传感器与检测技术试验报告
“传感器与检测技术”实验报告
学号：************
姓名：***
序号：83
实验一电阻应变式传感器实验（一）应变片单臂
电桥性能实验
一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在
机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。
三、需用器件与单元：主机箱中的±2V〜±10V （步进可调）直流稳压电源、土15V直流稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码；41位数显万用表（自备）。
2
四、实验步骤：
应变传感器实验模板说明：应变传感器实验模板由应变式双孔悬臂梁载荷传感器（称重传感器）、加热器+5V电源输入口、多芯插头、应变片测量电路、差动放大器组成。实验模板中的R1（传感器的左下）、R2（传感器的右下）、R3（传感器的右上）、R4（传感器的左上）为称重传感器上的应变片输出口；没有文字标记的5个电阻符号是空的无实体，其中4个电阻符号组成电桥模型是为电路初学者组成电桥接线方便而设;R5、R6、R7是350Q固定电阻，是为应变片组成单臂电桥、双臂电桥（半桥）而设的其它桥臂电阻。加热器5V是传感器上的加热器的电源输入口，做应变片温度影响实验时用。多芯插头是振动源的振动梁上的应变片输入口，做应变片测量振动实验时用。
1、将托盘安装到传感器上，如图1—4所示。
2、测量应变片的阻值：当传感器的托盘上无重物时，分别测量应变片R1、R2、R
3、R4
的阻值。在传感器的托盘上放置10只砝码后再分别测量R1、R2、R3、R4的阻值变化，分析
应变片的受力情况（受拉的应变片：阻值变大，受压的应变片：阻值变小。）。
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眼变传感器突验
图1—5测量应变片的阻值示意图
3、实验模板中的差动放大器调零：按图1—6示意接线，将主机箱上的电压表量程切换开关切换到2V档，检查接线无误后合上主机箱电源开关；调节放大器的增益电位器R W3合适位置（先顺时针轻轻转到底，再逆时针回转1圈）后，再调节实验模板放大器的调零
电位器 R W4,使电压表显示为零。
I 0TS6
图1—6差动放在器调零接线示意
4、应变片单臂电桥实验：关闭主机箱电源，按图1—7示意图接线，将±2V〜±10V可调电源调节到±4V 档。检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节实验模板上的桥路平
衡
电位器R wi,使主机箱电压表显示为零；在传感器的托盘上依次增加放置一只20g砝码（尽量靠近托盘的中心点放置），读取相应的数显表电压值，记下实验数据填入表
图1—7应变片单臂电桥实验接线示意图
表1 应变片单臂电桥性能实验数据
重量（g）020406080100120140160180
电压（mV）0—4—9—14-19-23-27-32-36-40
5、根据表1数据作出曲线并计算系统灵敏度S=A V/A W（△V输出电压变化量，△W重量变化量）和非线性误差6 , 6 =△m/yFS X100%式中△m为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差：yFS满量程输出平均值，此处为200g。实验完毕，关闭电源。
数据分析：系统灵敏度S=A V/A W=0.224
非线性误差b =A m/yFS X 100%=1.02%
（二）应变片半桥性能实验
一、实验目的：了解应变片半桥（双臂）工作特点及性能。
二、基本原理：应变片基本原理参阅实验一。应变片半桥特性实验原理如图2—1所示。
不同应力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，输出灵敏度提高，非线性得到改善。其桥
路输出电压 Uo "（1/2）（4R/R）E=（1/2）K£E。
―o - iv n -iv 色一
图2—1 应变片半桥特性实验原理图
三、需用器件与单元：主机箱中的±2V〜±10V （步进可调）直流稳压电源、土15V直流
稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码。
四、实验步骤：
1、按实验一（单臂电桥性能实验）中的步骤1和步骤3实验。
2、关闭主机箱电源，除将图1—7改成图2—2示意图接线外，其它按实验一中的步骤
4实验。读取相应的数显表电压值，填入表2中。
图2—2 应变片半桥实验接线示意图
表2 应变片半桥实验数据
重量(g)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 电压(mV)
0 8 16 24 33 41 49 58 66 74 3、根据表2实验数据作出实验曲线，计算灵敏度S=A ¥/△ W,非线性误差6。实验完 毕，关闭电源。
电压(mv)
数据分析：系统灵敏度S=A V/A W=0.413
非线性误差b =A m/yFS X 100%=2.05%
五、思考题：
半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电桥时，应放在：邻边。
在邻边时，中点的电位变化的才能和另外的参考点进行比较，如果不在临边，也就会出现 当两个应变片都发生变化时，与他们对应电阻的电位差可能会出现0的情况。
举个例子:两个应变片的电阻分别为A 和B,另外两个电阻为C 和D,假设A=B=C=D,那么，在邻 边时,当因为受力,A 电阻大于B 时，两点间电位会低于C 和D,反之亦然；而如果不在临边，那 么A 和C 之间的电位变化和C 与D 之间的电位变化就没有前面的规律了，也就无法判断哪个 应变片出现受力变化了。
（三） 应变片全桥性能实验
一、实验目的：了解应变片全桥工作特点及性能。
二、基本原理：应变片基本原理参阅实验一。应变片全桥特性实验原理如图3—1所示。 应变片全桥测量电路中，将应力方向相同的两应变片接入电桥对边，相反的应变片接入电桥 邻边。当应变片初始阻值：R l = R 2 = R 3 = R 4，其变化值4 R l =A R 2=A R 3 = A R 4时，其桥路 出
出
电压(mv) -- 线性(电压tmv))
输出电压Uo"（^R/R）E=K W E。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性得到改善。
——0 -4V E -F'tv 0——
图3—1应变片全桥特性实验接线示意图
三、需用器件和单元：主机箱中的±2V〜±10V （步进可调）直流稳压电源、土15V直流
稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码。
四、实验步骤：
1、实验步骤与方法（除了按图3—2 示意接线外）参照实验二，将实验数据填入表3 作出实验曲线并进行灵敏度和非线性误差计算。实验完毕，关闭电源。
图3—2 应变片全桥性能实验接线示意图
2、表3全桥性能实验数据
3、根据表/3实验数据作出实验曲线，计算灵敏度S=A V/A W,非线性误差6。实验完
毕，关闭电源。
数据分析：系统灵敏度S=A V/A W=0.834 非线性误差b =A m/yFS X100%=4.12%
（四）应变片单臂、半桥、全桥性能比较
一、实验目的：比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。
二、基本原理：如图4 （a）、（b）、（c）
（a）单臂（b）半桥（c）全桥
图4 应变电桥
三、需用器件与单元：主机箱中的±2V〜±10V （步进可调）直流稳压电源、土15V直流
稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码。
四、根据实验一、二、三所得的单臂、半桥和全桥输出时的灵敏度和非线性度，从理论上进行分析比较。经实验验证阐述理由（注意：实验一、二、三中的放大器增益必须相同）。实验完毕，关闭电源。
实验分析：全桥是半桥的两倍，半桥是单臂的两倍，也就是说，灵敏度：全=2*半=4*单
实验二电感式传感器实验
（一）差动变压器的性能实验
一、实验目的：了解差动变压器的工作原理和特性。二、基本原理：差动变压器的工作原理电磁互感原理。
三、需用器件与单元：主机箱中的±15V直流稳压电源、音频振荡器；差动变压器、差动变压器实验模板、测微头、双踪示波器。
四、实验步骤：
1、差动变压器、测微头及实验模板按图11—6示意安装、接线。实验模板中的L1为差动变压器的初级线圈，L
2、L3为次级线圈，大号为同名端；L1的激励电压必须从主机箱中音频振荡器的Lv端子引入。检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节音频振荡器的频率为4kHz〜5kHz、幅度为峰峰值Vp-p = 2V作为差动变压器初级线圈的激励电压（示波器设置提示：触发源选择内触发CH1、水平扫描速度TIME/DIV在0.1mS〜10小范围内选择、触发方式选择AUTO。垂直显示方式为双踪显示DUAL、垂直输入耦合方式选择交流耦合AC、CH1 灵敏度VOLTS/DIV在0.5V〜1V范围内选择、CH2灵敏度VOLTS/DIV在0.1V〜50mV范围内选
择）。
传感器支架测微头安装孔
航空
插头
激励电压
图11—6差动变压器性能实验安装、接线示意
2、差动变压器的性能实验：使用测微头时，当来回调节微分筒使测杆产生位移的过程中本身存在机械回程差，为消除这种机械回差可用如下方法实验。
调节测微头的微分筒（0.01mm/每小格），使微分筒的0刻度线对准轴套的10mm刻度线。松开安装测微头的紧固螺钉，移动测微头的安装套使示波器第二通道显示的波形Vp-p（峰峰值）为较小值（越小越好，变压器铁芯大约处在中间位置）时，拧紧紧固螺钉，再顺时针方向转动测微头的微分筒12圈，记录此时的测微头读数和示波器CH2通道显示的波形Vp-p
（峰峰值）值为实验起点值。以后，反方向（逆时针方向）调节测微头的微分筒，每隔
△X=0.2mm（可取60〜70点值）从示波器上读出输出电压Vp—p值，填入表11（这样单行程位移方向做实验可以消除测微头的机械回差）。
3、根据表11数据画出X-Vp-p曲线并找出差动变压器的零点残余电压。实验完毕，关闭电源。
表11差动变压器性能实验数据（表格不够自己加）
由图可知：残余电压为120mV 五、思考题：
1、试分析差动变压器与一般电源变压器的异同？ 答： 不同点：
这两者差距极大，不可以互相替代。差动变压器一般用于作为检测元件，而 一般变压器一般作为电源变换部件或者信号转换部件。
以E 型为例。一般变压器的2个E 型铁芯（磁芯）是固定在一起的紧耦合，不希 望工作中有任何移动，否则会产生噪声，大功率时甚至可能损坏。
而差动变压器的2个E 型铁芯（磁芯）则相反。差动变压器一般分为变面积 式和变气隙式。变面积式差动变压器的2个E 型铁芯（磁芯）不是固定在一起的， 随工作需要移动或者旋转。差动变压器有 2个线圈，一个是激励线圈，另一个是 检测线圈，一般在激励线圈诸如一个固定频率固定幅度的信号，通过在检测线圈 中的信号获取差动变压器的变化数据，进而可以计算出距离 /角度或者速度。
变气隙式差动变压器的2个E 型铁芯（磁芯）固定在一起，但是2个E 型铁 芯（磁芯）之间间距较大，中间可以通过放置导体体改变气隙大小。差动变压器 有2个线圈，一个是激励线圈，另一个是检测线圈，一般在激励线圈诸如一个固 定频率固定幅度的信号，通过在检测线圈中的信号获取差动变压器中导体的位置 变化数据，进而可以计算出距离或者速度。 相同点：
10.6,1300 10.4,1260 12122
。
)0
(mv))
9.6,1120 4,1080 9.2,1020 9,960 8.8,900
都是由铁芯和线圈组成，都是转换电压的元件。
2、用直流电压激励会损坏传感器。为什么？
答：因为变压器初级直接接到了直流电压上，由于初级线圈直流电阻很低，这样形成很大的直流电流。产生的热量如果足够大，可能将初级线圈烧毁，一般线圈都是不能直接接到直流电压上的。
3、如何理解差动变压器的零点残余电压？用什么方法可以减小零点残余电压？
答：
1、由于两次级线圈结构上的不对称，因而两次级电压的幅值平衡点与相位平衡点两者不重合引起的。
2、由于铁芯材料B - H曲线的弯曲部分所引起的输出电压有高次谐波造成的。
3、由于激磁电压波形中的高次谐波引起的。
方法：将差动变压器输出经相敏检波器，检波后即可见效零点残余电压。
（二）差动变压器测位移实验
、实验目的：了解差动变压器测位移时的应用方法
二、基本原理：差动变压器的工作原理同上
图14—1差动变压器测位移原理框
三、需用器件与单元：主机箱中的±2V〜±10V （步进可调）直流稳压电源、土15V直流稳压电源、音频振荡器、电压表；差动变压器、差动变压器实验模板、移相器/相敏检波器/ 低通滤波器实验模板；测微头、双踪示波器。
四、实验步骤：
1、相敏检波器电路调试：将主机箱的音频振荡器的幅度调到最小（幅度旋钮逆时针轻轻转到底），将±2V〜±10V可调电源调节到±2V档，再按图14—2示意接线，检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节音频振荡器频率f=5kHz,峰峰值Vp-p=5V （用示波器测量。提示：正确选择双踪示波器的“触发”方式及其它设置，触发源选择内触发CH1、水平扫描速度TIME/DIV在0.1mS〜10小范围内选择、触发方式选择AUTO ；垂直显示方式为双踪显示DUAL、垂直输入耦合方式选择直流耦合DC、灵敏度VOLTS/DIV在1V〜5V范围内选择。当 CH1、CH2输入对地短接时移动光迹线居中后再去测量波形。）。调节相敏检波器的电位器钮使示波器显示幅值相等、相位相反的两个波形。到此，相敏检波器电路已调试完毕，以后不要触碰这个电位器钮。关闭电源。
1、调节测微头的微分筒，使微分筒的0刻度值与轴套上的10mm 刻度值对准。按图
14—3示意图安装、接线。将音频振荡器幅度调节到最小（幅度旋钮逆时针轻转到底）；电 压表的量程切换开关切到20V 档。检查接线无误后合上主机箱电源开关。
图14—3差动变压器测位移组成、接线示意图
3、调节音频振荡器频率f=5KHz 、幅值Vp-p=2V （用示波器监测）。
4、松开测微头安装孔上的紧固螺钉。顺着差动变压器衔铁的位移方向移动测微头的安 装套（左、右方向都可以），使差动变压器衔铁明显偏离L1初级线圈的中点位置，再调节移 相器的移相电位器使相敏检波器输出为全波整流波形（示波器CH2的灵敏度VOLTS/DIV 在
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图14—2相敏检波器电路调试接线示意
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1V〜50mV范围内选择监测）。再慢悠悠仔细移动测微头的安装套，使相敏检波器输出波形幅值尽量为最小（尽量使衔铁处在L1初级线圈的中点位置）并拧紧测微头安装孔的紧固螺钉。
5、调节差动变压器实验模板中的R wi、R W2（二者配合交替调节）使相敏检波器输出波形趋于水平线（可相应调节示波器量程档观察）并且电压表显示趋于0V。
6、调节测微头的微分筒，每隔△X:O.Zmm从电压表上读取低通滤波器输出的电压值，填入下表14。
表14差动变压器测位移实验数据（表格不够自己加）
7、根据表14数据作出实验曲线并截取线性比较好的线段计算灵敏度5:△ / △X与线性
度及测量范围。实验完毕关闭电源开关。
数据分析：系统灵敏度S=A V/A X=149.6
线性度b =A m/yFS X 100%=1.26%
五、思考题：
差动变压器输出经相敏检波器检波后是否消除了零点残余电压和死区？从实验曲线上能理解相敏检波器的鉴相特性吗?
答：消除了，可以得出检相特性。
（三）电涡流传感器位移实验
一、实验目的：了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。二、基本原理：电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器。
三、需用器件与单元：主机箱中的±15V直流稳压电源、电压表;、电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、测微头、被测体（铁圆片）、示波器。
四、实验步骤：
1、观察传感器结构，这是一个平绕线圈。调节测微头的微分筒，使微分筒的0刻度值与轴套上的5mm刻度值对准。按图22—4安装测微头、被测体铁圆片、电涡流传感器（注意安装顺序：首先将测微头的安装套插入安装架的安装孔内，再将被测体铁圆片套在测微头的测杆上；然后在支架上安装好电涡流传感器；最后平移测微头安装套使被测体与传感器端面
相帖并拧紧测微头安装孔的紧固螺钉），再按图22—4示意接线。
图22—4 电涡流传感器安装、按线示意图
2、将电压表量程切换开关切换到20V档，检查接线无误后开启主机箱电源，记下电压表读数，然后逆时针调节测微头微分筒，每隔0.1mm读一个数，直到输出V o变化很小为止并将数据列入表22（在输入端即传感器二端可接示波器观测振荡波形）。
表22电涡流传感器位移X与输出电压数据（表格不够自己加）
X（mm ） 5.870 5.970 6.070 6.170 6.270 6.370 6.470 6.570 6.670 6.770
V o（V）
0.0000.0570.1660.2780.3960.5170.6390.7610.886 1.015
X（mm） 6.870 6.9707.0707.1707.2707.3707.4707.5707.6707.770
Vo(V)
1.147 1.282 1.415 1.547 1.687 1.828 1.971
2.120 2.260 2.410
X（mm）7.8707.9708.0708.1708.2708.3708.4708.5708.6708.770
Vo(V)
2.560 2.710 2.860
3.010 3.160 3.310 3.450 3.600 3.740 3.890
传感器与检测技术实验报告
热电偶原理及现象 一、实验目的和要求 1、观察了解热电偶的结构 2、熟悉热电偶的工作特性 3、学会查阅热电偶分度表 二、实验原理 两种不同的金属导体互相焊接成闭合回路时，当两个接点温度不同时回路中就会产生电流，这一现象称为热电效应，产生电流的电动势叫做热电势。通常两种不同金属的这种组合成为热电偶。 三、实验主要仪器设备 1、+15V不可调直流稳压电源 2、差动放大器 3、电压表 4、电热器 5、水银温度计（自备） 6、主、副电源 四、操作方法与实验步骤 1、了解热电偶在实验仪上的位置及符号，实验仪所配的热电偶是由铜-康铜组成的简易热电偶，分度号为T。实验仪有二个热电偶，它封装在双平行梁的上片梁的上表面（在梁表面中间二根细金属丝焊成的一点，就是热电偶）和下片梁的下表面，两个热电偶串联在一起产生热电势为二者的总和。 2、按图4接线，开启主、副电源，调节差动放大器调零旋钮，使电压表显示零，记录下自备温度计的室温（此时的温度为零端温度）。
3、将+15V直流电源接入加热器的一端，加热器的另一端接地（加热时间不要超过2分钟）。观察电压表显示值的变化，待显示值稳定不变时记录下电压表显示的读数E。 4、用自备的温度计测出上梁表面热电偶的温度t并记录下来 5、根据热电偶的热电势与温度之间的关系式：E ab （t，t ）=E ab （t，t n ）+E ab （t n ，t ），计算热端温度为t，冷端温度为0℃时的热电势，E ab （t，t ），根据计 算结果，查分度表得到温度t。 6、热电偶测得温度值与自备温度计测得的温度值相比较（注意：本实验仪所配的热电偶为简易热电偶，并非标准热电偶，只要了解热电势现象）。 7、实验完毕关闭主、副电源，尤其是加热器+15V电源（自备温度计测出温度后马上拆去+15V电源连接线），其他旋钮置原始位置。 五、实验内容及实验数据记录根据电路原理图图4接好电源电路，开启主、副电源，调节差动放大器调零旋钮，使电压表显示零，将+15V直流电源接入加热器的一端，加热器的另一端接地（加热时间不要超过2分钟）。观察电压表显示值的变化，待显示值稳定不变时记录下电压表显示的读数E。 实验数据为：E=-0.14 六、质疑、建议、问题讨论 通过此次试验，我认识到了许多以前未曾了解的知识，积累了蛮多宝贵的经验！实验中我仔细观察了热电偶的结构，对其有了比较具体的了解，同时，此次试验让我熟悉热电偶的工作特性，这对我以后应用于此相关的知识有很大的帮助！还有就是实验中我学会查阅热电偶分度表，也体会到了、知道了两种不同的金属导体互相焊接成闭合回路时，当两个接点温度不同时回路中就会产生电流，这一现象称为热电效应，产生电流的电动势叫做热电势。通常两种不同金属的这种组合成为热电偶，这些预习中的理论原理。
传感器与检测技术 热电偶实验报告
实验二热电偶原理及现象 一、任务与目的 了解热电偶的原理及现象 二、原理（条件） 热电偶原理：二种不同的金属导体互相焊接成闭合回路时，当两个接点温度不同时回路中就会产生电流，这一现象称为热电效应，产生电流的电动势叫做热电势。通常把两种不同金属的这种组合称为热电偶； 实验所需仪器：－15V不可调直流稳压电源、差动放大器、F／V表、加热器、热电偶、水银温度计（自备）、主副电源； 旋钮初始位置：F／V表切换开关置2V档，差动放大器增益最大（1-100倍）。 三、内容与步骤 实验步骤： 1、了解热电偶在实验仪上的位置及符号，实验仪所配的热电偶是由铜＿康铜组成的简易热电偶，分度号为T。实验仪有二个热电偶，它封装在双平行梁的上片梁的上表面（在梁表面中间二根细金属丝焊成的一点，就是热电偶）和下片梁的下表面，二个热电偶串联在一起产生热电势为二者的总和。 2、将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接。将差动放大器的输出端与F／V表的输入插口Vi 相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F／V表显示为零，关闭主、副电源。 3、按图1接线、开启主、副电源，调节差动放大器调零旋钮，使F／V表显示零。记录下自备温度计的室温（24℃）。 图1 将－15V直流电源接入加热器的一端，加热器的另一端接地，观察F／V表显示值的变化，待显示值稳定不变时记录下F／V表显示的读数E。 根据热电偶的热电势与温度之间的关系式：Eab(t,0)=Eab(t,tn)+Eab(tn,0) 其中：t------热电偶的热端（工作端或称测温端）温度。 tn------热电偶的冷端（自由端即热电势输出端）温度也就是室温。 0------0℃。 热端温度为t,冷端温度为室温时热电势。Eab(t,tn)=(f/v显示表E)/100*2(100为差动放大器的放大倍数，2为二个热电偶串联)。 热端温度为室温，冷端温度为0℃，铜－康铜的热电势：Eab(tn,to):查以下所附的热电偶自由端为0℃时的热电势和温度的关系即铜－康铜热电偶分度表，得到室温（温度计测得）时热电势。 计算方法：热端温度为t，冷端温度为0℃时的热电势，Eab(t,to),根据计算结果，查分度表
传感器与检测技术实验报告52990
西华大学实验报告（理工类） 开课学院及实验室：自动检测及自动化仪表实验室实验时间：年月日 一、实验目的 1．观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式； 2．测试应变梁变形的应变输出； 3．比较各桥路间的输出关系； 4．比较金属应变片与半导体应变片的各种的特点。 二、实验原理 应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路，转换成电信号输出显示。 三、实验设备、仪器及材料 直流稳压电源（±4V档）、电桥、差动放大器、箔式应变片、测微头、（或双孔悬臂梁、称重砝码）、电压表。 四、实验步骤（按照实际操作过程） 1．调零。开启仪器电源，差动放大器增益置100倍（顺时针方向旋到底），“＋、－”输入端用实验线对地短路。输出端接数字电压表，用“调零”电位器调整差动放大器输出电压为零，然后拔掉实验线。调零后电位器位置不要变化，调零后关闭仪器电源。 2．按图1.1将实验部件用实验线连接成测试桥路。桥路中R1、R2、R3、和W D为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器，R为金属箔式应变片（可任选上、下梁中的一片工作片）。直流激励电源为±4V。
3．确认接线无误后开启仪器电源，并预热数分钟。测微头装于悬臂梁前端的永久磁钢上，并调节使应变梁处于基本水平状态。调整电桥W D 电位器，使测试系统输出为零。 4．旋动测微头，带动悬臂梁分别作向上和向下的运动，以悬臂梁水平状态下电路输出电压为零为起点，向上和向下移动各5mm ，测微头每移动0.5mm 记录一个差动放大器输出电压值，并列表。 5．直流半桥：保持差动放大器增益不变，将R2换成与应变片R 工作状态相反的另一金属箔式应变片，（若R 拉伸，换上去的应为压缩片）形成半桥。重复单臂电桥的步骤； 6．直流全桥：保持差动放大器增益不变，将R1换成与应变片R 工作状态相反的另一金属箔式应变片，（若R 拉伸，换上去的应为压缩片），将 R3换成与应变片R 工作状态相同的另一金属箔式应变片，形成全桥。重复单臂电桥的步骤。 五、实验过程记录(数据、图表、计算等) ＋ －图1.1 单臂电桥测试原理图
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自动检测技术及仪表 实验报告 电气与电子工程学院
前言 本实验适用于实验中心购置的“CSY-2000型传感器实验台”，是《传感器原理》课程的实验教学部分。内容包括：电阻应变片式特性实验、差动变压器的性能试验以及转速测量实验等。前两个实验共4学时，最后一个实验属于综合性实验。 传感器实验的基本要求 实验前应复习教科书有关章节，认真研读实验指导书，了解实验目的、项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题，并按照实验项目准备记录相关数据等。实验前应写好预习报告，经指导教师检查认为确实做好了实验准备，方可开始做实验。 CSY-2000传感器实验台简介 一、实验台的组成 二、电路原理 三、使用方法 四、仪器维护及故障排除 五、注意事项 一、实验台的组成 CSY-2000系列传感器与检测技术实验台由主机箱、温度源、转动源、振动源、传感器、相应的实验模板、数据采集卡及处理软件、实验台桌等组成。 1.主机箱 提供高稳定的±15V、±5V、＋5V、±2V一±l0V（步进可调）、
＋2V－+24V（连续可调）直流稳压电源；音频信号源（音频振荡器）1KHz～l0KHz（连续可调）；低频信号源（低频振荡器）1Hz～30Hz （连续可调）；气压源0－20KPa（可调）；温度（转速）智能调节仪；计算机通信口；主机箱面板上装有电压、频率转速、气压、计时器数显表；漏电保护开关等。其中，直流稳压电源、音频振荡器、低频振荡器都具有过载切断保护功能，在排除接线错误后重新开机恢复正常工作。 2.振动源 振动台振动频率1Hz－30Hz可调（谐振频率9Hz左右）。 转动源：手动控制0－2400转／分；自动控制300－2400转／分。 温度源：常温－180℃。 3.传感器 基本型有电阻应变式传感器、扩散硅压力传感器、差动变压器、电容式位移传感器、霍尔式位移传感器、霍尔式转速传感器、磁电转速传感器、压电式传感器、电涡流传感器、光纤传感器、光电转速传感器（光电断续器）、集成温度（AD590）传感器、K型热电偶、E 型热电偶、Pt100铂电阻、Cu50铜电阻、湿敏传感器、气敏传感器共十八个。 4.实验模板 基本型有应变式、压力、差动变压器、电容式、霍尔式、压电式、电涡流、光纤位移、温度、移相／相敏检波／低通滤波共十块模板。增强型增加与选配传感器配套的实验模板。
传感器与检测技术实验报告
“传感器与检测技术”实验报告 学号: 9 姓名: 杨薛磊 序号: 83 实验一电阻应变式传感器实验 (一)应变片单臂电桥性能实验 一、实验目的:了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。 二、基本原理:电阻应变式传感器就是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要就是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形,然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化,再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测,如力、压力、加速度、力矩、重量等,在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 三、需用器件与单元:主机箱中的±2V～±10V(步进可调)直流稳压电源、±15V直流稳 压电源、电压表;应变式传感器实验模板、托盘、砝码; 4 2 1位数显万用表(自备)。 四、实验步骤: 应变传感器实验模板说明:应变传感器实验模板由应变式双孔悬臂梁载荷传感器(称重传感器)、加热器+5V电源输入口、多芯插头、应变片测量电路、差动放大器组成。实验模板中的R1(传感器的左下)、R2(传感器的右下)、R3(传感器的右上)、R4(传感器的左上)为称重传感器上的应变片输出口;没有文字标记的5个电阻符号就是空的无实体,其中4个电阻符号组成电桥模型就是为电路初学者组成电桥接线方便而设;R5、R6、R7就是350Ω固定电阻,就是为应变片组成单臂电桥、双臂电桥(半桥)而设的其它桥臂电阻。加热器+5V就是传感器上的加热器的电源输入口,做应变片温度影响实验时用。多芯插头就是振动源的振动梁上的应变片输入口,做应变片测量振动实验时用。
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“传感器与检测技术”实验报告 学号：************ 姓名：*** 序号：83
实验一电阻应变式传感器实验（一）应变片单臂 电桥性能实验 一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在 机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 三、需用器件与单元：主机箱中的±2V〜±10V （步进可调）直流稳压电源、土15V直流稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码；41位数显万用表（自备）。 2 四、实验步骤： 应变传感器实验模板说明：应变传感器实验模板由应变式双孔悬臂梁载荷传感器（称重传感器）、加热器+5V电源输入口、多芯插头、应变片测量电路、差动放大器组成。实验模板中的R1（传感器的左下）、R2（传感器的右下）、R3（传感器的右上）、R4（传感器的左上）为称重传感器上的应变片输出口；没有文字标记的5个电阻符号是空的无实体，其中4个电阻符号组成电桥模型是为电路初学者组成电桥接线方便而设;R5、R6、R7是350Q固定电阻，是为应变片组成单臂电桥、双臂电桥（半桥）而设的其它桥臂电阻。加热器5V是传感器上的加热器的电源输入口，做应变片温度影响实验时用。多芯插头是振动源的振动梁上的应变片输入口，做应变片测量振动实验时用。 1、将托盘安装到传感器上，如图1—4所示。
传感器与检测技术实验报告
准考证号：100214101370 姓名：倪帅彪院校：河南科技大学专业名称：080302机械制造及自动化（独立本科段） 《传感器与检测技术》 实验报告 实验一 常用传感器（电感式、电阻式或电容式）静态性能测试一、实验目的: 1．进一步认识电阻式、电感式、电容式传感器的工作原理、基本结构、性能与应用。 2．以差动变压器式位移传感器（属于互感型电感传感器）的测量电路为典型，了解调幅-调解电路的基本构成与特点。 3．掌握测试差动变压器式位移传感器变换特性的基本方法，比较电感式传感器的交流输出特性和解调后的直流输出特性。 4. 了解差动变压器式位移传感器与电路的灵敏度、线性度数据处理的方法。 二、实验原理与装置 1．实验装置与仪器 （1）WJ-1型小位移特性实验仪一套。 ①差动变压器式位移传感器实验装置一台。 ②电感检测线路板一台。 ③频率400—5KHz可调，电压1—5V可调，电感实验激励振荡源一台。（2）数字电压表一只。 （3）双踪电子示波器一台。 2．实验原理 实验装置的龙门框架上固定精密螺旋测微仪，精度达0.01mm。框架下固定差动变压器组件。调螺旋测微仪，可使其端部联接的差动变压器的可动铁心发生位移，从而使互感发生变化。铁心的位移量由螺旋千分尺读出。电感量的变化通过检测线路（见图1-1）转化为电压的变化输出。 由于差动变压器式传感器直接输出的信号为调幅波，虽然含有位移量大小和方向
的信息，但不易读出。所以应经过相敏检波电路（由四个二极管组成的环形相敏解调器）处理后，方可输出与输入位移信号波形相同的电压波形。变压器的激磁电源由电感振荡源提供。数字电压表用于测量输出电压。示波器用于观察传感器的交流输出信号（调幅波）与输入位移量大小、方向的对应关系。 9 10 1 2345678 a) 6 V ~V ~ 8 b) 图1-1 差动变压器式传感器及其测量电路 a)差动变压器原理 b)测量电路 三、实验内容 1．测量差动变压器式位移传感器的直流输出特性，即静态特性曲线。计算灵敏
传感器检测技术实验报告
《传感器与检测技术》 实验报告 姓 名： 学 号： 院 系：仪器科学与工程学院 专 业： 测控技术与仪器 实 验 室： 机械楼5楼 同组人员： 评定成绩： 审阅教师： 传感器第一次实验 实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 一、实验目的 了解金属箔式应变片的应变效应及单臂电桥工作原理和性能。 二、基本原理 电阻丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应。 金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它反映被测部位受力状态的变化。电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压 1/4o U EK ε=，其中K 为应变灵敏系数，/L L ε=∆为电阻丝长度相对变化。 三、实验器材 主机箱、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等。 四、实验步骤 1. 根据接线示意图安装接线。 2. 放大器输出调零。 3. 电桥调零。 4. 应变片单臂电桥实验。 上的质量是线性关系，且实验结果比较准确。 系统灵敏度 (即直线斜率)，非线性误差= =
五、思考题 单臂电桥工作时，作为桥臂电阻的应变片应选用：（1）正（受拉）应变片；（2）负（受压）应变片；（3）正、负应变片均可以。 答：（1）负（受压）应变片；因为应变片受压，所以应该选则（2）负（受压）应变片。 实验三 金属箔式应变片——全桥性能实验 一、实验目的 了解全桥测量电路的优点 二、基本原理 全桥测量电路中，将受力方向相同的两应变片接入电桥对边，相反的应变片接入电桥邻边。当应变片初始阻值R1=R2=R3=R4、其变化值1234R R R R ∆=∆=∆=∆时，其桥路输出电压 3o U EK ε=。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差都得到了改善。 三、实验器材 主机箱、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等。 四、实验步骤 1.根据接线示意图安装接线。 2.放大器输出调零。 3.电桥调零。 4.应变片全桥实验 跟理论存在误差。 系统灵敏度 V/Kg (即直线斜率)，非线性误差δ= = ， 可见全桥的灵敏度是单臂电桥的4倍可以看出，但非线性度却高于单臂电桥。 按照实验结果，对于灵敏度的测量时符合理论值的，但是非线性误差是有误的，分析其原因可能是测量过程中的仪器调节、读数误差、以及仪器本身存在的问题。我们在做实验的过程中，仪器存在一定问题，总是很难调节或者得到稳定的数据，不够精准。 五、思考题 1.测量中，当两组对边电阻值R 相同时，即R1=R3，R2=R4，而R1≠R2时，是否可以组成全桥：（1）可以；（2）不可以。 答：（2）不可以。因为电桥平衡的条件为：R1 R3=R2 R4。 2.某工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片，如图2-8，能否如何利用四组应变片组成电桥，是否需要外加电阻。 图2-8 受拉力时应变式传感器圆周面展开图 答：能够利用它们组成电桥。 （a ）图中 4个应变片对称分布于测试棒上，检测试件横向拉力，如果已知试件泊松比则可知试件纵向应变。任意选取两个电阻接入电桥的对边，输出为两倍的横向应变，并选取外加电阻使电桥平衡；
传感器与检测技术实验报告
传感器与检测技术实验报告 一、实验目的。 本实验旨在通过对传感器与检测技术的学习和实践，掌握传感器的工作原理、应用范围以及检测技术的基本方法和实验操作技能，提高实验能力和动手能力。 二、实验仪器与设备。 1. 传感器，温度传感器、光敏传感器、压力传感器。 2. 检测设备，示波器、数字万用表、信号发生器。 3. 实验平台，Arduino开发板、实验电路板、连接线等。 三、实验内容与步骤。 1. 温度传感器实验。 a. 将温度传感器连接至Arduino开发板，并接通电源。 b. 编写Arduino程序，读取温度传感器的数据并通过串口监视器输出。 c. 调节温度传感器周围环境的温度，观察串口监视器的数据变化。 d. 记录实验数据并分析温度传感器的工作原理。 2. 光敏传感器实验。 a. 将光敏传感器连接至Arduino开发板，并接通电源。 b. 编写Arduino程序，读取光敏传感器的数据并通过串口监视器输出。 c. 调节光线强度，观察串口监视器的数据变化。 d. 记录实验数据并分析光敏传感器的工作原理。
3. 压力传感器实验。 a. 将压力传感器连接至Arduino开发板，并接通电源。 b. 编写Arduino程序，读取压力传感器的数据并通过串口监视器输出。 c. 施加不同的压力，观察串口监视器的数据变化。 d. 记录实验数据并分析压力传感器的工作原理。 四、实验结果与分析。 通过本次实验，我们成功地实现了对温度传感器、光敏传感器和压力传感器的实验操作，并获取了相应的实验数据。通过对数据的分析，我们深入理解了传感器的工作原理和应用场景，掌握了检测技术的基本方法和实验操作技能。 五、实验总结。 本次实验使我们对传感器与检测技术有了更深入的了解，提高了实验能力和动手能力。通过实验操作，我们不仅掌握了传感器的工作原理和应用范围，还深入理解了检测技术的基本方法和实验操作技能。这对我们今后的学习和科研工作具有重要的意义。 六、参考文献。 1. 《传感器与检测技术》，XXX，XXX出版社，XXXX年。 2. 《Arduino入门与实战》，XXX，XXX出版社，XXXX年。 以上就是本次传感器与检测技术实验的报告内容，希望能对大家的学习有所帮助。
国家开放大学-传感器与测试技术实验报告 实验
1.1系统组成框图 系统由传感器、信号预处理电路、处理器、显示器和系统软件等部分组成。传感器部分采用霍尔传感器，负责将电机的转速转化为脉冲信号。信号预处理电路包含待测信号放大、波形变换、波形整形电路等部分，其中放大器实现对待测信号的放大,降低对待测信号的幅度要求，实现对小信号的测量；波形变换和波形整形电路实现把正负交变的信号波形变换成可被单片机接受的TTL/CMOS兼容信号。处理器采用AT89C51单片机，显示器采用8位LED数码管动态显示。本课题采用的是以8051系列的AT89C51单片机为核心开发的霍尔传感器测转速的系统。系统硬件原理框图如图1所示： 1.2系统工作原理 转速是工程上一个常用的参数，旋转体的转速常以每分钟的转数来表示。其单位为r／min。由霍尔元件及外围器件组成的测速电路将电动机转速转换成脉冲信号，送至单片机AT89C51的计数器T0进行计数，用T1定时测出电动机的实际转速。此系统使用单片机进行测速，采用脉冲计数法，使用霍尔传感器获得脉冲信号。其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的圆盘上粘上两粒磁钢，让霍尔传感器靠近磁钢，机轴每转一周，产生两个脉冲，机轴旋转时，就会产生连续的脉冲信号输出。由霍尔器件电路部分输出，成为转速计数器的计数脉冲。控1.2系统工作原理 转速是工程上一个常用的参数，旋转体的转速常以每分钟的转数来表示。其单位为r／min。由霍尔元件及外围器件组成的测速电路将电动机转速转换成脉冲信号，送至单片机AT89C51的计数器T0进行计数，用T1定时测出电动机的实际转速。此系统使用单片机进行测速，采用脉冲计数法，使用霍尔传感器获得脉冲信号。其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的圆盘上粘上两粒磁钢，让霍尔传感器靠近磁钢，机轴每转一周，产生两个脉冲，机轴旋转时，就会产生连续的脉冲信号输出。由霍尔器件电路部分输出，成为转速计数器的计数脉冲。控霍尔电压大小为： 式中：RH—霍尔常数，d—元件厚度，B—磁感应强度，I—控制电流 K H为霍尔器件的灵敏系数(mV/mA/T)，它表示该霍尔元件在单位磁感应强度和单位控制电流下输出霍尔电动势的大小。应注意，当电磁感应强度B反向时，霍尔电动势也反向。图2为霍耳元件的原理结构图。
《传感器与检测技术》电涡流式传感器的静态指标实验报告
《传感器与检测技术》电涡流式传感器的静态指标实验报告 课程名称：传感器与检测技术实验类型：验证型 实验项目名称：电涡流式传感器的静态指标 一、实验目的： 了解差动变面积式电容传感器的原理及特性。 二、基本原理： 电容传感器以各种类型的电容器作为传感元件，将被测物理量转换成电容量的变化来实现测量的。电容传感器的输出是电容的变化量。利用电容C=εA/d关系式通过相应的结构和测量电路可以选择ε、A、d三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测干燥度（ε变）、测位移（d变）、和测液位（A变）等多种电 容传感器，电容传感器极板形状分成平板、圆板形和圆柱（圆筒）形。实验中为差动变面积式，传感器由两组定片和一组动片组成。当安装于振动台上的动片上、下改变位置，与两组静片之间的重叠面积发生变化，极间电容也发生相应的变化，成为差动电容。如将上层定片与动片形成的电容定为Cx1，下层定片与动片形成的电容定为Cx2，当 将Cx1和Cx2接入桥路作为相邻两臂时，桥路的输出电压与电容量的变化有关，即与振动台的位移有关。 三、需用器件与单元： 电容传感器、电容放大器、低通滤波器、电压/频率表、激振器Ⅱ、双踪示波器、电桥、振动平台、主、副电源。
四、实验步骤 1、了解电容式传感器的结构及实验仪上的安装位置，熟悉实验面板上电容的符号。安装好测微头，使电容动片大致处于静片中间位置。 2、开启主、副电源，差放输出短接接地调零后，电压/频率表打到20V，关闭主副电源。按图接线，检查无误后开启主、副电源，调节测微头，使电压/频率表示数为零。 3、每隔0.1mm向上（或下）转动测微头，记下此时测微头移动距离及电压/频率表的读数，填入下表 1 电容输出电压与位移的关系，直至电容动片与上（或下）静片覆盖面积最大。 表 1 电容输出电压与位移的关系
传感器与检测技术实验报告
传感器与检测技术实验报告 前言：位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。在生产过程中，位移的测量一般分为测量实物尺寸和机械位移两种。按被测变量变换的形式不同，位移传感器可分为模拟式和数字式两种。模拟式又可分为物性型和结构型两种。常用位移传感器以模拟式结构型居多，包括电位器式位移传感器、电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器、霍尔式位移传感器等。数字式位移传感器的一个重要优点是便于将信号直接送入计算机系统。这种传感器发展迅速，应用日益广泛。 一、电容式传感器 1、传感器照片（luoshida-m30）
2、应用场景 管件材质：ABS塑料 安装方式：齐平/非齐平 检测距离：2-20mm/2-30mm可调节 工作电压：10-40VDC 输出方式：NPN/PNP NO/NC/NO+NC 连接方式：2M PVC线缆 3、测量原理 这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是开关的外壳。这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体，由於它的接近，总要使电容的介电常数发生变化，从而使电容量发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通或断开。这种接近开关检测的物件，不限於导体，可以绝缘的液体或粉状物等。 4、比较 优点：温度稳定性好，结构简单，适应性强，动态响应好，可以实现非接触测量，具有平均效应：缺点：输出阻抗高，负载能力差，寄生电容影响大，输出特性非线性
二、霍尔式位移传感器 1、传感器照片（MIRAN-WOA-C-R角度位移） 2、应用场景 供电电压24V DC，输出信号有4-20MA、0-5V、0-10V等 3、测量原理 如果马达角度传感器构造运转，而齿轮不转，说明你的机器已经被障碍物给挡住了。此技术使用起来非常简单，而且非常有效;唯一要求就是运动的轮子不能在地板上打滑（或者说打滑次数太多），否则你将无法检测到障碍物。如果是一个空转的齿轮连接到马达上就可以避免这个问题，这个轮子不是由马达驱动而是通过装置的运动带动它：在驱动轮旋转的过程中，如果惰轮停止了，说明你碰到障碍物了。 4、比较 优点：无接触、无噪音、高灵敏度、高重复性、长寿命、高频响应特
《传感器与检测技术》温度测量实验报告
《传感器与检测技术》温度测量实验报告 课程名称：传感器与检测技术实验类型：验证型 实验项目名称：温度测量 一、实验目的：了解热电偶测量温度的性能与应用范围。 二、基本原理：热电偶测温原理是利用热电效应。当两种不同的金属组成回路， 如两个接点有温度差，就会产生热电势，这就是热电效应。温度高的接点称工作 端，将其置于被测温度场，以相应电路就可间接测得被测温度值，温度低的接点 就称冷端（也称自由端），冷端可以是室温值或经补偿后的 0ºC、25ºC。冷热端温差越大，热电偶的输出电动势就越大，因此可以用热电动势大小衡量温度的大小。常见的热电偶有 K（镍铬-镍硅或镍铝）、E（镍铬-康铜）等，并且有相应的分度表即参考端温度为 0℃时的测量端温度与热电动势的对应关系表，可以通过测量热电偶输出的热电动势再查分度表得到相应的温度值。热电偶分度表是定义在热电偶的参考端为 0℃时热电偶输出的热电动势与热电偶测量端温度值的对应关系。热电偶测温时要对参考端进行补偿，计算公式：E(t,to)=E(t,to′）+E（to′，to）式中：E(t，to）是热电偶测量端温度为 t，参考端温度 to=0℃时的热电动势值； E（t，to′）是热电偶测量温度 t，参考端温度为 to′不等于 0℃的热电动势； E
（to′，to）是热电偶测量端温度为 to′，参考端温度为 to=0℃的热电动势。 三、需用器件与单元：K 型、E 型热电偶、温度测量控制仪、温度源、差动放大器、电压表、直流稳压电源+15V。 四、实验步骤： 1、将温控表上的“加热”和“冷却”拨到内控，将 K、E 热电偶插到温度源的插孔中，K 型的自由端接到温度控制仪上标有传感器字样的插孔中。然后将温度源的航空插头插入实验箱侧面的航空插头，将实验箱的+15V 电压、地接到温度源的 2-24V 上，将实验箱的多功能控制器 D0 两端接到温度源的风机电源 Di 上。 2、首先将差动放大器的输入端短接并接到地，然后将放大倍数顺时针旋转到底，调节调零电位器使输出电压为零。去掉输入端的短接线，将 E 型热电偶的自由端与差动放大器的输入端相接（红色接正，蓝色接负），同时 E 型热电偶的蓝色接线端子接地。 3、开启电源，观察温控表的温度值 to′并记录（室温），调节调零电位器使输 出电压为零。 4、调节温度仪表的温度值 T=40℃，等温度稳定后记录电压值。 5、重新设定温度值为 40℃+n△t,建议△t=5℃,n=1……7，每隔 1n 读出数显
传感器与检测技术实验报告
传感器与检测技术实验报告 前言：传感器多种多样，玲琅满目，可供我们选择的有很多。压电传感器，电感涡流传感器等众多高性能传感器，被大量应用在各行各业。特别是机床行业，以及汽车制造等行业更是应用广泛，是国内外公认的具有发展前途的高技术产业。 一、压电传感器(PT124G-210) 1、传感器照片 2、应用场景 3、测量原理
应变式压力传感器,是外界的压力，引起应变材料的几何形状发生改变,进而导致材料的电阻发生变化,检测这个电阻变化量可以测得外力的大小。压阻式压力传感器通常是半导体压敏材料,半导体压阻式传感器在受到外力后,自身的几何形状几乎没有什么改变,而是其晶格参数发生改变,影响到禁带宽度,禁带宽度哪怕是非常微小的改变,都会引起载流子密度很大的改变,这最终引起材料的电阻率发生改变 4、传感器原理 压力或振动引起应变材料的几何形状发生改变，根据形变大小进行数据的显示 5、比较 它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差，需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。 二、涡流式传感器（ECS-3） 1、传感器图片
2、应用场景 电涡流传感器系统广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业和一些科研单位。对汽轮机、水轮机、鼓风机、压缩机、空分机、齿轮箱、大型冷却泵等大型旋转机械轴的径向振动、轴向位移、键相器、轴转速、胀差、偏心、以及转子动力学研究和零件尺寸检验等进行在线测量和保护 3、测量原理 通过电涡流效应的原理，准确测量被测体(必须是金属导体)与探头端面的相对位置。 4、传感器原理 即利用金属导体置于变化的磁场中，产生感应电流，从而在金属体内形成自行闭合的电涡流线。 5、比较 特点是长期工作可靠性好、灵敏度高、抗干扰能力强、非接触测量、响应速度快、不受油水等介质的影响，常被用于对大型旋转机械的轴位移、轴振动、轴转速等参数进行长期实时监测，可以分析出设备的工作状况和故障原因，有效地对设备进行保护及预维修。
传感器与检测技术技术实验报告
天津广播电视大学武清分校 《传感器与测试技术》 实验报告 姓名： 学号： 班级: 13春机械本
实验一：电涡流式传感器实验 一、实验目的 1、了解电涡流传感器的实际应用。 2、了解电涡流传感器在静态测量中的应用。 3、了解电涡流传感器的结构、原理、工作特性。 4、通过实验掌握用电涡流传感器测量振幅的原理和方法。 5、通过实验说明不同的涡流感应材料对电涡流传感器特性的影响。 二、实验电路图及原理： 图(1) 电涡流式传感器由平面线圈和金属涡流片组成，当线圈中通以高频交变电流后，与其平行的金属片上感应产生电涡流，电涡流的大小影响线圈的阻抗Z，而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关。当平面线圈、被测体（涡流片）、激励源已确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与X距离有关。将阻抗变化经涡流变换器变换成电压V输出，则输出电压是距离X的单值函数。 三、实验所需部件： 测微头、示波器、电压表、电涡流线圈、金属涡流片、电涡流变换器、三种金属涡流片。 四、实验步骤： 1．按图连线，差动放大器调零，将电涡流传感器对准金属圆盘。 2．旋转测微器旋钮移动振动台，使电涡流传感器与金属片接触，此时涡流变换器的输出电压为零，由此开始向上旋转测微器旋钮，每隔0.5mm用电压表读取变换器的输出电压，将数据填入表1。 3．分别将铜片和铝片代替铁片，重复2的实验结果分别填入表2和表3。 4．将电涡流传感器连支架移到金属转盘上方，调整到其端面距盘面～1.0mm处，注意保持其端面与盘面的平行，不可碰擦。 5．涡流变换器的输出端与数字频率表相连，开启电机，调节转速，则电机转速可由下式
传感器与检测技术实验报告56147
传感器与检测技术实验报告56147
西华大学实验报告(理工类) 开课学院及实验室:自动检测及自动化仪表实验室实验时间 : 年月日 一、实验目的 1.观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式; 2.测试应变梁变形的应变输出; 3.比较各桥路间的输出关系; 4.比较金属应变片与半导体应变片的各种的特点。 二、实验原理 应变片就是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时,应变片要牢固地粘贴在测试体表面,当测件受力发生形变,应变片的敏感栅随同变形,其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路,转换成电信号输出显示。 三、实验设备、仪器及材料 直流稳压电源(±4V档)、电桥、差动放大器、箔式应变片、测微头、(或双孔悬臂梁、称重砝码)、电压表。 四、实验步骤(按照实际操作过程) 1.调零。开启仪器电源,差动放大器增益置100倍(顺时针方向旋到底),“＋、－”输入端用实验线对地短路。输出端接数字电压表,用“调零”电位器调整差动放
大器输出电压为零,然后拔掉实验线。调零后电位器位置不要变化,调零后关闭仪器电源。 2.按图1、1将实验部件用实验线连接成测试桥路。桥路中R1、R2、R3、与W D 为电桥中的固定电阻与直流调平衡电位器,R为金属箔式应变片(可任选上、下梁中的一片工作片)。直流激励电源为±4V。 3.确认接线无误后开启仪器电源,并预热数分钟。测微头装于悬臂梁前端的永久磁钢上,并调节使应变梁处于基本水平状态。调整电桥W D 电位器,使测试系统输出为零。 4.旋动测微头,带动悬臂梁分别作向上与向下的运动,以悬臂梁水平状态下电路输出电压为零为起点,向上与向下移动各5mm,测微头每移动0.5mm 记录一个差动放大器输出电压值,并列表。 5.直流半桥:保持差动放大器增益不变,将R2换成与应变片R 工作状态相反的另一金属箔式应变片,(若R 拉伸,换上去的应为压缩片)形成半桥。重复单臂电桥的步骤; 6.直流全桥:保持差动放大器增益不变,将R1换成与应变片R 工作状态相反的另一金属箔式应变片,(若R 拉伸,换上去的应为压缩片),将 R3换成与应变片R 工作状态相同的另一金属箔式应变片,形成全桥。重复单臂电桥的步骤。 五、实验过程记录(数据、图表、计算等) ＋ －图1、1 单臂电桥测试原理图
传感器与检测技术实验报告
传感器与检测技术实验报告 目录 1.电感式传感器 (2) 1.1简介 (2) 1.1.1自感式传感器 (2) 1.1.2差动变压式传感器 (2) 1.1.3电涡流传感器 (3) 1.2电感式传感器原理 (3) 1.3测量原理 (3) 1.4应用场景 (4) 2. 电容式传感器 (4) 2.1简介 (5) 2.1.1分类 (5) 2.2电容式传感器原理 (6) 2.3测量原理 (7) 2.4应用场景 (8) 3优缺点比较 (8)
1.电感式传感器 1.1简介 电感式传感器是利用线圈自感或互感的改变来实现测量的种装置。其结构简单，无活动电触点，工作寿命长。而且灵敏度和分辨力高，输出信号强。线性度和重复性都比较好，能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制。可以测量位移、振动、压力流量、比重等参数。电感式传感器的核心部分是可变的自感或互感，在将被测量转换成线圈自感或互感的变化时，一般要利用磁场作为媒介或利用铁磁体的某些现象。这类传感器的主要特征是具有电感绕组。 1.1.1自感式传感器 自感式传感器是利用自感量随气隙变化而改变的原理制成的，用来测量位移。自感式传感器主要有闭磁路变隙式和开磁路螺线管式，它们又都可以分为单线圈式与差动式两种结构形式。 1.1.2 差动变压式传感器 把被测的非电量变化转换为线圈互感变化的传感器称为互感式传感器。因这种传感器是根据变压器的基木原理制成的，并且其二
次绕组都用差动形式连接，所以又叫差动变压器式传感器，简称差动变压器。 1.1.3 电涡流传感器 根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。按照电涡流在导体内的贯穿情况，此传感器可分为高频反射式和低频透射式两类，但从基本工作原理上来说仍是相似的。电涡流式传感器最大的特点是能对位移、厚度、表面温度、速度、应力、材料损伤等进行非接触式连续测量，另外还具有体积小、灵敏度高、频率响应宽等特点，应用极其广泛。 1.2电感式传感器原理 利用电磁感应原理将被测非电量转换成线圈自感系数或互感系数的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出，这种装置称为电感式传感器。 1.3测量原理 电感式传感器的工作原理是电磁感应，它是把被测量如位移等，转换为电感量变化的一种装置。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信触发驱初控制器件，从而达到非接触式之检测目的。