、直流源＋ 5V、轉(zhuǎn)動源 2－ 24V、轉(zhuǎn)動源單元、數(shù)顯單元的轉(zhuǎn)速顯示部分。 38 磁電式傳感器、數(shù)顯單元測轉(zhuǎn)速檔、直流源 2－ 24V。 3．轉(zhuǎn)動源（含光電傳感器）、 +5V 直流穩(wěn)壓電源及 2－ 24V 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源。 四、 實驗步驟 （一）霍爾傳感器測速步驟： 根據(jù)圖 8－ 1，將霍爾 轉(zhuǎn)速傳感器裝于傳感器支架上，探頭對準(zhǔn)反射面內(nèi)的磁鋼。 將 5V 直流源加于霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的電源端（ 1 號接線端）。 圖 8— 1 應(yīng)變傳感器安裝圖 將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器輸出端（ 2 號接線端）插入數(shù)顯單元 Fin 端， 3 號接線端接地。 4． 將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中的＋ 2V－ 24V 轉(zhuǎn)速電源接入三源板的轉(zhuǎn)動電源插孔中。 5． 將數(shù)顯單元上的開關(guān)撥到轉(zhuǎn)速檔。 6． 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電壓使轉(zhuǎn)動速度變化。觀察數(shù)顯表轉(zhuǎn)速顯示的變化。 （二） 磁電式傳感器測速實驗（選做） 1．磁電式轉(zhuǎn)速傳感器按圖 8－ 1 安裝傳感器端面離轉(zhuǎn)動盤面 2mm 左右。將磁電 式傳感器輸出端插入數(shù)顯單元 Fin 孔。（磁電式傳感器兩輸出插頭插入臺面板上二個插孔）。 2．將顯示開關(guān)選擇轉(zhuǎn)速測量檔。 3．將轉(zhuǎn)速電源 2－ 24V 用引線引入到臺面板上 24V 插孔，合上主控箱電開關(guān)。使轉(zhuǎn)速電機帶動轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，逐步增加電源電壓觀察轉(zhuǎn)速變化情況。 （三）光電傳感器測速步驟如實驗五。 39 注：每個實驗填寫表 8— 1 五、實驗報告 分析、總結(jié)實驗過程，記錄實驗數(shù)據(jù) 于表 81。 表 8－ 1 2－ 12V 直流源與轉(zhuǎn)速 電壓（ V） 轉(zhuǎn)速（霍爾） 轉(zhuǎn)速（光電） 轉(zhuǎn)速（磁電） 比較幾組測量數(shù)據(jù)，分析幾種測速傳感器原理、應(yīng)用范圍。 六、思考題 1．利用霍爾元件測轉(zhuǎn)速，在測量上有否限制？ 2．本實驗裝置上用了十二只磁鋼，能否用一只磁鋼？ 40 3．為什么說磁電式轉(zhuǎn)速傳感器不能測很低速的轉(zhuǎn)動，能說明理由嗎？ 4． 能用本實驗臺實現(xiàn)電渦流傳感器測速嗎？為什么？ 成績給定 ： 實驗預(yù)習(xí) 操作過程 數(shù)據(jù)分析 思考題 綜合成績 教師簽字： 41 附錄一 CSY2020 系列傳感器實驗臺說明書 一、實驗臺組 成 CSY2020 系列傳感器與檢測技術(shù)實驗臺由主控臺、三源板（溫度源、轉(zhuǎn)動源、振動源）、傳感器、相應(yīng)的實驗?zāi)０?、?shù)據(jù)采集卡及處理軟件、實驗臺桌等六部分組成。 主控臺部分：有高穩(wěn)定的 177。 15V、 +5V、 177。 2V177。 4V177。 6V177。 8V177。 10V 及 +2V～ +24V可調(diào)四種直流溫壓電源；有電壓、氣壓、頻率、轉(zhuǎn)速的 3 位半數(shù)顯表及計時表；音頻信號源（音頻振蕩器） 1KHz～ 10 KHz（可調(diào)）；低頻信號源（低頻振蕩器） 1Hz～ 30 Hz（可調(diào)）； 氣壓源 0～ 20 Kpa 可調(diào)；高精度溫度轉(zhuǎn)速兩用儀表； RS232 計 算機串行接口；流量計；漏電保護器； 其中電源、音頻、低頻均具有斷路保護功能。 177。 2V～ 177。 10V 電源與其它電源、信號 Fin、 Vin 部分，不共地。如果與其它電源同時使用，應(yīng)將其共地。因斷路無輸出重新開機即恢復(fù)正常。調(diào)節(jié)儀置內(nèi)為溫度調(diào)節(jié)、置外為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。 三源板：裝有振動臺 1Hz～ 30 Hz（可調(diào)）；旋轉(zhuǎn)源 0～ 2400 轉(zhuǎn) /分 （可調(diào)）；加熱源常溫 ～ 150℃ （可調(diào)）。 傳感器：基本傳感器包括：電阻應(yīng)變式傳感器、擴散硅壓力傳感器、差動變壓器、電容式傳感器、霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器、磁電轉(zhuǎn)速傳感器、壓電式傳感器、電渦流傳感器 、光纖傳感器、光電轉(zhuǎn)速傳感器、集成溫度傳感器、 K 型熱電偶、 E 型熱電偶、 Pt100 鉑電阻、 Cu50 銅電阻、濕敏傳感器、氣敏傳感器共 18 個。 實驗?zāi)K部分：有應(yīng)變式、壓力、差動變壓器、電容式、霍爾式、壓電式、電渦流、光纖位移、溫度、移相相敏檢波 /濾波十個模塊。 三源板 振動源： 1 H z – 3 0 H z 旋轉(zhuǎn)源： 0 – 2400 轉(zhuǎn) / 分 加熱源：常溫 – 150 ℃ 電源 1 組 數(shù)據(jù)采集卡 主控臺顯示部分 傳感器 實驗?zāi)０? 電源 3 組 電源 2 組 開關(guān) 42 二、電路原理 傳感器模塊電路原理圖見模塊正面。 三、使用方法 開機前將轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)到中間位置，顯示選擇旋鈕打到 2V檔，電壓選擇旋鈕打到 177。 2V 檔，其余旋鈕均打到中間位置，計時復(fù)位按鈕在松開狀態(tài)。 將 220V 的電源線插頭插入市電插座，接通開關(guān)， 電源指示燈亮，計時器指示為4 個零，數(shù)字顯示 或－ .000，電壓指示燈亮，表示實驗臺電源工作正常。 每個實驗前應(yīng)該先閱讀實驗指導(dǎo)書，每個實驗均應(yīng)在斷開電源的狀態(tài)下按實驗線路接好連接線（實驗中用到可調(diào)直流電源時，應(yīng)在該電源調(diào)到實驗值時再接到實驗線路中），檢查無誤后方可接通主電源。 數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件使用方法見附錄二。 打開調(diào)節(jié)儀電源開關(guān)，調(diào)節(jié)儀表頭 PV 顯示測量值， SV 顯示設(shè)定值。 四、儀器維護及故障排除 儀器維護 （ 1）防止硬物撞擊劃傷實驗臺面及防止傳感器模塊跌落。 （ 2）做完實驗后要 將傳感器、模塊、配件及連線全部整理好，放回原位。 （ 3）搭接線路時，應(yīng)關(guān)閉電源，以防誤操作損壞器件。 故障排除 （ 1）開機無指示、無數(shù)顯，應(yīng)檢查電源是否接通，保險絲是否接通。 （ 2）轉(zhuǎn)動源不轉(zhuǎn)，應(yīng)查轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源是否有輸出，如有輸出更換轉(zhuǎn)動電機，如無輸出更換電源板。 （ 3）振動源如無振動，先查低頻振蕩器是否有輸出，如無輸出更換低頻振蕩器信號板，如有輸出更換振蕩線圈。 五、注意事項 嚴(yán)禁將電源、信號源輸出插座和地短接，時間長易造成電路元器件損壞。 嚴(yán)禁將主控箱上 +15V 電源引入模塊時接錯。 43 嚴(yán)禁 用酒精或其它具有腐蝕性物質(zhì)擦洗面板，防止示意圖被擦掉。 本實驗臺的各個部分都是相配套使用，請勿調(diào)換。 44!