传感器与检测技术实验报告.docx

文档介绍：传感器与检测技术实验报告
“传感器与检测技术”实验报告
序号
实验名称
1
电阻应变式传感器实验
2
电感式传感器实验
3
电容传感器实验
学号： 9**********
姓名： 杨薛磊
序号： 83
实验一 电阻应变式传感器实验
（一）应变片单臂电桥性能实验
一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。
二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。
三、需用器件与单元：主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码； 4位数显万用表（自备）。
四、实验步骤：
应变传感器实验模板说明：应变传感器实验
器托盘安装示意图
2、测量应变片的阻值：当传感器的托盘上无重物时，分别测量应变片R1、R2、R3、R4
的阻值。在传感器的托盘上放置10只砝码后再分别测量R1、R2、R3、R4的阻值变化，分析应变片的受力情况（受拉的应变片：阻值变大，受压的应变片：阻值变小。）。
图1—5测量应变片的阻值示意图
3、实验模板中的差动放大器调零：按图1—6示意接线，将主机箱上的电压表量程切换
开关切换到2V档，检查接线无误后合上主机箱电源开关；调节放大器的增益电位器
RW3合适位置(先顺时针轻轻转到底，再逆时针回转1圈)后，再调节实验模板放大器的调零电位器RW4，使电压表显示为零。
图1—6差动放在器调零接线示意图
4、应变片单臂电桥实验：关闭主机箱电源，按图1—7示意图接线，将±2V～±10V可调电源调节到±4V档。检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节实验模板上的桥路平衡电位器RW1，使主机箱电压表显示为零；在传感器的托盘上依次增加放置一只20g砝码(尽量靠近托盘的中心点放置)，读取相应的数显表电压值，记下实验数据填入表1。
图1—7应变片单臂电桥实验接线示意图
表1 应变片单臂电桥性能实验数据
重量(g)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
电压(mV)
0
-4
-9
-14
-19
-23
-27
-32
-36
-40
5、根据表1数据作出曲线并计算系统灵敏度S＝ΔV/ΔW（ΔV输出电压变化量，ΔW重量变化量）和非线性误差δ，δ=Δm/yFS ×100％式中Δm为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差：
yFS满量程输出平均值，此处为200g。实验完毕，关闭电源。
数据分析：系统灵敏度 S＝ΔV/ΔW=
非线性误差δ=Δm/yFS ×100％=％
（二） 应变片半桥性能实验
一、实验目的：了解应变片半桥（双臂）工作特点及性能。
二、基本原理：应变片基本原理参阅实验一。应变片半桥特性实验原理如图2—1所示。不同应力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，输出灵敏度提高，非线性得到改善。其桥路输出电压Uo≈(1／2)(△R／R)E＝(1／2)KεE 。
图2—1 应变片半桥特性实验原理图
三、需用器件与单元：主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码。
四、实验步骤：
1、按实验一（单臂电桥性能实验）中的步骤1和步骤3实验。
2、关闭主机箱电源，除将图1—7改成图2—2示意图接线外，其它按实验一中的步骤4实验。读取相应的数显表电压值，填入表2中。
图2—2 应变片半桥实验接线示意图
表2 应变片半桥实验数据
重量(g)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
电压(mV)
0
8
16
24
33
41
49
58
66
74
3、根据表2实验数据作出实验曲线，计算灵敏度S＝ΔV/ΔW，非线性误差δ。实验完毕，关闭电源。
数据分析：系统灵敏度 S＝ΔV/ΔW=
非线性误差δ=Δm/yFS ×100％=％
五、