《测试技术》实验指导书(201809)
K测控121郁林学号240121131《检测技术》实验指导书及报告二合一
《检测技术》实验指导书及实验报告班级; K测控121课程：姓名：郁林学号： 240121131南京工程学院自动化学院测控技术与仪器教研室2014.11实验四电容式传感器特性实验时间：一、实验目的掌握电容式传感器的结构和工作原理；掌握电容传感器测量位移的方法。
二、实验原理电容式传感器有多种形式，本仪器中是差动变面积式。
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变化，成为差动电容。
如将上层定片与动片形成的电容定为C xl，下层定片与动片形成的电容定为C x2，当将C xl和C x2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、实验所需部件电容传感器、电容变换器、差动放大器、低通滤波器、低频振荡器、测微仪。
图 4 电容式传感器特性实验原理四、实验步骤l、按图4接线，电容变换器和差动放大器的增益适中。
2、装上测微仪，带动振动台位移，使电容动片位于两静片中，此时差动放大器输出应为零。
3、以此为起点。
向上和向下位移动片3mm，每次0.5mm，记录数据。
4、低频振荡器输出接“激振Ⅰ”端，移开测微头，适当调节频率和振幅，使差放输出波形较大但不失真，用示波器观察波形。
五、注意事项1、电容动片与两定片之间的片间距离须相等，必要时可稍做调整。
位移和振动时均不可有擦片现象，否则会造成输出信号突变。
2、如果差动放大器输出端用示波器观察到波形中有杂波，请将电容变换器增益进一步减小。
3、由于悬臂梁弹性恢复滞后，虽然测微仪回到初始刻度，但差放输出电压并不回零，此时可反方向旋动测缴仪，使输出电压过零后再回到初始位置，反复几次，差放电压即到零，然后进行负方向实验。
六、实验报告1、根据实验所得位移与输出电压关系，并作出V-X曲线，求得灵敏度。
((-0.38)+(-0.29)+(-0.21)+(-0.16)+(-0.10)+(-0.06)+(0.08)+0.16+0.24+0.28+0.37+0.40)灵敏度S=△V/△X△V=0.4-(-0.38)=0.78 △X=3-(-3)=6S=0.78/6=0.132、用低频振荡器输出接“激振Ⅰ”端，移开测微头，适当调节频率和振幅，使差放输出波形较大但不失真时，用示波器观察波形情况是怎样的？答：测得VPP=752mv Freq=7、692Hz波形是个不失真的正弦信号图3、实验小节（实验结果分析、实验中遇到的问题及解决办法以及实验体会）。
测试技术实验指导书
测试技术实验指导书赵爱琼编付俊庆审长沙理工大学测控教研室07 年3 月前言测试技术是一门实践非常强的技术基础课，通过实验，了解测试系统中各环节（包括传感器、信号变换与放大、仪表显示与记录装置、实验数据的计算机分析与处理）的作用与特点，加深同学们对测试技术基本内容和基本概念的理解。
本实验指导书适用于交通运输、机电、机制、测控、自控、车辆工程，汽车服务工程、电子信息等专业的测试技术课、检测与传感器技术课、传感器与自动检测课、传感器原理及应用等课的实验。
各专业可根据课时的需要适当取舍，要求同学们在实验中要动脑动手，以达到提高实验动手能力的目的。
本实验指导书由赵爱琼老师编写，付俊庆教授审稿，并经测控教研室全体老师讨论定稿由于编写仓促，水平有限，书中缺点错误在所难免，恳请读者批评指正测控教研室07年3月目录实验一霍尔传感器特性实验实验二电涡流传感器特性实验实验三电容传感器特性实验实验四压电式传感器特性实验与振动实验实验五电阻应变片及电桥性能实验实验六动应力测量实验七振动测量实验八应变式传感器测量系统的设计附一：CSY——2000系列传感器与检测技术实验台组成附二：实验报告格式与要求霍尔传感器特性实验一、实验目的：1、掌握霍尔传感器的工作原理及特性2、掌握霍尔传感器的静态标定方法3、了解霍尔传感器在振幅测量中的应用二、实验器材：1、CSY-2000传感器与检测技术实验台，其中所取单元：霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、直流源±4v、±15v、测微头、数显单元、低频振荡器2、电子示波器、工控机数据采集系统三、实验原理：根据霍尔效应，霍尔电势U=KIBsinα。
若保持霍尔元件的激励电流I不变，而使其在一均匀梯度磁场中移动时，则输出霍尔电势值U只决定于它在磁场B中的位移量。
本实验即通过对U大小的测量来得其位移。
四、实验内容及步骤：1、将霍尔传感器按图1安装。
霍尔传感器与实验模板的连接见图2进行。
测试技术与信号处理 实验实验指导书
实验一 周期信号波形的叠加本实验是用计算机仿真的方法来观察周期信号叠加的原理及过程。
一、实验目的通过运行、观察各次谐波合成三种非正弦周期信号（方波、锯齿波、三角波）的过程，以及改变某次谐波的幅值或相位角值对合成波所产生的影响，以加深对周期信号频谱结构和叠加原理的认识。
二、实验前预习内容（P6-P8页预习报告） 三、实验原理根据傅里叶级数的理论，凡满足狄里赫利条件的周期信号x （t ）都可以展开为0001()(cos sin )n n n x t a a n t b n t ωω∞==++∑∑∞=++=100)sin(n n n t n A a ϕω这说明周期信号是由一个或几个，乃至无穷多个不同频率、不同幅值和不同相位的谐波叠加而成的，因此可以用谐波信号叠加合成出复杂的周期信号。
四、实验设备计算机及本实验仿真软件。
五、软件启动及说明：1． 启动计算机并找到本实验仿真软件的子目录，点击执行文件“测试技术实验.exe ”则出现一个封面，点击“进入”后，进入本实验界面。
2． 进入界面后，点击工具栏上的“实验一”，即可进入实验，接着请在出现的对话框上选择波形和填写“改阶次”、“振幅比”、“相位差”、“直接显阶”参数，输入数据的时候请从主键盘输入，小键盘已经被锁定；本软件预设置的是方波、改阶＝0、振幅比＝1、相位差＝0、直接显阶＝1。
参数说明：TYPE —— 波形代号（1—方波；2—锯齿波；3—三角波） 改阶—— 要改变某谐波的幅值或初相角的阶次，不改则输入零。
振幅比—— 由改阶次所确定的那阶谐波改变后的振幅与其原理论振幅之比。
本实验的理论方波、锯齿波、三角波的幅值均设计为1。
相位差——由改阶次确定的那阶谐波改变后的相位角与其原来相位角之差。
直接显阶 ——不依次运行，而直接显示合成至某阶的合成波形图。
n —— 当前谐波的阶次（运行某波形所达到的阶次） A —— 振幅 ϕ —— 相位角3． 点击“继续”键后则自动显示出相关图形，屏幕上方显示当前波的参数，下方显示输入的各参数。
测试技术实验指导书共8页
测试技术实验指导书交通运输工程学院测控室2005年5月10日实验一应变片的粘贴与检验一、实验目的：1、了解应变敏感元件——应变片的构造、特点。
2、掌握箔式应变片的粘贴方法。
3、掌握对已粘贴好的应变片的检验方法。
二、实验设备：电桥一个万用表一个兆欧表一个应变片连接片粘结剂502清洗剂酒精或丙酮红外线灯三、实验要求：1、观察、选择和检验应变片：1）、观察各种类型和规格的应变片的构造、了解其特点。
2）、根据测试需要选择不同阻值和类型的应变片。
3）、先检查应变片完好后，先用万用表、再用电桥测出应变片的准确阻值、要求组成同一电桥的各应变片的灵敏度系数相同，其阻值相差应小于0.5欧。
2、试件表面的清洗及处理：1）、除去试件表面的铁锈、油漆和污物。
2）、用锉刀、砂布等打磨试件的粘贴处、光洁度应达到5左右。
3）、用划针在测点处划出应变片的定位线。
4）、用清洗剂对试件进行清洗。
3、粘贴应变片1）、在测点和应变片的反面均匀的涂上一层502胶，将应变片涂胶的一面放到测点上并对好定位线。
2）、在应变片的正面复盖上一小片滤纸或塑料薄膜，防止粘手，然后用手指沿应变片的纵向、向一个方向滚压，挤出应变片下的气泡和多余的胶水。
3）、按住应变片不动，保持3分钟左右即可（注：如果不是瞬干胶，则要晾干24小时）3、安装接线：1）、在应变片的引出线端约2厘米处粘一小块联接片。
2）、将应变片的引出线烫上锡并套上套管。
3）、将应变片的引出线在联接片上焊接好4、贴片质量检查：1）、用万用表测量应变片的引出线，检查在贴片的过程是否造成短路、断路。
2）、用兆欧表测量应变片与试件间的绝缘电阻，要求达到或大于100兆欧，如果未达到，可用红外线灯烘烤，直到达到要求为止。
5、应变片的防潮处理：测试前一般要对应变片进行防潮保护。
方法一：将防潮剂（配方：松香50%、石蜡40%、黄油10%）在容器中加热熔化、搅拌均匀、涂在应变片上，完全盖住应变片。
方法二：直接用703胶涂盖即可。
测试技术实验指导书
测试技术与信号处理实验指导书实验一箔式应变片性能一一单臂电桥实验二箔式应变片三种桥路性能比较实验三应变电路的温度补偿实验四半导体应变片性能实验五箔式应变片与半导体应变片性能比较实验六差动变压器性能实验七差动螺管式电感传感器位移测量实验八霍尔式传感器的直流激励特性实验九电涡流式传感器的静态标定实验十电容式传感器特性实验一箔式应变片性能一一单臂电桥—%实验目地：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。
二、实验原理：本实验说明箔式应变片及单臂直流电桥的原理和工作情况。
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。
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Ri、R2、Rs、心中，电阻的相对变化率分别为ZkRi/Ri、AR2 / AR J /AR4/R4,当使用一个应变片时，= 当二个应变片组成差动状态工作，则有= 警；用四个应变片组K. R成二个差动对工作，且R1=R2=R3=R4=R,=芋理。
R.由此可知，单臂，半桥，全桥电路的灵敏度依次增大。
三、实验所需部件：直流稳压电源（土4V档）、电桥、差动放大器、箔式应变片、测微头、（或双孔悬臂梁、称重袪码）、电压表。
一四、实验步骤：1.调零。
开启仪器电源，差动放大器增益置最大（顺时针方向旋到底），“ +、一”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。
如需使用毫伏表，则将毫伏表输入端对地短路，调整“调零”电位器，使指针居“零”位。
拔掉短路线，指针有偏转是有源指针式电压表输入端悬空时的正常情况。
调零后关闭仪器电源。
测试技术实验指导书
测试技术实验指导书李锐广东海洋大学工程学院实验一. 金属泊式应片：直流单臂、半桥、全桥比较实验目的：验证单臂、半桥、全桥的性能，比较它们的测量结果。
实验所需单元：直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/V(频率/电压)表。
实验注意事项：（1）电桥上端虚线所示的四个电阻实际并不存在。
（2）在更换应变片时应关闭电源。
（3）实验过程中如发现电压表过载，应将量程扩大。
（4）接入全桥时，请注意区别各应变片的工作状态，桥路原则是：对臂同性，邻臂异性。
（5）直流电源不可随意加大，以免损坏应变片。
实验步骤：（1）直流电源旋在±2V档。
F/V表置于2V，差动放大器增益打到最大。
（2）观察梁上的应变片，转动测微头，使梁处于水平位置（目测），接通总电源及副电源。
放大器增益旋至最大。
（3）差动放大器调零，方法是用导线将放大器正负输入端与地连接起来，输出端接至F/V表输入端，调整差动放大器上的调零旋钮，使表头指示为零。
（4）根据图1的电路，利用电桥单元上的接线和调零网络连接好测量电路。
图中r及w1为调平衡网络，先将R4设置为工作片。
（5）直流电源打到±4V，调整电桥平衡电位器使电压表为零（电桥调零）。
（6）测微头调整在整刻度（0mm）位置，开始读取数据。
图1 应变片直流电桥电路（8）保持差动放大器增益不变，将R3换为与R4工作状态相反的另一个应变片，形成半桥电（9）保持差动放大器增益不变，将R1、R2两个电阻换成另外两个应变片，接成一个直流全（10）观察正反行程的测量结果，解释输入输出曲线不重合的原因。
（11）在同一坐标上描绘出X—V曲线，比较三种接法的灵敏度。
思考题1．根据X—V曲线，计算三种接法的灵敏度K=∆V/∆X，说明灵敏度与哪些因素有关？2．根据X—V曲线，描述应变片的线性度好坏。
3．如果相对应变片的电阻相差很大会造成什么结果，应采取怎样的措施和方法？4．如果连接全桥时应变片的方向接反会是什么结果，为什么？霍尔式传感器霍尔元件的结构中，矩型薄片状的立方体称为基片，在它的两侧各装有一对电极。
测试技术实验指导书
测试技术实验指导书封士彩编徐州师范大学机电工程学院目录实验一信号频谱分析实验 (2)实验二悬臂梁固有频率测试实验 (7)实验一信号频谱分析实验一、实验目的1．熟悉典型信号的波形和频谱特征，从信号中读取所需的信息。
2．了解信号频谱分析的基本方法及仪器设备。
3．训练制定方案和如何选择仪器的能力。
二、实验设备和工具1．信号发生器及信号采集分析软件。
2．计算机、打印机。
三、实验内容本实验利用采集分析软件和信号发生器对信号进行频谱分析。
由信号发生器产生多种典型波形信号，通过对该信号进行数据采集和频谱分析，得到信号的频谱特性数据。
分析结果用图形在计算机上显示出来，也可通过打印机打印出来。
四、实验原理1.典型信号极其频谱分析的作用正弦波、方波、三角波和白噪声信号是实际工程测试中常见的典型信号，这些信号时域、频域之间的关系很明确，并且都具有一定的特性，通过对这些典型信号的频谱进行分析，对掌握信号的特性，熟悉信号的分析方法大有益处，并且这些典型信号也可以作为实际工程信号分析时的参照资料。
2.频谱分析的方法频谱是构成信号的各频率分量的集合，它完整地表示了信号的频率结构,即信号由哪些谐波组成，各谐波分量的幅值大小及初始相位,从而揭示了信号的频率信息。
信号的频谱可分为幅值谱、功率谱、对数谱等。
对信号作频谱分析的设备主要是频谱分析仪或软件，它把信号按数学关系作为频率的函数显示出来，其工作方式有模拟式和数字式二种。
模拟式频谱分析仪以模拟滤波器为基础，从信号中选出各个频率成分的量值；数字式频谱分析仪以数字滤波器或快速傅立叶变换为基础，实现信号的时-频关系转换分析。
3.周期信号的频谱分析周期信号是经过一定时间可以重复出现的信号，满足条件：x （t ）=x(t+nT)，从数学分析已知，任何周期函数在满足狄利克利（Dirichlet ）条件下，可以展开成正交函数线性组合的无穷级数，通常有实数形式表达式：∑∑∞=∞=-+=++=1001000)]cos([)]sin()cos([)(n n n n n n t n A a t n b t n a a t x ϕωωω直流分量幅值为：⎰-=2/2/0)(1T T dt t x T a22n n n b a A +=各频率分量的相位为:n nn a b arctg =ϕ各余弦分量幅值为:⎰⎰--==2/2/02/2/0)2cos()(2)cos()(2T T T T n dt t nf t x T tdt n t x T a πω各正弦分量幅值为:⎰⎰--==2/2/02/2/0)2sin()(2)sin()(2T T T T n dt t nf t x T dt t n t x T b πω4.非周期信号的频谱分析非周期信号是在时间上不会重复出现的信号，一般为时域有限信号，具有收敛可积条件，其能量为有限值。
检测技术实验指导书
检测技术实验指导书实验五交流全桥的应用——振动测量实验一、实验目的了解交流全桥测量动态应变参数的原理与方法。
二、实验仪器传感器实验箱，信号源、万用表、应变片传感器模块、虚拟示波器、振动源和应变输出、应变输出专用连接线。
三、实验原理将应变传感器模块电桥的直流电源E换成交流电源E，则构成一个交流全桥，其输出 u= E ，用交流电桥测量交流应变信号时，桥路输出为一调制波。
四、实验内容与步骤1．将实验箱的“应变输出”插座用“应变式”连接线接到“应变传感器实验模块”的黑色插座上。
因振动梁上的四片应变片已组成全桥，引出线为四芯线，因此可直接接到实验模板上的四个插孔上。
四个插孔上对角线插孔的阻值为350Ω左右，若两组对角线阻值均为350Ω左右则接线正确。
RR图5-12．根据图5-1，接好交流电桥调平衡电路及系统，R8、Rw1、C、Rw2为交流电桥调平衡网络。
从实验台上接入±15V直流电源到实验箱“直流电源”插座上。
确保无误后，开启实验台电源开关。
将音频信号源的频率调节到1KHz左右，幅度峰-峰值调节到Vp-p=10V。
3．调节Rw1、Rw2使虚拟示波器检测到一条在零点的直线。
5．将低频信号源输出接入振动台激励源插孔，调节低频输出幅度和频率使振动台(圆盘) 有明显振动。
6．低频信号源幅度调节不变，改变低频信号源输出信号的频率。
用虚拟示波器读出频率改变时差动放大器输出调制波包络的电压峰－峰值，填入表5-1。
表5-1 f(Hz) Vo(p-p) 五、实验报告从表5-1的实验数据得出振动梁的共振频率。
实验十差动变压器的应用——振动测量实验一、实验目的了解差动变压器测量振动的方法。
二、实验仪器传感器实验箱(二)、信号源、差动变压器传感器、差动变压器模块、音频信号源、相敏检波模块、频率/转速表、振动源、直流稳压电源、虚拟示波器。
三、实验原理差动变压器测量动态参数与测量位移的原理相同，不同的是输出的调制信号要经过检波才能观测到所测的动态参数。
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目录实验一电阻应变传感器应用（静态载荷测量） (1)实验二电阻应变传感器应用2（动态载荷测量） (5)实验三电感传感器应用（接近开关） (9)实验四霍尔测速实验 (12)实验五温度控制与热电偶测温实验 (15)实验六光纤传感器应用（位移测量）及光电控制 (22)实验一 电阻应变传感器应用（静态载荷测量）一、实验目的1．认识电阻应变片的类型、组成与结构； 2．掌握单臂半桥、双臂半桥、四臂全桥的连接； 3．验证电阻应变片电桥加减特性；二、实验器件1．等强度悬臂梁式电阻应变传感器的结构，见图1-1。
图1-1 传感器 2．首先认识电阻应变片。
A 图1-3 金属丝式电阻应变片图1-4 箔式电阻应变片电阻应变片由基底、敏感栅、盖片和引线等部分组成，见图1-3和图1-4。
观察等强度悬臂梁式电阻应变传感器上的电阻应变片及其粘贴、布置，用万用表测量电阻应变片的电阻值为：_____________Ω。
三、实验内容与操作步骤（一）单臂半桥测量1．关闭应变仪电源。
2．分别将补偿片接线端子2和3、1通道应变片接线端子B 和B 1的金属片短接；再将补偿片接线端子4和5的金属片断开。
3．按图1-5b ）接线。
将应变片R 1接到1通道的A 、B 端点，将应变片R 补接到补偿片接线端子的1、2端点；（R 1是受力应变片，称为工作片；R 补是不受力应变片，称为补偿片）。
a) b) c)图1-5 单臂半桥接线图 4．检查无误后接通应变仪的电源。
5．将托盘悬挂在悬梁臂上。
调零：按一下实验箱面板右下角的“平衡”键，使显示屏的指示值为零（可能由于干扰误差，调整时显示值不为零，应尽可能使其接近于零）。
6．加载：将1个标准砝码轻轻的放到托盘上。
7．读数：待托盘稳定后读取显示屏的数值并记录到表1-1中。
8．继续往托盘上加砝码，每加一个，待托盘稳定后读取数值并记录到表1-1中，累计加载4个砝码。
9．卸载：逐个从托盘上去掉砝码，每去掉一个，待托盘稳定后读取数值并记录到表1-1中，直到去完为止。
123456补偿1R 补R1A BB1CD GA C（二）双臂异号半桥测量1．关闭应变仪电源，从接线排上去掉应变片。
2．分别将补偿片接线端子2和3、1通道应变片接线端子B 和B 1的金属片断开；再将补偿片接线端子4和5的金属片短接。
3．按图1-6 b ）接线。
将应变片R 1接到1通道的A 、B 端点，将应变片R 2接到1通道的B 、C 端点。
a)b) c)图1-6双臂异号半桥接线图4．检查无误后接通应变仪的电源。
5．将托盘悬挂在悬梁臂上。
调零：按一下实验箱面板右下角的“平衡”键，使显示屏的指示值为零（可能由于干扰误差，调整时显示值不为零，应尽可能使其接近于零）。
6．加载：将1个标准砝码轻轻的放到托盘上。
7．读数：待托盘稳定后读取显示屏的数值并记录到表1-2中。
8．继续往托盘上加砝码，每加一个，待托盘稳定后读取数值并记录到表1-2中，累计加载4个砝码。
9．卸载：逐个从托盘上去掉砝码，每去一个，待托盘稳定后读取数值并记录到表1-2中，直到去完为止。
AC123456补偿1ABB1CDG（三）双臂同号半桥测量1．关闭应变仪电源，从接线排上去掉应变片。
2．保持补偿片接线端子4和5的金属片短接。
3．按图1-7b ）接线，将应变片R 1接到1通道的A 、B 端点，将应变片R 3接到1通道的B 、C 端点。
a) b) c)图1-7 双臂同号半桥接线图4．检查无误后接通应变仪的电源。
5．将托盘悬挂在悬梁臂上。
调零：按一下实验箱面板右下角的“平衡”键，使显示屏的指示值为零（可能由于干扰误差，调整时显示值不为零，应尽可能使其接近于零）。
6．按上面实验步骤进行加载卸载操作，将实验数据记录到表1-3中。
123456补偿1ABB1CDGAC（四）四臂全桥测量1．关闭应变仪电源，从接线排上去掉应变片。
2．分别将补偿片接线端子2和3、4和5、应变片接线端子B 和B 1的金属片断开。
3．按图1-8 b ）接线，将应变片R1接到1通道的A 、B 端点，将应变片R2接到1通道的B 、C 端点，将应变片R3接到1通道的C 、D 端点，将应变片R4接到1通道的A 、D 端点。
a) b) c)图1-8 四臂全桥接线图4．检查无误后接通应变仪的电源。
5．将托盘悬挂在悬梁臂上。
调零：按一下实验箱面板右下角的“平衡”键，使显示屏的指示值为零（可能由于干扰误差，调整时显示值不为零，应尽可能使其接近于零）。
6．按上面实验步骤进行加载卸载操作，将实验数据记录到表1-4中。
7．关掉应变仪电源；从电桥盒上去掉应变片。
实验二 电阻应变传感器应用2（动态载荷测量）一、实验目的1．掌握动态压力测量的方法及系统组成； 2．了解动态应变仪、数字存储示波器的使用方法。
1ABB1CDG补偿R4123456AC二、实验器件YD-28型动态电阻应变仪、等强度悬臂梁式电阻应变传感器（图2-1）、DS5042M 数字存储示波器、计算机、PCI-1710数据采集卡、测控实验箱ZCY －Ⅱ型综合传感器实验仪。
所需单元和部件：磁电式传感器、压电式传感器、电压放大器、差动放大器、V/F 表、低通滤波器、低频振荡器。
三、实验内容与操作步骤1．关闭应变仪电源，按图2-2将应变片接到应变仪的电桥盒上，组成四臂全桥。
2．按图2-3利用数字存储示波器构成动态力测量系统：将动态应变仪的电压输出接数字存储示波器的1通道。
3．按下“总调零”按钮调零。
4．给应变传感器加动态载荷，通过数字示波器观察动态力测量曲线并保存曲线。
5．按图2-4利用计算机构成动态力测量系统：将动态应变仪的电压输出接到计算机中的数据采集卡的1通道。
6．按下“总调零”按钮调零。
7．给应变传感器加动态载荷，通过计算机观察动态力测量曲线并保存曲线。
图2-1 等强度悬臂梁式电阻应变传感器F四、实验思考题如何从实验曲线判断某一瞬间力的大小？图2-4 动态力测量系统2图2-3 动态力测量系统 1图2-2 电桥电路实验报告部分：姓名：学号：班级：小组号：四、实验数据填表将表1-1、表1-2、表1-3和表1-4的数据汇总到表1-5中。
表1-5 实验数据记录表五、实验思考题与问答题1．接完每一种电桥，加载前为什么要调零？2．根据表中所记录的测量数据画出单臂半桥、双臂异号半桥、四臂全桥输入-输出曲线（正行程，加载-卸载分别画）。
从各个曲线特点可得到哪些结论？3．从实验测量数据分析电桥的输出特性，得到电桥加减特性结论。
4．实验测量数据与理论值存在差异，请问误差产生的原因是什么？实验三 电感传感器应用（接近开关）一、实验目的1．了解电感传感器的结构和工作原理； 2．利用电感接近开关组成控制系统。
二、实验器件计算机、电感接近开关、继电器（DC24V ）、红绿指示灯（DC24V ）、直流稳压电源（DC24V ）、导线、起子等。
三、实验原理1．差动变压器由衔铁、初级线圈、次级线圈和线圈骨架等组成。
初级线圈做为差动变压器激励用，相当于变压器的原边，次级线圈由两个结构尺寸和参数相同的线圈反相串接而成，相当于变压器的副边。
差动变压器是开磁路，工作是建立在互感基础上的。
其原理及输出特性见图（1）图（1）图（2）2． 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。
通过高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。
涡流效应与金属导体本身的电阻率和磁导率有关，因此不同的材料就会有不同的性能。
在实际应用中，由于被测体的材料、形状和大小不同会导致被测体上涡流效应的不充分，会减弱甚至不产生涡流效应，因此影响电涡示波器流传感器的静态特性，所以在实际测量中，往往必须针对具体的被测体进行静态特性标定。
四、实验内容与操作步骤 （一）电感传感器的结构认识差动变压器传感器如图4-1所示，电涡流传感器如图4-2所示，电感接近开关如图4-3所示。
（二）电感接近开关控制系统1．电感接近开关控制原理如图4-4所示。
+-V图4-4 电感接近开关控制原理图 图4-1 差动变压器传感器结构图 图4-2 电涡流传感器结构图图4-3 电感接近开关结构图2．接线：按图4-5所示，将电感接近开关、继电器、指示灯、直流电源等连成开关控制系统，以控制指示灯的亮和灭。
（2、6端点之间是常闭开关，接绿灯，4、6端点之间是常开开关，接红灯，7、8端点之间是继电器线圈）3．接好线检查无误后，接通电源开关，此时绿灯亮。
4．将金属物靠近电感接近开关的探测端面，观察红/绿指示灯的亮灭情况：__________________________________________________________________。
第三次实验报告部分：姓名：学号：班级：小组号：五、实验报告1．被测金属物的材质、被测金属物与电涡流探头端面的距离对检测有何影响？图4-5 电感接近开关控制接线图2．电感接近开关是如何实现金属探测及信号指示控制的？可结合控制电路原理图说明。
实验四 霍尔测速实验一、实验目的：了解霍尔传感器结构和熟悉霍尔组件的应用——测量转速。
二、实验仪器：霍尔传感器、+5V 、2～24V 直流电源、转动源、频率/转速表。
三、实验原理；根据霍尔效应，霍尔电势U H =K H IB ，其中K H 为灵敏度系数，由霍尔材料的物理性质决定，当通过霍尔组件的电流I 一定，霍尔组件在一个磁场中磁通作用下，就输出一个电势，称为霍尔电势。
利用霍尔效应表达式：U H ＝K H IB ，当被测圆盘上装上N 只磁性体时，转盘每转一周磁场变化N 次，每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测出被测旋转物的转速。
（一）霍耳传感器的结构认识1．霍耳位移传感器的结构如图2-2所示，霍耳接近开关的结构如图2-3所示。
2．如图2-4所示，霍耳接近开关与频率/转速表组成转速测量系统。
霍耳接近开关位于转盘磁铁的上方。
图2-2 霍耳位移传感器磁铁W D 图2-1 霍耳元件工作基本原理四、实验内容与步骤1．根据图2-5所示，完成实验接线，霍尔传感器已安装于传感器支架上，且手动调整转盘使霍尔组件正对着转盘上的磁钢。
“2～24V ”直流稳压电源接到“转动源”的“转动电源”输入端。
将+5V 电源接到三源板上“霍尔”电源端，霍尔输出接到频率/转速表。