thsrz-1型实验指导书2012.4.23

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1、THSRZ-1型传感器系统综合实验装置简介一、概述THSRZ-1型传感器系统综合实验装置适应不同类别、不同层次专业教学实验、培训、考核的需求，是一套多功能、全方位、综合性、动手型的实验装置，可以与普教中的“物理”，职教、高教中的“传感器技术”、“工业自动化控制”、“非电测量技术与应用”、“工程检测技术与应用”等课程的教学实验配套。二、设备构成实验台主要由试验台部分、三源板部分、处理（模块）电路部分和数据采集通讯部分组成。1.实验台部分这部分设有1k～10kHz  音频信号发生器、1～30Hz 低频信号发生器、四组直流稳压电源：±15V、+5V、±2~±10V、2~24

2、V可调、  数字式电压表、频率/转速表、定时器以及高精度温度调节仪组成。2.三源板部分热源：0~220V交流电源加热，温度可控制在室温~120oC，控制精度±1oC。转动源：2~24V直流电源驱动。振动源：振动频率1Hz—30Hz（可调）。3.处理（模块）电路部分包括电桥、电压放大器、差动放大器、电荷放大器、电容放大器、低通滤波器、涡流变换器、相敏检波器、移相器、温度检测与调理、压力检测与调理等共十个模块。4.数据采集、分析部分为了加深对自动检测系统的认识，本实验台增设了USB数据采集卡及微处理机组成的微机数据采集系统（含微机数据采集系统软件）。12位A/D转换、采样

3、速度达100kHz，利用该系统软件，可对学生实验现场采集数据，对数据进行动态或静态处理和分析，并在屏幕上生成十字坐标曲线和表格数据，对数据进行求平均值、列表、作曲线图以及对数据进行分析、存盘、打印等处理，实现软件为硬件服务、软件与硬件互动、软件与硬件组成系统的功能。更注重考虑根据不同数据设定采集的速率。详见THSRZ软件使用手册。本实验台，作为教学实验仪器，大多传感器基本上都做成透明，以便学生有直观的认识，测量连接线用定制的接触电阻极小的迭插式联机插头连接。三、实验内容结合本装置的数据采集系统，可以完成大部分常用传感器的实验及应用，个别涉及频率特性测试的实验需要普通2

4、0MHz带宽示波器完成。实验内容包括金属箔应变传感器、差动变压器、差动电容、霍耳位移、霍耳转速、磁电转速、扩散硅压力传感器、压电传感器、电涡流传感器、光纤位移传感器、光电转速传感器、集成温度传感器（AD590）、K型、E型热电偶、PT100铂电阻、湿敏传感器、气敏传感器共17种，三十多个实验。50目录实验一金属箔式应变片――单臂电桥性能实验实验二金属箔式应变片――半桥性能实验实验三金属箔式应变片――全桥性能实验实验四直流全桥的应用――电子秤实验实验五交流全桥的应用――振动测量实验实验六扩散硅压阻压力传感器差压测量实验实验七差动变压器的性能实验实验八差动变压器零点残余电

5、压补偿实验实验九激励频率对差动变压器特性的影响实验实验十差动变压器的应用――振动测量实验实验十一电容式传感器的位移特性实验实验十二电容传感器动态特性实验实验十三直流激励时霍尔式传感器的位移特性实验实验十四交流激励时霍尔式传感器的位移特性实验实验十五霍尔测速实验实验十六霍尔式传感器振动测量实验实验十七磁电式转速传感器的测速实验　实验十八压电式传感器振动实验实验十九电涡流传感器的位移特性实验实验二十被测体材质、面积大小对电涡流传感器的特性影响实验实验二十一电涡流传感器测量振动实验实验二十二光纤传感器的位移特性实验实验二十三光纤传感器的测速实验实验二十四光纤传感器测量振动实

6、验实验二十五光电转速传感器的转速测量实验实验二十六PT100温度控制实验实验二十七集成温度传感器的温度特性实验实验二十八铂电阻温度特性实验实验二十九热电偶测温实验实验三十E型热电偶测温实验实验三十一热电偶冷端温度补偿实验＊实验三十二气敏传感器实验实验三十三湿敏传感器实验实验三十四转速控制实验*打*号为演示实验，选做。50实验一金属箔式应变片――单臂电桥性能实验一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。二、实验仪器：应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V电源、万用表（自备）。三、实验原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，

7、其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR/R=Kε，式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件，如图1-1所示，四个金属箔应变片分别贴在弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随弹性体形变被拉伸，或被压缩。图1-1图1-2通过这些应变片转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图1-2所示R5、R6、R7为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压50Uo=（1-1）E为电桥电源电压，