《測試技術》
實驗指導書
蔣平南京工程學院
二○一二年一月
一、實驗目的
1、熟悉測試裝置靜態特性(靈敏度、線性度、滯後度)和動態特性（幅頻特性、相頻特性)；
2、掌握測試裝置特性的簡易測定方法。
二、儀器
1. 指標式直流電壓表(或具有直流電壓測試檔的指標式萬用表)；
2. 函式訊號發生器；
3. 可調直流電源；
4. 一號電池及連線導線等。
三、實驗原理
指標式直流電壓表(或指標式萬用表用直流電壓測試檔)是一種電壓測試指示裝置，指標在指示標盤的不同位置(即指標的不同轉角)反映了被測量(輸入電壓或經感測器轉換成電壓的其它非電物理量)的大小及其變化情況。它的靜態特性：
靈敏度s即為輸入電壓與指標在標盤指示值(指標轉角)的比值
s=△l/△v=l/v(格／伏)。
線性度l計算的參考直線(用兩點法)即為全量程輸入時指標指示值在輸入——輸出(指標示值)曲線圖上的斜率線。找出此斜率線與輸入——輸出曲線間的最大偏差值δmax，即可求得該指標式電壓表的線性度δl，
ymax和ymin為輸出的最大值和最小值。
滯後度可通過輸入遞增至全量程後再遞減兩過程中指標示值所示兩輸入——輸出曲線間最大差值。求得。
其幅頻特性可用指標示值隨不同頻率(輸入電壓)變化關係曲線來描述。
四、實驗步驟
1. 熟悉各實驗儀器的使用方法與操作要領。
2. 靈敏度，線性度，滯後度測定。
①按直流電壓表量程(或指標式萬用表某直流電壓測試檔量程)，選擇直流電源調壓範圍，使兩者基本一致。
②連線可調直流電源與直流電壓表，並使其處於待工作狀態。
③按所選可調直流電源滿量程電壓的1／10為步進值逐一供給直流電壓表，讀出電壓表指標指示值(格)記入表1。重複進行三次。
④計算出上述表內三次數值的平均值，並根據靈敏度s，線性度δl，滯後度的定義和計算公式分別求出上述工況下的指標式電壓表(或指標式萬用表作直流電壓表)的靜態特性引數值。
3. 幅頻特性的測定
①選擇直流電壓表(或指標式萬用表直流電壓檔)滿量程為2.5v的檔位
②連線直流電壓表(或指標式萬用表)和低頻訊號發生器。並在其間串連一節1.5伏的電池後使電壓表處於工作狀態。
③保持低頻訊號發生器輸出電壓為1伏。並以1、1.3、1.
5、l.7、2、5、20hz的輸出訊號給直流電壓表。讀出電壓表指標相應的來回擺動範圍指示值(格)，並記入表2。
重複進行三次。
④計算表2內三次數值的平均值。把頻率作為橫座標，相應的指標示值擺動範圍作為縱座標。畫出輸出幅值(指標擺動範圍示值)一一頻率關係曲線，此曲線即為指標式電壓表(指標式萬用表作直流電壓表)的幅頻特性。
五、討論
1. 用兩點法所畫直線作為線性度參考直線有何優缺點?
2. 可否用輸入增、減過程中任一相同輸入量時輸出幅值的差值作為滯後度的計算依據？為什麼？
3. 測直流電壓表幅頻特性時為何要串接一節電池？
指標式電表的靜、動態特性實驗資料表
表1表2
一、實驗目的
1. 了解電阻應變儀的基本結構和使用方法。
2. 熟悉測試裝置靜、動態特性(靈敏度、線性度、滯後度、幅頻特性)及其簡易測定方法。
二、儀器
1. 動態電阻應變儀。
2. 等強度梁(或應力環)及載入裝置(如砝碼)。
3. 訊號發生器、功率放大器、激振器。
4. 毫安表(或萬用表)。
三、實驗原理
動態電阻應變儀是利用由應變片組成的電橋電路把隨外力而發生的電阻變化轉換成電流(或電壓)的變化，且進一步放大，最後以足夠的功率推動顯示或記錄儀器進行測試的專門儀器。它的靈敏度s是輸入量△y(如外力)與輸出量△x(如電流)的比值△y／△x；其線性度l計算的參考直線即為全量程輸入時應變儀相應輸出量值在輸入——輸出曲線圖上的斜率線(兩點連線法)。找出此斜率線與輸入輸出曲線的最大偏差值bmax，即可求得應變儀的線性度l(l=(bmax/a)*100%)，其中a為輸入全量程）。
其滯後度m可通過輸入公升，降回程記錄的輸出值所作兩輸入——輸出曲線間最大差值△ymax求得，m=(△ymax /a)*100%(a為輸入全量程)。其幅頻特性可用應變儀相應輸出量(電流)隨不同頻率輸入量(即激振力的頻率)的變化關係來描述。
四、實驗步驟
1.靜態特性測定
①了解電橋盒結構，把等強度梁 (或應力環)上的電阻應變片按半橋或全橋形式接到電橋盒上，再把電橋盒接到應變上。
②開啟電源，進行平衡調節，衰減檔位從大到小，調節電阻平衡、電容平衡，直到衰減為「1」。調好平衡後不能在載入及解除安裝過程中再動平衡旋鈕。
③載入裝置給等強度梁 (或應力環)載入、解除安裝。如用砝碼50g、100g、150g、200g、150g、100g、50g，0g，將各載入、解除安裝時應變儀輸出的讀數（ma或）記入表1(重複載入、解除安裝三次)。
④根據表1中三次輸出的平均值畫出ma——或——曲線，並根據靈敏度，線性度，滯後度的定義和計算公式分別求出上述工作情況下的應變儀靜態特性引數值。
2，幅頻特性的測定
①熟悉訊號發生器，功率放大器，激振器的使用方法。
②按圖示連線各儀器，並調節激振器柔性杆與應力環(或等強度梁)的相對位置，使其處於良好工作狀態。檢查各儀器開關、旋鈕位置：所有電源開關應在關位置，訊號發生器及功率放大器的輸出旋鈕應在最小位置。
功率放大器的「恆壓，恆流」開關應在「恆壓」位置，並把yd一21型應變儀的頻率檔位撥至30hz處。
③電阻應變儀調平衡。
④撥動功率放大器及訊號發生器電源開關使其處於通的位置。
⑤將訊號發生器頻率調至10hz，並調節「輸出細調」旋鈕，使電壓顯示1v。
⑥緩慢轉動功率放大器的輸出旋鈕，使激振器起振，然後使「輸出旋鈕」固定在某一位置。記下萬用表的讀數填入表2。
⑦依次改變訊號發生器的頻率為15、20、25、30、35、 40、45hz，記下各次在萬用表上的相應讀數填入表2（重複三次）。在每次改變頻率時均不得調節功率放大器的輸出，旋鈕，並使訊號發生器的輸出電壓始終保持1v。
⑧根據表2資料算出平均值。並畫出應變儀的幅頻特性圖。
五，討論
1. 應變儀的幅頻特性對測量誤差有何影響?
2. 測定應變儀特性引數時對其它所用儀器的效能有何要求?
電阻應變儀的靜、動態特性實驗資料表
表1表2
一、實驗目的
1．熟悉電橋電路的特性和接法。
2．驗證，單片（半橋半臂）工作狀態，雙片（半橋雙臂）工作狀態，四片（全橋）工作狀態。（為靈敏度係數）。
3．了解環境溫度變化對測量的影響及其消除方法。
二.儀器
1. 電橋和差特性儀。
2. 砝碼。
3. 紅外線燈（或電吹風）、溫度補償片等。
三．實驗原理
電橋測量電路的作用是將應變片的電阻變化轉換為電壓(或電流)的變化。由電橋電路原理可知，當四個橋臂電阻r1，r2，r3，r4依次連線組成橋路時電橋的輸出電壓ey：
為電橋電源電壓)
當電橋臂中r1為測量應變片，在外力作用下使r1應變片中的電阻元件(電阻絲)產生變形，應變電阻效應導致電阻元件的阻值發生相應的變化△r。從而改變r1=r2=r3=r4=r0的情況下電橋句（稱電橋平衡）的狀態，其輸出電壓(半橋單臂工作狀態)
在電橋相鄰臂應變片都受力時，若外力等值反向，則橋路輸出電壓(半橋雙臂工作狀態)
在電橋四個橋臂都受幅值相同而方向依次相反的作用力時c即產生(△) 橋路的輸出電壓 (全橋工作狀態)
由此可看出當上述條件下參加工作的橋臂數為1、2、4時，電橋輸出靈敏度是單片工作時的1、2、4倍。
環境溫度對應變片測量有很大的影響，可利用電橋的和差特性採用溫度補償片進行溫度補償。當r1為工作應變片，相鄰的r2作為補償片貼上在與試件材料相同、環境溫度一樣的補償塊上，在環境溫度變化時工作片和補償片的電阻變化各為和，它們大小和變化方向相同，由於處於相鄰橋臂其綜合的橋路輸出電壓仍為零(全橋、半橋工作狀態時由環境溫度引起的應變片阻值變化同理使電橋的綜合輸出電壓為零)。說明環境溫度對電橋的輸出影響消除了。
四、實驗步驟
感測器技術實驗指導書
感測技術基礎 實驗指導書 淮陰工學院 計算機工程學院 2010 9 17 目錄實驗一應變片式感測器特性實驗 3 實驗二電容式感測器的位移實驗 13 實驗三差動變壓器的效能實驗 20 實驗四電渦流感測器位移特性實驗 27 實驗五壓電式感測器測振動實驗 32 實驗六線性霍爾式感測器位移特性實驗 36 實...
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一 實驗目的 1 了解電容式感測器結構及其特點 2 了解霍爾式感測器原理與應用 3 了解電渦流感測器的工作原理和效能 4 了解光纖位移感測器的工作原理和效能。二 基本原理 利用平板電容c a d和其它結構的關係式通過相應的結構和測量電路可以選擇 a d中三個引數中，保持二個引數不變，而只改變其中乙個...
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實驗指導書 莊肖波編寫 適用專業 測控技術與儀器 江蘇科技大學電子資訊學院 2009年9月 前言 感測器技術 課程，在高等理工科院校測控技術與儀器類各專業的教學計畫中，是一門重要的專業基礎課，而 感測器技術實驗 課程是完成本課程教學的重要環節。其主要任務是通過實驗鞏固和消化課堂所講授理論內容的理解，...