【正文】 2 腳 )、 12V (第 4 腳 )、GND(第 7 腳 )、 信號輸入 (第 5 腳 )、信號輸出 (第 12 腳 )。 實(shí)驗(yàn)小模塊的使用方式是直接把模塊插入面包板中 ,然后根據(jù)該模塊需要的電壓 ,從主板中一一引入 ,把信號輸出口 (第 12 腳 )通過跳線引到信號輸出模塊的 T4或 T5口 , 然后用數(shù)據(jù)線把信號引到數(shù)據(jù)采集卡的 AD 通道。直插式元器件散件的使用方式是根據(jù)教材或說明書中提供的配套實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行電路的搭建 ,完成電路的測量。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。如圖 54所示為電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)示意圖 ,它由基體材料、金屬應(yīng)變絲或應(yīng)變箔片、絕緣保護(hù)片和引出線等部分組成。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小 ,一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋 ,并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大。四個(gè)臂 R R R R4 都用電阻應(yīng)變片代替。圖 56 所示為本任務(wù)中需要用到的梁式電阻應(yīng)變片稱重傳感器 ,其中間留有一些孔或槽 ,上下兩面各貼有電阻 應(yīng)變片。在整個(gè)傳感器電路中會把電阻值的變化直接轉(zhuǎn)換成輸出電壓值的變化。 :傳感器特性曲線的測量 (1)電阻應(yīng)變式稱重傳感器 通常會有四根線引出來 ,分別是紅、藍(lán)、黃 (白 )、黑。圖 59 所示為傳感器工作對象信號線的連接過程。 (3)確認(rèn)接線無誤后 ,把主板的電源鏈接到工作臺的多路輸出電源。如圖 511 所示 ,用萬用表測量 T1和 T2 端口的電壓 ,如果電壓不等則說明電橋不平衡 ,調(diào)節(jié)電阻 R8 使電橋平衡。 5V),則調(diào)節(jié)電阻 R22 的阻值調(diào)整放大電路的零點(diǎn)。其目的是初始測量電壓盡量低 ,在測量過程中就不會隨意的超出數(shù)據(jù)采集模塊的電壓量程。 (5)在“ TSOSC7A 開放式傳感器電路實(shí)驗(yàn)平臺 程序 VI”文件夾中打開“傳感器特性測量 .vi”程序。采樣通道選擇為通道 5,采樣頻率選擇為 1(5KHz),采樣長度為 2048 字節(jié)。 7 在稱重托盤上放一稱重物 ,可以從最小的砝碼 (10g)開始放。 8 依次改變每次放置的砝碼的質(zhì)量 ,進(jìn)行多次電壓值的采集。 動手實(shí)驗(yàn) :應(yīng)用電阻應(yīng)變片傳感器測量砝碼質(zhì)量 從上述驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中繪制的傳感器特性曲線可以看到 ,電阻應(yīng)變式稱重傳感器的電壓輸出與所稱質(zhì)量之間的特性曲線是線性關(guān)系 ,而且表現(xiàn)出很好的線性度。當(dāng)知道傳感器的輸出電壓大小的時(shí)候 ,該線性函數(shù)關(guān)系式則可表示為 :,利用該線性函數(shù)關(guān)系式 ,通過實(shí)時(shí)的測量傳感器的輸出電壓 ,即可計(jì)算出稱重物體的質(zhì)量。 (1)在“ TSOSC7A 開放式傳感器電路實(shí)驗(yàn)平臺 程序 VI”文件夾中打開“全橋電路的應(yīng)用 物體重量測量 .vi”程序 ,如圖 515 所示。 2 在托盤上放置砝碼 ,如圖 516 所示。把通過程序測得的質(zhì)量與砝碼的實(shí)際質(zhì)量進(jìn)行比較 ,計(jì)算測量誤差 ,分析產(chǎn)生誤差的原因。 四 .實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求 根據(jù)實(shí)驗(yàn)中獲取的數(shù)據(jù) ,繪出傳感器的特性曲線 ,并擬合成直線 。 獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 掌握霍爾傳感器在電機(jī)速度檢測中的應(yīng)用。 霍爾效應(yīng)基本原理 霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感 器 ,當(dāng)一塊通有電流的金屬或半導(dǎo)體薄片垂直地放在磁場中時(shí) ,薄片的兩端就會產(chǎn)生電位差 ,這種現(xiàn)象就稱為霍爾效應(yīng)。 由此可見 ,霍爾效應(yīng)的靈敏度高低與外加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比的關(guān)系。 霍爾開關(guān)的輸入端是以磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 來表征的 ,當(dāng) B 值達(dá)到一定的程度 (如 BH)時(shí) ,霍爾開關(guān)內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn) ,霍爾開關(guān)的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)。其內(nèi)部原理圖及輸入輸出轉(zhuǎn)移特性如圖 517 和圖 518所示 在實(shí)驗(yàn)中選用了 TO92 封裝的小型直插式霍爾磁性開關(guān)傳感器 ,開關(guān)量輸出 ,其外形如圖 519 所示?；魻栭_關(guān)可應(yīng)用于接近開關(guān) ,壓力開關(guān) ,里程表等。 用電路模塊進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量 (1)把電源模塊的電源開關(guān)撥到“ OFF”關(guān)閉主板 的電源。 (3) 把信號輸出腳 (第 12 腳 )用跳線引到信號輸出模塊的 T4 或 T5 端口。 (4)在“ TSOSC7A 傳感器開放電路實(shí)驗(yàn)?zāi)K 程序 VI”文件夾中打開“ CS3020 霍爾磁性開關(guān)的應(yīng)用 電機(jī)轉(zhuǎn)速測量 .vi”如下圖 521 所 示。根據(jù)圖 522 所示的 CS3020 霍爾磁性開關(guān)應(yīng)用電路原理圖在面包板上搭建好實(shí)驗(yàn)電路。搭建好的電路如下圖 523 所示。 運(yùn)行程序 ,開始電機(jī)轉(zhuǎn)速的測量。 調(diào)節(jié)電阻 R28 的阻值即可調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻 ,觀察電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化 ,同時(shí)通過上位機(jī)軟件觀察霍爾組件輸出的脈沖波形 。 獨(dú)立搭建實(shí)驗(yàn)電路并調(diào)試 。 五 .思考題 利用霍爾組件測轉(zhuǎn)速 ,在測量上有否限制 ? 假設(shè)本實(shí)驗(yàn)裝置上用了 n 只磁鋼 ,試推導(dǎo)電機(jī)轉(zhuǎn)速和信號頻率間的關(guān)系 ? 實(shí)驗(yàn)三 鉑電阻溫度傳感器測量溫度實(shí)驗(yàn) 一 .實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解鉑熱電阻測量溫度的原理與特性 。 二 .實(shí)驗(yàn)設(shè)備和工具 開放式傳感器電路實(shí)驗(yàn)主板 。 鉑熱電阻特性及應(yīng)用模 塊 M4。 熱源 (制熱片 )。 可調(diào)電阻 :50Ω 50KΩ 2。 跳線若干 。 LabView 測量軟件 :傳感器特性測量 .vi,HEL776 鉑電阻溫度傳感器 溫度測量 .vi。 10Ω鉑熱電阻的感溫原件是用較粗的鉑絲繞制而成 ,耐溫性能明顯優(yōu)于 100Ω的鉑熱電阻 ,主要用于 650℃以上的溫區(qū) 。 100Ω鉑熱電阻的的分辨率比 10Ω鉑熱電阻的分辨率大 10 倍 ,對二次儀表的要求相應(yīng)低一個(gè)數(shù)量級 ,因此在 650℃以下溫區(qū)測溫應(yīng)盡量選用 100Ω鉑熱電阻。 測量精確度高。 封裝小。鉑熱電阻的性能十分穩(wěn)定 ,其阻值與溫度成正比。 恒壓型鉑電阻測溫電路原理圖如圖 524 所示 ,該電路也是常用的測溫電路之一。若 Vin 為恒定輸入電壓則該電路的輸出電壓 Vout 為 : 圖 525 所示為鉑熱電阻溫度傳感器 HEL776 外形圖。 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) :用集成模塊進(jìn)行傳感器特性曲線測量 1 如圖 527所示 ,把鉑電阻特性及應(yīng)用模塊 M4插到實(shí)驗(yàn)主板的面包板上 ,并按照 M4 模塊的引腳說明進(jìn)行相應(yīng)的連線 :把主板上的 +12V 電源接