传感器原理实验报告.doc

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1、《传感器原理实验报告》指导教师：张学锋班级：物联网131班组序：第七组组员：程少锋陈习武高扬孙明明23目录实验一金属箔式应变片性能——单臂电桥1实验二金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较4实验三金属箔式应变片温度效应及补偿7实验四热电偶原理及分度表的应用8实验五移相器实验11实验六相敏检波器实验13实验七金属箔式应变片——交流全桥16实验十二差动变压器（互感式）零残余电压的补偿23实验十三差动变压器（互感式）的标定24实验十九电涡流式传感器的静态标定34实验二十三霍尔传感器的直流激励特性38实验二十五霍尔式传感器的交流激励特性41实验二十六霍尔式传感器的应用——

2、振幅测量之四43实验二十七磁电式传感器的性能45实验二十九压电传感器引线电容对电压放大器、电荷放大器的影响47实验三十一双平行梁的动态特性51实验三十二电涡流传感器位移特性实验52实验三十三PN结温度传感器测温实验53实验三十四热敏电阻演示实验55实验三十五半导体扩散硅压阻式压力传感器实验56实验三十六光纤位移传感器静态实验582323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

3、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R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别为ΔR1/R1、ΔR2/R2、ΔR3/R3、ΔR4/R4，当使用一个应变片时，∑；当两个应变片组成差动状态工作，则有∑；用四个应变片组成两个差对工作，且R1=R2=R3=R4=R，∑。由此可知，单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。往上或往下旋动测微头，使梁的自由端产生位移，记下电压/

4、频率表显示的值。建议每旋动测微头一周即∆X=0.5mm记一个数值填入下表：位移（mm）19.37018.87518.36917.88217.36818.88116.36915.873电压（mv）02918242632386、根据所得结果计算系统灵敏度S=ΔV/ΔX（式中ΔV为F/V显示的相应电压变化，ΔX为梁的自由端位移变化）。灵敏度S=ΔV/ΔX=0.037（四舍五入）六、思考题：1、本实验电路对直流稳压电源和放大器有何要求？答：实验中直流稳压电源输出的正负电压要基本对称。电路对称性——电路的对称性决定了被放大后的信号残存共模干扰的幅度，电路对称性越差，其共模

5、抑制比就越小，抑制共模信号（干扰）的能力也就越差，因此该放大器的共模抑制比应相对比较大。2、根据所给的差动放大器电路原理图（见附表一），分析其工作原理，说明它既能作差动放大，又可作同相或反相放大器。答：差动放大器的特点是静态工作点稳定，对共模信号有很强的抑制能力，它唯独对输入信号的差（差模信号）做出响应，这些特点在电子设备中应用很广。集成23运算放大器几乎都采用差动放大器作为输入级。这种对称的电压放大器有两个输入端和两个输出端，电路使用正、负对称的电源。根据电路的结构可分为：双端输入双端输出，双端输入单端输出，单端输入双端输出及单端输入单端输出四种接法。凡双端输

6、出，差模电压增益与单管共发放大器相同；而单端输出时，差模电压增益为双端输出的一半，另外，若电路参数完全对称，则双端输出时的共模放大倍数=0，其实测的共模抑制比将是一个较大的数值，愈大，说明电路放大的是电压，不能放大电流。放大多少倍都可以，可以用多级放大。不过单级最好不要超过100，否则容易引起信号失真，抑制共模信号的能力愈强。差动也就是个两个输入端口都有输入，同相输入在同相端，反相输入在反相端。实验二金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较1.实验目的：验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间的关系。2、按图4接线。图53、调整测微头，使双平行梁处于水平位置（目测），将

7、直流稳压电源打到±4V档，然后打开主副电源。选择适当的放大增益，然后调整电桥平衡电位器W1，使电压表显示零（需预热几分钟电压表才能稳定下来）。234、旋转测微头，使梁移动，每隔0.5mm读一个数，将测得的数值填入下表，然后关闭主、副电源：位移（mm）0.511.522.533.54电压（mv）-0.034-0.052-0.074-0.094-0.120-0.140-0.162-0.1855、保持放大器增益不变，根据图5连线，将R3固定电阻换为与R4工作状态相反的另一应变片即取两片受力方向不同的应变片，形成半桥，调节测微头，使梁到水平位置（目测），调节电桥W1使电

8、压/频率表显示为零，重复