壓力位移實驗

壓阻式壓力感測器的壓力測量實驗

一、實驗目的：了解擴散矽壓阻式壓力感測器測量壓力的原理和方法。

二、基本原理：擴散矽壓阻式壓力感測器在單晶矽的基片上擴散出p型或n型電阻條，接成電橋。在壓力作用下根據半導體的壓阻效應，基片產生應力，電阻條的電阻率產生很大變化，引起電阻的變化，我們把這一變化引入測量電路，其輸出電壓的變化反映了所受到的壓力變化。

三、需用器件與單元：壓力源（已在主控箱內）、數字壓力表、壓力感測器實驗模組、流量計、氣源連線導管、數顯單元、直流穩壓源±4v、±15v。

四、實驗步驟：

1、根據圖連線管路和電路，主控箱內包含壓縮幫浦、貯氣箱、三通連線管等，流量計已接好。將硬管一端插入主控板上的氣源快速插座中（注意管子拉出時請用手按住氣源插座的藍色邊緣，向內壓，則硬管可輕鬆拉出）。另一端軟導管與壓力感測器（已固定在壓力感測器模組上）接通。

這裡選用的差壓感測器兩隻氣嘴中，乙隻為高壓嘴，另乙隻為低壓嘴。本實驗模組連線見圖2-2，壓力感測器有4端：3端接+4v電源，1端接地線，2端為uo+，4端為uo- 。

1、2、3、4端順序排列見圖2-2。

2、實驗模組上rw2用於調節零位，rw1可調節放大倍數，按圖2-2接線，模組的放大器輸出vo2引到主控箱數顯表的vi插座。將顯示選擇開關撥到20v檔，反覆調節rw2（此時rw1順時針旋轉1-2圈，rw3處於電位器中間位置）使數顯表顯示為零。

3、先順時針旋轉主控台面板的流量計旋鈕到底（此時相當於主控箱內壓力罐最大，即流量計閥門完全關斷）。

4、開啟主控箱電源，合上主控箱上的氣源開關（啟動壓縮幫浦），此時主控台壓力表同步顯示當前的氣源壓力值，同時記錄當前的vo2的輸出電壓值。

5、逐步關小流量計旋鈕（逆時針旋轉流量計旋鈕），使在5~20kp之間每下降2kp分別讀取壓力表讀數，同步記錄資料。

6、記下相應的數顯表值列於表2-1。

表2-1 壓力表數值與變換電路輸出電壓值

7、計算本系統的靈敏度和非線性誤差。

8、如果本實驗裝置要成為乙個壓力計，則必須對電路進行標定，方法如下：輸入10kpa氣壓，調節rw2（低限調節）使數顯表顯示1.00v，當輸入20kpa氣壓，調節rw1（高限調節）使數顯表顯示2.

00v，這個過程反覆調節直到足夠的精度即可。

電容式感測器的位移特性實驗

一、實驗目的：了解電容式感測器結構及其特點。

二、基本原理：利用平板電容和其他結構的關係式通過相應的結構和測量電路可以選擇、a、d三個引數中，保持兩個引數不變，而只改變其中乙個引數，則可以有測穀物乾燥度（變）、測微小位移（d變）和測量液位（a變）等多種電容感測器。

三、需用器件與單元：電容感測器、電容感測器實驗模組、測微頭、數顯單元（主控台電壓表）、直流穩壓源。

四、實驗步驟：

1、按圖3-1安裝示意圖將電容感測器裝於電容感測器實驗模組上。

2、將電容感測器專用連線插入電容感測器實驗模組專用介面，接線圖如下。

3、將電容感測器實驗模組的輸出端vo1與數顯表單元（主控台電壓表）vi相接（插入主控箱vi孔），rw調節到中間位置。

4、接入±15v電源，旋動測微頭推進電容感測器動極板位置，每隔0.5mm記下位移x與輸出電壓值（此時電壓檔位打在20v），填入表4-1。

表4-1 電容感測器位移與輸出電壓值

5、根據表4-1資料計算電容感測器的系統靈敏度s和非線性誤差f。