传感器原理及应用实验讲义

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压力传感器的原理及应用实验报告

压力传感器的原理及应用实验报告

压力传感器的原理及应用实验报告1. 引言压力传感器是一种广泛应用于工业控制和物理实验中的传感器。

它们能够测量物体的压力,并将其转换为相应的电信号输出。

本实验报告将详细介绍压力传感器的原理,搭建实验装置并进行相应的应用实验。

2. 压力传感器的原理压力传感器的原理是基于焊接应变片的工作原理。

当承受压力的物体与传感器接触时,传感器上的焊接应变片会发生变形。

这个变形会引起应变片内部电阻的变化,从而导致电信号的改变。

通过测量这个电信号的改变,我们可以确定物体所受压力的大小。

3. 实验装置搭建为了进行压力传感器的实验,我们需要准备以下材料和设备: - 压力传感器 -嵌入式开发板 - 连接线 - 软件开发工具在实验装置搭建过程中,我们首先将压力传感器连接到嵌入式开发板上,然后使用相应的软件开发工具对传感器进行数据读取和处理。

4. 实验过程在实验过程中,我们按照以下步骤进行: 1. 将嵌入式开发板连接到计算机,并启动软件开发工具。

2. 配置开发工具的相关设置,包括传感器类型、数据采集频率等。

3. 将压力传感器连接到开发板的相应引脚上。

4. 在开发工具中编写相应的代码,用于读取传感器的数据值。

5. 启动实验装置,给传感器施加不同的压力,并记录传感器输出的电信号值。

6. 根据实验记录的数据,绘制压力与电信号的关系曲线图。

5. 实验结果分析根据实验记录的数据以及绘制的关系曲线图,我们可以得出以下结论: 1. 压力传感器的输出电信号与所受压力呈正比关系,即随着压力的增加,电信号的值也会增加。

2. 在一定范围内,压力传感器的输出电信号与所受压力之间存在线性关系。

3. 通过对实验数据进行适当处理和分析,我们可以得到传感器的灵敏度和响应时间等参数。

6. 应用领域压力传感器在许多领域中都有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面: - 工业自动化控制 - 医疗设备 - 汽车工业 - 环境监测 - 建筑结构监测7. 结论通过以上实验和分析,我们深入了解了压力传感器的原理和应用。

实验十四光电传感器原理及应用

实验十四光电传感器原理及应用

实验十四光电传感器原理及应用一、实验目的:1.了解光电传感器的工作原理;2.学习光电传感器的应用领域;3.掌握光电传感器的基本使用方法;二、实验原理:光电传感器是一种能够将光信号转换为电信号的器件。

其主要原理是利用光电效应,当光线照射到光电传感器上时,光电传感器内的光敏元件(如光敏二极管、光电二极管、光敏三极管等)会产生电流或电压信号。

这个信号可以用来检测或测量光线的强弱、颜色等信息。

光电传感器在工业、机器人、自动化控制等领域有着广泛的应用。

三、实验步骤:1.实验准备:将光电传感器与电源和电路连接起来,组成一个电路实验装置。

保证电路连接正确,电源电压稳定。

2.测量光电传感器的电压输出:将光电传感器的输出端接入示波器的输入端,调节示波器的触发阈值,观察示波器上的波形变化。

可以发现当光线照射到光电传感器上时,示波器上会显示出对应的电压信号。

3.测量不同光强下的输出电压:利用可调节的光源,调节光源的亮度,分别测量不同光强下的光电传感器输出电压。

记录下每一组的测量结果,并进行对比分析。

4.测量不同颜色光线的输出电压:利用不同颜色的光源(如红、绿、蓝等),分别测量不同颜色光线下的光电传感器输出电压。

记录下每一组的测量结果,并进行对比分析。

四、实验结果及分析:根据实验步骤得到的测量结果,可以发现光电传感器的输出电压与光线强弱呈正相关关系。

当光线较强时,输出电压较高;当光线较弱时,输出电压较低。

此外,不同颜色的光线对光电传感器的输出电压也会产生影响,不同颜色的光线下的输出电压有所不同。

这些结果可以为后续光电传感器的应用提供参考。

五、实验应用:1.自动光敏灯控制系统:利用光电传感器对光线强弱进行检测和控制,实现自动灯光开关的功能。

当光线较暗时,系统自动打开灯光;当光线充足时,系统自动关闭灯光。

这样可以节省能源,提高使用效率。

2.产业自动化控制系统:将光电传感器与机械手臂等设备相结合,利用光电传感器对物体位置、形状等进行检测和测量,实现自动化控制。

传感器原理及应用实验报告的

传感器原理及应用实验报告的

传感器原理及应用实验报告的传感器原理及应用实验报告1. 引言传感器是一种能够将物理量转化为可测量的电信号的装置,广泛应用于各个领域,如工业控制、医疗监护、环境监测等。

本实验旨在探究传感器的工作原理,并通过一系列的应用示例,展示传感器在实际应用中的优势和价值。

2. 传感器的工作原理传感器的工作原理基于不同的物理原理,常见的有电阻、电容、磁性、光电等原理。

以电阻式传感器为例,其基本原理是通过测量感应电阻的变化来获得目标物理量的信息。

当被测量物理量发生变化时,传感器内部的电路会产生相应的变化,这种变化可以通过电压、电流等形式的输出信号来实现。

3. 传感器的分类与应用3.1 光电传感器光电传感器利用光敏元件(如光电二极管、光电三极管等)对光信号进行感知,并将其转化为电信号。

光电传感器广泛应用于工业自动化控制、安防监控、光电测距等领域。

3.2 压力传感器压力传感器通过测量物体受到的外部压力,将其转化为电信号。

压力传感器在汽车制造、气体检测、医疗器械等领域有着重要的应用。

3.3 温度传感器温度传感器通过测量物体的温度变化,将其转化为电信号。

温度传感器广泛应用于气象观测、温控设备、冷链物流等领域。

3.4 加速度传感器加速度传感器用于测量物体的加速度或振动状态,常见于汽车安全系统、运动监测、智能手机等设备中。

3.5 湿度传感器湿度传感器用于测量空气中的湿度水分含量,广泛应用于农业、气象观测、室内环境监测等领域。

4. 传感器应用实例4.1 工业领域在工业自动化领域,传感器起着至关重要的作用。

通过使用温度传感器和压力传感器,可以实现对生产过程中温度和压力的监测与控制,提升生产效率和质量。

4.2 医疗监护传感器在医疗监护领域也广泛应用。

心电传感器可以实时监测患者的心电图数据;血氧传感器可以测量血氧饱和度;体温传感器可以监测患者体温的变化,及时发现异常情况。

4.3 环境监测传感器在环境监测领域具有重要作用。

空气质量传感器可以检测空气中的恶劣气体浓度;水质传感器可以监测水质的污染程度;土壤湿度传感器可以及时监测土壤的湿度状况。

传感器原理及应用一实验报告

传感器原理及应用一实验报告

传感器原理及应用(一)工程物理系 工物22 方侨光 022041【实验一】热电传感器——热电偶一、实验目的观察了解热电偶的结构,熟悉热电偶的工作特性,学会查阅热电偶分度表。

二、实验原理热电偶是热电式传感器种的一种,它可将温度变化转化成电势的变化,其工作原理是建立在热电效应的基础上的。

即将两种不同材料的导体组成一个闭合回路,如果两个结电的温度不同,则回路中将产生一定的电流(电势),其大小与材料的性质和结点的温度有关。

因此只要保持冷端温度T 0不变,当加热结点时,热电偶的输出电势E 会随温度T 变化,通过测量此电势即可知道两端温差,从而实现温度的测量。

电势E 和温度T 之间的关系是利用分度表的形式来表达的,在制分度表时,通常采用热电偶的冷端温度T 0=0℃条件下测得的,所以在使用热电偶时,只有满足T 0=0℃的条件,才能直接使用分度表。

在实际工况环境中,由于冷端温度不是0℃而是某一温度Tn ,因此在使用分度表前要对所测电动势进行修正。

E(T ,T 0) = E(T ,T n ) + E(T n ,T 0) 即: 实际电动势 = 仪表指示值 + 温度修正值 式中E 为热电偶的电动势,T 为热电偶的热端温度,T 0为热电偶参考端温度为0℃,T n 为热电偶参考端所处的温度。

三、实验结果T n =21.0℃ 查表得到修正值:E(T n ,T 0)=0.832mV 加热前,电压表读数:0.008V 加热后,电压表读数:-0.171V于是得到:E(T ,T n )=179/200mV=0.895mV 从而得到实际电动势:E(T ,T 0)=1.727mV 查表可得:T=42.7℃【实验二】热敏电阻测温度一、实验目的观察了解热敏电阻的结构,熟悉热敏电阻的工作特性,学会使用热敏电阻测温。

二、实验原理本实验中所用热敏电阻为负温度系数。

其定义为热敏电阻在其自身温度变化1℃时,电阻值的相对变化量,可用下式表示为:21T T dR BR dT Tα==-式中B 为热敏电阻常数。

《传感器原理及应用》扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验报告

《传感器原理及应用》扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验报告

《传感器原理及应用》扩散硅压阻式压力传感器的压力测
量实验报告
1.实验功能要求
了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法。

2.实验所用传感器原理
压阻压力传感器是指利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。

单晶硅材料在受到力的作用后,电阻率发生变化,通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。

它又称为扩散硅压阻压力传感器,它不同于粘贴式应变计需通过弹性敏感元件间接感受外力,而是直接通过硅膜片感受被测压力的。

3.实验电路
4.实验过程
1.按图10-2接好“差动放大器”与“电压放大器”,“电压放大器”输出端接数显直流电压表,选择20V档,打开直流开关电源。

2.调节“差动放大器”与“电压放大器”的增益调节电位器到适当位置并保持不动,用导线将“差动放大器”的输入端短接,然后调节调零电位器使直流电压表20V档显示为零。

3.取下短路导线,并按图10-2连接“压力传感器”与“分压器”。

4.气室的活塞退回到刻度“17”的小孔后,使气室的压力相对大气压均为0,气压计指在“零”刻度处,将“压力传感器”的输出接到差动放大器的输入端,调节Rw1使直流电压表20V档显示为零。

5.增大输入压力到0.01MPa,每隔0.005Mpa记下“电压放大器”输出的电压值U。

直到压强达到0.095Mpa;填入表。

5.实验结果
绘制P1-Uo2曲线:
y=p1*x+p2
P1=110.3
P2=0.87657
由图读出m=0.392
故灵敏度S=△U/ΔP =P1=110.3v/kp
非线性误差δf=(0.392/11.4)X100%=3.5%。

传感器原理及应用-第2章

传感器原理及应用-第2章

电桥电路
力、加速度、荷重等
应变
电阻变化
电压、电流
图2-1 电阻应变式传感器典型结构与测量原理
电阻应变片:利用金属丝的电阻应变效应或半导 体的压阻效应制成的一种传感元件。
电阻应变片的分类: 金属应变片和半导体应变片。
一、电阻应变片
(一)工作原理——应变效应
导体或半导体材料在外力的作用下产生机械变形时, 其电阻值相应发生变化的现象称为应变效应。
第二章 应变式传感器
主要内容:
一、电阻应变式传感器 二、压阻式传感器
本章重点:
电阻应变式传感器的构成原理及特性 电桥测量电路的结构形式及特点 压阻式传感器的工作原理
基本要求:
掌握电阻应变式传感器的构成原理及特性, 掌握电桥测量电路的结构形式及和差特性,掌握 压阻式传感器的工作原理及设计特点。
in2x
图2-10 应变片对应变波的动态响应
应变片对正弦应变波的响应是在其栅长 l 范围内所
感受应变量的平均值 m,低于真实应变波 t ,从而
产生误差。
t 瞬时应变片中点的应变(真实应变波) 值为:
t
0
s
in2
xt
t 瞬时应变片的平均应变(实际响应波) 值为:
m
也可写成增量形式
RRKs
l l
Ks
式中,Ks——金属丝的应变灵敏系数。物理意义是单位应变 所引起的电阻相对变化量。
金属丝的灵敏系数取决于两部分:
①金属丝几何尺寸的变化, 0 .3 (1 2 ) 1 .6
②电阻率随应变而引起的变化
Hale Waihona Puke 金属丝几何尺寸 金属本身的特性C
如康铜,C≈1, Ks ≈2.0。其他金属, Ks一般在1.8~4.8范围内。

传感器原理及应用实验

传感器原理及应用实验

传感器原理及应用实验
传感器是一种能够感知和测量环境变量的装置或设备,它能够将环境中的物理量转换为电信号或其他方便处理的形式。

传感器原理及应用的实验是为了研究和验证某种传感器的工作原理以及应用场景。

在实验中,我们通常会使用模拟传感器或数字传感器来进行测量和控制。

模拟传感器是指将物理量转换为模拟电压或电流信号的传感器,如温度传感器、压力传感器等。

数字传感器是指将物理量转换为数字信号的传感器,如光电传感器、加速度传感器等。

实验的第一步通常是准备实验装置和所需材料,如传感器、电源、电路板等。

接下来,我们需要按照实验步骤连接电路,并将传感器与电路板相连接。

在实验过程中,我们需要根据传感器的工作原理合理地选择信号放大电路、滤波电路等辅助电路。

同时,对于数字传感器,我们还需要使用单片机或其他数字处理器对信号进行处理和分析。

实验中,我们可以通过改变环境条件或操控实验装置来模拟不同的应用场景。

例如,在温度传感器实验中,可以通过改变热源的温度来观察传感器输出的电信号变化;在光电传感器实验中,可以调节光源的强度或改变测试物体与光源之间的距离来观察传感器的反应。

进行实验后,我们可以通过观察和记录传感器输出的电信号或其他相应数据来分析传感器的性能,并根据实验结果来判断传
感器的可行性、精度和稳定性。

在实验结束后,如果有必要,我们还可以根据实验结果对传感器进行调整和优化,以适应更广泛的应用场景。

传感器的原理及应用实验对于探索和理解传感器的工作原理和应用具有重要意义。

通过实验,我们可以深入了解传感器的特性和性能,为传感器应用领域的研究和开发提供实验数据和依据。

传感器原理与应用实验报告

传感器原理与应用实验报告

传感器原理与应用实验报告实验名称:传感器原理与应用实验实验目的:1. 了解传感器的基本原理;2. 学习传感器的应用。

实验器材:1. Arduino开发板;2. 温度传感器;3. 光敏传感器;4. 气体传感器;5. 电位器。

实验原理:传感器是一种能够感知或测量特定物理量的装置,它能够将感知到的物理量转化为电信号输出。

传感器的工作原理根据不同的物理量而有所不同,常见的传感器包括温度传感器、光敏传感器、气体传感器等。

温度传感器是一种能够测量温度的传感器,它利用温度对电阻值的影响来测量温度。

常见的温度传感器有热敏电阻和热电偶等。

光敏传感器是一种能够感知光强的传感器,它利用光敏元件对光的敏感性来测量光强。

常见的光敏传感器有光敏电阻和光电二极管等。

气体传感器是一种能够检测、测量和监测气体浓度和组成的传感器。

常见的气体传感器有气敏电阻和气敏传感器等。

电位器是一种能够调节电阻值的装置,它通过改变电阻值来改变电路中的电流或电压。

实验步骤:1. 将温度传感器连接到Arduino开发板的模拟输入引脚;2. 将光敏传感器连接到Arduino开发板的模拟输入引脚;3. 将气体传感器连接到Arduino开发板的模拟输入引脚;4. 将电位器连接到Arduino开发板的模拟输入引脚;5. 编写Arduino代码,读取传感器的电信号,并将其转换为温度、光强、气体浓度等物理量;6. 将物理量通过串口输出或显示到LCD屏幕上。

实验结果:通过实验,我们成功地读取了温度传感器、光敏传感器、气体传感器和电位器的电信号,并将其转换为相应的物理量。

实验结果显示,温度传感器测得的温度为25℃,光敏传感器测得的光强为100 lux,气体传感器测得的气体浓度为200 ppm,电位器调节后的电阻值为500欧姆。

实验总结:通过本实验,我们深入了解了传感器的工作原理和应用。

传感器在现代科技中起着重要的作用,广泛应用于环境监测、工业自动化、智能家居等领域。

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传感器原理及应用CSY-998系列传感器实验台主要技术参数、性能及说明CSY系列传感器系统实验仪是集被测体、各种传感器、信号激励源、处理电路和显示器于一体,组成一个完整的测试系统。

实验仪主要由实验工作台、处理电路、信号与显示电路三部分组成。

传感器位于实验工作台右边,装在圆盘式工作台的四周,依次为(依逆时针方向)电感式(差动变压器)、电容式、磁电式、霍尔式、电涡流式、压阻式等传感器。

光纤传感器的一端已固定在“光电变换器”上,另一端为活动的圆柱形探头,可根据要求加以固定。

一、传感器安装台部分:双平行振动梁的自由端及振动圆盘下面各装有磁钢,通过各自测微头或激振线圈接入低频激振器VO可做静态或动态测量。

应变梁:应变梁采用不锈钢片,双梁结构端部有较好的线性位移。

传感器:1.应变式传感器箔式应变片阻值:350Ω,应变系数:2。

2.热电偶(热电式)直流电阻:10Ω左右,由两个铜一康铜热电偶串接而成,分度号为T冷端温度为环境温度。

3.差动变压器量程:≥5mm,直流电阻:5Ω-10Ω由一个初级、二个次级线圈绕制而成的透明空心线圈,铁芯为软磁铁氧体。

4.电涡流位移传感器量程:3mm,直流电阻:1Ω-2Ω,多股漆包线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成。

5.霍尔式传感器日本JVC公司生产的线性半导体霍尔片,它置于环形磁钢构成的梯度磁场中。

量程:±1mm。

6.磁电式传感器直流电阻:30Ω-40Ω,由线圈和动铁(永久磁钢)组成,灵敏度:0.5v/m/s。

7.压电加速度传感器PZT-5双压电晶片和铜质量块构成。

谐振频率:>-10KHz。

8.电容式传感器量程:+5mm,由两组定片和一组动片组成的差动变面积式电容传感器。

9.压阻式压力传感器量程:15Kpa,供电:≤4V,美国摩托罗拉公司生产的MPX型压阻式压力传感器,具有温度自补偿功能。

10.光纤传感器由多模光纤、发射、接收电路组成的导光型传感器,线性范围1mm。

红外线发射、接收,2×60股丫形、半圆分布。

11.PN结温度传感器利用半导体P-N结良好的线性温度电压特性制成的测温传感器。

灵敏度:-2mV /℃12.热敏电阻由半导体热敏电阻NTC:温度系数为负,25℃时为10KΩ。

二、信号及变换1.电桥:用于组成应变电桥,提供组桥插座,标准电阻和交、直流调平衡网络。

2.差动放大器:通频带0~10KHz,可接成同相、反相、差动结构、增益为1-100倍的直流放大器。

3.电容变换器:由高频振荡,放大和双T电桥组成的处理电路。

4.电压放大器:增益约为5倍,同相输入,通频带0~10KHz。

5.移相器:允许最大输入电压10VP-P,移相范围≥±20°(50kHz时)6.相敏检波器:可检波电压频率0-10KHz,允许最大输入电压10VP-P极性反转整形电路与电子开关构成的检波电器。

7.电荷放大器:电容反馈型放大器,用于放大压电传感器的输出信号。

8.低通滤波器:由50Hz陷波器和RC滤波器组成,转折频率35Hz左右。

9.涡流变换器:输出电压≥|8|V(探头离开被测物),变频式调幅变换电路,传感器线圈是振荡电路中的电感元件10.光电变换座:由红外发射、接收组成。

三、二套显示仪表1.数字式电压/频率表:3位半显示,电压范围0-2V、0-20V,频率范围3Hz-2KHz、10Hz-20KHz,灵敏度≥50mV。

2.指针式毫伏表:85c1表,分500mV、50mV、5mV三档,精度2.5%。

四、二种振荡器音频振荡器:1KHz-10KHz输出连续可调,Vp-p值20V,180°、0°反相输出,LV 端最大功率输出电流0.5A。

低频振荡器:1-30Hz输出连续可调,Vp-p值20V,最大输出电流0.5A,Vi端可提供用做电流放大器。

五、二套悬臂梁、测微头双平行式套悬臂梁二副(其中一副为应变梁,另一副装在内部与振动圆盘相连),梁端装有永久磁钢、激振线圈和可拆卸式螺旋测微头,可进行压力位移与振动实验。

六、电加热器二组电热丝组成,加热时可获得高于环境温度30℃左右的升温。

七、测速电机一组由可调的低噪声高速轴流风扇组成,与光电、光纤、涡流传感器配合进行测速实验。

八、二组稳压电稳直流±15V,主要提供温度实验时的加热电流,最大激励1.5A。

±2V-±10V分五档输出,最大输出电流1.5A。

提供直流激励源。

九、计算机联接与处理(选配)分析软件性能稳定、动、静态采样直观且效果好;软件增强了分析处理功能(新增最小二乘法和端基法分析)。

测试的频率范围宽(0~10KHz)。

采样速度可以控制,既可单点采样亦能连续采样。

标准RS-232接口,与计算机串行工作。

提供的处理软件有良好的计算机显示界面,可以进行实验项目选择,数据采集,特性曲线的分析、比较、文件存取、打印等。

数据采集卡进一步扩大EPROM(已达8K),能使波形完整地显示,采用性能稳定、转换速率快的A/D转换芯片(AD1674)。

实验一 金属箔式应变片性能——单臂电桥一、实验目的了解金属箔式应变片,单臂电桥的工作原理和工作情况。

二、实验原理箔式应变片的工作原理是建立在电阻应变效应的基础上,所谓电阻应变效应是指电阻值随变形(伸长或缩短)而发生改变的一种物理现象。

如图所示,设有一根长为l 、截面积为S 、电阻率为ρ的金属丝,其电阻为:slR ρ=当在轴向受到拉力的作用时,长度增加了l ∆,截面积减少了S ∆,那么电阻将增加R ∆,则电阻相对变化可按下式求得: ρρ∆+∆-∆=∆S S l l R R 。

对于箔式应变片0≈ρρ∆,电阻变化主要由应变产生。

则:ε=μ+ε=∆-∆≈∆K )(SS l l R R 21 式中:ll ∆是材料的轴向线应变,用应变ε表示为:l l∆=εS S ∆是材料截面积的变化,用材料的泊松比μ=-l l D D ∆∆及ε表示为:με=∆2S S由此可以看出,金属材料的电阻相对变化与其线应变ε正比,比例系数称为灵敏度,这就是金属材料的应变电阻效应。

应变片是最常用的测力传感元件。

汉用应变片测试时,应变片要牢固地粘贴在测试体表面,当测件受力发生形变,应变片和敏感栅随同变形,其电阻屯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。

电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种,当电桥平衡时,桥路对臂电阻乘积相等,电桥输出为零,在桥臂四个电阻R 1、R 2、R 3、R 4中,电阻的相对变化率分别为+-电桥平衡网络差动力放大器直流电压表图1.1 电桥原理11/R R ∆、22/R R ∆、33/R R ∆、44/R R ∆,当使用一个应变片时,RR R∆=∑;当二个应变片组成差动状态工作2RR R ∆=∑,则有;用四个应变片组成二个差对工作,且4321R R R R ===,4RR R∆=∑。

由此可知,单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。

三、实验器材直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、测微头、一片应变片、F /V 表、主、副电源。

旋钮初始位置:直流稳压电源置±2V 档,F /V 表置2V 档,差动放大增益最大。

四、实验步骤了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置,观察梁上的应变片,应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。

上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片和一片补偿应变片,测微头在双平行梁前面的支座上,可以上、下、前、后、左、右调节。

将差动放大器调零:用连线将差动放大器的下(+)、负(-)、地短接。

将差动放大器的输出端与F /V 表的输入插口相连;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。

根据图1.1接线。

R 1、R 2、R 3为电桥单元的固定电阻;R x =R 4为应变片。

将稳压电源的切换开关置±4V 档,F /V 表置20V 档。

调节测微头脱离双平行梁,开启主、副电源,调节电桥的平衡网络中的W 1,使F /V 表显示为零,然后将F /V 表置2V 档,再调电桥W 1(应仔细调整),使F /V 表显示为零。

将测微头转动到10mm 刻度附近,安装到双平行梁的自由端(与自由端磁钢吸合),调节测微头支柱的高度(梁的自由端跟随变化)使F /V 表显示最小,再旋动测微头,使F /V 表显示为零(细调为零),这时的测微头刻度为零位的相应刻度。

往下或往上旋动测微头,使梁的自由端产生位移,记下F /V 表显示的值。

建议每旋动测微头一周即△X =0.5mm 记一个数值填入表1-1:据所得结果计算灵敏度S =△V /△X (式中△X 为梁的自由端位移变化,△V 为相应F /V 表的电压相应变化)。

实验完毕,关闭主、副电源,所有旋钮转到初始位置。

五、注意事项电桥上端虚线所示的四个电阻实际上并不存在,仅作为一标记。

做此实验时应将低频振荡器的幅度关至最小,以减小其对直流电桥的影响。

六、问题本实验电路对直流稳压电源和对放大器有何要求?根据所给的差动放大器电路原理图,分析其工作原理,说明它既能差动放大,以可作同相或反相放大器。

实验二 金属箔式应变片:单臂、半桥、全桥电路比较一、实验目的验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。

二、实验原理说明实验实际使用的应变电的性能和原理。

已知单臂、半桥和全桥电路的R ∑分别为/R R ∆、2/R R ∆、4/R R ∆。

根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于1/4E R ⋅⋅∑,电桥灵敏度//Ku V R R =∆,于是对应单臂、半桥和全桥的电压灵敏度分别为1/4E 、1/2E 和E 。

由此可知,当E 和电阻相对京华一定时,电桥及电压灵敏度与各桥臂值的大小无关。

三、实验器材直流稳压电源、差动放大器、电桥、F /V 表、测微头、双平行梁、应变片、主、副电源。

有关旋钮的初始位置:直流稳压电源置±2V 档,F /V 表置2V 档,差动放大器增益到最大。

四、实验步骤按实验一方法将差动放大器调零后,关闭主、副电源。

按图2.1接线,图中R x =R 4为工作片,r 及W 1为电桥平衡网络。

调整测微头使双平行梁处于水平位置(目测),将直流稳压电源打到±4V 档。

选择适当的放大增益,然后调整电桥平衡电位器W 1,使表头显示零(需预热几分钟表头才能稳定下来)。

旋转测微头,使梁移动,每隔0.5mm 读一个数,将测得的数值填入下表,然后关闭主、副电源:保持放大器增益不变,将R 3固定电阻换为与R 4工作状态相反的另一应变片即取二片受力方向不同应变片,形成半桥,调节测微头使双平行梁处于水平位置(目测),调节电桥使表头显示零,重复(4)过程,测得数据填入表2-1:+-电桥平衡网络差动力放大器直流电压表图2.1 电桥原理保持差动放大器增益不变,将R1、R2两固定电阻换成另两片受力应变片,组桥时只要掌握对臂应变受力方向相同,邻臂应变片的受力方向相反即可,否则相互抵消没有输出。

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