平行梁传感器
YLXS-01型传感器系统实验箱(YL998型传感器系统实验仪)
传感器技术、通讯系统技术和计算机技术是现代电子信息技术的三大支柱，其中传感器技术是信息获取的前端，随着传感器技术应用领域的不断扩大和深入，社会对掌握该项技术的人才需求正在不断增加，同时要求其知识结构和实践能力也不断提高。
在传感器课程的教学效果在很大程度上取决于实验课的质量，为了使传感器实验教学达到较好的效果, 以便学生对电子测试系统的整体结构和工作流程有清楚的了解。
目前的传感器实验室建设，包含有传感器实验箱，或传感器实验仪，或传感器实验装置，或传感器检测装置等相关实验设备。
传感器系统实验室主要由传感器系统实验仪、或传感器系统实验箱，或传感器检测实验仪及相关示波器、万用表等设备组成。
主要技术参数如下1.传感器类型电阻应变传感器；热电式(热电偶)传感器；电感式(差动变压器)传感器；电涡流传感器；霍尔式传感器；磁电式传感器；压电加速度传感器；电容式传感器；PN结温度传感器；热敏电阻；光电传感器；压阻式压力传感器；光纤传感器；气敏传感器等2.信号及变换电桥；差动放大器；电容变换器；电压放大器；移相器；相敏检波器；电荷放大器；低通滤波器；涡流变换器；光电变换座。
3.两组稳压电源3.1低纹波、高精度直流稳压电源：±15V，主要提供温度实验时的加热电源，最大输出1.5A。
3.2±2V～±10V五档可调输出，提供传感器直流信号源。
最大输出电流1.5A。
3.3电源电压监测，电压、电流自保护，声光报警功能。
4.两套显示仪表4.1数字式电压/频率表：3位半显示，电压范围200mV，20V，频率范围3 Hz～2KHz，2 KHz～20K Hz。
4.2温度液晶数字显示表：温度值直接数字液晶显示，温度传感器实验更加直观、准确。
5.信号源高频信号源（音频振荡器）1KHZ～10KHZ（可调）,峰峰值20V，可调；低频信号源1HZ～30HZ（可调）,峰峰值20V，可调。
6.两套悬臂梁、测微头双平行式悬臂梁二组（其中一组为应变梁，另一组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。
实验1 应变片传感器实验(单臂电桥)
.金属箔式应变片传感器—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。
所需单元和部件：直流稳压电源、电桥、差动放大器、砝码、一片应变片、F/V 表、主副电源。
旋钮的初始位置：直流稳压电压打到±2V档，F/V表打到2V档，差动放大器的增益调到最大。
（放大器调零时用）
实验步骤：
（1）观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。
（2）将差动放大器调零。
（3）按下图所示方式接线。
R1, R2, R3为桥臂的固定电阻，Rx为应变片。
将稳压电源的切换开关置于±4V档，F/V表置于20V档。
开启主副电
源，调节W1使得电桥平衡（即使得F/V表的读数为零），等待数分钟
后将F/V表置于2V档，再调节电桥W1，使得F/V表的读数为零。
（4）将托盘安装在平行梁上，记下此时的电压数值。
然后往托盘上加砝码，每增加一只砝码（△W）记一个电压的读数，记录10个左右的值。
根
据所得结果计算系统的灵敏度S=△V/△W，并作出V-W曲线，分析
单臂电桥测量电路的线性度好坏。
说明：
（1）为确保实验的过程中数值不至于溢出，可先将砝码加至最大重量，如过F/V表的指示溢出，适当减小差动放大器的增益。
（2）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。
电阻应变式传感器的测量电路
图1 电子秤平剖图1 台面壳体２均压框架３电阻应变片４弹性体５补偿电阻６可调支撑脚７底座如图１所示，底座通过贴有电阻应变片的双孔型等强度弹性体梁与均压框架相接，均压框架用螺钉与壳体相联。
弹性体是应变式力传感器将力转换为应变量的关键部件。
研究结果表明，双孔梁弹性体按刚架计算比按平行梁计算精确，而且桥路输出和载荷之间的线形好、灵敏度高。
非线性和灵敏度与竖梁的长度和刚度无关。
由于采用陶材料设计制作弹性梁，其灵敏度结构系数不仅取决于弹性体结构形式和应变区的选择，而且和陶瓷材料的微结构、质量及机械强度等因素密切相关。
为此，进行了双孔梁的应力分析、抗冲击载荷分析、额定载荷计量等，并用计算机进行了有限元分析。
经模拟验证分析，选用图1a所示的双孔梁结构形式。
该梁的应力分布均匀对称，其应力最大点在弹性梁的最薄偏离两端处。
根据图1a所示的结构形式：ε＝M／W．E （1）式中：ε为应变量；M为弯矩；W为抗弯模数；E为弹性模量。
对于这类应变式弹性体上的全等臂电桥，其输出电压V0和桥压Vi有如下关系：V 0＝GF．ε．Vi（2）式中：GF为应变电阻的应变系数。
将式（1）代入式（2），可得：V 0＝GF．M．Vi／W．E （3）对于矩形截面，W＝1／6b．h2式中：b为弹性体承载面宽度；h为弹性体承载梁厚度。
由A—A剖面分析，负荷F必须由一对剪力F／2与之平衡。
若取一应变电阻进行分析，F／2对应变电阻中心点的弯距为M：M＝F（L／2－X）／2 （4）以式（4）代入式（3），可得：V 0＝3F（L／2－X）GF．Vi／b．h2．E （5）由式（5）可见，双孔梁的桥路输出和载荷F之间具有良好的线形，而且灵敏度高。
)(434211R R R R R R E +-+=))((43214231R R R R R R R R E ++-•电阻应变式传感器的测量电路电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效应，将各种力学量转换为电信号的结构型传感器。
周俊师资队伍个人信息(样表)_周俊
师资队伍/个人信息（样表）姓名周俊性别男职称教授系别农业机械化系学位博士/博导电话E-mail zhoujun@单位地址南京市浦口区点将台路40号邮编210031 研究领域农业机器人，农业装备智能化技术，机器视觉，精准农业装备社会兼职江苏省自动化学会农业自动化分会委员承担项目1.国家重点研发计划项目“电动拖拉机智能化操控与作业关键技术研究及核心零部件研制(编号: 2016YFD0701003)”；2.江苏省农机三新工程项目“谷物联合收获机自动导航及测产系统开发与应用（编号：NJ2015-10）”；3.国家自然科学基金面上项目“粘弹性农业物料机器人抓取模型辨识及主动柔性控制（编号：31471419）”；4.国家自然科学基金面上项目“农业机器人动态作业场景概率图模型研究（编号：31071325）”；5.国家863计划项目“移动式果蔬采摘机器人关键技术研究（编号：2006AA10Z259）” （项目副组长）；6.国家863计划项目“水稻收获机械智能测产系统的研究开发（编号：2006AA10A305）” ；7.教育部博士点基金博导类项目“可变形易损伤农业物料机器人抓取研究（编号：20130097110043）”；1.农业部现代农业装备重点实验室开放课题“密植果园作业农业机械定位与导航方法研究（编号：201302003）” ；2.江苏省自然科学基金面上项目“基于立体视觉导航农业机器人大尺度地形推理研究（编号：BK2010458）” ；3.苏州市农业科技支撑项目“基于无线传感网络的智能温室信息监测系统集成示范（编号：SN201003）” 。
4.国家863计划项目子课题“农田作业机械智能导航控制技术与产品研发”（编号：2006AA10A304）；5.教育部科学技术研究重点项目“基于机器视觉的农业机械自动导。
YLXS-03型传感器与测控技术综合实验箱
传感器技术、通讯系统技术和计算机技术是现代电子信息技术的三大支柱，其中传感器技术是信息获取的前端，随着传感器技术应用领域的不断扩大和深入，社会对掌握该项技术的人才需求正在不断增加，同时要求其知识结构和实践能力也不断提高。
在传感器课程的教学效果在很大程度上取决于实验课的质量，为了使传感器实验教学达到较好的效果, 以便学生对电子测试系统的整体结构和工作流程有清楚的了解。
目前的传感器实验室建设，包含有传感器实验箱（传感器系统实验箱，传感器测控实验箱），或传感器实验仪（传感器系统实验仪，传感器检测实验仪，传感器测控实验仪），或传感器实验装置，或传感器检测装置等相关实验设备。
实验分为基础原理性实验、设计开放性实验、扩展应用性实验三个层次：基础原理性实验：传感器的设计结构采用透明化材质，便于学生对原理的认知，开设的基础原理性实验项目40余项，主要包含力、磁、电、温度、位移、振动等各项基础原理性实验。
设计开放性实验：实验箱含有温度源、转动源等提供标准的信号输入输出接口，结合实验箱配置的多功能数据采集卡，在完成典型教学实验的基础上，学生科自主开发设计性实验，同时为学生提供多项课程设计、毕业设计的理想实验模型。
扩展应用性实验：实验台同时扩展多项虚拟仪器实验、MATLAB自动控制仿真实验，不但兼顾了相关专业实验课程的开展，而且便于实施综合性和应用性实验的开展，大大提高了整个实验室设备的利用率，可开展多个综合性实验和研究课题。
一、主要技术参数1.信号源及采集卡部分1.1提供高稳定的±15V、±5V直流稳压电源，并具有过流、过压、声光报警自保护、自恢复功能，含有温度智能PID控制仪表，温度控制精度±0.5°，装有电压/频率/显示表。
1.2USB/RS485总线多路数据采集卡：8路模拟量输入、4路模拟量输出、8路开关量输入、4路继电器开关量输出（2路常闭、2路常开），可以完成各类传感器的数据采集及对温度、转速等对象的闭环控制功能。
变频器和传感器在卷绕张力精确控制中的应用
变频器和传感器在卷绕张力精确控制中的应用作者：康松振来源：《中国机械》2013年第07期摘要：半成品或成品如纱和卷布等在纺织生产过程中，被分批放置在浆纱机上浆，卷染机将纱和卷布绕在收放辊上。
这些设备在卷绕过程中都有恒张力控制这样一个共同的问题，直径最小的到直径最大卷绕中纱线和织物张力要求保持不变。
利用变频器的中心卷绕功能可以较好的解决卷绕恒定张力的控制问题。
随着变频技术的问世，人们考虑把频率控制技术应用到中心卷绕上，交流电机可以发挥自己的优势：内部结构简单，坚固耐用，经济可靠。
经过几年的实践证明，变频调速技术可以满足国内外的中心卷绕技术，包括在整经机，浆纱机，卷染机和其他设备已广泛应用。
关键词：中心卷绕卷绕张力变频器控制卷径计算称重传感器前言：卷绕过程中接触面的摩擦力不是固定的，当电机转速恒定时滚筒的线速度不可能完全相同，尤其是主动卷辊表面光滑或操作初期，由于滚筒的摩擦较小，驱动时产生相对较小的滑动，张力不易控制，所以会有滚筒轴芯线圈不实，随着滚筒直径的增加，同时重量也开始增加，滚筒和驱动滚筒间产生了更大的摩擦，卷绕张力增加，如果速度调节不合适，由于表面的不规则性将挤压卷芯，造成卷材挤出或端面不齐整。
要让卷绕装置获得均匀的卷绕张力，要经常对滚筒增加配重，用以调节气动或液压式滚筒轴上施加垂直向下的力，以保证表面摩擦辊缠绕过程中，张力稳定的要求，使材料的密度、硬度和缠绕效果达到最好。
1.卷绕方式和卷径纺织机械专用变频器卷绕张力的控制主要是张力闭环控制和间接张力控制两种。
张力闭环控制方案应用于精度要求较高的张力控制，张力传感器检测缠绕张力，转换器反馈信号，通过交流伺服驱动和变频器构成一个闭环张力控制系统。
间接张力控制方案没有张力传感器，通过专用交流伺服驱动器，根据所需转矩间接地控制纱线或织物的表面张力。
该方案具有低成本、易于掌握张力的控制精度。
由于表面摩擦决定卷材的绕效果，卷筒和驱动辊必须有足够的摩擦力，驱动辊需要注意橡胶或草皮的保养更新。
差动变压器式电感传感器的静态位移性能实验实验报告
差动变压器式电感传感器的静态位移性能实验实验报告差动变压器式电感传感器的静态位移性能实验实验报告实验三电感式传感器实验传感器实验三、电感传感器实验——差动变压器性能实验(一)实验内容1.项目一、差动变压器式电感传感器性能实验2.项目二、差动螺管式电感传感器的静态位移性能实验 (二)实验目的1.了解差动变压器式电感传感器的原理和工作情况2.了解差动螺管式电感传感器测量系统的组成和工作情况 (三)实验原理螺旋测微器产生位移，经弹性梁带动衔铁在线圈中移动，交流电源激励，数字电压表显示数字，计算机自动生成示波器显示波形。
(四)实验操做步骤实验项目一、1.将音频振荡器LV输出接至数字频率计和数据采集CH1，由频率计显示频率，计算机自动生成示波器显示波形，调节音频振荡器频率为4kHz，峰峰值为5V。
2.将音频振荡器LV输出接差动变压器一次绕组，输出接CH1。
3.调螺旋测微器使衔铁处于中心位置(输出为零)，向下每1mm读一个数。
实验项目二、1.按图接线2.将音频振荡器输出接至CH1，调节峰峰值为2V。
3.V/F表调至20V档。
4.接好电桥平衡网络、放大器、相敏检波器、LPF、V/F表、示波器。
5.将螺旋测微器与梁脱离，使梁处于自由状态;调节W1、W2，使输出最小(灵敏度最大)。
6.将螺旋测微器与梁相吸，调节螺旋测微器使输出最小(CH1示)，再向上移2.5mm。
7.调节移相器使输出最大(CH2示);观察检波器波形，若两半波不对称，则微调放大器调零电位器。
8.向下每0.5mm读一个数。
项目一数据表第 1 页共 1 页项目二数据表篇二: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。
传感器实验四--电子秤
三、实验效果分析（包过仪器设备等使用效果）三、实验效果分析：①由实验数据可知测量砝码时的灵敏度为：S=0.05V/100g=0.5mv/g②实验中应注意砝码和重物应放于同一点。
③要将些电子秤方案投入到实际生活中应将差动放大器的放大倍数调大些，让电子秤的灵敏度提高些，在重量为0时电子秤的示数也为0，每增加1g电子秤的示数最好是加1，那样更加好看，当称重为非零时应给一定的补偿让此时的计数也为0。
教师评语指导教师年月日江西师范大学物理与通信电子学院教学实验报告专业：电子信息工程2010年4月13日实验名称交流全桥的应用——电子秤指导老师姓名年级08级学号成绩一、预习部分1、实验目的2、实验基本原理3、主要仪器设备（包含必要的元器件、工具）一、实验目的：实验目的：了解交流供电的四臂应变电桥的原理和工作情况。
主要仪器设备：所需单元及部件：音频振荡器、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、F／V表、双平行梁、应变片、测微头、主、副电源、示波器。
二、实验原理：图4三、主要仪器设备：所需单元及部件：音频振荡器、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、F／V表、双平行梁、应变片、测微头、主、副电源、示波器。
二、实验操作步骤1．实验数据、表格及数据处理2．实验操作过程（可以用图表示）3．结论1.实验数据、表格及数据处理如下：Matlab 数据处理：x=20:20:100;y=[0.01,0.02,0.03,0.04,0.05];plot(x,y,'*');a=polyfit(x,y,1);xi=0:0.001:100;yi=polyval(a,xi);plot(x,y,'go','MarkerEdgeColor','k','MarkerFaceColor','r','MarkerSize',5) xlabel('质量/g','fontsize',10);ylabel('电压/V','fontsize',10);axis([0 100 0 0.05])hold onplot(xi,yi,'linewidth',1,'markersize',1)legend('原始数据点','拟合直线1')plot(x,y) 2、实验操作过程如下：①差动放大器调整为零：将差动放大（＋）、（－）输入端与地短接，输出端与Ｆ／Ｖ表输入端Vi相连，开启主、副电源后调差放的调零旋钮使Ｆ／Ｖ表显示为零，再将Ｆ／Ｖ表切换开关置２Ｖ档，再细调差放调零旋钮使Ｆ／Ｖ表显示为零，然后关闭主、副电源。
传感器原理及应用实验内容
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、基本原理：本实验说明箔式应变片及单臂直流电桥的电源的原理和工作情况。
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R 1、R 2、R 3、R 4中，电阻的相对变化率分别为ΔR 1/ R 1、ΔR 2/ R 2、ΔR 3/ R 3、ΔR 4/ R 4，当使用一个应变片时，∑R R R ∆=；当两个应变片组成差动状态工作，则有∑RRR ∆=2；用四个应变片组成两个差对工作，且R 1=R 2=R 3=R 4=R ， ∑RRR ∆=4。
由此可知，单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。
三、需用器件与单元：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、 电压/频率表、主、副电源。
四、旋钮初始位置：直流稳压电源打到±2V 档， 电压/频率表(即电压/频率表)打到2V 档，差动放大增益最大。
当应变梁收到拉力时，各应变片电阻值变化图1五、实验步骤：1、了解所需单元、部件在实验仪上的位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。
上下两片梁的外表面各贴两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。
2、将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正(+)、负(–)、地短接，连接图如图1。
将差动放大器的输出端与 电压/频率表的输入插口V i 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 电压/频率表显示为零，关闭主、副电源。
图23、根据图4接线（图3为原理图）。
17-4PH材料热处理
17-4PH材料热处理不锈钢传感器材料与热处理探讨摘要：沉淀硕化型不锈钢0Crl7Ni4Cu4Nb,作为不锈钢传感器弹性元件的常用材料，其材料成分和含量将影响热处理后的综合机械性能。
可通过调控其材料成分和含量及严格热处理工艺降低铁素体的含量，获得均匀的金相组织，提高材料的机械性能，从而改善传感器的性能指标。
关键词：不锈钢材料热处理固溶金相组织$-铁素体一。
概述称重传感器性能的优劣，决定了衡器的准确度。
稳定性和可靠性。
以不锈钢作为弹性体材料的称重传感器，可以进行金属膜片焊接密封，具有防腐。
防爆。
高可靠性。
高稳定性的特点，在腐蚀性场合。
食品。
化工等行业，将成为合金钢传感器的替代品，市场容量逐渐放大。
目前，称重传感器的弹性体材料主要分为三类：铝合金(LY12).合金钢(40CrNiMoA).不锈钢(0Crl7Ni4Cu4Nb),前两种材料应用最为普遍，加工工艺。
热处理工艺。
制作工艺已十分成熟。
但目前国内不锈钢传感器的研究。
生产处于初级阶段，市场需求不大，还没有形成大批量生产不锈钢传感器的市场规模，不锈钢传感器准确度低，达到GB/T 7551-1997《称重传感器》国家标准和JJG 669-2021《称重传感器》计量检定规程中C3级的比率低，只有部分形式及规格的不锈钢传感器可以做到高准确度等级。
其原因是不锈钢传感器制造成本高，国内厂家对不锈钢传感器的制造技术研究不够，没有完全掌握，主要有：1.不锈钢传感器弹性体材料相关基础性研究不够，对其成分。
冶炼工艺。
轧制要求。
供货状态并非了如指掌。
2.国内对不锈钢材料的热处理工艺未能完全掌握，热处理对传感器性能指标 (主要是滞后指标)的影响未能解决。
3.应变计与不锈钢材料的匹配。
对于称重传感器的弹性体材料而言，材料成分决定其组织，组织决定材料性能，材料性能决定传感器的性能，因此材料选择及成分的确定是第一步，其次，热处理工艺和应变计的匹配成为关键点。
二。
不锈钢传感器弹性体材料选择一般來讲，弹性体采用的金属材料除了对化学成分和冶炼条件严格要求外，还要有优良的综合性能，在保证弹性和应力的同时，尽量选用抗微塑变形能力高的材料，J1材料的纯度要高，成分的均匀性好。
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平行梁传感器是一种常用的传感器产品类型，采用铝合金材质制
作而成，主要适用于电子计价秤、计重秤等小台面电子称。现在，各
大生产厂家都投入到这类原件的使用中，希望能够为自己的产品带来
收益。为此，蚌埠高灵传感系统工程有限公司为大家总结了相关平行
梁传感器信息，希望能够为大家带来帮助。
平行梁传感器基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）
在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元
件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增
大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电
压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。
考虑到使用地点的策略加速度和空气浮力对转换的影响，平行梁
传感器的性能指标主要包括有线性误差、滞后误差、重复性误差、蠕
变、零点温度特性和灵敏度温度特性等。
平行梁传感器的优点是精度高，测量范围广,寿命长,结构简单，
频响特性好，能在恶劣条件下工作，易于实现小型化、整体化和品种
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多样化等。它的缺点是对于大应变有较大的非线性、输出信号较弱，
但可采取一定的补偿措施。因此它广泛应用于自动测试和控制技术
中。
安装方法：首先准备两块平板，材质和尺寸根据需要来定。按照
传感器的固定孔打好眼；再准备四个螺丝、螺丝帽以及下面的垫脚。
将传感器至于两块板之间，用内六角螺丝将板与平行梁称重传感器固
定牢靠。上面的板固定传感器的一端，下面的板固定传感器的另一端。
固定的时候上下平板与传感器之间要加上预先准备好的垫片，这样才
能够使传感器悬空测力。最后分别将垫脚等部件固定好即可完成传感
器的安装。
蚌埠高灵传感系统工程有限公司是多年专业研发和制造各类力
敏传感器及其应用仪器仪表,自动化控制系统的国家备案的高新技术
企业和省级民营科技企业。
企业注册资本800万元，占地面积5280m2。年生产能力：各
种力敏传感器50万只，应用仪器仪表20万台。近年来，企业的主
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导产品产量、主营业务收入、利税总额三项主要经济指标连续翻番。
09年企业被省经信委列入全省1000家可持续发展扶持企业，并列
入蚌埠市统计的规模以上电子信息产品制造企业，列入安徽省和蚌埠
市电子信息产业发展骨干企业。
公司具有雄厚规模实力和创新精神的业内骨干企业。公司在自主
创新的基础上开发生产出力敏系列各类传感器上百个品种，各种应用
仪器仪表和系统，以及各种起重机械超载保护装置。产品广泛应用于
油田、化工、汽车、起重机械、建设、建材、机械加工、热电、军工、
交通等领域。公司除大规模生产各种规格的高精度、高稳定性、高可
靠性常规产品外,还可根据用户具体要求设计特殊的非标传感器,以满
足用户的特殊要求。