《感測器與檢測技術》實驗指導
書目錄第一章產品說明書3
第二章實驗指導6
實驗1 應變片效能—單臂電橋6
實驗2 應變片：單臂、半橋、全橋比較9
實驗3 應變片的溫度效應及補償11
實驗4 熱電偶的原理及現象13
實驗5 移相器實驗15
實驗6 相敏檢波器實驗16
實驗7 金屬箔式應變片—交流全橋18
實驗8 交流全橋的應用—振幅測量20
實驗9 交流全橋的應用—電子稱之一21
實驗10 差動變壓器（互感式）的效能22
實驗11 差動變壓器(互感式)零點殘餘電壓的補償23
實驗12 差動變壓器(互感式)的標定24
實驗13 差動變壓器(互感式)的應用——振動測量25
實驗14 差動變壓器(互感式)的應用——電子秤之二26
實驗15 差動螺管式(自感式)感測器的靜態位移效能27
實驗16 差動螺管式(自感式)感測器的動態位移效能28
實驗17 電渦流式感測器的靜態標定29
實驗18 被測體材料對電渦流感測器特性的影響30
實驗19 電渦流感測器的應用—振幅測量31
實驗20 電渦流感測器的應用—電子秤之三32
實驗21 霍爾感測器的直流激勵靜態位移特性33
實驗22 霍爾感測器的應用—電子秤之四34
實驗23 霍爾感測器的交流激勵靜態位移特性35
實驗24 霍爾感測器的應用—振幅測量36
實驗25 磁電式感測器的效能37
實驗26 壓電感測器的動態響應實驗38
實驗27 壓電感測器引線電容對電壓放大器的影響、電荷放大器 ………………39
實驗28 差動面積式電容感測器的靜態及動態特性40
實驗29 雙平行梁的動態特性—正弦穩態影響41
實驗30 擴散矽壓阻式壓力感測器實驗42
實驗31 光纖位移感測器靜態實驗44
實驗32 光纖位移感測器動態實驗(一45
實驗33 光纖位移感測器動態實驗(二46
實驗34 pn結溫度感測器測溫實驗47
實驗35 熱敏電阻測溫演示實驗48
實驗36 氣敏感測器（mq3）實驗49
實驗37 溼敏電阻（rh）實驗51
實驗38 光電感測器（反射型）測轉速實驗52
實驗39 智慧型感測器特性實驗57
第一章產品說明書
一、 csy感測器實驗儀簡介
實驗儀主要由四部分組成：感測器安裝臺、顯示與激勵源、感測器符號及引線單元、處理電路單元。
感測器安裝臺部分：裝有雙平行振動梁（應變片、熱電偶、pn結、熱敏電阻、加熱器、壓電感測器、梁自由端的磁鋼）、激振線圈、雙平行梁測微頭、光纖感測器的光電變換座、光纖及探頭小機電、電渦流感測器及支座、電渦流感測器引線φ3.5插孔、霍爾感測器的二個半圓磁鋼、振動平台（圓盤）測微頭及支架、振動圓盤（圓盤磁鋼、激振線圈、霍爾片、電渦流檢測片、差動變壓器的可動芯子、電容感測器的動片組、磁電感測器的可動芯子）、擴散矽壓阻式感測器、氣敏感測器及溼敏元件安裝盒，具體安裝部位參看附錄三。
顯示及激勵源部分：電機控制單元、主電源、直流穩壓電源（±2v－±10v檔位調節）、f／v數字顯示表（可作為電壓表和頻率表）、動圈毫伏表（5mv-500mv）及調零、音訊振盪器、低頻振盪器、±15v不可調穩壓電源。
實驗主面板上感測器符號單元：所有感測器（包括激振線圈）的引線都從內部引到這個單元上的相應符號中，實驗時感測器的輸出訊號（包括激勵線圈引入低頻激振器訊號）按符號從這個單元插孔引線。
處理電路單元：電橋單元、差動放大器、電容放大器、電壓放大器、移相器、相敏檢波器、電荷放大器、低通濾波器、渦流變換器等單元組成。
csy實驗儀配上一台雙線（雙蹤）通用示波器可做幾十種實驗。教師也可以利用感測器及處理電路開發實驗專案。
二、主要技術引數、效能及說明
（一）感測器安裝臺部分
雙平行振動梁：自由端及振動圓盤下面各裝有磁鋼，通過各自測微頭或激振線圈接入低頻激振器vo可做靜態或動態測量。
應變梁：應變梁採用不鏽鋼片，雙梁結構端部有較好的線性位移。
感測器：
1、變壓器
由乙個初級、二個次級線圈繞制而成的透明空心線圈，鐵芯為軟磁鐵氧體。量程:≥5mm，直流電阻：5ω－10ω。
2、電渦流位移感測器
多股漆包線繞制的扁平線圈與金屬渦流片組成。量程:≥1mm，直流電阻：1ω－2ω。
3、霍爾式感測器
日本jvc公司生產的線性半導體霍爾片，它置於環形磁鋼構成的梯度磁場中。量程: ±≥2mm，直流電阻：激勵源埠800ω－1.5kω，輸出埠300ω－500ω。
4、熱電偶
由兩個銅一康銅熱電偶串接而成，分度號為t，冷端溫度為環境溫度。直流電阻：10ω左右。
5、電容式感測器
由兩組定片和一組動片組成的差動變面積式電容。量程：±≥2mm。
6、熱敏電阻
半導體熱敏電阻ntc。溫度係數為負，25℃時為10kω。
7、光纖感測器
由多模光纖、發射、接收電路組成的導光型感測器。線性範圍≥2mm，紅外線發射、接收，直流電阻：500ω－1.5kω，2×60股丫形、半圓分布。
8、壓阻式壓力感測器
美國摩托羅拉公司生產的mpx型壓阻式差壓感測器，具有溫度自補償功能，先進的x型工作片（帶溫補）。量程：10kpa(差壓)，供電：
≤6v ，直流電阻：vs+---vs- 350ω－450ω， vo+---vo- 3kω－3.5kω，
9、壓電加速度計
pzt-5雙壓電晶元和銅質量塊構成。諧振頻率：≥10khz，電荷靈敏度：q≥20pc/g。
10、應變式感測器
箔式應變片。阻值：350ω，應變係數：2。
11、pn結溫度感測器：
利用半導體p-n結良好的線性溫度電壓特性製成的測溫感測器，能直接顯示被測溫度。靈敏度：-2.1mv/℃。
12、磁電式感測器
由線圈和動鐵（永久磁鋼）組成。0 .21×1000，直流電阻：30ω－40ω，靈敏度：0.5v/m/s
13、氣敏感測器
mq3：酒精。測量範圍：50－2000ppm。
14、溼敏電阻
高分子薄膜電阻型rh：幾兆ω－幾kω。響應時間：吸濕、脫溼小於10秒，濕度係數：0.5rh%/℃，測量範圍：10％－95％，工作溫度：0℃－50℃。
（二）訊號及變換
1、電橋用於組成應變電橋，提供組橋插座，標準電阻和交、直流調平衡網路。
2、差動放大器通頻帶0～10khz，可接成同相、反相，差動結構，增益為1-100倍的直流放大器。
3、電容變換器由高頻振盪、放大和雙t電橋組成的處理電路。
4、電壓放大器增益約為5倍，同相輸入，通頻帶0~10khz。
5、移相器允許最大輸入電壓10vp-p，移相範圍≥±20(5khz時)。
6、相敏檢波器可檢波電壓頻率0－10khz，允許最大輸入電壓10vp-p極性反轉整形電路與電子開關構成的檢波電路。
7、電荷放大器電容反饋型放大器，用於放大壓電感測器的輸出訊號。
8、低通濾波器由50hz陷波器和rc濾波器組成，轉折頻率35hz左右。
9、渦流變換器輸出電壓≥|8|v(探頭離開被測物)，變頻式調幅變換電路，感測器線圈是振盪電路中的電感元件。
10、光電變換座由紅外發射、接收組成。
（三）二套顯示儀表
1、數字式電壓/頻率表：3位半顯示，電壓範圍0—2v、0—20v，頻率範圍3hz—2khz、10hz—20khz，靈敏度≥50mv。
2、 指標式毫伏表：85c1表，分500mv、50mv、5mv三檔，精度2.5%。
（四）二種振盪器
1、音訊振盪器：0.4khz—10khz輸出連續可調，v-p-p值20v，180°、0°反相輸出，lv端最大功率輸出電流0.5a。
2、 低頻振盪器：1—30hz輸出連續可調，vp-p值20v，最大輸出電流0.5a，vi端可提供用做電流放大器。
（五）二套懸臂梁、測微頭
雙平行式懸臂梁二副（其中一副為應變梁，另一副裝在內部與振動圓盤相連），樑端裝有永久磁鋼、激振線圈和可拆卸式螺旋測微頭，可進行壓力位移與振動實驗。
（六）電加熱器二組
電熱絲組成，加熱時可獲得高於環境溫度30℃左右的公升溫。
（七）測速電機一組
由可調的低雜訊高速軸流風扇組成，與光電、光纖、渦流感測器配合進行測速實驗。
（八）二組穩壓電穩
直流±15v，主要提供溫度實驗時的加熱電源，最大激勵1.5a。±2v—10v分五檔輸出，最大輸出電流1.5a。提供直流激勵源。
（九）計算機聯接與處理
資料採集卡：十二位a/d轉換，取樣頻率20—25000次/秒，取樣速度可控制，分單次取樣與連續取樣。標準rs-232介面，與計算機序列工作。
感測器實驗指導書
實驗裝置簡介 一 感測器種類 金屬箔應變片式感測器 半導體應變片 電容感測器 電渦流感測器 霍爾位移感測器 光電感測器 磁電感測器 溫度感測器和濕度感測器等。二 實驗台訊號及顯示部分 1 氣壓裝置 由氣幫浦 氣壓表 流量計 儲氣箱組成。2 低頻振盪器 1 30hz輸出連續可調，vp p值20v，vi...
感測器實驗指導書
實驗一金屬箔式應變片 單臂電橋效能實驗 一 實驗目的 了解金屬箔式應變片的應變效應，單臂電橋工作原理和效能。二 基本原理 電阻絲在外力作用下發生機械變形時，其電阻值發生變化，這就是電阻應變效應，描述電阻應變效應的關係式為 r r k 式中 r r為電阻絲電阻相對變化，k為應變靈敏係數，l l為電阻絲...
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