【正文】 測(cè)微頭、示波器、電壓表、銅、鋁、渦流片。三、實(shí)驗(yàn)步驟：1．按實(shí)驗(yàn)三十一方法安裝好傳感器，開(kāi)啟電源。2．分別對(duì)鐵、銅、鋁被測(cè)體進(jìn)行測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)，在同一坐標(biāo)上作出VX曲線。3．分別找出各被測(cè)體的線性范圍、靈敏度、最佳工作點(diǎn)（雙向或單向），并進(jìn)行比較。4．從實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：被測(cè)材料不同時(shí)靈敏度與線性范圍都不同，必須分別進(jìn)行標(biāo)定。實(shí)驗(yàn)三十三 電渦流式傳感器的振幅測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握用電渦流傳感器測(cè)量振幅的原理和方法。二、實(shí)驗(yàn)所需部件：電渦流傳感器、渦流變換器、直流穩(wěn)壓電源、電橋、差動(dòng)放大器、示波器、激振器、低頻振蕩器。三、實(shí)驗(yàn)步驟：1．按圖（19）接線，根據(jù)實(shí)驗(yàn)三十二結(jié)果，將平面線圈安裝在最佳工作點(diǎn)，直流穩(wěn)壓電源置177。10V檔，差動(dòng)放大器在這里僅作為一個(gè)電平移動(dòng)電路，增益置最小處（1倍）。調(diào)節(jié)電橋WD,使系統(tǒng)輸出為零。2．接通激振器I，調(diào)節(jié)低頻振蕩器頻率，使其在15～30Hz范圍內(nèi)變化，用示波器觀察渦流變換器輸出波形，記下Vpp值，同時(shí)利用試驗(yàn)三十一的結(jié)果求出距離變化范圍Xpp值。3．可同時(shí)用雙線示波器另一通道觀察渦流變化器輸入端的調(diào)幅波。4．變化低頻振蕩器頻率和幅值，提高振動(dòng)圓盤(pán)振幅，用示波器可以看到變換器輸出波形有失真現(xiàn)象，這說(shuō)明電渦流式傳感器的振幅測(cè)量范圍是很小的。四、注意事項(xiàng)：直流穩(wěn)壓電源－10V和接地端接電橋直流調(diào)平衡電位器WD兩端。實(shí)驗(yàn)三十四 電渦流傳感器的稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 說(shuō)明電渦流傳感器在靜態(tài)測(cè)量中的應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)所需部件： 渦流傳感器、渦流變換器、差動(dòng)放大器、電橋、電壓彪、砝碼。三、實(shí)驗(yàn)步驟：1．按圖（19）接線，差放增益為1，輸出接電壓表20V檔，利用實(shí)驗(yàn)三十二的結(jié)果，將平面線圈安裝在線性工作范圍的起始點(diǎn)。2．調(diào)整電橋WD，使系統(tǒng)輸出為零。3．在平臺(tái)中間逐步加上砝碼，記錄V、W值，并做VW曲線，計(jì)算靈敏度。4．取下砝碼，放上一未知重量之物品，根據(jù)實(shí)驗(yàn)三十二標(biāo)定曲線大致求出被稱(chēng)物的重量。實(shí)驗(yàn)三十五 電渦流傳感器電機(jī)測(cè)速試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 了解電渦流式傳感器的實(shí)際應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)原理： 當(dāng)平面線圈與金屬被測(cè)體的相對(duì)位置發(fā)生周期性變化時(shí)，渦流量及線圈阻抗的變化經(jīng)渦流變換器轉(zhuǎn)換為周期性的電壓信號(hào)變化。三、實(shí)驗(yàn)所需部件： 電渦流傳感器、電渦流變換器、測(cè)速電機(jī)及轉(zhuǎn)盤(pán)、電壓/頻率彪、示波器。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1．電渦流線圈支架轉(zhuǎn)一角度，安裝于電機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)上方，線圈與轉(zhuǎn)盤(pán)平行，在不碰擦的情況下相距越近越好。2．電渦流線圈與渦流變換器相接、渦流變換器輸出端接示波器，開(kāi)啟電機(jī)開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，調(diào)整平面線圈在轉(zhuǎn)盤(pán)上方的位置，用示波器觀察，是變換器輸出的脈動(dòng)波較為對(duì)稱(chēng)。3．仔細(xì)觀察示波器中兩相鄰波形的峰值是否一樣，如有差異則說(shuō)明線圈與轉(zhuǎn)盤(pán)面或是不平行，或是電機(jī)有振動(dòng)現(xiàn)象，利用實(shí)驗(yàn)三十二中鐵渦流片的特性曲線大致判斷轉(zhuǎn)盤(pán)面與線圈的不平行度。4．將電壓/頻率表2KHz檔接入渦流變換器輸出端讀取得脈動(dòng)波形值，并與示波器讀取的頻率作比較。轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)速=脈動(dòng)波形數(shù)247。2實(shí)驗(yàn)三十六 磁電式傳感器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 通過(guò)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明磁電式傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)原理： 磁電式傳感器是一種能將非能量的變化轉(zhuǎn)為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的傳感器，所以也成為感應(yīng)式傳感器。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，ω匝線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的大小決定于穿過(guò)線圈的磁通ψ的變化率：。儀器中的磁電式傳感器由動(dòng)鐵與感應(yīng)線圈組成，永久磁鋼做成的動(dòng)鐵產(chǎn)生恒定的直流磁場(chǎng)，當(dāng)動(dòng)鐵與線圈有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈與磁場(chǎng)中的磁通交鏈產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，e與磁通變化律成正比，是一種動(dòng)態(tài)傳感器。三、實(shí)驗(yàn)所需部件： 磁電式傳感器、低頻振蕩器、激振器、渦流式傳感器、雙線示波器、差動(dòng)放大器。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1．低頻振蕩器接“激振Ⅰ”，磁電式端口接差動(dòng)放大器兩輸入端，差動(dòng)放大器輸出端接示波器。開(kāi)啟電源，調(diào)節(jié)振蕩頻率和幅度，觀察輸出波形。2．安裝好電渦流式傳感器，因?yàn)椴灰筮M(jìn)行位置測(cè)量，所以平面線圈與金屬渦流片的相對(duì)位置可以高些，以振動(dòng)時(shí)不相碰為宜。3．雙線示波器的通道1和2分別接差動(dòng)放大器輸出端和渦流變換器的輸出端，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的振動(dòng)頻率和振幅，觀察兩波形。通過(guò)觀察，可以得出結(jié)論：磁電式傳感器對(duì)速度敏感，電渦流式傳感器則對(duì)位置敏感，速度的變化對(duì)它影響不大。4．將“激振Ⅰ”與“磁電”端接線互換，接低頻振蕩器，觀察差動(dòng)放大器的輸出波形。與原磁電式傳感器波形比較?？梢缘贸鼋Y(jié)論，磁電式傳感器是一種磁→電、電→磁轉(zhuǎn)換的雙向式傳感器。實(shí)驗(yàn)三十七 壓電加速度傳感器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 了解電加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)、原理和應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)原理： 壓電式傳感器是一種典型的有源傳感器（發(fā)電型傳感器）。壓電傳感元件是力敏感元件，在壓力、應(yīng)力、加速度等外力作用下，在電介質(zhì)表面產(chǎn)生電荷，從而實(shí)現(xiàn)非電量的電測(cè)。三、實(shí)驗(yàn)所需部件：壓電式傳感器、電荷放大器（電壓放大器）、低頻振蕩器、激振器、電壓/頻率彪、示波器。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1．觀察了解壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)：由雙壓電陶瓷片晶片、慣性質(zhì)量快、壓簧、引出電機(jī)組裝于塑料外殼中。2．按圖（20）接線，低頻振蕩器輸出接“激振Ⅱ”端，開(kāi)啟電源，調(diào)節(jié)振動(dòng)頻率與振幅，用示波器觀察低通濾波器輸出波形。 3．當(dāng)懸臂梁處于諧振狀態(tài)時(shí)振幅最大，此時(shí)示波器所觀察到的波形Vpp也是最大，由此可以得出結(jié)論：壓電加速度傳感器是一種對(duì)外力作用敏感的傳感器。五、注意事項(xiàng)：做此實(shí)驗(yàn)時(shí)，懸臂梁振動(dòng)頻率不能過(guò)低，否則電荷放大器將無(wú)輸出。實(shí)驗(yàn)三十八 電容式傳感器特性一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 掌握電容式傳感器的工作原理和測(cè)量方法。二、實(shí)驗(yàn)原理： 電容式傳感器有很多種型式，本儀器中是差動(dòng)變面積式。傳感器由兩組定片和一組動(dòng)片組成。當(dāng)安裝于振動(dòng)臺(tái)的動(dòng)片上、下改變位置，與兩組靜片之間的重疊面積發(fā)生變化，極間電容也發(fā)生相應(yīng)變化，成為差動(dòng)電容。如將上層定片與動(dòng)片形成的電容定為CX1，下層片與動(dòng)片形成的電容定為CX2，當(dāng)將CX1和CX2接入橋路作為相鄰兩臂時(shí)，橋路的輸出電壓與電容量的變化有關(guān)，即與振動(dòng)臺(tái)的位移有關(guān)。三、實(shí)驗(yàn)所需部件：電容傳感器、電容傳感器、差動(dòng)放大器、低通濾波器、低頻振蕩器、測(cè)微頭。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1．按圖（21）接線，電容變化器和差動(dòng)放大器的增益適中。2．裝上測(cè)微頭，帶動(dòng)振動(dòng)臺(tái)位移，是電容動(dòng)片位于兩靜片中，此時(shí)差動(dòng)放大器輸出應(yīng)為零。3．依次為起點(diǎn)，向上和向下位移動(dòng)片，直至動(dòng)片與一組靜片全部重合為止。記錄數(shù)據(jù)，并作出VX曲線，求得靈敏度。X(mm)0V(v)4．低頻振蕩器輸出接“激振Ⅰ”端，以開(kāi)測(cè)微頭，適當(dāng)調(diào)節(jié)頻率和振幅，是差放輸出波形較大但不失真，用示波器觀察波形。五、注意事項(xiàng)：1．電容動(dòng)片和定片之間的片間距離需相等，必要時(shí)可稍作調(diào)整。位移和振動(dòng)時(shí)均不可有擦片現(xiàn)象，否則會(huì)造成輸出信號(hào)突變。2．如果差動(dòng)放大器輸出端用示波器觀察到波形中有雜波，請(qǐng)降電容變換器增益進(jìn)一步減小。實(shí)驗(yàn)三十九 力平衡式傳感器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 掌握利用多種傳感器和電路單元組成測(cè)試系統(tǒng)的原理。二、實(shí)驗(yàn)原理：圖（22）是一帶有反饋的閉環(huán)系統(tǒng)傳感器，它與一般傳感器的區(qū)別在于它有一個(gè)“反向傳感器”的反饋回路，把系統(tǒng)的輸出信號(hào)反饋到系統(tǒng)輸入端進(jìn)行比較和平衡。由于在此系統(tǒng)中所用的傳感器主要是力或力矩平衡的方式，所以稱(chēng)為力平衡傳感器。平衡傳感器主要用于能將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成敏感元件的微小位移的場(chǎng)合，如力、壓力、加速度、振動(dòng)等。三、實(shí)驗(yàn)所需部件： 電渦流傳感器、渦流變換器、電橋、穩(wěn)壓電路、差動(dòng)放大器、低頻振蕩器（作為電流放大器使用）、激振Ⅰ線圈、電壓表、測(cè)微頭。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1．圖（23）是系統(tǒng)示意圖。在此系統(tǒng)中用電渦流傳感器、差動(dòng)放大器、電流放大器和激振器組成一個(gè)負(fù)反饋測(cè)量系統(tǒng)。2．按實(shí)驗(yàn)三十三的方法安裝和調(diào)試好電渦流傳感器，是差動(dòng)放大器輸出為零。差動(dòng)放大器還是作為電平移動(dòng)單元使用。，另一頭連接屏蔽層的插頭接地。電流放大器的輸出端及低頻振蕩器的輸出端VO, VO端分別接電壓表和“激振Ⅰ”線圈的一端，“激振Ⅰ”線圈的另一端接地。3．確認(rèn)接線無(wú)誤后開(kāi)啟電源，如發(fā)現(xiàn)振動(dòng)平臺(tái)偏向一邊或形成正反饋振蕩，可將“激振Ⅰ”兩線端接線對(duì)換，使其形成負(fù)反饋。4．用手提壓振動(dòng)臺(tái)，如系統(tǒng)輸出電壓能正負(fù)兩方向過(guò)零變化，則說(shuō)明系統(tǒng)接線正確，此時(shí)可裝上測(cè)微頭帶動(dòng)振動(dòng)臺(tái)最測(cè)試實(shí)驗(yàn)。5．調(diào)節(jié)系統(tǒng)（電橋、測(cè)微頭）使輸出為零且正負(fù)變化對(duì)稱(chēng)。分別向上、，做出VX曲線，求出靈敏度和線性度。X(mm)V(v)6．將力平衡式傳感器與前述幾種傳感器性能作比較。五、注意事項(xiàng)：差動(dòng)放大器不能和激振Ⅰ直接連接，因?yàn)椴顒?dòng)放大器無(wú)電流放大作用。實(shí)驗(yàn)四十 雙平行梁的動(dòng)態(tài)特性——正弦穩(wěn)態(tài)相應(yīng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明如何利用傳感器測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。二、實(shí)驗(yàn)所需單元： 低頻振蕩器、激振線圈、示波器、前述實(shí)驗(yàn)用過(guò)的適當(dāng)?shù)膫鞲衅飨到y(tǒng)。三、實(shí)驗(yàn)步驟：1．低頻振蕩器接通激振線圈，使雙平行梁振動(dòng)、幅度適中。用合適的傳感器測(cè)量系統(tǒng)，作出量的幅頻和相頻特性曲線。2．由于雙平行梁的振幅變化很大，因此為了提高測(cè)量準(zhǔn)確度，不同的振幅應(yīng)選用不同的傳感器測(cè)量。3．相位差可用雙線示波器測(cè)量。4．輸出電壓幅值可用示波器測(cè)量，也可選用低頻交流電壓表。5．比較在測(cè)量雙平行梁動(dòng)態(tài)特性的實(shí)驗(yàn)中哪些可測(cè)振動(dòng)范圍最大？那些靈敏度最高？實(shí)驗(yàn)四十一 微機(jī)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換——數(shù)據(jù)采集處理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 微機(jī)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換課程中，數(shù)據(jù)采集和分析處理是最重要的兩部分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀用A/D采集卡和試驗(yàn)軟件對(duì)傳感器測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量到的電信號(hào)進(jìn)行分析處理，可以得到這方面的初步知識(shí)。二、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：1．?dāng)?shù)據(jù)采集卡：數(shù)據(jù)采集卡已安裝于儀器內(nèi)部，其信號(hào)輸入端即為儀器上電壓/頻率表的V1端。十二位A/D轉(zhuǎn)換，精度為1/2048，量程分200Mv、1V、10V三檔，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)采集電壓范圍選擇量程，以獲得較高精度。采集速度分單次和連續(xù)兩種模式，連續(xù)采集主要是對(duì)動(dòng)態(tài)信號(hào)，速度17檔從25000次/秒—100次/秒，用戶(hù)可以根據(jù)動(dòng)態(tài)信號(hào)的頻率選定采集速度。2．通訊約定（串行口RS232） 波特率2400，1位停止位，無(wú)奇偶校驗(yàn)。3．安裝：數(shù)據(jù)采集卡使用計(jì)算機(jī)的COM2口進(jìn)行通訊，故計(jì)算機(jī)上的其他串行設(shè)備的安裝必須做到：①BIOS中的設(shè)置正確，終端號(hào)不能和COM2所占用的中斷號(hào)相沖突；②COM2口不能被占用；③建議將鼠標(biāo)和Modem分別放在COM1口及COM3口上，以減少設(shè)備沖突的可能性。實(shí)驗(yàn)軟件為兩張軟盤(pán)，首先安裝1號(hào)盤(pán)，點(diǎn)擊安裝圖標(biāo)，即進(jìn)入自動(dòng)安裝程序。按程序提示選項(xiàng)，即可進(jìn)行自動(dòng)安裝，安裝完兩張軟盤(pán)后，執(zhí)行程序CSY即位于Windows“程序”欄中的子程序中，可用快捷方式放在桌面上。4．實(shí)驗(yàn)軟件使用說(shuō)明①先查看幫助信息。②在“設(shè)置”界面中根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行正確有效的設(shè)置,并輸入實(shí)驗(yàn)者稱(chēng)呼和試驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)，否則試驗(yàn)結(jié)果將不被承認(rèn)。③點(diǎn)擊“開(kāi)始”欄目進(jìn)入數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集份單次和連續(xù)兩種模式，單次采每次最多采30個(gè)點(diǎn)在坐標(biāo)上顯示，坐標(biāo)右邊排列為采集數(shù)值。坐標(biāo)上最多可同時(shí)容納四條曲線，數(shù)據(jù)分析僅對(duì)其中第一條（紅色線），藍(lán)色線為擬合曲線，其余三臺(tái)哦表曲線僅作為第一條曲線進(jìn)行比較之用，例如實(shí)驗(yàn)中電橋測(cè)試系統(tǒng)中單臂橋與半橋、全橋性能比較；電渦流傳感器中測(cè)試材料不同時(shí)的特性曲線之比較。連續(xù)采集每幀坐標(biāo)上采集點(diǎn)數(shù)為100點(diǎn)。用戶(hù)要根據(jù)交變信號(hào)的頻率選定合適的采集速度，以或其完整的信號(hào)頻率。最高采集頻率為1K左右，連續(xù)采集每幀坐標(biāo)上同樣最多也可容4條曲線，但頻譜曲線只是針對(duì)第一條而言?！稗D(zhuǎn)速”，信號(hào)頻率（脈沖信號(hào)）均要通過(guò)“轉(zhuǎn)速”插口送入采集卡中?！扒宄辨I可以清除不需要的坐標(biāo)曲線，建議進(jìn)行數(shù)據(jù)采集之前按此鍵，以保證所采集到的數(shù)據(jù)為正確值?！按蛴　辨I功能是將實(shí)驗(yàn)報(bào)告打印出來(lái)。在此之前應(yīng)保證計(jì)算機(jī)中打印機(jī)的正確設(shè)置，打印紙的設(shè)置應(yīng)和用戶(hù)使用的打印紙一致（在“屬性”選項(xiàng)中）。采集故障分析：1． 不能進(jìn)入主畫(huà)面，輕檢查是否按要求將隨儀器附帶的軟件正確地拷入指定的目錄。2． 按“開(kāi)始”鍵不能進(jìn)入采集畫(huà)面，或不能進(jìn)行采集，請(qǐng)檢查Windows“調(diào)制解調(diào)器”選項(xiàng)中的“診斷”欄目，檢查COM2是否存在或已被占用，或COM4口終端信號(hào)是否和COM2相沖突。3． 如能進(jìn)入采集畫(huà)面，但不能進(jìn)行正常采集（“BUSY”不能變成“OK”），則檢查實(shí)驗(yàn)儀與計(jì)算機(jī)的通訊線是否連接正?；蚩磳?shí)驗(yàn)儀是否開(kāi)機(jī)。