大学物理自主设计性实验
RLC串联电路的谐振特性研究实验报告
大学物理实验设计性实验实验报告实验题目:RLC串联电路谐振特性的研究班级：姓名：学号：指导教师：一．目的1．研究LRC 串联电路的幅频特性;2．通过实验认识LRC 串联电路的谐振特性. 二．仪器及用具DH4503RLC 电路实验仪 电阻箱 数字储存示波器 导线三．实验原理LRC 串联电路如图3.12-1所示.若交流电源U S 的电压为U ,角频率为ω,各元件的阻抗分别为则串联电路的总阻抗为串联电路的电流为式中电流有效值为电流与电压间的位相差为它是频率的函数,随频率的变化关系如图3.12-2所示.电路中各元件电压有效值分别为C j Z L j Z R Z C L R ωω1===)112.3()1(--+=C L j R Z ωω)212.3()1(-=-+==∙∙ϕωωj Ie C L j R Z I UU )312.3()1(22--+==C L R U Z U I ωω)412.3(1arctan --=RC L ωωϕ)512.3()1(22--+==CL R R RI U R ωω)612.3()1(22--+==U C L R LLI U L ωωωω)712.3()1(1122--+==UCL R C I C U C ωωωω图3.12-1/π-/π图3.12-2(3.12-5)和(3.12-6),(3.12-7) 式可知,U R ,U L 和U C 随频率变化关系如图3.12-3所示.(3.12-5),(3.12-6)和(3.12-7)式反映元件R 、L 和C 的幅频特性,当时,ϕ=0,即电流与电压同位相,这种情况称为串联谐振,此时的角频率称为谐振角频率,并以ω0表示,则有从图3.12-2和图3.12-3可见,当发生谐振时,U R 和I 有极大值,而U L 和U C 的极大值都不出现在谐振点,它们极大值U LM 和U CM 对应的角频率分别为(3.1211)C ωω==-式中Q 为谐振回路的品质因数.如果满足21>Q ,可得相应的极大值分别为电流随频率变化的曲线即电流频率响应曲线（如图3.12-5所示）也称谐振曲线.为了分析电路的频率特性.将(3.12-3)式作如下变换)912.3(10-=LCω)1012.3(2111220222--=-=ωωQ C R LC L )1312.3(411142222LM --=-=Q QL Q U Q U )1412.3(4112CM --=Q QUU 22)1()I(C L R Uωωω-+=2002L U ωωω=)812.3(1-=L Cωω(a) 图3.12-3从而得到此式表明,电流比I /I 0由频率比ω/ω0及品质因数Q 决定.谐振时ω/ω0,I /I 0=1,而在失谐时ω/ω0≠1, I /I 0<1.由图3.12-5(b)可见,在L 、C 一定的情况下,R 越小,串联电路的Q 值越大,谐振曲线就越尖锐.Q 值较高时, ω稍偏离ω0.电抗就有很大增加,阻抗也随之很快增加,因而使电流从谐振时的最大值急剧地下降,所以Q 值越高,曲线越尖锐,称电路的选择性越好.为了定量地衡量电路的选择性,通常取曲线上两半功率点(即在210=I I 处)间的频率宽度为“通频带宽度”,简称带宽如图3.12-5所示,用来表明电路的频率选择性的优劣.由(3.12-17)式可知,当210=I I 时,Q 100±=-ωωωω,若令解(3.12-18)和(3.12-19)式,得20022)( ωωωωρ-+=R U2002)(1ωωωω-+=Q R U20020)(1 ωωωω-+=Q I 20020)(Q 11ωωωω-+=I I )1812.3(11001--=-Q ωωωω)1912.3(12002-=-Qωωωω)2012.3(2)21(10201--+=QQωωω(a) （b ）图3.12-5所以带宽为 可见,Q 值越大,带宽∆ω越小,谐振曲线越尖锐,电路的频率选择性就好.四．实验内容与步骤 1．计算电路参数(1)根据自己选定的电感L 值,用(3.12-9)式计算谐振频率f 0=2kHz 时,RLC 串联电路的电容C 的值,然后根据(3.12-12)式计算品质因数Q =2和Q =5时电阻R 的值.2．实验步骤（1）按照实验电路如图3.12-6连接电路,r 为电感线圈的直流电阻,C 为电容箱,R 为电阻箱,U S 为音频信号发生器.(2)Q=5,调节好相应的R ， 将数字储存示波器接在电阻R 两端，调节信号发生器的频率，由低逐渐变高（注意要维持信号发生器的输出幅度不变），读出示波器电压值，并记录。
设计性实验：简谐运动的研究
（2）列出实验步骤。 （3）画出数据表格。 2．测量 3．进行数据处理并以小论文形式写出实验报告
（1）在报告中，要求有完整的实验原理，实验步骤，实验数据，数据
处理和计算过程。 （2）明确给出实验结论。
说明：什么是两弹簧的等效质量？
【实验仪器】
气垫导轨，滑块，配重，光电计时器，挡光板，天平，弹簧。
【实验要求】
1．设计方案(下次上实验课前检查。没写者,取消本实验资格.) （1）写出实验原理（推导周期公式及如何计算k和m0 ）。 • 由滑块所受合力表达式证明滑块运动是谐振动。
•
• •
给出不计弹簧质量时的Ｔ。
正文中表格与插图的字体一律用5号宋体 一．引言（用4号黑体） 二．实验原理（含公式、原理图）（用4号黑体） 三．实验内容（用4号黑体） 四．实验数据（用4号黑体） 五．数据处理与实验结果（用4号黑体） 六．结束语（用4号黑体）（对实验结果的分析与讨论） 参考文献（用4号黑体） 具体参考文献（5号宋体）如：
（2）列出实验步骤。
（3）画出数据表格。 下次上实验课前检查。没写者,取消本实验资格。 2.小论文中有一段雷同者，设计性实验成绩按不及格处理。
设计性实验答辩题目：
１．如何证明物体ｍ的运动是谐振动？ ２．系统振动周期公式是什么？公式中各量表示什么？ 如何推导？ ３．什么是弹簧的等效质量？如何计算？ ４．如何计算弹簧的等效弹性系数ｋ？
关键词（ 小4号黑体）
内容为（小4号宋体）××× ， ××× ， ×××， ××× 关键词是从论文中选取出来用以表示全文主题内容信息的单词或术语。一 般每篇论文应选取3－5个词作为关键词。 关键词用逗号分隔，最后一个词后不打标点符号。
双臂电桥测金属丝电阻率
大学物理设计性实验课程名称大学物理设计性实验辅导教师专业班级姓名学号电阻率是表征导体材料性质的一个重要物理量。
测量导体的电阻率一般为间接测量，即通过测量一段导体的电阻，长度及其横截面积，在进行计算。
而电阻的测量方法很多，电桥是其常用方法之一。
双臂电桥简称双电桥，又名开尔文电桥，它是惠斯登电桥的改进和发展，它可以消除（或减小）附加电阻对测量的影响，因此是测量1Ω以下低电阻的主要仪器。
常用来测量金属材料的电阻率、电机、变电器绕组的电阻、低阻值线圈电阻、电缆电阻、开关接触电阻以及直流分流器电阻等。
【实验目的】1.学习用双臂电桥测低值电阻的原理和方法。
2.掌握用双臂电桥测量几种金属棒的电阻，并计算其电阻率。
【实验原理】测量电阻常用多用电表，但其测量误差较大。
如果要对电阻进行精密测量，可用各种电桥。
通常单臂惠斯登电桥的测量准确度可达0.5%（电阻值测量范围为10～106Ω）。
但在测丝，B 和C 接点间用较粗的U 形铜棒连接。
P 和Q 是两个弹簧片，起固定R x 的作用。
标尺用螺丝固定在铜棒的前面，这样可在尺上直接读出MN 的长度。
铜棒AB 镀了防腐蚀材料。
M 是一用胶木和接触弹簧片组成的滑块，且固定在粗的金属棒上。
除BC 间的接线在板的上面，其他连接均在板下，均用粗铜线。
电阻间的接线柱有板上部分和板下部分，板上是旋钮接线柱，板下是由螺丝固定的垫圈和焊片。
左边电阻配法是按顺时针方向依次为100Ω、450Ω、450Ω、100Ω；右边相同。
配阻计算如下：由于电阻对称的分布，可只设左边阻值依次为x 1、x 2、x 3、x 4按设计要求，列方程10/)(1)/()(1.0)/(432143214321=++=++=++x x x x x x x x x x x x用矩阵解线性方程组的方法解出通解，得到x 1：x 2：x 3：x 4=2：9：9：2于是考虑现有电阻和对实验准确度的影响，精挑细选100Ω、20Ω和430Ω三种规格的电阻。
大学物理创新性实验的设计及实施
创新教育科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald229大学物理实验教学的重要性逐步凸显，使之成为现代大学物理教学必不可少的重要教学项目之一，为能够进一步提高大学物理创新性实验教学效果，并做好实验内容的研究分析，提高其设计及实施的有效性至关重要，是保障大学物理实验有序及合理进行的必要条件，同时对于进一步提高大学物理实验的实际实验水平也具有一定的帮助作用。
1 创新性实验的内容设计创新性实验是大学物理实验内容中比综合性、设计性实验更高一层的实验，创新性实验能培养和提高学生的创新意识及创新能力，充分地激发学生的学习积极性与热情。
目前，国内各著名高校都开展了创新性实验的教学，并取得了一定的效果。
我校曾在2008级及2010级优秀的本科生中开展创新性实验的教学。
已建立了创新性实验室，建立光电、电磁等方面的创新平台，构置一批创新性实验仪器。
作为创新性实验内容的选择，尽可能地让学生根据自己的兴趣及专业特点自主地选择创新性实验的主题。
充分发挥学生的主动性，及时地把现代科学技术与现代科技进步的成果渗透到经典的物理实验内容中。
充分发挥本实验中心的师资及仪器的优势，与其他专业实验室相结合开展内容丰富，形式多样的创新性实验，为学生提供发展个性和施展才能的机会，提高学生的创新意识及能力。
创新性实验题目也可与老师的科研课题相结合，使学生得到科学研究方法的熏陶，及时了解有关方面的国内、国外最新研究现状，提高学生的实践技能和创新能力。
2 创新性实验过程研究2.1 实验方法选用在实际物理实验开展前，需对实验方法进行选择，不同的实验目标规划及所选用的实验方法均有着一定的差异，需按照实际物理实验标准及现阶段实验要求选择适宜的实验方法，从而使物理创新性实验能够切实在大学物理试验中发挥其实际作用。
创新性实验对于学生实际创新意识要求较高，所以实验方法的选择不仅要能够符合物理实验标准，同时需预留一定的自主实验空间，使学生在进行物理实验过程中能够充分的发挥出自我主动学习意识，从而提高物理创新性实验的实际教学效果。
设计性物理实验教学的探讨
ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ｉ ｉ ｆ ｃ ｌ ｉ ｔ ｅ ｒ ａ ｃ ｙ ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ，ｉ ｔ ｉ ｓ ａ ｎ ｉ ｍ ｐ ｏ ｒ ｔ ａ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ
Ａｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ： Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ｓ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ｉ ｓ ｈ ｅ ｌ ｐ ｆ ｕ ｌ ｔ ｏ ｃ ｕ ｌ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｕｄ ｅ ｎ ｔ ｓ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ
摘 要 ：设计性物理实验 的开设有利 于培养和提高学生 的科 学实验 能力和科 学素 养 ，是大 学物理实 验教学 改 革的一项重要 内容 。为 了更好地开展设计 性物理实验 的教 学 ，结合设 计性物 理实 验的 内涵 ，以拉曼光 谱实验
为例探讨 了设计性物理实验 的教学过程 及其评 价方法 。 关键词 ：设计性实验 ；物理实验 ；拉曼光谱 中图分类号 ： ０ ４ ３ ３ ； Ｇ ４ ２ ４ ． ３ １ 文献标识码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ — ４ ３ ０ ５ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ２ ９
大学物理实验报告完整版
大学物理设计性实验课程名称大学物理设计性试验实验项目电位差计测金属丝电阻率辅导教师专业班级姓名学号实验题目电位差计测定电阻率实 验 室 物理实验室302 试验时间 2011年11月28日 实验类别 设 计环 境 温度：20 湿度：60%成 绩指导教师岳巾英电位差计是利用补偿原理和比较法精确测量直流电位差或电源电动势的常用仪器，它准确度高、使用方便，测量结果稳定可靠，还常被用来精确地间接测量电流、电阻和校正各种精密电表。
在现代工程技术中电子电位差计还广泛用于各种自动检测和自动控制系统。
本实验通过用电位差计对电阻的测定，掌握电位差计的使用。
【实验目的】1.理解电位差计的工作原理，掌握电位差计的使用方法。
2.能用电位差计测定电阻率。
3.学习简单电路的设计方法，培养独立工作的能力。
【试验原理】1.补偿法测电动势用电压表测量电源电动势E X ，其实测量结果是端电压，不是电动势。
因为将电压表并联到电源两端，就有电流I 通过电源的内部。
由于电源有内阻r ，在电源内部不可避免地存在电位降I r ，因而电压表的指示值只是电源端电压（U =E X -I r ）的大小，它小于电动势。
显然，只有当I=0时，电源的端电压U 才等于电动势E X 。
图1补偿法原理图怎样才能使电源内部没有电流通过而又能测定电源的电动势呢？在图1所示的电路中，E X 是待测电源。
0E 是电动势可调的电源，E X 与0E 通过检流计并联在一起。
调节0E 的大小，当检流计不偏转，即电路中没有电流时，两个电源的电动势大小相等，互为补偿，即E X =0E ，电路达到平衡。
若已知平衡状态下0E 的大小，就可以确定E X ，这种测定电源电动势的方法，叫做补偿法。
2．电位差计原理电位差计就是应用补偿法的原理将待测电动势与标准电势进行比较而进行测量的。
其原理如图2.7.2所示，它由两个回路组成，上部ERBAE 为工作回路，下部为补偿回路。
当有一恒定的工作电流I 流过电阻R 时，改变滑动头C 、D 的位置，就能改变C 、D 间的电位差V CD 的大小，测量时把滑动头C 、D 两端的电压V CD 引出与未知电动势进行比较。
物理设计性实验教学的探索与研究
项 目，在规 定 的时 间 内完成 研 究 、设计 、实验 、 总结 等
过程。
收 稿 日期 ： ２ ０ － ４ ０ ０ ９ ０－ ３
作者 简介 ：刘芬芬 ，硕士研究生 ，工程 师。
图 １实验 流程
８５ 。
关键词：物理设 计性 实验 实验 教 学 创新意识 创新 能力 科研 能力
பைடு நூலகம்
大 学物 理 实验 是一 门实践科 学 ，物理 实验 的思想 、 方法 、技 术和 装 置常 常是 自然 科 学研 究和 工程 技 术发 展 的增 长 点 。物 理 实验 在科 学发 展 过程 中有 着举 足 轻重 的
前沿 知 识 。学生 根据 实 验 的 目的和要 求 ，在选 定设 计题
目后 ，进行 实验 知 识准 备 ，收集 资料 ，根据物 理 学原 理 及 相关 实验 基础 知 识 ，建立 合理 的 实验 模型 。通 过分 析 比较 ，选择 出一种 实验 上可 行 ，能够 保 证测 量精 度 的最
题 ，选 出最 佳设 计方 案 ，提 高实验 质量 。
２ ９ 第 （ 第 １ ） ０年 １ 总 ８ ０ ｌ 期 期
中目 观代 装 备
物理设计性实验教学的探索与研究
刘芬芬 张 勇
海军航空工程学院 山东烟台
２ ４ ０ ６０１
摘 要：该文介绍 了物理设 计性 实验 的特点 ，论 述 了开展 实验 的背景和必要性 。通 过教 学 实践 ，讨论 了实验 课 程 的 目的及 实施方法 。总结 了教 学过程 中存在 的几个 问题及解 决方案 。
本 课程 是 在开 设 大学 物理 实 验课 程之 后 ，开 设 的选 修课 ，通 过 前期 大学 物理 实验 课 程 的学 习和 训练 ，学生
大学物理实验报告牛顿环
竭诚为您提供优质文档/双击可除大学物理实验报告牛顿环篇一：大学物理仿真实验报告牛顿环大学物理仿真实验报告实验名称：牛顿环法测曲率半径实验日期：专业班级：姓名：学号：教师签字：________________一、实验目的1.学会用牛顿环测定透镜曲率半径。
2.正确使用读书显微镜，学习用逐差法处理数据。
二、实验仪器牛顿环仪，读数显微镜，钠光灯，入射光调节架。
三、实验原理如图所示，在平板玻璃面DcF上放一个曲率半径很大的平凸透镜Acb，c点为接触点，这样在Acb和DcF之间，形成一层厚度不均匀的空气薄膜，单色光从上方垂直入射到透镜上，透过透镜，近似垂直地入射于空气膜。
分别从膜的上下表面反射的两条光线来自同一条入射光线，它们满足相干条件并在膜的上表面相遇而产生干涉，干涉后的强度由相遇的两条光线的光程差决定，由图可见，二者的光程差等于膜厚度e的两倍，即此外，当光在空气膜的上表面反射时，是从光密媒质射向光疏媒质，反射光不发生相位突变，而在下表面反射时，则会发生相位突变，即在反射点处，反射光的相位与入射光的相位之间相差?，与之对应的光程差为?/2，所以相干的两条光线还具有?/2的附加光程差，总的光程差为当?满足条件（1）（2）时，发生相长干涉，出现第K级亮纹，而当（k=0,1,2…）（3）时，发生相消干涉，出现第k级暗纹。
因为同一级条纹对应着相同的膜厚，所以干涉条纹是一组等厚度线。
可以想见，干涉条纹是一组以c点为中心的同心圆，这就是所谓的牛顿环。
如图所示，设第k级条纹的半径为，对应的膜厚度为，则（4）在实验中，R的大小为几米到十几米，而的数量级为毫米，所以R>>ek，ek相对于22Rek是一个小量，可以忽略，所以上式可以简化为（5）如果rk是第k级暗条纹的半径，由式（1）和（3）可得（6）代入式（5）得透镜曲率半径的计算公式（7）对给定的装置，R为常数，暗纹半径（8）和级数k的平方根成正比，即随着k的增大，条纹越来越细。
设计性物理实验的教学研究
的、 要求和实验条件， 由学生设计实验方案， 并目 基本独立完成 自 己设汁的方案的实验教学过程。 通过设ｊ 性 实验的锻炼 ， 使 学 生提高运用基础知识的能力， 灵括掌握钡０ 量方法， 有效地分＿ 析误
差理论。 设计 陛实验对学生能力的要求体现在 ： 基本测量工具 的
使用及误差分析； 完成没汁 旋睑 基础知识的积累与运用； 实验 过程的 卜 与总结； 实验报告的撰写。 基本测量工具的使甩及误 差分析主要体现在： 基本的测量工具的使用， 如万用表 波器、
关键 词 ： 设 计 性 实验 ； 教学方法； 教 学改 革
中图 分 类号 ： Ｇ ６ ４ ２ ． ４ ２ ３
文 献标 志 码 ： Ａ
文章 编 号 ： １ ６ ７ ４ — ９ ３ ２ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ７ — ０ ２ ２ ９ — ０ ２
按照教育部物理基础课程教学指导委员会制定 的《 理 工科类大学物理实验课程教学基本要求》 中， 已经规定了设 计性或研究性实验学时在物理实验教学总学时所 占比例不 低于 １ ０ ％， 根据各学校的教学特点和需要 ， 设计性或研究性 实验 学时 控制在 ２ ５ ％ 上 下 。设 计 ｆ 生 或研 究性 实验 体现 了教 学理 念和 教学方 法 ， 由基 础 陛实验 综合 或拓 展构 成 。 通 过设 计性或研究性实验培养学生了解科学实验过程 ，掌握科学
【 实验平 台】
设 计性 物理实验 的教学研究
乔宪武
（ 中 国计 量学 院 ， 浙江 杭州 ３ １ ０ ０ １ ８ ）
摘要 ： 设 计 性 实验 是根 据 实验 目的 、 要 求 和 实验 条 件 ， 由 学 生 设计 实验 方 案 ， 并 且 基 本 独 立 完成 自己设 计 的 方 案 的
大学物理实验课程中一例设计性实验的探讨
［ 关键词］ 设计 性实验 ； 电表 改装 ； 教学改革
Ｄｉｃ ｓ ｎ ＯｎｅＤｅ ｉｎ ｄ Ｅｘ ｅ ｉ ｎ ｆＣｏ ｌｇ ｙ ｉｓＥｘ ｅ ｉ ｎ ｓｕ ｓｏ ｓｇ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｌ ｅ Ｐｈ ｓｃ ｐ ｒｍｅ ｔ ｅ
Ｚｈａ ｎ ｉ ｇ ｎｇ Ｇｏ ｇｎ ｎ
一
、
中值 法 ： 实验原 理
实验 步骤 相 对 简单 ， 将 电 阻箱 Ｒ 先 ２的 阻值 调 为零 ， 调节 滑 动 电 阻器 Ｒｌ使 得微 安 表读 数 为 ， １０， 满量 程 ） ０ｔ Ａ（ 。然后 改变 电阻箱 Ｒ ２的 阻值 ， 使
Ｅ
得微安表读数 为原先 的一半 ， 时的 Ｒ 读数 即 此 ２
表的精 度 等级 （ 求 改 装 后 的 电 表 能 够得 到尽 量 要 高 的仪 器精 度 等级 ） 。
该 实验 安排 的实 验 时数 为 ６学 时 ， 生 自行 学 设 计 出实验 方 案后 ， 导 教 师组 织 学 生 进 行 大 组 指 讨论 。在 讨论 的过 程 中 ， 教师 有 意识地 引导学生 ，
维普资讯
丝一
大 堡塞验课程中一例设计性实验的探讨
测量 电阻 的 方法 。在实 验 方 案 的设 计上 ， 体３ 如 。
用 何种 方法 ， 由同学们 自主确定 。但 是 ， 验方 法 实 的不 同 ， 于实验 结果 可能 会有不 同的影 响 。 对
维普资讯
２８第 （第０） ０年２ 总１期 ０ 期 ０
量 索 驾李
９ １
大 学物理 实 验课 程 中一例 设 计 性 实 验 的探 讨
张共 宁
（ 南京 工 业大 学 物理 实验 教 学 中心 ， 江苏 南 京 ２ ００ ） １０ ９
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
大学物理自主设计性实验（FB716-Ⅱ型物理设计性（传感器）实验装置）实验指导书杭州精科仪器有限公司目录第一、产品简介 (02)第二、实验项目内容 (04)实验一、应变片性能—单臂电桥 (04)实验二、应变片：单臂、半桥、全桥比较 (06)实验三、移相器实验 (08)实验四、相敏检波器实验 (10)实验五、应变片—交流全桥实验 (12)实验六、交流全桥的应用—振幅测量 (14)实验七、交流全桥的应用—电子秤 (14)实验八、霍尔式传感的直流激励静态位移特性 (16)实验九、霍尔式传感的应用——电子秤 (17)实验十、霍尔片传感的交流激励静态位移特性 (17)实验十一、霍尔式传感的应用研究—振幅测量 (18)实验十二、差动变压器（互感式）的性能 (19)实验十三、差动变压器（互感式）零点残余电压的补偿 (20)实验十四、差动变压器（互感式）的标定 (21)实验十五、差动变压器（互感式）的应用研究—振幅测量 (22)实验十六、差动变压器（互感式）的应用—电子秤 (23)实验十七、差动螺管式（自感式）传感器的静态位移性能 (24)实验十八、差动螺管式（自感式）传感器的动态位移性能 (25)实验十九、磁电式传感器的性能 (26)实验二十、压电传感器的动态响应实验 (27)实验二十一、压电传感器引线电容对电压放大器、电荷放大器的影响 (28)实验二十二、差动面积式电容传感器的静态及动态特性 (29)实验二十三、扩散硅压阻式压力传感实验 (30)实验二十四、气敏传感器（MQ3）实验 (32)实验二十五、湿敏电阻（RH）实验 (34)实验二十六、热释电人体接近实验 (34)实验二十七、光电传感器测转速实验 (36)第三、结构安装图片和说明 (37)第一、产品简介一、FB716-II型物理设计性（传感器）实验装置本实验装置主要由以下所述5个部分组成：1．传感器实验台部分：装有双平行振动梁（包括应变片上下各2片、梁自由端的磁钢）、双平行梁测微头及支架、振动盘（装有磁钢、用于固定霍尔传感器的二个半圆磁钢、差动变压器的可动芯子、电容传感器的动片组、磁电传感器的可动芯子、压电传感器），安装时可参考第三部分结构图片及安装说明。
2．九孔实验板接口平台部分：九孔实验板作为开放式和设计性实验的一个桥梁（平台）；3．JK-20型频率振荡器部分：含音频振荡器和低频振荡器；4．JK-19型直流恒压电源部分：提供实验时所必须的电源；5．处理电路模块部分：电桥模块（提供元件和参考电路，由学生自行搭建）、差动放大器、电容放大器、电压放大器、移相器、相敏检波器、电荷放大器、低通滤波器、调零、增益、移相等模块组成。
二、本实验装置的设计宗旨：1．九孔实验板接口平台有利于培养学生的动手、动脑能力，从中树立起创新能力以适应社会发展的需要；2．随着科学技术的飞速发展，现今各种各样的传感器已经成为众多领域不可缺少的关键部件，为此我们把传感器作为实验研究的对象，让学生通过该实验，了解和掌握传感器的基本知识及其应用技能，为今后的学习、工作和生活打下扎实的基础。
三、实验装置的特点：本实验装置具有设计性、趣味性、开放性和拓展性，实验中大量重复的接线、调试和后续数据处理、分析、可以加深学生对实验仪器构造和原理的理解，有利于培养学生耐心仔细的实验习惯和严谨的实验态度。
非常适合大中专院校开设开放性实验。
本实验装置采用了性能比较稳定，品质较高的敏感器件，同时采用布局较为合理且十分成熟的电路设计。
四、主要技术参数、性能及说明：1．FB716-II传感器实验台部分：双平行振动梁的自由端及振动盘装有磁钢，通过测微头或激振线圈接入低频振荡器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）差动变压器：量程：；直流电阻：；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。
（2）霍尔式传感器：量程：；直流电阻：激励源端口：；输出端口：。
（3）电容式传感器：量程：≥±2mm，由两组定片和一组动片组成的差动变面积式电容。
（4）压阻式压力传感器：量程：（差动）；供电电压：；直流电阻：：；：。
（5）压电加速度计：PZT-5双压电晶片和铜质量块构成；谐振频度：≥10KHz；电荷灵敏度：。
（6）应变式传感器：金属箔式应变片阻值：350Ω；应变系数：2 。
（7）光电传感器：由一只红外发射管与接收管组成。
（8）磁电式传感器：；直流电阻：；由线圈和动铁（永久磁钢）组成；灵敏度：。
（9）湿敏电阻：高分子薄膜电阻型：；响应时间：吸湿、脱湿。
湿度系数：；测量范围：；工作温度：。
（10）气敏传感器：适用气体：酒精；测量范围：。
（11）热释电传感器：远红外式，主要由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。
2．信号处理及变换（有电源极性接反保护）：（1）电桥模块：提供相关参数的器件，由学生根据实验需要自行搭建。
（2）差动放大器：通频带可接成同相、反相、差动结构，增益为倍的直流放大器。
（3）电压放大器：增益约为5位，同相输入，通频带。
（4）电容变换器：由高频振荡，放大和双电桥组成的处理电路。
（5）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。
（6）移相器：允许最大输入电压频率，移相范围。
（7）相敏检波器：可检波电压频率，允许最大输入电压，由极性反转整形电路与电子开关构成的检波电路。
（8）低通滤波器：由陷波器和滤波器组成，转折频度左右。
3．型频率振荡器部分：（1）音频振荡器：输出连续可调，值，、反相输出，端最大功率输出电流。
（2）低频振荡器：输出连续可调，值，最大输出电流。
4．振动梁、测微头：双平行式悬臂梁一副（装有应变片与振动盘相连），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。
5．型直流恒压电源部分：直流，主要提供给各芯片电源：分三档输出，提供给实验时的直流激励源；：作为电机电源或作其它电源。
五、附录附录部分主要包括实验时的结构安装图示和各模块的电气连接图示说明，以及实验中的相关参考信息。
在实验之前，请认真仔细阅读本实验指导书及相关注意事项。
实验时，严格按照接线图和实验步骤完成实验内容。
由于各模块是完全独立的，所以接线比较繁琐，请各位同学要认真检查之后，确认接线正确之后（特别要注意不要把电源接到非电源输入端），方可通电实验，否则，会烧坏芯片。
设计和思考问题部分，同学可以查阅相关资料或在老师指导下完成所要求的内容。
实验时，对需要接“地”处都必须连接在一起。
在实验时不要晃动或摇动实验桌以及相关的仪器设备和线路，以免引起线路接触不良，使实验不能正常进行。
第二、实验项目内容实验一、金属箔式应变片性能——单臂电桥【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。
【实验仪器】JK-19型直流恒压电源、电桥模块（只提供器件）、差动放大器（含调零模块）、测微头及连接件、应变片、万用表、九孔实验板接口平台和传感器实验台。
【实验步骤】预设：JK-19型直流恒压电源：档，万用表打到2V档，差动放大增益中间位置。
1．了解所需模块、器件设备等，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。
测微头在双平行梁后面的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。
安装测微头时，应注意是否可以到达磁钢中心位置。
2．差动放大器调零：V+接至直流恒压电源的+15V，V-接至于-15V，调零模块的GND与差动放大器模块GND相连，与相连，V+与V+相连，再用导线将差动放大器的输入端同相端、反相端与地短接。
用万用表测差动放大器输出端的电压：开启直流恒压电源：调节调零旋钮使万用表显示为零。
3．根据图1-1接线，为电桥模块的固定电阻，则为应变片；将直流恒压电源的输出电压打至，万用表置档。
开启直流恒压电源，调节电桥平衡网络中的电位器，使万用表显示为零；4．将测微头转动到刻度附近，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）使万用表显示最小，再旋动测微头，使万用表显示为零（细调零），并记下此时测微头上的刻度值（要准确无误地读出测微头上的刻度值）。
5．往下或往上旋动测微头，使梁的自由端产生位移(X)记下万用表显示的值。
建议每旋转测微头一周即记一个值填入下表：6．根据所得结果计算灵敏度：（式中为梁的自由端位移变化，为相应万用表显示的电压相应变化）。
7．在托盘未放砝码之前，记下此时的电压数值，然后每增加一只砝码记下一个数值并将这些数值填入下表。
根据所得结果计算系统灵敏度，并作出关系曲线，为电压变化率，为相应的重量变化。
（重量用表示，电压用表示，后面所用，与此相同，不再另作说明。
）20406080100120【思考题】1．本实验电路对直流恒压电源和放大器有何要求？2．根据原理图，简要分析差动放大器的工作原理。
【注意事项】1．在记录数据之前，请将测微头调至一个合适位置。
合适位置，指的是测微头螺杆最长及最短时，万用表示数的范围要足够大。
调节方法：通过调整测微头支杆座的高度来实验；2．在旋转旋钮时，请不要转动测微头支杆。
实验二、金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较【实验目的】验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。
【实验仪器】JK-19型直流恒压电源、差动放大器、电桥模块、万用表、测微头及连接件、FB716-II 传感器实验台、应变片和九孔实验板接口平台。
【实验步骤】预设：直流恒压电源：置档，万用表打到档，差动放大器增益置中间位置。
1．差动放大器调零：接至直流恒压电源的，接至，调零模块的与差动放大器模块的相连，与相连，与相连，再用导线将差动放大器的输入端同相端、反相端与地短接。
用万用表测差动放大器输出端的电压：开启直流恒压电源：调节调零旋钮使万用表显示为零。
2．按图接线，图中为应变片，及可调平衡网络。
3．安装和调整测微头到磁钢中心位置并使双平行梁处于水平位置（目测），记下该刻度值，再将直流恒压电源调到档。
选择适当的放大增益，然后调节电桥平衡电位器，使万用表显示为零。
4．旋转测微头，使梁移动，每隔读一个数，将测得数值填入下表，然后关闭直流恒压电源：5．保持放大器增益不变，将固定电阻换为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，调节测微头使梁到水平位置（目测），调节电桥使万用表显示表显示为零，重复步骤4，同样测得读数，填入下表：6．保持差动放大器增益不变，将两个固定电阻换成另两片受力应变片（即把换成，换成）组桥时必须掌握相对臂应变片的受力方向相同，相邻臂应变片的受力方向相反即可，否则相互抵消没有输出。
接成一个直流全桥，调节测微头使梁到水平位置，调节电桥同样使万用表显示为零。
重复步骤4，将读出数据填入下表：7．在同一坐标纸上描绘曲线，比较三种接法的灵敏度。