南京航空航天大学

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1、南京航空航天大学《传感器原理》课程编号：0131110实验指导书编写教师：袁慎芳审核人：梁大开航空宇航学院9目录1．实验一基于压电传感器的动态响应实验………………………32．实验二光强调制型光纤位移传感器测量位移实验……53．实验三无线传感网络试验……………………………………………89实验一、《传感器原理》课程实验基于压电传感器的动态响应实验实验类型：（演示性）1.实验目的（1）了解压电测量系统的组成（2）熟悉基本的传感信号采集过程（3）掌握传感器的动态性能指标（4）掌握对传感信号的时频以及频域分析方法2.实验仪器设备（1）压电传感器2个（2）电荷放

2、大器YE58501台（3）NI数采板1个（4）计算机1台3.实验方法（1）检查测量系统良好后，打开功放预热5分钟（2）根据演示接好整个测量系统（3）调节LABVIEW数采界面产生阶跃信号激励，观察激励信号请按照附录操作步骤进行（4）观察压电传感信号波形，并且保存传感波形为txt文件（5）调节LABVIEW数采界面产生正弦信号激励，保持激励信号频率不变，测量不同激励幅值下，传感信号的相位与峰值变化。ü激励信号的要求保持频率2kHz，幅值为5V，观察传感信号与激励信号的相位变化，记录传感信号的峰峰值，保存传感信号。ü激励信号的要求保持频率2kHz，幅值为

3、10V，观察相位变化，记录传感信号的峰峰值，保存传感信号。ü激励信号的要求保持频率2kHz，幅值为15V，观察传感信号与激励信号的相位变化，记录传感信号的峰峰值，保存传感信号。ü观察传感信号波形，并且用示波器保存传感波形（6）调节LABVIEW数采界面产生正弦信号激励，保持激励信号幅值不变，测量不同激励频率下，传感信号的相位与峰值变化。ü激励信号的要求保持幅值为5v，频率为50HZ，观察传感信号与激励信号的相位变化，记录传感信号的峰峰值，保存传感信号。ü激励信号的要求保持幅值为5v，频率为1KHZ，观察传感信号与激励信号的相位变化，记录传感信号的峰峰

4、值，保存传感信号。ü激励信号的要求保持幅值为5v，频率为10kHZ，观察传感信号与激励信号的相位变化，记录传感信号的峰峰值，保存传感信号。（7）关闭仪器设备，注意：功放先关闭connect按钮，再关闭电源！93.实验结果的数据处理（1）运用MATLAB工具，调用指定函数getwave将保存的阶跃响应信号绘制出来；（2）调用指定函数getspect，绘制阶跃响应信号的频谱；（3）运用MATLAB工具，调用指定函数getwave将步骤5保存的正弦响应信号绘制出来，计算相位变化，幅值变化。（4）运用MATLAB工具，调用指定函数getwave将步骤6保存的

5、正弦响应信号绘制出来，计算相位变化，幅值变化。4.实验报告要求（1）绘制实验系统示意图；（2）给出阶跃激励下，系统的响应波形和响应波形的频谱图；（3）将实验数据处理的步骤3和步骤4的结果列表显示比较，分析实验结果；传感信号激励频率2kHz5v10v15v相位变化峰峰值传感信号激励幅值5v50Hz1kHz10kHz相位变化峰峰值附录1．打开功率放大器电源开关，预热10分钟左右（注意：功率放大器有两个开关，一个红色的按钮是电源开关，黑色的是输出开关。2．双击桌面上的labview7.0图标以打开软件系统3．载入并运行信号发生和数据采集软件：《结构健康监测

6、系统》4．打开电荷放大器5．接通功率放大器的输出按钮6．在该监测系统中：切换到任意波形发生器的面板，点击载入任意波形（已经预设好了阶跃信号）就可以载入输出信号波形了，然后点击该面板中的运行按钮。至此，该监测系统已经通过PCI-6115板卡输出阶跃信号了。7．在该监测系统中：切换到示波器面板，即可观测到响应信号，点击保存按钮就可将响应信号以文本格式保存下来，默认存放为d:datahealthbccg.txt8．实验完毕时，切换到任意波形发生器的面板，将该输出通道停止输出，让后点击将整个监测系统退出即可。关闭电荷放大器，功率放大器的输出按钮以及功率

7、放大器的电源开关。9实验二、光强调制型光纤位移传感器测量位移实验实验类型：（基本性）1．实验目的：1)了解光纤位移传感器的工作原理2)了解光纤位移传感器的输出特性3)加深对传感器一些主要静态性能指标的理解2．实验要求：根据实验测得的数据，加深对光纤位移传感器的输出特性的理解。掌握MATLAB基本的数据拟合方法。掌握放大器的使用。3．实验仪器：位移标定架1台简易光纤位移传感器硬件系统1套万用表1个直流稳压电源1台4．实验原理：光强调制型光纤位移传感器是一种非功能型光纤传感器，光纤只起到传光的作用，该传感器是一基于改变反射面与光纤端面之间距离的反射光强调

8、制型传感器反射面是被测物体的表面。如图：实验中光纤组合探头端面即是光纤端面，标定架实验反射面即是被测物体表面