[设计]传感器与检测技术实验指导书

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1、实验一力敏传感器实验一金属箔式应变片1实验二温度传感器实验5实验三光敏传感器实验8实验四气敏、湿顒传感器实验10实验五湿度测量仪的设计14实验六酒精气体报警器15附录一传感器安装示意图及面板示意图17附录二实验仪面板图19附录三电路原理图20附录四CSY-998B+传感器实验仪简介31实验一力敏传感器实验一金属箔式应变片一、实验目的1.了解金属箔式应变片、单愕电桥的工作原理和工作情况;2.验证金属箔式应变片单臂、半桥、全桥的性能及其相互关系。二、实验基本原理1.箔式应变片及单臂直流电桥的电源的原理和工

2、作情况应变片是最常用的测力传感元件。肖用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表血，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，通过测最电路，转换成电信号输出显示。电桥电路是做常用的非电量电测电路屮的一种，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&、A?、尺3、他中，电阻的相对变化率分别为ADgRj必彳/心、Wg当使用一个应变片时，=——；当二个应变片组成差ROAD动状态工作，则有工/?=竺仝；用四个应变片纽成差对工作，且R=R1=R=R=R,》R

3、=纠,这分别构成单臂、半桥和全桥电路。由表达式可知，单臂、R半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。2.实际使用的应变电桥的性能和原理。已知单臂、半桥和全桥电路的工/?分别为△RIR、2RIR、4RIR°根据戴维定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于1/4XEX》/?,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1/4XE、1/2XE和E。由此可知，当E和电阻相对变化一定时，电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。这样在实际测量中可以简便很多了。三、所需单元及其部件设置1.金属

4、箔式应变片性能测试一单愕电桥所需单元及部件：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：直流稳压电源打到土2V档，F/V表打到2V档，差动放大增益最大。1.金属箔式应变丿h单臂、半桥、全桥的比较直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/V表、测微头、双平行梁、应变片、主、副电源。冇关旋钮的初始位置：直流稳压电源打到±2V档，F/V表打到2V档，差动放大器增益打到最大。四、实验内容及其步骤1.金属箔式应变片性能测试一单臂电桥⑴了解所需单元、部件在实验仪上的

5、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。上下两片梁的外表而各贴二片受力M变片和一片补偿M变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、做、右调节。（2）将差动放人器调零：用连线将差动放人器的正（+）、负（一）、地短接。将差动放人器的输出端与F/V表的输入插口Vi相连；开启主、电源；调节差动放人器的增益到最人位直，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）根据图1接线。R、、/?2、危为电桥单元的固定电阻；Rx=心为应变片。将稳压电源的切换开关

6、置士4U档，F/V表置20V档。调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中Wi，使F/V表显示为零，然后将F/V表置2V档，再调节电桥％（慢慢的调），使F/V表显示为零。•厂］•W0图1T⑷将测微头转动到10伽刻度附近，女装到双平等梁的口山端（与自山端磁钢吸合），调节测微头支柱的高度（梁的自由端跟随变化0使F/V表显示最小，再旋动测微头，使F/V表显示为零（细调零），这时的测微头刻度为零位的相应刻度。（5）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

7、一周即AX=0.5mm记一个数值填入下表:位移(mm)电压(mV)(6)据所得结果计算灵敏度S=AU/AX(式中AX为梁的口由端位移变化，AV为相应F/V表显示的电压相应变化)。(6)实验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮转到初始位置。1.金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥的比较(1)按“金属箔式应变片性能测试一单愕电桥”实验方法将差动放大器调零，关闭主、副电源。(2)按图1—1接线，图中Rx=R4为工作片，r及％为电桥平衡网络。(3)调整测微头使双平行梁处于水平位置(口测)，将直流稳压电源打到±4V档。选

8、择适当的放大增益，然后调整电桥平衡电位器使表头显示零(需预热儿分钟表头才能稳定下來)。(4)旋转测微头，使梁移动，每隔0.5mnr读一个数，将测得数值填入下表，然后关闭主、副电源:位移(mm)电压(mV)(5)保持放人器增益不变，将心固定电阻换为与巴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)，调节电桥嗎使F/V表显示表显示为零，重复(4)过程同样测得读书，填入下表：位移(mm)电压(mV)(6)保持差动