傳感器課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)-在線瀏覽
2025-03-04 00:56本頁(yè)面
【正文】 機(jī)械變形時(shí)，其電阻值發(fā)生變化，這就是電阻應(yīng)變效應(yīng)，描述電阻應(yīng)變效應(yīng)的關(guān)系式為： ΔR／R＝Kε 式中：ΔR／R為電阻絲電阻相對(duì)變化，K為應(yīng)變靈敏系數(shù),ε=ΔL/L為電阻絲長(zhǎng)度相對(duì)變化。 三、需用器件與單元：應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、?yīng)變式傳感器、砝碼、數(shù)顯表、177。4V 電源、萬(wàn)用表(自備)。傳感器中各應(yīng)變片已接入模板的左上方的 RRRR4。 圖13 應(yīng)變式傳感安裝示意圖 接入模板電源177。關(guān)閉主控箱電源。4V(從主控箱引入)如圖 14 所示。調(diào)節(jié) Rw1，使數(shù)顯表顯示為零。記下實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表 11，關(guān)閉電源。 電壓(mv) 根據(jù)表 11 計(jì)算系統(tǒng)靈敏度 S，S=Δu/ΔW(Δu 輸出電壓變化量；ΔW 重量變化量)計(jì)算線性誤差：δf1=Δm/yFS 滿量程輸出平均值。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：實(shí)驗(yàn)二 金屬箔式應(yīng)變片——半橋性能實(shí)驗(yàn) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^半橋與單臂電橋的不同性能，了解其特點(diǎn)。當(dāng)兩片應(yīng)變片阻值和應(yīng)變量相同時(shí)，其橋路輸出電壓 U02=EK/ε2。 四、實(shí)驗(yàn)步驟： 傳感器安裝同實(shí)驗(yàn)一。 將適當(dāng)?shù)膬善瑧?yīng)變片接入橋路。接入橋路電源177。若實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)數(shù)值顯示說(shuō)明 R2 與 R1 為相同受力狀態(tài)應(yīng)變片，應(yīng)更換另一個(gè)應(yīng)變片。 電壓(mv) 五、思考題： 半橋側(cè)量時(shí)兩片不同受力狀態(tài)的電阻應(yīng)變片接入電橋時(shí)，應(yīng)放在： (1)對(duì)邊 (2)鄰邊。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理：實(shí)驗(yàn)三 金屬箔式應(yīng)變片——全橋性能實(shí)驗(yàn) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饨饘俨綉?yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)，理解全橋測(cè)量電路優(yōu)點(diǎn)。其輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性誤差和溫度誤差均得到改善。 四、實(shí)驗(yàn)步驟： 傳感器安裝同實(shí)驗(yàn)一。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表 31；實(shí)驗(yàn)后進(jìn)行靈敏度和非線性誤差計(jì)算。 電壓(mv) 五、思考題： 全橋測(cè)量中，當(dāng)兩組對(duì)邊(RR3 為對(duì)邊)電阻值 R 相同時(shí)，即 R1= R3, R2= R4,而 R1≠R2 時(shí)，是否可以組成全橋：(1)可以 (2)不可以。見(jiàn)圖 32。 二：實(shí)驗(yàn)原理：如圖4（a）、（b）、（c） 4（a）單臂 4（b）半橋 4（c）全橋 三、實(shí)驗(yàn)步驟：根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)一、二、三所得的數(shù)據(jù)，事后在同一坐標(biāo)系中分別作出單臂、半橋和全橋的電壓/重量輸出曲線，分別計(jì)算其靈敏度和非線性度，從中能得出什么實(shí)驗(yàn)結(jié)論？ (注意：實(shí)驗(yàn)一、二、三中的放大器增益必須相同)。 二、 基本原理：電子秤實(shí)驗(yàn)原理為實(shí)驗(yàn)三全橋測(cè)量原理，通過(guò)對(duì)電路調(diào)節(jié)使電路輸出的電壓值為重量對(duì)應(yīng)值，電壓量綱(V)改為重量量綱(g)即成為一臺(tái)原始電子秤。15V 電源、177。 四、 實(shí)驗(yàn)步驟： 按實(shí)驗(yàn)一中 2 的步驟將差動(dòng)放大器調(diào)零：參考圖 14 將四個(gè)應(yīng)變片按正確的接法接成全橋形式，合上主控箱電源開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電橋平衡電位器 Rw1，使數(shù)顯表顯示 。 拿去托盤(pán)上的所有法碼，調(diào)節(jié)電器 Rw4（零位調(diào)節(jié)），使數(shù)顯表顯示為 或。 把砝碼依次放在托盤(pán)上，填入下表 51： 表 51 標(biāo)定后的應(yīng)變片全橋輸出電壓和重量對(duì)應(yīng)值 重量(g) 電壓(mv) 放入重量稍輕的一件隨身物品（如手機(jī)等），稱(chēng)出其實(shí)際重量記錄下來(lái)。 二、 基本原理：差動(dòng)變壓器的工作原理電磁互感原理。差動(dòng)變壓器一、二次繞組間的耦合能隨銜鐵的移動(dòng)而變化，即繞組間的互感隨被測(cè)位移改變而變化。 當(dāng)差動(dòng)變壓器工作在理想情況下（忽略渦流損耗、磁滯損耗和分布電容等影響），它的等效電路如圖 62 所示。對(duì)于差動(dòng)變壓器，當(dāng)銜鐵處于中間位置時(shí)，兩個(gè)二次繞組互感相同，因而由一次側(cè)激勵(lì)引起的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相同。當(dāng)銜鐵移向二次繞組 L21，這時(shí)互感 M1 大，M2 小， 圖 61 差動(dòng)變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖 圖 62 差動(dòng)變壓器的等效電路圖 因而二次繞組 L21 內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大于二次繞組 L22 內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這時(shí)差動(dòng)輸出電動(dòng)勢(shì)不為零。同樣道理，當(dāng)銜鐵向二次繞組 L22 一邊移動(dòng)差動(dòng)輸出電動(dòng)勢(shì)仍不為零，但由于移動(dòng)方向改變，所以輸出電動(dòng)勢(shì)反相。 由圖 62 可以看出一次繞組的電流為： 二次繞組的感應(yīng)動(dòng)勢(shì)為： 由于二次繞組反向串接，所以輸出總電動(dòng)勢(shì)為： 其有效值為： 差動(dòng)變壓器的輸出特性曲線如圖 63 E2E22 分別為兩個(gè)二次繞組的輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，E2 為差動(dòng)輸出電動(dòng)勢(shì)，x 表示銜鐵偏離中心位置的距離。E0 為零點(diǎn)殘余電動(dòng)勢(shì)，這是由于差動(dòng)變壓器制作上的不對(duì)稱(chēng)以及鐵心位置等因素所造成的。 圖 63 差動(dòng)變壓器輸出特性 三、需用器件與單元：差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、測(cè)微頭、雙線示波器、差動(dòng)變壓器，音頻信號(hào)源(音頻振蕩器)、直流電源、萬(wàn)用表。 圖 64 差動(dòng)變壓器電容
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