文档介绍：自动检测技术实验指导书
何宁
电信学院自动化系
2008年7月
目录
实验一箔式应变片性能――单臂电桥@
实验二箔式应变片三种桥路性能比较@
实验三半导体应变片直流半桥测试系统@
实验四差动变压器性能@
实验五差动螺管式电感传感器位移测量
实验六光纤位移传感器――位移测量@
实验七霍尔式传感器的直流激励特性@
实验八霍尔式传感器的交流激励特性
实验九电涡流式传感器的静态标定@
实验十被测材料对电涡流传感器特性的影响
实验十一 电容式传感器特性@
实验十二 电机测速实验
电涡流传感器——转速测量
光纤传感器-转速测量
光电传感器的应用――光电转速测试
实验一 箔式应变片性能――单臂电桥
一、实验目地:
观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。
测试应变梁变形的应变输出。
比较各桥路间的输出关系。
二、实验原理:
本实验说明箔式应变片及单臂直流电桥的原理和工作情况。
应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时,应变片要牢固地粘贴在测试体表面,当测件受力发生形变,应变片的敏感栅随同变形,其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路,转换成电信号输出显示。
电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种,当电桥平衡时,桥路对臂电阻乘积相等,电桥输出为零,在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中,电阻的相对变化率分别为△R1/R1、△R2/R2、△R3/R3、△R4/R4,当使用一个应变片时,;当二个应变片组成差动状态工作,则有;用四个应变片组成二个差动对工作,且R1=R2=R3=R4=R,。
由此可知,单臂,半桥,全桥电路的灵敏度依次增大。
三、实验所需部件:
直流稳压电源(±4V档)、电桥、差动放大器、箔式应变片、测微头、(或双孔悬臂梁、称重砝码)、电压表。
四、实验步骤:
。开启仪器电源,差动放大器增益置100倍(顺时针方向旋到底),“+、-”输入端用实验线对地短路。输出端接数字电压表,用“调零”电位器调整差动放大器输出电压为零,然后拔掉实验线。调零后电位器位置不要变化。
如需使用毫伏表,则将毫伏表输入端对地短路,调整“调零”电位器,使指针居“零”位。拔掉短路线,指针有偏转是有源指针式电压表输入端悬空时的正常情况。调零后关闭仪器电源。
(1)将实验部件用实验线连接成测试桥路。桥路中R1、R2、R3、和WD为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器,R为应变片(可任选上、下梁中的一片工作片)。直流激励电源为
±4V。
+4V R
R2
-4V R3 R1
WD
+
-
V
图(1)
测微头装于悬臂梁前端的永久磁钢上,并调节使应变梁处于基本水平状态。
,并预热数分钟。
调整电桥WD电位器,使测试系统输出为零。
,带动悬臂梁分别作向上和向下的运动,以水平状态下输出电压为零,向上和向下移动各5mm,,并列表。(或在双孔悬臂梁称重平台上依次放上砝码,进行上述实验)。
位移mm
电压
V
根据表中所测数据计算灵敏度S,S=△X/△V,并在坐标图上做出V-X关系曲线。
五、注意事项:
,连接电路时应尽量使用较短的接插线,以避免引入干扰。
,以保证接触良好,拔出时也轻轻地转动一下拔出,切忌用力拉扯接插线尾部,以免造成线内导线断裂。
。
实验二箔式应变片三种桥路性能比较
一、实验原理:
说明实际使用的应变电桥的性能和原理。
已知单臂、半桥和全桥电路的∑R分别为△R/R、2△R/R、4△R/R。根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于1/4·E·∑R,电桥灵敏度Ku=V/△R/R,于是对应于单臂、半桥和全桥的电压灵敏度度分别为1/4E、1/2E和E.。由此可知,当E和电阻相对变化一定时,电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。
二、实验所需部件
直流稳压电源(±4V档)、电桥、差动放大器、箔式应变片、测微头、(或双孔悬臂梁、称重砝码)、电压表。
三、实验步骤:
,不变动差动放大器增益和调零电位器,依次将图(1)中电桥固定电阻R1、R2、R3换成箔式应变片,分别接成半桥和全桥测试系统。
-4步骤,测出半桥和全桥输出电压并列表,计算灵敏度。
-X曲线,比较三种桥路的灵敏度,并做出定性的结论。
四、注意事项:
,一定要接成差动形式。
,以免造成应变片自热损坏。