【正文】 輸入端Vi相連。15V以及地線。關(guān)閉主控箱電源。（注意： Rw4的位置一旦確定，就不能改變，一直到做完實(shí)驗(yàn)為止）2．檢查應(yīng)變傳感器的安裝應(yīng)變片 引出線 固定墊圈 固定螺絲 限程螺絲 模塊 彈性體 托盤(pán) 加熱絲 應(yīng)變片 圖21 應(yīng)變式傳感器安裝示意圖 根據(jù)圖21應(yīng)變式傳感器已裝于應(yīng)變傳感器模塊上。加熱絲也接于模塊上，可用萬(wàn)用表進(jìn)行測(cè)量判別，各應(yīng)變片初始阻值R1= R2= R3= R4=350Ω，加熱絲初始阻值為50Ω左右。橋路中RRR和WD為電橋中的固定電阻和直流調(diào)平衡電位器，R1為應(yīng)變片（可任選上、下梁中的一片工作片），RRR7模塊內(nèi)已連接好，其中模塊上虛線電阻符號(hào)為示意符號(hào)，沒(méi)有實(shí)際的電阻存在。4V。檢查接線無(wú)誤后，合上主控箱電源開(kāi)關(guān)。備注：（1）、如出現(xiàn)零漂現(xiàn)象，則是應(yīng)變片在供電電壓下，應(yīng)變片本身通過(guò)電流所形成的應(yīng)變片溫度效應(yīng)的影響，可觀察零漂數(shù)值的變化，若調(diào)零后數(shù)值穩(wěn)定下來(lái)，表示應(yīng)變片已處于工作狀態(tài)，時(shí)間大概5—10分鐘。5．測(cè)量并記錄圖22 箔式應(yīng)變片傳感器單臂電橋?qū)嶒?yàn)原理圖圖23 箔式應(yīng)變片傳感器單臂電橋?qū)嶒?yàn)接線圖在托盤(pán)上放置一只砝碼，讀取數(shù)顯表數(shù)值，依次增加砝碼和讀取相應(yīng)的數(shù)顯表值，直到200g砝碼加完。 表21 電橋輸出電壓與加負(fù)載重量值重量（g）電壓（mv）單臂半橋全橋6．保持差動(dòng)放大器增益和調(diào)零電位器不變，將單臂電橋改為半橋與全橋電路，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)相應(yīng)測(cè)試電路，搭接半橋和全橋測(cè)試系統(tǒng)。8．在同一坐標(biāo)上描出V一X曲線，比較三種橋路的靈敏度，并做出定性的結(jié)論。2．接插線插入插孔時(shí)輕輕的作一小角度的旋轉(zhuǎn)，以保證接觸良好，拔出時(shí)也輕輕的轉(zhuǎn)動(dòng)一下拔出，切忌用力拉扯接插線尾部，以免造成線內(nèi)導(dǎo)線斷裂。4．應(yīng)變片接入電橋時(shí)注意其受力方向，一定要接成差動(dòng)形式。6．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中如果后邊測(cè)的數(shù)據(jù)不是按照比例增加，適當(dāng)調(diào)小增益Rw3（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)34圈，電位器最大可順時(shí)針旋轉(zhuǎn)5圈）。二、需用器件與單元電容傳感器、電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、測(cè)微頭、數(shù)顯單元（主控臺(tái)電壓表）、直流穩(wěn)壓源。本儀器中是差動(dòng)平行變面積式。當(dāng)安裝于振動(dòng)臺(tái)上的動(dòng)片上、下改變位置，與兩組靜片之間的相對(duì)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。CX2電容變換器 低 通 差放 電壓表CX1－＋圖31 電容式傳感器實(shí)驗(yàn)原理圖四、實(shí)驗(yàn)步驟1．按圖32安裝示意圖將電容傳感器裝于電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K上。3．將電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K的輸出端Vo1與數(shù)顯表單元（主控臺(tái)電壓表）Vi相接（插入主控箱Vi孔），Rw調(diào)節(jié)到中間位置。15V電源，旋動(dòng)螺旋測(cè)微儀，觀察電壓表讀數(shù)，直到找到電壓讀數(shù)達(dá)最大值的狀態(tài)為止。再旋動(dòng)螺旋測(cè)微儀使電壓表讀數(shù)為零，記下此時(shí)的平衡點(diǎn)位移。圖32 電容傳感器安裝示意圖 電容傳感器 模塊 測(cè)量架 測(cè)微頭 5．根據(jù)表31數(shù)據(jù)，并作出V—X曲線，計(jì)算電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度S和非線性誤差δ。位移和振動(dòng)時(shí)均應(yīng)避免擦片現(xiàn)象，否則會(huì)造成輸出信號(hào)突變。，進(jìn)行反相采集時(shí)測(cè)微儀雖然回到起始位置，但系統(tǒng)輸出電壓可能并不回到零，此時(shí)可反向旋動(dòng)測(cè)微儀使輸出電壓過(guò)零后再回起始位置，反復(fù)幾次，待系統(tǒng)輸出為零后進(jìn)行反方向的采集。 2．與電阻式、電感式傳感器相比，電容式傳感器有何優(yōu)缺點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)四 差動(dòng)變壓器性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解差動(dòng)變壓器的基本結(jié)構(gòu)及原理2．通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證差動(dòng)變壓器的基本特性二、需用器件與單元差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、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。初級(jí)線圈做為差動(dòng)變壓器激勵(lì)用，相當(dāng)于變壓器的原邊，次級(jí)線圈由兩個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)相同的線圈反相串接（同名端連接）而成，相當(dāng)于變壓器的副邊。其原理及輸出特性見(jiàn)圖41。其輸出電勢(shì)反映出被測(cè)體的移動(dòng)量。接第一通道示波器 接第二通道示波器 6 2 3 4 1 5 插座管腳編號(hào) 圖43 雙線示波器與差動(dòng)變壓器連接示意圖 圖42 差動(dòng)變壓器電容傳感器安裝示意圖 差動(dòng)變壓器、 模塊 測(cè)量架 測(cè)微頭 2．先調(diào)整音頻振蕩器輸出頻率（音頻振蕩器信號(hào)必須從主控箱中的LV端子輸出）——一般在510KHZ左右，輸出值VP－P =2V，但在具體實(shí)驗(yàn)臺(tái)中可能需要調(diào)整頻率與增益，以示波器波形不失真為準(zhǔn)。3．在模塊上按照?qǐng)D43接線（注意兩個(gè)次級(jí)線圈同名端相連）。4．仔細(xì)調(diào)節(jié)測(cè)微頭使次級(jí)線圈的輸出波形至不能再小，讀出此時(shí)的零點(diǎn)殘余電壓。5．旋動(dòng)測(cè)微頭，使示波器第二通道顯示的波形峰峰值Vpp為最小。從Vpp最小開(kāi)始旋動(dòng)測(cè)微頭。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注意左、右位移時(shí)，初、次級(jí)波形的相位關(guān)系。作出量程為177。6mm靈敏度和非線性誤差。六、思考題 實(shí)驗(yàn)中零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因；如何使用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)臺(tái)部件，對(duì)零殘電壓進(jìn)行補(bǔ)償？實(shí)驗(yàn)五 差動(dòng)變壓器的振動(dòng)測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解差動(dòng)變壓器的基本結(jié)構(gòu)及原理。二、需用器件與單元差動(dòng)變壓器、音頻振蕩器、差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、移相器/相敏檢波器/低通濾波器模塊、數(shù)顯單元、低頻振蕩器、示波器、直流穩(wěn)壓電源、振動(dòng)源模塊。初級(jí)線圈做為差動(dòng)變壓器激勵(lì)用，相當(dāng)于變壓器的原邊，次級(jí)線圈由兩個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)相同的線圈反相串接（同名端連接）而成，相當(dāng)于變壓器的副邊。其原理及輸出特性見(jiàn)圖51。其輸出電勢(shì)反映出被測(cè)體的移動(dòng)量。差動(dòng)變壓器測(cè)試系統(tǒng)的組成如圖52所示。2．將差動(dòng)變壓器接到差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)K，差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)K的初級(jí)線圈接音頻振蕩器LV端，2個(gè)次級(jí)線圈同名端相連，另外2端接示波器通道2，示波器通道1接音頻振蕩器LV端。3．將差動(dòng)變壓器按圖53，安裝在振動(dòng)源模塊的振動(dòng)源上，注意調(diào)整振動(dòng)平臺(tái)和差動(dòng)傳感器的位置，使振動(dòng)平臺(tái)振動(dòng)的阻力最小，便于后期實(shí)驗(yàn)。調(diào)整如下：（1）檢查接線無(wú)誤后，合上主控臺(tái)電源開(kāi)關(guān)，用示波器觀察LV峰峰值，調(diào)整音頻振蕩器幅度旋鈕使Vopp=8V，頻率在3—。圖54 差動(dòng)變壓器的振動(dòng)測(cè)量接線圖 （3）仔細(xì)調(diào)節(jié)Rw1和Rw2使示波器（相敏檢波輸出）顯示的波形幅值更小，基本為零點(diǎn)（）。（5）松手，整流波形消失，變?yōu)橐粭l接近零點(diǎn)線（否則再調(diào)節(jié)Rw1和Rw2）。用示波器觀察差動(dòng)模塊放大器的輸出Vo波形為包絡(luò)線。表51 差動(dòng)變壓器振動(dòng)測(cè)量頻率 V0pp f(Hz)f5f4f3f2f1共振（f）f+1f+2f+3f+4f+5f+6f+7f+8f+9V0pp6．根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出梁的f —Vpp特性曲線，指出自振頻率的大致值，并與用應(yīng)變片測(cè)出的結(jié)果相比較。8．根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出振動(dòng)臺(tái)的頻率Vpp特性曲線，并指出自振頻率。2．銜鐵位置可松開(kāi)支架小螺絲稍作上下調(diào)節(jié)。六、思考題1．通過(guò)以上實(shí)例，簡(jiǎn)略說(shuō)明一下制作差動(dòng)變壓器要注意的幾個(gè)主要方面。實(shí)驗(yàn)六 電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解電渦流傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、工作特性；2．理解電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定方法。三、實(shí)驗(yàn)原理：電渦流式傳感器由平面線圈和金屬渦流片組成，當(dāng)線圈中通以高頻交變電流后，與其平行的金屬片上產(chǎn)生電渦流，電渦流的大小影響線圈的阻抗Z，而渦流的大小與金屬渦流片的電阻率、導(dǎo)磁率、厚度、溫度以及與線圈的距離X有關(guān)。將阻抗變化經(jīng)渦流變換器交換成電壓V輸出，則輸出電壓是距離X的單值函數(shù)。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1．觀察傳感器結(jié)構(gòu)，這是一個(gè)扁平繞線圈。圖62 電渦流傳感器位移實(shí)驗(yàn)接線 圖61 電渦流傳感器安裝示意圖電渦流傳感器 模塊 測(cè)量架 測(cè)微頭 被測(cè)體 (1) 將電渦流傳感器輸出線接入實(shí)驗(yàn)?zāi)K上標(biāo)有Ti的插孔中，作為振蕩器的一個(gè)元件。(3) 將實(shí)驗(yàn)?zāi)K輸出端Vo與數(shù)顯單元輸入端Vi相接。(4) 使渦流片與傳感器線圈端部有機(jī)玻璃平面接觸，注意兩者必須保持平行。渦流變換器中的振蕩電路停振。用示波器接渦流變換器輸入端觀察電渦流傳感器的高頻波形，信號(hào)頻率約為1MHz。4．撤掉示波器探頭連線，旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，時(shí)渦流片與傳感器線圈端部有機(jī)玻璃接觸，此時(shí)數(shù)顯表讀數(shù)為零。將結(jié)果列入表61。試計(jì)算量程為1mm、3mm、5mm時(shí)的靈敏度和線性度（可以用端基法或其它擬合直線）。六、思考題說(shuō)明電渦流式傳感器與被測(cè)體之間的最佳初始工作點(diǎn)：?jiǎn)蜗蚬ぷ骷半p向工作時(shí)，電渦流式傳感器最佳安裝點(diǎn)。二、需用器件與單元電渦流傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、電渦流傳感器、低頻振蕩器、振動(dòng)源模塊、直流電源、檢波、濾波模塊、數(shù)顯單元、測(cè)微頭、示波器。當(dāng)平面線圈、被測(cè)體(渦流片)、激勵(lì)源已確定，并保持環(huán)境溫度不變，阻抗Z只與X距離有關(guān)。根據(jù)電渦流傳感器動(dòng)態(tài)特性和位移特性，選擇合適的工作點(diǎn)即可測(cè)量振幅。2．將電渦流傳感器兩端插入實(shí)驗(yàn)?zāi)K標(biāo)有Ti的插孔中，實(shí)驗(yàn)?zāi)K輸出端接數(shù)顯表。 3．將低頻振蕩信號(hào)接入振動(dòng)源中的低頻輸入插孔，一般應(yīng)避開(kāi)梁的自振頻率，將振蕩頻率設(shè)置在18~30Hz之間。低頻振蕩器頻率調(diào)到18Hz，幅度旋鈕初始為零，慢慢增大幅度，找到使振動(dòng)臺(tái)面振動(dòng)時(shí)與傳感器端面不碰撞且系統(tǒng)輸出波形不失真的幅度。7．保持振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)頻率不變，改變振動(dòng)幅度可測(cè)出相應(yīng)的傳感器輸出電壓峰峰值。 9．變化低頻振蕩器頻率和幅值，提高振動(dòng)平臺(tái)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。2．如果輸出波形不是很理想，利用鐵制反射面吸附在振動(dòng)圓盤(pán)中心的磁鋼上，電渦流傳感器則與吸附在振動(dòng)圓盤(pán)中心的鐵測(cè)片形成渦流效應(yīng)。電渦流傳感器的可測(cè)高頻上限受什么限制？2. 有一個(gè)振動(dòng)頻率為10K的被測(cè)物體，需要測(cè)其振動(dòng)參數(shù)，你是選用壓電式傳感器還是電渦流傳感器或認(rèn)為兩者均可？實(shí)驗(yàn)八 壓電加速度式傳感器一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈮弘娂铀俣扔?jì)的結(jié)構(gòu)、原理和應(yīng)用。三、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，傳感器感受與外力相同頻率的振動(dòng)，質(zhì)量塊便有正比于加速度的交變力作用在壓電陶瓷片上，由于壓電效應(yīng)，壓電陶瓷片上產(chǎn)生正比于運(yùn)動(dòng)加速度的表面電荷，從而實(shí)現(xiàn)非電量的電測(cè)。2．將壓電傳感器裝在振動(dòng)源模塊上，壓電傳感器底部裝有磁鋼，可和振動(dòng)盤(pán)中心的磁鋼相吸。4．將壓電傳感器輸出兩端插入到壓電傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K兩輸入端，按圖81連接好實(shí)驗(yàn)電路，壓電傳感器黑色端子接地。5．合上主控箱電源開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)低頻振蕩器的頻率與幅度旋鈕使振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)，用示波器觀察低通濾波器輸出波形，讀出峰峰電壓值，記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填入下表中（記錄15個(gè)數(shù)據(jù)）。7．用手輕擊試驗(yàn)臺(tái)，觀察輸出波形的變化，并解釋原因。六、思考題 用手輕擊試驗(yàn)臺(tái)，觀察輸出波形的變化，并解釋原因。二、需用器件與單元霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、霍爾傳感器、直流源177。15V、測(cè)微頭、數(shù)顯單元。當(dāng)霍爾元件通以恒定電流時(shí)，霍爾元件就有電勢(shì)輸出(UH = KHIB)。四、實(shí)驗(yàn)步驟圖91 霍爾傳感器安裝示意圖 霍爾元件 模塊 測(cè)量架 測(cè)微頭 1．將霍爾傳感器按圖91安裝。3為電源177。圖92 霍爾傳感器位移直流激勵(lì)接線圖2．開(kāi)啟電源，調(diào)節(jié)測(cè)微頭使霍爾片在磁鋼中間位置，再調(diào)節(jié)Rw1（Rw3處于中間位置）使數(shù)顯表指示為零。3．旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭，以數(shù)顯表指示為零的測(cè)微頭對(duì)應(yīng)的刻度為零刻度，向左和向右軸向推進(jìn)，直到讀數(shù)近似不變，將讀數(shù)填入下表。五、注意事項(xiàng)直流激勵(lì)電壓須嚴(yán)格限定在2V，絕對(duì)不能任意加大，以免損壞霍爾元件。二、需用器件與單元霍爾傳感器、音頻振蕩器、霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、移相器/相敏檢波器/低通濾波器模塊、數(shù)顯單元、低頻振蕩器、示波器、直流穩(wěn)壓電源、振動(dòng)源模塊。當(dāng)霍爾元件通以恒定電流時(shí)，霍爾元件就有電勢(shì)輸出(UH = KHIB)。四、實(shí)驗(yàn)步驟（參考差動(dòng)變壓器振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)）1．調(diào)整音頻振蕩器輸出頻率（音頻振蕩器信號(hào)必須從主控箱中的LV端子輸出）——一般在1KHZ左右，輸出值VP－P =4V 。按圖102接線。左右移動(dòng)測(cè)微頭，使輸出對(duì)稱(chēng)。5．根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出梁的f —Vpp特性曲線，指出自振頻率的大致值，并與用應(yīng)變片測(cè)出的結(jié)果相比較。7．根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出振動(dòng)臺(tái)的頻率Vpp特性曲線，并指出自振頻率。六、思考題在激勵(lì)源為交流信號(hào)，位移變化信號(hào)也為交流時(shí)需采用相敏檢波器的原因。二、需用器件與單元光電轉(zhuǎn)速傳感器、+5V直流電源、轉(zhuǎn)動(dòng)源單元及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)224V、數(shù)顯轉(zhuǎn)速/頻