传感器实验讲义

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1、一、CSY传感器实验仪简介实验仪主要由四部分组成：传感器安装台、显示与激励源、传感器符号及引线单元、处理电路单元。传感器安装台部分：装有双平行振动梁（应变片、热电偶、PN结、热敏电阻、加热器、压电传感器、梁自由端的磁钢）、激振线圈、双平行梁测微头、光纤传感器的光电变换座、光纤及探头小机电、电涡流传感器及支座、电涡流传感器引线Φ3.5插孔、霍尔传感器的二个半圆磁钢、振动平台（圆盘）测微头及支架、振动圆盘（圆盘磁钢、激振线圈、霍尔片、电涡流检测片、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）、扩散硅压阻式传感器、气敏传感器及湿敏元件安装盒，具体

2、安装部位参看附录三。备注：CSY系列传感器实验仪的传感器具体配置根据需方的合同安装。显示及激励源部分：电机控制单元、主电源、直流稳压电源（±2V－±10V档位调节）、F／V数字显示表（可作为电压表和频率表）、动圈毫伏表（5mV-500mV）及调零、音频振荡器、低频振荡器、±15V不可调稳压电源。实验主面板上传感器符号单元：所有传感器（包括激振线圈）的引线都从内部引到这个单元上的相应符号中，实验时传感器的输出信号（包括激励线圈引入低频激振器信号）按符号从这个单元插孔引线。处理电路单元：电桥单元、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、

3、低通滤波器、涡流变换器等单元组成。CSY实验仪配上一台双线（双踪）通用示波器可做几十种实验。教师也可以利用传感器及处理电路开发实验项目。二、主要技术参数、性能及说明<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、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.2、电涡流位移传感器量程:≥1mm直流电阻：1Ω－2Ω多股漆包线绕制的扁平线圈

4、与金属涡流片组成。3、霍尔式传感器量程:±≥2mm直流电阻：激励源端口：800Ω－1.5KΩ输出端口：300Ω－500Ω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。4、热电偶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。5、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。6、热敏电阻由半导体热敏电阻NTC：温度系数为负，25℃时为10KΩ。7、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≥2mm。红外线发射、接收、直流电阻：500Ω－1.5k

5、Ω2×60股丫形、半圆分布。8、压阻式压力传感器量程：10Kpa(差压)供电：≤6V直流电阻：Vs+---Vs-：350Ω－450ΩVo+---Vo-：3KΩ－3.5KΩ美国摩托罗拉公司生产的MPX型压阻式差压传感器，具有温度自补偿功能，先进的X型工作片（带温补）。9、压电加速度计PZT-5双压电晶片和铜质量块构成。谐振频率：≥10KHZ，电荷灵敏度：q≥20pc/g。10、应变式传感器箔式应变片阻值：350Ω、应变系数：211、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，能直接显示被测温度。灵敏度：-2.1mV/℃。

6、12、磁电式传感器0.21×1000直流电阻：30Ω－40Ω由线圈和动铁（永久磁钢）组成，灵敏度：0.5v/m/s13、气敏传感器MQ3：酒精：测量范围：50－2000ppm。14、湿敏电阻高分子薄膜电阻型：RH：几兆Ω－几KΩ响应时间：吸湿、脱湿小于10秒。湿度系数：0.5RH%/℃测量范围：10％－95％工作温度：0℃－50℃〈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

7、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0~10KHz5、移相器允许最大输入电压10Vp-p移相范围≥±20º(5kHz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路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、8

9、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

10、字式电压/频率表：3位半显示，电压范围