【正文】 方面:①敏感柵絲電阻溫度系②敏感絲的線膨脹系數(shù)與彈性體的線膨脹系數(shù)不一致。 三、需用器件與單元：應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉?shù)顯表單元、直流源、加熱器(已貼在應(yīng)變片底部) 四、實(shí)驗(yàn)步驟： 保持實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 將主控箱上+5V直流穩(wěn)壓電源接于實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓募訜崞鞑蹇?，?shù)分鐘后待數(shù)顯電壓表顯示基本穩(wěn)定后，記下讀數(shù)Uot，UotUo1即為溫度變化對(duì)全橋測(cè)量的影響。 五、思考題： 金屬箔式應(yīng)變片溫度影響有哪些消除方法？ 應(yīng)變式傳感器可否用于測(cè)量溫度？實(shí)驗(yàn)六 直流全橋的應(yīng)用—電子秤實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈶?yīng)變片直流全橋的應(yīng)用及電路標(biāo)定。 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、177。4V電源。 將10只砝碼全部置于傳感器的托盤(pán)上，調(diào)節(jié)增益電位器Rw3(即滿(mǎn)量程調(diào)整)。 重復(fù)3步驟的標(biāo)定過(guò)程，把電壓量綱V改為重量量綱g，即成為一臺(tái)原始的電子秤。 分析誤差來(lái)源，比較一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)三結(jié)果有什么不同點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)七 交流全橋的應(yīng)用—振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)（建議先做兩項(xiàng)附加實(shí)驗(yàn)） 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饫媒涣麟姌驕y(cè)量動(dòng)態(tài)應(yīng)變參數(shù)的原理與方法。對(duì)于動(dòng)態(tài)應(yīng)變信號(hào)用交流應(yīng)變電橋測(cè)量時(shí)，橋路輸出的波形為一調(diào)制波，不能直接顯示其應(yīng)變值，只有通過(guò)移相/檢波/濾波電路后才能得到相應(yīng)的信號(hào)，此信號(hào)可以從示波器讀得。 四、實(shí)驗(yàn)步驟： 將應(yīng)變模塊上的傳感器改為振動(dòng)梁上的應(yīng)變片，振動(dòng)梁上的四片應(yīng)變片已組成全橋，可將振動(dòng)梁上的應(yīng)變片輸出插座用專(zhuān)用連接線與應(yīng)變傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳想姌蚰Ｐ偷乃膫€(gè)插孔直接相連，接線時(shí)應(yīng)注意連接線上每個(gè)插頭的意義，注意4個(gè)應(yīng)變片的受力狀態(tài)，若對(duì)角線的阻值為350Ω則接法正確。 根據(jù)圖16接線，并注意接好RRwC、Rw2交流電橋調(diào)平衡網(wǎng)絡(luò)。(頻率可用頻率數(shù)顯表fin端監(jiān)測(cè)，幅度可用示波器監(jiān)測(cè))。 將低頻振蕩器輸出接入振動(dòng)臺(tái)低頻輸入插孔，調(diào)節(jié)低頻振蕩器輸出幅度和頻率使振動(dòng)臺(tái)(圓盤(pán))明顯振動(dòng)。 固定低頻振蕩器幅度鈕旋位置不變，低頻輸出端接入數(shù)顯單元的fin端，把數(shù)顯頻率/轉(zhuǎn)速表的切換開(kāi)關(guān)打到頻率檔監(jiān)測(cè)低頻頻率。表15 應(yīng)變梁的幅頻特性F(Hz)V0(pp) 從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出振動(dòng)梁的共振頻率約為 Hz。如稱(chēng)重、壓力、扭矩、位移、加速度等傳感器，常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)合如各種商用電子稱(chēng)、皮帶稱(chēng)、吊鉤稱(chēng)、高爐配料系統(tǒng)、汽車(chē)衡、軌道衡等等。 二、基本原理：擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器在單晶硅的基片上擴(kuò)散出P型或N型電阻條并接成電橋。 三、需用器件與單元：壓力源(已在主控箱內(nèi))、壓阻式壓力傳感器、壓力傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、流量?jì)、三通連接導(dǎo)管、數(shù)顯表、直流穩(wěn)壓源177。15V。將硬氣管一端插入主控箱面板上的氣源快速插座中(注意管子拉出時(shí)請(qǐng)用手按住氣源插座邊緣往內(nèi)壓，則硬管可輕松拉出)。這里選用的差壓傳感器有兩只氣咀，一只為高壓咀，另一只為低壓咀。圖 17 壓阻式壓力傳感器測(cè)量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳蟁w2用于調(diào)節(jié)零位，Rw1可調(diào)放大倍數(shù)，模板的放大器輸出V02引到主控箱數(shù)顯表的Vi插座，將電壓量程顯示選擇開(kāi)關(guān)撥到20V檔，Rw1大約旋至中間，反復(fù)調(diào)節(jié)Rw2使數(shù)顯表顯示為零。圖 18 壓力傳感器壓力實(shí)驗(yàn)接線圖合上主控箱上的氣源開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)壓縮泵，此時(shí)可看到流量計(jì)中的滾珠浮起懸于玻璃管中。進(jìn)一步關(guān)小流量計(jì)旋鈕，壓力每上升1KP記下相應(yīng)的電壓表數(shù)值，并填于下表。 如果本實(shí)驗(yàn)裝置要成為一個(gè)12KPa的壓力計(jì)，則必須對(duì)電路進(jìn)行標(biāo)定，過(guò)程如下：①當(dāng)氣壓為零時(shí)，②輸入12KPa氣壓，調(diào)節(jié)Rw1，反復(fù)上述過(guò)程直到足夠的精度即可。 二、基本原理：當(dāng)壓阻式壓力傳感器的硅基片上受到兩個(gè)方向不同的壓力P1和P2作用時(shí)，由于它們對(duì)基片產(chǎn)生的應(yīng)力正好相反，因此作用在基片上的有效壓力P=P1P2，從而可以進(jìn)行差壓測(cè)量。 四、實(shí)驗(yàn)步驟： 請(qǐng)同學(xué)們自擬一個(gè)差壓測(cè)量的方法。二、基本原理：差動(dòng)變壓器由一只初級(jí)線圈和二只次級(jí)線圈及一個(gè)鐵芯組成，根據(jù)內(nèi)外層排列不同，有二段式和三段式，本實(shí)驗(yàn)采用三段式結(jié)構(gòu)。三、需用器件與單元：差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、測(cè)微頭、雙蹤示波器、差動(dòng)變壓器，音頻振蕩器、直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字電壓表。圖 21 差動(dòng)變壓器電容傳感器安裝示意圖在模塊上如圖 22接線，音頻振蕩器信號(hào)必須從主控箱中的Lv端子輸出，調(diào)節(jié)音頻振蕩器的頻率旋鈕，輸出頻率為4～5KHz(可用主控箱的數(shù)顯頻率表來(lái)監(jiān)測(cè)調(diào)節(jié)幅度旋鈕使輸出幅度為Vpp=2V~5V之間，(可用示波器監(jiān)測(cè)），將差動(dòng)變壓器的兩個(gè)次級(jí)線圈的同名端相連。當(dāng)鐵芯左、右移動(dòng)時(shí)，分別觀察示波器中顯示的初、次級(jí)線圈波形，當(dāng)次級(jí)波形輸出幅值變化很大，基本上能過(guò)零點(diǎn)，而且相位與初級(jí)圈波形比較能同相和反相變化，說(shuō)明已連接的初、次級(jí)線圈及同名端是正確的，否則繼續(xù)改變連接再判別，直到正確為止。圖 22 雙蹤示波器與差動(dòng)變壓器連接示意圖將測(cè)微頭旋至10mm處，活動(dòng)桿與傳感器相吸合，調(diào)整測(cè)微頭的左右位置，使示波器第二通道顯示的波形值Vpp為最小，并將測(cè)量支架頂部的鏍釘擰緊，這時(shí)可以進(jìn)行位移性能實(shí)驗(yàn)，假設(shè)其中一個(gè)方向?yàn)檎灰?，則另一方向?yàn)樨?fù)位移。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。根據(jù)表21畫(huà)出Vpp—X曲線（注意：X與X+時(shí)的Vpp相位），分析量程為177。3mm時(shí)的靈敏度和非線性誤差。 二、基本原理：差動(dòng)變壓器輸出電壓的有效值可以近似用關(guān)系式：表示，式中Lp、Rp為初級(jí)線圈電感和損耗電阻，Ui、ω為激勵(lì)電壓和頻率，MM2為初級(jí)與兩次級(jí)間互感系數(shù)，由關(guān)系式可以看出，當(dāng)初級(jí)線圈激勵(lì)頻率太低時(shí)，若Rp2ω2L2P，則輸出電壓U0受頻率變動(dòng)影響較大，且靈敏度較低，只有當(dāng)ω2L2P Rp2時(shí)輸出U0與ω?zé)o關(guān)，當(dāng)然ω過(guò)高會(huì)使線圈寄生電容增大，對(duì)性能穩(wěn)定不利。 四、實(shí)驗(yàn)步驟： 差動(dòng)變壓器安裝及接線參考實(shí)驗(yàn)十。 旋動(dòng)測(cè)微頭，填入表（22）。實(shí)驗(yàn)十二 差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒?dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓的補(bǔ)償方法。這個(gè)電壓稱(chēng)為零點(diǎn)殘余電壓。 四、實(shí)驗(yàn)步驟： 按圖 21安裝好差動(dòng)變壓器并按圖 23接線，音頻信號(hào)源從Lv插口輸出，實(shí)驗(yàn)?zāi)０錜CRwRw2為電橋平衡網(wǎng)絡(luò)。 調(diào)整測(cè)微頭，使差動(dòng)放大器輸出電壓最小。 將第二通道的靈敏度提高，觀察零點(diǎn)殘余電壓的波形，注意與第一通道激勵(lì)電壓相比較。(注：這時(shí)的零點(diǎn)殘余電壓是經(jīng)放大后的零點(diǎn)殘余電壓)。 本實(shí)驗(yàn)也可用圖 24所示線路，請(qǐng)分析原理。 二、基本原理：與測(cè)量位移的原理相同。 四、實(shí)驗(yàn)步驟： 將差動(dòng)變壓器按圖 25安裝在振動(dòng)臺(tái)上，并用手按壓振動(dòng)臺(tái)，不能使差動(dòng)變壓器的活動(dòng)桿有卡死的現(xiàn)象，否則必須調(diào)整安裝位置。(2)用示波器觀察相敏檢波器的輸出，調(diào)整傳感器連接支架高度，使示波器顯示的波形幅值為最小。(4)用手按住振動(dòng)平臺(tái)(讓傳感器產(chǎn)生一個(gè)大位移)仔細(xì)調(diào)節(jié)移相器和相敏檢波器的旋鈕，使示波器顯示的波形為一個(gè)接近全波的整流波形。將低頻振蕩器信號(hào)接入振動(dòng)源的輸入端，調(diào)節(jié)振動(dòng)幅度旋鈕和頻率旋鈕，使振動(dòng)平臺(tái)振動(dòng)較為明顯，用示波器觀察放大器、相敏檢波器及低通濾波器的輸出端波形。表23 低通濾波器輸出F(Hz)Vpp(V) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出振動(dòng)梁的幅頻特性曲線，指出梁的自振頻率范圍值，并與實(shí)驗(yàn)九用應(yīng)變片測(cè)出的結(jié)果相比較。 注意事項(xiàng)：低頻激振電壓幅值不要過(guò)大，以免梁在自振頻率附近振幅過(guò)大。 用差動(dòng)變壓器測(cè)量較高頻率的振幅，例如1KHz的振動(dòng)幅度，可以嗎？差動(dòng)變壓器測(cè)量頻率的上限受到什么影響？第3章 電容式傳感器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十四 電容式傳感器的位移實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆娙菔絺鞲衅鞯慕Y(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。②變d的電容式壓力傳感器。本實(shí)驗(yàn)采用第③種電容傳感器，是一種圓筒形差動(dòng)變面積