【正文】 在這次實(shí)驗(yàn)中這六項(xiàng)都保留計(jì)算機(jī)的默認(rèn)設(shè)置；其中 System 選默認(rèn)值 1，AI 項(xiàng)中 Polarity 選擇 — +， Mode 選擇 Differential 差分輸入； ACCESSORY 選 None； OPC 選 Disabled ； AO 和 Remote access 項(xiàng)不用設(shè)置。 Automation 圖標(biāo)后出現(xiàn)硬件檢測(cè)的瀏覽窗口 ， 如附圖 31。 ⑤最后蓋上計(jì)算機(jī)側(cè)蓋板完成板卡的硬件連接。 38 附錄二： CYS 綜合實(shí)驗(yàn)儀信號(hào)處理常用模塊電路原理圖 下面列出了 CYS 綜合實(shí)驗(yàn)儀常用電路的原理圖，有興趣的同學(xué)可參考。 儀器工作時(shí)需良好的接地，以減少干擾信號(hào)，并盡量遠(yuǎn)離電磁干擾源。 使用儀器時(shí)打開電源開關(guān)，檢查交、直流信號(hào)源 及顯示儀表是否正常。 渦流變換器 ：變頻式調(diào)幅變換電路，傳感器線圈是三點(diǎn)式振蕩電路中的一個(gè)元件。（隨頻率有所變化）。四芯航空插座上裝有光電轉(zhuǎn)換裝置和兩根多模光纖（一根接收，一根發(fā)射）組成的光強(qiáng)型光纖傳感器。 三、 處理電路――位于儀器下部面板 電橋： 用于組成應(yīng)變電橋，面板上虛線所示電阻為虛設(shè)，僅為組橋提供插座。 2V～177。為反相輸出， Lv 端最大功率輸出 。 兩只測(cè)微頭分別裝在左右兩邊的支架上。 電渦流式傳感器 ：多股漆包線繞制的扁平線圈與金屬渦流片組成的傳感器，線性范圍≥１ mm。 電感式傳感器 （差動(dòng) 變壓器）：由初級(jí)線圈 Li 和兩個(gè)次級(jí)線圈 L0 繞制而成的空心線圈，圓柱形鐵氧體鐵芯置于線圈中間，測(cè)量范圍 10mm。片上標(biāo)有“ BY”字樣的為 半導(dǎo)體式應(yīng)變片 ，靈敏系數(shù) 130。 附圖 11 CYS 型傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)儀外形 一、 傳感器實(shí)驗(yàn)工作臺(tái) －－ 位于儀器頂部 工作臺(tái)左邊是一副平衡式懸臂梁，梁上裝有應(yīng)變片、熱敏式、 P－ N結(jié)溫度式、熱電式和壓電加速度五種傳感器 。其特點(diǎn)是集被測(cè)體、各種傳感器、信號(hào)激勵(lì)源、信號(hào)處理電路和顯示儀表于一體，可以組成一個(gè)完整的測(cè)試系統(tǒng)。 五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式嚴(yán)格按廣東工業(yè)大學(xué)有關(guān)規(guī)定要求； 在理解基礎(chǔ)上扼要書寫實(shí)驗(yàn)原理 、 實(shí)驗(yàn)方法和步驟 ； 正確繪出本次實(shí)驗(yàn)基于 數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行 傳感器 數(shù)據(jù) 采集的測(cè)試 系統(tǒng)硬件 組成框圖。程序如下： 圖 16 使用高級(jí)函數(shù)的多通道數(shù)據(jù)采集示例 傳感器信號(hào)的測(cè)量與分析處理 信號(hào)的 測(cè)量包括測(cè)量信號(hào)的時(shí)域特征如幅值、均值、方差、相關(guān)函數(shù)等等。 圖 14 使用中級(jí)函數(shù)的多通道數(shù)據(jù)采集示例 注：在前面板設(shè)置通道時(shí)可寫一個(gè)或多個(gè)通道都可以。 （ 2）多通道數(shù)據(jù)采集 a、使用易用函數(shù) 使用 Analog Input 函數(shù)子模板中的易用模擬輸入函數(shù) AI Acquire Waveforms，程序如下，設(shè)置合適的通道、采樣率和采集點(diǎn)數(shù)即可。當(dāng)需要使用某些易用函數(shù)或中級(jí)函數(shù)不具備的特殊數(shù)據(jù)采集功能是，就有必要使用高級(jí)函數(shù)，它從數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)程序返回最多的狀態(tài)信息。 模擬數(shù)據(jù)采集函數(shù)按功能劃分為不同的等級(jí)： a、易用函數(shù) 圖 10 LabVIEW 的數(shù)據(jù)采集函數(shù) 易用函數(shù)執(zhí)行最簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集操作，通常由中級(jí)函數(shù)構(gòu)成，只提供最基本的輸入輸出接口。 運(yùn)行 Measurement amp。 二）實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果測(cè)試 傳感器系統(tǒng)的調(diào)試 按實(shí)驗(yàn)一～實(shí)驗(yàn)四的實(shí) 驗(yàn)原理和方法，選擇傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)儀上的 2~3 種傳感器，并將其接入相應(yīng)的轉(zhuǎn)換電路，通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，使其輸出電壓能隨被測(cè)工程量變化。 這些電信號(hào)輸出通道，可接入接口端子板相應(yīng)的通道，再通過(guò)專用 68 針扁平電纜，就可與數(shù)據(jù)采集卡相應(yīng)通道建立起聯(lián)系。 三、實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料 1. CYS 型傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)儀； 2. 安裝了 LABVIEW 軟件的計(jì)算機(jī)一臺(tái) ； 3. NI 公司 PCI6024E 數(shù)據(jù)采集卡一塊 ； 4. 數(shù)據(jù)采集卡接口 板和 68 針扁平電纜 一 條； 5. 教學(xué)演示盒一 個(gè) 。 選取傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)儀上的多種傳感器（至少 2~3種），制訂實(shí)驗(yàn)方案，搭建測(cè)量某些工程量的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 掌握 LABVIEW 信號(hào)分析功能模塊的使用方法。 六、思考題 傳 感器實(shí)驗(yàn)儀上的電渦流式傳感器，除了能夠用作振動(dòng)測(cè)試之外，還可能用來(lái)測(cè)量哪些物理量 ? 如何理解壓電加速度傳感器是一種對(duì)外力作用敏感的傳感器？ 當(dāng)振動(dòng)頻率很低時(shí)，可否選用壓電式傳感器測(cè)振？ 如何理解 磁電式傳感器是一種磁 → 電、電 → 磁轉(zhuǎn)換的雙向式傳感器 ？ 24 實(shí)驗(yàn)五 工程量的多傳感器測(cè)量與信號(hào)分析處理 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：工程量的多傳感器測(cè)量與信號(hào)分析處理 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì)： 綜合實(shí)驗(yàn) 所屬課程名稱： 傳感器原理與設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí)： 2 學(xué)時(shí) +課外學(xué)時(shí) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 把傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、信號(hào)分析處理、測(cè)控 系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課程內(nèi)容融合為一體，通過(guò)實(shí)際操作，掌握工程測(cè)試與分析的步驟及方法。 b、 調(diào)節(jié) 激振器激 振頻率，觀察比較 不同傳感器的輸出 波形。 c、開啟電源，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。 并 與原磁電式傳感器波形比較。 磁電式 傳感器 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。 另外，低頻振蕩器接 “激振Ｉ ”。 磁電式傳感器 的實(shí)驗(yàn)原理接線圖如下： 圖 6 磁電式傳感器實(shí)驗(yàn)原理圖 21 壓電電荷放大器 示波器低 通 壓電式傳感器的振動(dòng)測(cè)試 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）。 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 20 示波器磁電差放 電渦流變換器電渦流傳感器 號(hào)變化。 雙線示波器和接插連接實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線若干。了解壓電加速度計(jì)的結(jié)構(gòu)、原理和工作特性，掌握壓電式加速度計(jì)的實(shí)際應(yīng)用：振動(dòng)加速度的直接檢測(cè)。本次實(shí)驗(yàn)用三種不同傳感器對(duì)振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)，旨在實(shí)驗(yàn)中觀察了解其適應(yīng)范圍； 2. 了解電渦流傳感器、磁電式傳感器和壓電式傳感器在振動(dòng)檢測(cè)中的測(cè)試方法及工程應(yīng)用。并按某一規(guī)則作出擬合直線，依此分析計(jì)算 傳感器系統(tǒng)的 靈敏度 、線性度。 ②調(diào)節(jié)電橋與移相器，提壓振動(dòng)圓盤，使低通 濾波器輸出電壓正負(fù)對(duì)稱。 ⑤記錄輸出波形。并松開測(cè)微頭，使其脫離振動(dòng)臺(tái)。調(diào)節(jié)振動(dòng) 15 圓盤上、下位置，使霍爾元件基本位于梯度磁場(chǎng)中間位置。當(dāng)保持霍爾元件的控制電流Ｉ恒定，在與霍爾元件控制電流相垂直的方向上就有霍爾電勢(shì)輸出。 二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求 觀察傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)儀上霍爾位移傳感器的結(jié)構(gòu)； 直流激勵(lì)下，用霍爾位移傳感器進(jìn)行靜態(tài)位移測(cè)試； 直流激勵(lì)下，用霍爾位移傳感器進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試； 交流激勵(lì)下，用霍爾位移傳感器進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試； 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，先預(yù)習(xí)信號(hào)幅值調(diào)制的原理。 在動(dòng)態(tài)測(cè)試過(guò)程中， 觀察到的現(xiàn)象、變化的規(guī)律給出相應(yīng)的解釋 。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。 位移 x(mm) 電壓 V (mv) ④以相反方向逐步旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭至初始位置，用與③相同方法，記下 x (mm)及 V (mv)。 ②旋動(dòng)測(cè)微頭，使測(cè)微頭與振動(dòng)臺(tái)接觸，并帶動(dòng)振動(dòng)臺(tái)移動(dòng)。 電容式傳感器的實(shí)驗(yàn)原理框圖如下： 低 通C x 2電容變換器Cx1 差放 電壓表 圖 2 電容傳感器實(shí)驗(yàn)原理框圖 二）實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果測(cè)試 相關(guān)儀表和電路調(diào)零 差動(dòng)放大器調(diào)零時(shí)請(qǐng)先將放大器的增益調(diào)至適中。 四、 實(shí)驗(yàn)方法、步驟及結(jié)果測(cè)試 一）實(shí)驗(yàn)原理及方法 根據(jù)兩金屬極板間電容的計(jì)算式 C＝ε S／δ，可知電容式傳感器有三種型式。 進(jìn)行