目錄實驗一電阻應變式感測器應用 1
實驗二懸臂梁動態引數測試 4
實驗三電渦流感測器測量位移實驗 8
實驗四磁電式感測器測轉速實驗 12
一、實驗目的與要求
1.了解布片組橋方法
2.掌握感測器靜態標定方法
3.掌握直流放大器的應用方法
4.掌握對感測器進行精度分析的方法
5.學會利用應變式感測器稱重
二、實驗儀器及裝置
1．萬用表
2．直流放大器（帶供橋穩壓電源）
3．懸臂梁實驗台
4. 砝碼
5. 被稱重試件
三、實驗內容
1.標定實驗
1)布片組橋：利用懸臂梁實驗台，將貼上在等強度梁上的應變片，按照一定的規則組橋(如圖所示)。
2)接線：感測器全橋的供電端uo及輸出端uy與直流放大器的輸入電纜相接，直
流放大器的輸入電纜為四芯遮蔽電纜，其中兩芯為供橋電源（10v），另外兩芯傳輸電橋輸出電壓；直流放大器的輸出電纜與萬用表相接，萬用表的檔位撥到直流2v檔或20v檔。
3)載入：在等強度應變梁懸臂端的載入掛架處用砝碼進行載入，每次0.5kg，由小到大逐點遞增,在載入的過程中記錄砝碼的重量與橋路（直流放大器）的電壓輸出訊號。
4)解除安裝：將輸入量由大到小逐點遞減，同時記錄在解除安裝過程中砝碼的重量與橋路（直流放大器）的電壓輸出訊號。
5)重複載入、解除安裝3次，將所得輸出—輸入測試資料記錄在下表。
表1-1 感測器標定實驗記錄
6)畫出標定曲線：
7）資料處理。根據標定曲線確定感測器靈敏度、線性度、遲滯、重複性。
2．稱重實驗
試利用已標定的應變式感測器稱出所給被稱重試件的重量。具體要求：
1)把被稱重試件放在感測器的載入掛架上，記錄直流放大器輸出的電壓值；
2)根據標定資料得到「輸出電壓值與被稱重量」的關係式，利用該關係式確定被稱重試件的重量。
一、實驗目的
本實驗主要目的是培養同學面對實際測試任務，自己獨立實施實驗的能力。要求同學綜合運用已學知識，構思自己的實驗方案——如何組成測試系統；選用哪些測試儀器及裝置；在該系統中起何作用?
二、實驗要求
1．測試懸臂梁的動態引數；
2．掌握感測器、激振器等常用振動測試裝置的使用方法；
3．了解振動測試的基本方法和系統構成。
三、實驗儀器(參考)
1．功率放大器
2．激振器
3．訊號發生器
4．加速度感測器
5．電荷放大器
四、實驗任務
現有一根鋼板，長l=40cm，厚b=o.5cm，寬c=5cm，用它做成插入端懸臂梁(如圖所示)。
外伸臂長可調節成三種長度：
ll=28cm l2=24cm l3=20cm
1. 試計算三種長度下懸臂梁的一階固有頻率
試件原始資料的量測與計算
表2-1 原始資料表
2. 試設計乙個測試系統，用實驗的方法實測這三種長度下懸臂梁的一階固有頻率，將實驗結果填入表2-2與理論值對比（理論值計算參見本章附錄），具體要求如下：
1） 擬定實驗的原理方法；
2） 畫出所設計的測試系統框圖；
3）寫出在該測試系統中選用的測試儀器及裝置的名稱、作用及工作原理；
4）使用這些儀器及裝置應注意哪些問題?
五、實驗資料處理與分析
1.實驗與理論結果對比,分析誤差原因
填寫理論值與實驗值比較表
表2-2 理論值與實驗值比較表
2．實驗中所遇問題的討論
[附錄]
插入端懸臂梁固有頻率的計算:
2-1）
式中：a——振型常數，一階振型時 a=1.875
l——懸臂梁外伸長度(cm)；
e——梁的彈性模量(kgf／cm2)；
io——梁的截面慣性矩（cm4）；
——單位長度的質量(kgf·s2/ cm2)。
梁的尺寸為：b=0.5cm c=5cm
l可調橫截面積為：b×c
設l=40cm
而e=2.1×kgf/cm2
式中為梁的單位體積質量，將kg化為工程質量單位：
將各數值代入公式(2-1)中
一、 實驗目的：
1. 了解電渦流感測器測量位移的工作原理和特性。
2. 了解不同的被測體材料對電渦流感測器效能的影響。
3. 了解電渦流感測器在實際應用中其位移特性與被測體的形狀和尺寸有關。
二、實驗原理：通過交變電流的線圈產生交變磁場，當金屬體處在交變磁場時，根據電磁感應原理，金屬體內產生電流，該電流在金屬體內自行閉合，並呈旋渦狀，故稱為渦流。渦流的大小與金屬導體的電阻率、導磁率、厚度、線圈激磁電流頻率及線圈與金屬體表面的距離ｘ等引數有關。
電渦流的產生必然要消耗一部分磁場能量，從而改變激磁線圈阻抗，渦流感測器就是基於這種渦流效應製成的。電渦流工作在非接觸狀態(線圈與金屬體表面不接觸)，當線圈與金屬體表面的距離ｘ以外的所有引數一定時可以進行位移測量。
三、實驗器件與單元：電渦流感測器實驗模板、電渦流感測器、直流電源、數顯單元、測微頭、被測體（鐵質圓片，鋁質圓片，銅質圓片，鋁質圓柱）。
四、實驗步驟
1．根據圖3-1安裝電渦流感測器。
圖8－1電渦流感測器安裝示意圖圖
圖3-1 電渦流感測器安裝示意圖
圖3-2 實驗裝置原理圖
2．觀察感測器結構，這是乙個平繞線圈。
3．將電渦流感測器輸出線接入實驗模板上標有l的兩端插孔中，作為振盪器的乙個元件。
4．在測微頭端部裝上鐵質金屬圓片，作為電渦流感測器的被測體。
5．將實驗模板輸出端vo與數顯單元輸入端vi相接。數顯表量程切換開關選擇電壓20v檔。
6．用連線導線從主控台接入15v直流電源，接到模板上標有＋15v的插孔中。
7．使測微頭與感測器線圈端部接觸，開啟主控箱電源開關，記下數顯表讀數，然後每隔0.5mm讀乙個數，直到輸出幾乎不變為止。將結果列入表3-1。
表3-1 被測體為鐵質圓片時的位移與輸出電壓資料
8．根據表3-1資料，畫出v－x曲線，試計算量程為3mm時的靈敏度和線性度（可以用端基法或其它擬合直線）。
9.將鐵質圓片換成鋁質圓片和銅質圓片，重複5~7步驟，進行被測體材料對電渦流感測器效能影響實驗。分別列入表3-2和表3-3，並根據表中資料計算量程為3mm時的靈敏度和線性度。
表3-2 被測體為鋁質圓片時的位移與輸出電壓資料
表3-3 被測體為銅質圓片時的位移與輸出電壓資料
分別比較三種不同材質被測體實驗結果的差異：
10.將被測體換成鋁質圓柱，重複5~7步驟，進行被測體形狀和尺寸對電渦流感測器效能影響實驗。將資料列入表3-4，並根據表中資料計算量程為3mm時的靈敏度和線性度。
表3-4 不同形狀和尺寸時的被測體特性資料
試比較被測體形狀和尺寸對電渦流感測器特性的影響：
五、實驗結論（體會與收穫）
一、實驗目的：了解磁電式感測器測量轉速的原理。
二、實驗原理：基於電磁感應原理，n匝線圈所在磁場的磁通變化時，線圈中感應電勢發生變化，因此當轉盤上嵌入n個磁鋼時，每轉一周線圈感應電勢產生n次的變化，通過放大、整形和計數等電路即可以測量轉速。
三、實驗器件：主機箱、磁電式感測器、轉動源。
四、實驗步驟：
1、根據圖4-1將磁電式感測器安裝於磁電支架上，感測器的端麵對準轉盤上的磁鋼並調節公升降杆使感測器端麵與磁鋼之間的間隙大約為2~3ｍｍ。
圖4-1 磁電式感測器實驗安裝、接線示意圖
2、首先在接線以前，合上主機箱電源開關，將主機箱中的轉速調節電源2～24v旋鈕調到最小(逆時針方向轉到底)，接入電壓表(顯示選擇打到20v檔)監測大約為0v左右；然後關閉主機箱電源，將磁電式感測器、轉動電源按圖4-1所示分別接到主機箱的相應電源和頻率／轉速表(轉速檔)的fin上（線號1接fin+，線號2接fin-）。
3、合上主機箱電源開關，在小於10ｖ範圍內(電壓表監測)調節主機箱的轉速調節電源(調節電壓改變電機電樞電壓)，觀察電機轉動及轉速表的顯示情況。
4、從4ｖ開始記錄每增加１ｖ相應電機轉速的資料(待電機轉速比較穩定後讀取資料),列入表4-1；畫出電機的v—ｎ(電機電樞電壓與電機轉速的關係)特性曲線。實驗完畢，關閉電源。
表4-1 電壓與電機轉速資料
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