文档介绍：《传感器与检测技术》实验指导书

慕丽王欣威编写

沈阳理工大学机械工程学院
测试及控制实验中心

实验一金属箔式应变片——电桥性能实验.......................................................................1
实验二状态滤波器动态特性实验.......................................................................................7
实验三电机动平衡综合测试实验.....................................................................................14
实验四典型振动量检测系统设计.....................................................................................22
实验五热电偶测温及冷端温度补偿实验...........................................................................29
实验六超声波测距实验...................................................................................................32
实验七 PSD 位置传感器位置测量实验.............................................................................34
附录一多功能网络型传感器检测技术实验台.................................................................37
附录二双面现场动平衡操作步骤.....................................................................................45
附录三 PDS5022S 便携式彩色数字存储示波器测量简单信号简介...............................46

I
实验一金属箔式应变片——电桥性能实验
一、实验目的
1、了解金属箔式应变片的应变效应,电桥工作原理、基本结构及应用。
2、比较单臂、半桥、全桥输出的灵敏度和非线性度,得出相应结论。
3、了解温度对应变测试系统的影响以及补偿方法。
4、掌握应变片在工程测试中的典型应用。
二、基本原理
电阻丝在外力作用下发生机械变形时,其电阻值发生变化,这就是电阻应变效应。描述
电阻应变效应的关系式为:∆R / R = Kε式中:∆R / R 为电阻丝电阻相对变化,K 为应变
灵敏系数,ε= ∆L / L 为电阻丝长度相对变化。同时,由于应变片敏感栅丝的温度系数的影
响,以及应变栅线膨胀系数与被测试件的线膨胀系数不一致,产生附加应变,因此当温度变
化时,在被测体受力状态不变时,由于温度影响,输出会有变化。
金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件,通过它转换被测部位受
力状态变化。电桥的作用完成电阻到电压的比例变化,电桥的输出电压反映了相应的受力状
= ε
态。对单臂电桥输出电压U 01 EK / 4 。当应变片阻值和应变量相同时,半桥输出电压
= ε= ε
U 02 EK / 2 。全桥输出电压U 03 EK ,其输出灵敏度比半桥又提高了一倍,非线性
度和温度误差均得到改善。
三、需用器件与单元
应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码(每只约 20g)、数显表、±15V 电源、
±4V 电源、万用表。
四、实验方法与步骤
(一) 应变传感器实验模板电路调试及说明
1、实验模板说明
实验模板如图所示,R1、R2、R3、R4 为应变片,没有文字标记的 5 个电阻符号下
面是空的,其中 4 个组成电桥模型是为实验者组成电桥方便而设,图中的粗红曲线表示连接
线。
根据图应变式传感器(电子秤传感器)已装于应变传感器模板上。传感器中 4 片应
变片和加热电阻已连接在实验模板左上方的 R1、R2、R3、R4 和加热器上。传感器左下角应
变片为 R1;右下