中南大学机械工程测试技术实验指导书
机械工程测试技术实验指导书
机械工程测试技术实验指导书实验目的本实验旨在通过对机械工程中常见测试技术的实际操作，培养学生的工程实践能力和实验操作技能，加深学生对机械工程测试技术的理解和应用。
实验器材与材料•万能试验机•温度计•流量计•压力传感器•液压泵•结构件样品实验内容实验一：静态力测试1.使用万能试验机进行静态力测试时，首先要保证试验机的稳定性和安全性，检查是否有异常噪声或松动部件。
2.将结构件样品放置在试验机的夹具上，注意调整夹具的夹紧程度，使其紧固结构件样品，但不会损坏样品。
3.开启试验机，并设置合适的试验速度和加载方式，开始静态力测试。
4.记录下结构件样品在不同加载条件下的变形数据和加载力数据。
实验二：温度测试1.使用温度计进行温度测试时，先进行校准操作，确保温度计的准确性。
2.将温度计放置于待测物体附近，确保不会受到其他外来热源的影响。
3.等待一段时间，让温度计的读数稳定下来，记录下稳定时的温度数据。
4.如有需要，可重复上述步骤，记录不同时间点的温度数据，以进行温度变化分析。
实验三：流量测试1.连接流量计与待测管道，确保连接紧固，并检查流量计的通电和工作状态。
2.开启流量计，并调整合适的流量范围和测量单位。
3.通过调节管道流速或水泵转速，使流量计读数稳定在设定范围内，并记录下实际流量数据。
4.如有需要，可重复上述步骤，记录不同操作条件下的流量数据，以进行流量变化分析。
实验四：压力测试1.将待测液体接入压力传感器的输入端，确保连接管道紧固，并检查传感器的通电和工作状态。
2.开启液压泵，调整液压泵的工作压力，并观察压力传感器的读数。
3.记录不同压力值下的压力传感器读数，并考虑压力值与读数的关系。
实验注意事项1.所有实验前都要检查实验器材的完整性和安全性。
2.在进行力测试时，要注意保护试验机夹具和结构件样品不受损坏。
3.在进行温度测试时，要避免热源和其他干扰因素的影响。
4.在进行流量测试时，要确保流量计的正常工作和精确度。
机械工程传感器与检测技术测试技术实验指导书
机械工程测试技术实验指导书——传感器与检测技术罗烈雷编机械工程系机械工程测试技术实验指导书——传感器与检测技术一、测试技术实验的地位和作用《传感器与检测技术》课程，在高等理工科院校机械类各专业的教学计划中，是一门重要的专业基础课，而实验课是完成本课程教学的重要环节。
其主要任务是通过实验巩固和消化课堂所讲授理论容的理解，掌握常用传感器的工作原理和使用方法，提高学生的动手能力和学习兴趣。
其目的是使学生掌握非电量检测的基本方法和选用传感器的原则，培养学生独立处理问题和解决问题的能力。
二、应达到的实验能力标准1、通过应变式传感器实验，掌握理论课上所讲授的应变片的工作原理，并验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。
2、通过差动变压器静态位移性能测试和差动变压器零点残余电压的补偿电路设计，掌握理论课上所讲授的差动变压器的工作原理和零点残余电压的补偿措施。
3、通过电涡流式传感器的静态标定和被测体材料对电涡流式传感器特性的影响实验，掌握理论课上所讲授的电涡流式传感器的原理及工作性能，验证不同性质被测体材料对电涡流式传感器性能的影响。
4、通过差动面积式电容传感器的静态及动态特性测试，了解差动面积式电容传感器的工作原理及其特性。
5、通过磁电感应式传感器的性能和霍尔式传感器直流静态位移特性的测试方法，掌握磁电感应式传感器的工作原理及其性能和霍尔式传感器的工作原理及其特能。
6、通过压电式传感器的动态响应和引线电容对电压放大器与电荷放大器的影响实验，掌握压电式传感器的原理、结构及应用和验证引线电容对电压放大器的影响，了解电荷放大器的原理和使用方法。
7、通过光敏三极管和光敏电阻的性能测试，掌握光电传感器的原理与应用方法。
8、热电偶和热敏电阻的性能测试的方法，掌握热电偶的原理和 NTC 热敏电阻的工作原理和使用方法，并对传感器灵敏度线性度进行分析。
9、通过差动放大器和低通滤波器设计和测试，掌握差动放大器和滤波器的设计方法和性能测试方法。
《机械工程测试技术基础实验指导书》
《机械⼯程测试技术基础实验指导书》测试技术基础实验指导书机械与汽车⼯程学院机械设计教研室丁曙光、赵⼩勇⼆OO七年⼗⼀⽉实验⼀电阻应变⽚的灵敏的测定⼀、实验⽬的1、掌握电阻应变⽚灵敏系数的⼀种测定⽅法。
2、练习使⽤YJD-1静动态电阻应变仪。
⼆、实验原理1、电阻应变⽚的灵敏系数测定原理：当电阻应变⽚粘贴在试件上受应变ε时，其电阻产⽣的相对变化εK RR=? （1—1）⽐值K 即为应变⽚的灵敏系数。
只要应变量不过分⼤时，K 为常数。
当RR及ε值分别测得后，K 值即可算出。
等强度梁表⾯轴向应变ε，可从挠度计上百分表的读数算出：24lhf=ε（1—2）式中 f ——百分表读出的挠度计中点的挠度值。
h ——等强度梁厚度。
l ——挠度计跨度。
电阻应变⽚的相对电阻变化RR是根据电阻应变仪测出的指⽰应变仪ε和应变仪所设定的灵敏系数值K 仪（通常⽤K 仪=2.0）算得：仪仪ε?=?K RR∴应变⽚的灵敏系数 K=24hf/l K R R仪仪εε?=? （1—3）实验时可采⽤分级加载的⽅式，分别测量在不同应变值时应变⽚的相对电阻变化，以⽽验证它们两者之间的线性关系。
2、YJD-1型静动态应变仪的使⽤⽅法：YJD-1型应变仪可⽤于静动态应变测量。
其主要技术参数为：静态时量程0～±16000µε，基本误差<2%，动态测量时量程①0～±2000µε，②0±400µε，⼯作频率0～200HZ ，采⽤应变⽚的灵敏系数在 1.95～2.60范围内连续可调。
配套使⽤的P20R-1预调平衡箱共20点，预调范围为±2000µε，重复误差±5µε。
静态应变测量时操作步骤：①将应变⽚出线与应变仪连接，半桥接法时（参见图2—1），将应变⽚R 1、R 2分别接到AB 和BC 接线柱，此时应变仪⾯板上A ’DC’三点⽤连接铜⽚接好，应变仪内AA ’和CC ’⼀对120Ω精密电阻构成另外半桥；全桥接法时，将A’D C ’三点连接铜⽚拆除，应变⽚R 1，R 2，R 3，R 4分别接到ABCD 接线柱上并拧紧。
《机械工程测试技术》实验指导书
《机械工程测试技术》实验指导书实验一、霍尔传感器的直流激励特性一、实验目的加深对霍尔传感器静态特性的理解。
掌握灵敏度、非线性度的测试方法，绘制霍尔传感器静态特性特性曲线，掌握数据处理方法。
二、实验原理当保持元件的控制电流恒定时，元件的输出正比于磁感应强度。
本实验仪为霍尔位移传感器。
在极性相反、磁场强度相同的两个钢的气隙中放置一块霍尔片，当霍尔元件控制电流I不变时，Vh与B成正比。
若磁场在一定范围内沿X方向的变化梯度dB/dX为一常数，贝U当霍尔元件沿X方向移动时dV/dX=RhXIXdB/dX=K, K为位移传感器输出灵敏度。
霍尔电动势与位移量X成线性关系，霍尔电动势的极性，反映了霍尔元件位移的方向。
三、实验步骤1. 有关旋钮初始位置：差动放大器增益打到最小，电压表置2V档，直流稳压电源置土2V 档。
S6-22. .RD、r为电桥单元中的直流平衡网络。
3. 差动放大器调零，按图6 —1接好线，装好测微头。
4. 使霍尔片处于梯度磁场中间位置，调整RD使电压表指示为零。
5. 上、下旋动测微头，以电压表指示为零的位置向上、向下能够移动5mm从离开电压表指示为零向上5mm的位置开始向下移动，建议每0.5m m读一数，记下电压表指6.V-X曲线，指出线性范围。
7.将位移和输出电压数据分成两组，用“点系中心法”对数据进行处理，并计算两点联线的斜率，即得到灵敏度值。
实验可见：本实验测出的实际是磁场的分布情况，它的线性越好，位移测量的线性度也越好，它们的变化越陡，位移测量的灵敏度也就越大。
四、思考题1. 为什么霍尔元件位于磁钢中间位置时，霍尔电动势为0。
2. 在直流激励中当位移量较大时，差动放大器的输出波形如何？实验二、电容传感器的直流特性实验内容：加深对电容传感器静态特性的理解。
掌握灵敏度、非线性度的测试方法，绘制电容传感器静态特性曲线，掌握数据处理方法。
实验步骤1. 按图7- 1差动放大器“ +”、“ ―”输入端对地短接，旋动放大器调零电位器，使低通滤波器输出为零。
《机械工程测试技术》实验指导书(2013-12)
实验一 传感器综合实验一、实验目的了解霍尔组件的应用—测量转速，磁电式传感器的原理及测速应用，光电转速传感器测量转速的原理及方法。
二、实验仪器THSRZ-1传感器实验台，霍尔传感器、磁电感应传感器、光电传感器、+5V 、2～24V 直流电源、转动源、频率/转速表、直流稳压电源、数显直流电压表。
三、实验原理1、霍尔测速的原理利用霍尔效应表达式：U H ＝K H I B ，霍尔测速的原理如图1-1所示。
当被测圆盘上装上N 只磁性体时，转盘每转一周磁场变化N 次，每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测出被测旋转物的转速。
设霍尔电势的频率为f ，则被测转速为：60/ (/min)n f N r =图1-12、磁电测速原理磁电感应式传感器是以电磁感应原理为基础，根据电磁感应定律，线圈两端的感应电动势正比于线圈所包围的磁通对时间的变化率，即dtd W dt de φϕ-=-= 其中W 是线圈匝数，Φ线圈所包围的磁通量。
若线圈相对磁场运动速度为v 或角速度ω，则上式可改为e=-WBl v 或者e=-WBS ω，l 为每匝线圈的平均长度；B 线圈所在磁场的磁感应强度；S 每匝线圈的平均截面积。
3、光电转速原理光电式转速传感器有反射型和透射型二种，本实验装置是透射型的，传感器端部有发光管和光电池，发光管发出的光源通过转盘上的孔透射到光电管上，并转换成电信号，由于转盘上有等间距的6个透射孔，转动时将获得与转速及透射孔数有关的脉冲，将电脉计数处理即可得到转速值。
四、实验内容与步骤1、霍尔测速内容与步骤（1）安装根据图1-2，将霍尔传感器安装于传感器支架上，且霍尔组件正对着转盘上的磁钢。
图1-2（2）将+5V电源接到三源板上“霍尔”输出的电源端，“霍尔”输出接到频率/转速表（切换到测转速位置）。
“2～24V”直流稳压电源接到“转动源”的“转动电源”输入端。
（3）合上主控台电源，调节2～24V输出，可以观察到转动源转速的变化，在表1-1记录下驱动电压U1和转速n数据。
机械测试技术实验指导书
皖西学院机械测试技术实验指导书机械与电子工程系自动控制教研室二00六年二月一．概述根据传感器原理课程的教学基本要求，适应当前教学改革的需要，考虑所选设备的特点，我们组织编写了《机械测试技术实验指导书》，其目的在于使学生对《机械测试技术》所讲的内容有更进一步的认识、理解，对学生进行实际操作训练，让学生验证所学的传感器知识。
通过这些实验，要求学生掌握基本的操作技能，增加感性认识，从而避免专业课学习的抽象感。
同学们必须在掌握相应的电子技术基础和传感器原理后，进行本实验课。
该书内容包括验证性实验八个,实验内容的选择既可以实现对学生基本技能的训练、创新能力的培养，又能体现教学先进性、实用性，而且有利于提高学生传感器技术知识的综合应用能力。
二．实验要求及注意事项（一）实验要求1．了解传感器的原理及性能。
2．必须先预习各实验的预习思考题，并写出答案，在进行各实验。
3．根据上课时间，按时到实验室。
4．按时完成实验内容并按要求写出实验。
（二）注意事项1．爱护自己，保证人身安全。
爱护设备，保证设备安全。
2．严禁带电拆、接线、及其它违章操作。
3．所需要的仪器、设备、工具、元件分组专用。
必须爱护使用，不得任意乱拿、乱动、不得丢失。
4．如果发生意外事故要立即切断电源，并向教师报告检查事故原因。
造成设备损坏者要作书面检查，责任事故要约情赔偿经济损失。
5．不得高声喧哗或打闹，果皮、碎纸不得随地乱扔，保持安静。
6．复杂线路可用不同色线区分，或把线路分割成几个简单的组成部分，先把各组成部分连好，再依次连接总线路，各部连线尽量短。
三．实验项目实验一金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较实验目的：验证单臂、半桥、全桥的性能及相互关系。
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，于是对应单臂、半桥和全桥的电压灵敏度分别为1/4E、1/2E、和E。
机械工程测试技术实验指导书
机械工程测试技术实验指导书机械工程测试技术实验指导书，是机械测试技术的试验指导书，是机械工程学科中必不可缺的一项教学工具，为学生提供了实际操作的机会，从而更好地掌握实验技能，提高自己的机械工程实践能力。
本文将就机械工程测试技术实验指导书的编写和使用进行详细探讨。
一、实验指导书的编写1.1 实验指导书的撰写目的一份好的实验指导书应该能够明确说明实验的目的、内容、流程、方法，明确实验的基本要求和实验数据的处理方法。
同时，实验指导书应该尽可能的详细，使得没有多少实验经验的学生也能轻松上手。
1.2 实验指导书的编写原则首先，实验指导书要与教学大纲和教材紧密结合起来，明确实验的核心内容和实践技能。
其次，实验指导书要具有步骤清晰、文字简明、易懂易学的特点，避免过度繁琐，或过于短促而忽略细节。
最后，实验指导书要充分考虑实验的安全性和合理性，尽量减少实验中的风险点，防止实验操作不当导致意外事故的发生。
1.3 实验指导书的布局和内容一份好的实验指导书应该包括实验目的、装置介绍、操作说明、实验记录、实验注意事项、实验数据处理及实验报告等内容。
实验目的：明确实验的目的及其意义。
装置介绍：介绍实验中所用到的仪器、设备、工具、原材料等。
操作说明：详细阐述实验的步骤，包括指导语或对话，注意事项等。
实验记录：阐述实验过程中所得到的数据、结果以及真实的观察和体验。
实验注意事项：列出实验过程中需要注意的安全事项，防止学生在实验过程中发生安全事故。
实验数据处理：介绍数据的处理方法和原理，防止学生在处理数据上出现错误和误差。
实验报告：建议学生在实验完成后撰写一篇实验报告，详细的记录实验的过程、结果和教训。
二、实验指导书的使用2.1 实验前的准备在进行任何实验之前，学生应该非常清楚自己所要进行实验的目的和内容，明确自己的实验计划并在进行实验前认真阅读实验指导书，了解实验的步骤和要求。
同时，学生还应该注意实验的安全性，佩戴好防护设备。
2.2 实验中的操作学生在进行实验时应该按照实验指导书中的要求和步骤一步一步操作，认真而严谨。
机械工程测试技术基础实验指导书
机械工程测试技术实验指导书前言现代科技的发展，使得改革传统教学方式迫在眉睫！通过增加实验和培训课程，重点培养学生的创造能力和实际操作能力是教学改革的主要内容之一。
针对教育部提出的进一步提高高等学校实验室建设和管理水平，推进实验教学改革，保证教学质量的思想，组建一个高水平实验室是提升学科的建设水平必经之路。
特别是机械工程测试技术这门课是一门实验性基础科学，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号的分析处理方法。
它是进行各种科学实验研究和生产过程参数检测等必不可少的手段，它起着类似人的感觉器官的作用。
通过测试可以揭示事物的内在联系和发展规律，从而去利用它和改造它，推动科学技术的发展。
科学技术的发展历史表明，科学上很多新的发现和突破都是以测试为基础的。
同时，其它领域科学技术的发展和进步又为测试提供了新的方法和装备，促进了测试技术的发展。
在工程技术领域中，工程研究、产品开发、生产监督、质量控制和性能实验等，都离不测试技术。
在工程技术中广泛应用的自动控制技术也和测试技术有着密切的关系，测试装置是自动控制系统中的感觉器官和信息来源，对确保自动化系统的正常运行起着重要作用。
测试技术几乎涉及任何一项工程领域，简单的测试系统可以只有一个模块，为提高测量精度、增加信号传输、处理、存储、显示的灵活性和提高测试系统的自动化程度，以利于和其它控制环节一起构成自动化测控系统，在测试中通常先将被测对象输出的物理量转换为电量，然后再根据需要对变换后的电信号进行处理，最后以适当的形式显示、输出，或者提供给其它自动控制装置。
如下图所示。
测量系统组成图同时我们深知：培养一流的学生离不开一流的师资和一流的教学实验设备。
我们追求：使学生能真正掌握所学知识，并将它们更好更快地运用到社会生产实践中去。
由于实验室的建设尚在探索中，本实验指导书必有许多不足之处，请各位老师、同学、同行不吝指教，以便达到更好的效果。
一、课程教学与实验教学计划学时比40/8二、适用专业机械设计制造及其自动化专业、机械电子工程专业三、实验目的与基本要求实验目的：通过实践环节使学生进一步理解和掌握课堂上学到的相关原理、定理和方法。
中南大学机械工程技术测试技术实验报告
中南⼤学机械⼯程技术测试技术实验报告机械⼯程测试技术基础实验报告姓名：***班级：*****学号：********时间：2018-5-12实验⼀⾦属箔式应变⽚――全桥性能实验⼀、实验⽬的了解全桥测量电路的优点。
⼆、实验仪器应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V电源、万⽤表三、实验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：ΔR/R=Kε，式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。
⾦属箔式应变⽚就是通过光刻、腐蚀等⼯艺制成的应变敏感组件，如图1-1所⽰，四个⾦属箔应变⽚分别贴在弹性体的上下两侧，弹性体受到压⼒发⽣形变，应变⽚随弹性体形变被拉伸，或被压缩。
图1-1图1-2全桥⾯板接线图通过这些应变⽚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，如图1-2所⽰,全桥测量电路中，将受⼒性质相同的两只应变⽚接到电桥的对边，不同的接⼊邻边，当应变⽚初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出Uo= E（1-1）E 为电桥电源电压，R 为固定电阻值，四、实验内容与步骤1．应变传感器已安装在应变传感器实验模块上，可参考图1-1。
2．差动放⼤器调零。
从主控台接⼊±15V 电源，检查⽆误后，合上主控台电源开关，将差动放⼤器的输⼊端Ui 短接并与地短接，输出端Uo2 接数显电压表（选择2V 档）。
将电位器Rw4 调到增益最⼤位置（顺时针转到底），调节电位器Rw3 使电压表显⽰为0V。
关闭主控台电源。
（Rw3、Rw4 的位置确定后不能改动）。
3．按图3-1 接线，将受⼒相反（⼀⽚受拉，⼀⽚受压）的两对应变⽚分别接⼊电桥的邻边。
4．加托盘后电桥调零。
电桥输出接到差动放⼤器的输⼊端Ui，检查接线⽆误后，合上主控台电源开关，预热五分钟，调节Rw1 使电压表显⽰为零。
《机械工程测试技术》实验指导书.
《机械工程测试技术》实验指导书山东大学机械工程学院实验中心2008年2月目录实验一信号分析实验——————2实验二传感器的标定实验——————8实验三测试装置特性实验——————————15实验四静态应力应变测试实验——————23实验五动态应力应变测试实验——————33实验六机械振动测试梁的固有频率测定实验————42 实验七传感器应用---转速测量实验————48实验八扭转振动测量实验————————38实验九设计实验—————————————50实验一信号分析一、实验目的1.掌握信号时域参数的识别方法，学会从信号时域波形中观察和获取信号信息。
2.加深理解傅立叶变换的基本思想和物理意义，熟悉典型信号的频谱特征，掌握使用频谱分析提取测量信号特征的方法。
3.理解信号的合成原理，观察和分析由多个频率、幅值和相位成一定关系的正弦波叠加的合成波形。
4. 初步了解虚拟仪器的概念。
二、实验原理1．信号时域分析信号时域分析又称为波形分析或时域统计分析，它是通过信号的时域波形计算信号的均值、均方值、方差等统计参数。
信号的时域分析很简单，用示波器、万用表等普通仪器就可以进行分析。
通过本实验熟悉时域参数的识别方法，能够从信号波形中观测和读取所需的信息，也就是具备读波形图的能力。
2信号频谱分析信号频谱分析是采用傅里叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f)，从而帮助人们从另一个角度来了解信号的特征。
频谱是构成信号的各频率分量的集合，它完整地表示了信号的频率结构，即信号由哪些谐波组成，各谐波分量的幅值大小及初始相位，揭示了信号的频率信息。
信号频谱X(f)代表了信号在不同频率分量成分的大小，能够提供比时域信号波形更直观，丰富的信息。
工程上习惯将计算结果用图形方式表示，以频率f为横坐标，X(f)的实部和虚部为纵坐标画图，称为时频－虚频谱图；以频率f为横坐标，X(f)的幅值。
和相位为纵坐标画图，则称为幅值－相位谱。
附：软件介绍机械工程测试实验程序是以LabVIEW为平台开发的虚拟仪器软件，程序包含了信号分析、信号合成、采样定理、窗函数、相关分析等子程序。
实验指导书_ 2_
实验指导书王恒升 编中南大学机电工程学院2006年9月自动控制原理-1-实验一 一阶RC 电路的阶跃响应一、基本理论一阶RC 电路是典型的一阶系统例子，本实验的电路原理如图1-1。
根据电路理论很容易写出以下方程u i u 0−R i11−()i C tu 0d d ⋅ oru 01C 0tτi ⌠⎮⌡d ⋅12−()由式（1-1）可以得到图1-2（a），再由式（1-2）可以得到图1-2（b），此即为一阶RC 电路的一种方框图表达形式。
图（1-1）与图1-2（b）的区别是明显的，前者的线条代表连接导线，符号代表实际的电阻与电容器件，当有输入电压时线路中有电流i 流过。
后者只是代表电路中各物理量（信号）之间的运算关系，其中并没有实际的物理量存在。
如果在电路图中有一个分支，其中的支路电流会比总电流小分支越多,后面分支中(a)(b)图1-2 RC 串联电路的一种方框图R图1-1 RC 串联电路-2-的电流越小；而方框图中的信号并不会因为分支而有所变化（如1-2（b）中的输出点）,信号的分支不影响信号的强弱。
从以上过程可以看出，方框图是数学关系式的图形表达，直观地描述了信号之间的运算关系。
如果用复频域表达，在零初始条件对式（1-1）、式（1-2）取拉普拉斯变换，可得到式（1-3），该式的运算关系可用图1-3表出。
U i s ()U 0s ()−RI s ()U 0s ()1C s⋅I s ()⋅13−()由式（1-3）可以容易地写出传递函数式，G s ()U 0s ()U i s ()1R C ⋅s ⋅1+14−()综上所述，一个RC 串联电路可以表示为： 1．用图形符号连接起来的电路图； 2．用数学式表达出的运算关系； 3．用方框图表达出的运算关系这几种方法以不同的形式表达了同一物理系统，都是这一物理系统的模型，其中电路图是一种“物理模型”，运用物理定律（欧姆定律、克希霍夫定律等）对实际物理系统进行简化，以“路”的方式研究串联RC 电路中的电磁现象；后两种方法主要针对的是其中的物理量（信号）的运算关系，更强调其中的“运算”，甚至于可以暂时撇开RC 串联电路的物理系统本身，只研究变量之间的运算关系，因此是这一系统的“数学模型”。
(整理)测试技术实验指导20832
机械工程测试技术基础实验指导书廖平滕照煦编著中南大学机电工程学院机械电子工程系2005年4月实验一电阻应变片的粘贴及工艺一、实验目的通过电阻应变片的粘贴实验，了解电阻应变片的粘贴工艺和检查方法及应变片在测试中的作用，培养学生的动手能力。
二、实验原理电阻应变片实质是一种传感器，它是被测试件粘贴应变片后在外载的作用下，其电阻丝栅发生变形阻值发生变化，通过阻桥与静动态应变仪相连接可测出应变大小，从而可计算出应力大小和变化的趋势，为分析受力试件提供科学的理论依据。
三、实验仪器及材料QJ－24型电桥、万用表、兆欧表、电烙铁、焊锡、镊子、502胶、丙酮或酒精、连接导线、防潮材料、棉花、砂纸、应变片、连接片。
四、实验步骤1、确定贴片位置本实验是在一梁片上粘贴四块电阻应变片，如图所示：2、选片1）种类及规格选择应变片有高温和常温之分，规格有3x5，2x4，基底有胶基箔式和纸基箔式。
常用是3*5胶基箔式。
2)阻值选择：阻值有120欧，240欧，359欧，500欧等，常用的为120欧。
3)电阻应变片的检查a.外观检查，用肉眼观察电阻应变是否断丝，表面是否损坏等。
b.阻值检查：用电桥测量各片的阻值为配组组桥准备。
4)配组电桥平衡条件：R1*R3 = R2*R4电桥的邻臂阻值小于0.2欧。
一组误差小于0.2% 。
在测试中尽量选择相同阻值应变片组桥。
3．试件表面处理1) 打磨，先粗打磨，后精细打磨a. 机械打磨，如砂轮机b. 手工打磨，如砂纸打磨面积应大于应变片面积2倍，表面质量为Ra =3.2um 。
应成45度交叉打磨。
因为这样便于胶水的沉积。
2)清洁表面用棉花粘积丙酮先除去油污，后用酒精清洗，直到表面干净为止。
3)粘贴。
涂上502胶后在电阻应变片上覆盖一薄塑料模并加压，注意电阻应变片的正反面。
反面涂胶，而正面不涂胶。
应变片贴好后接着贴连接片。
4)组桥：根据要求可组半桥或全桥。
5)检查。
用万用表量是否断路或开路，用兆欧表量应变片与被测试件的绝缘电阻，静态测试中应大于100M欧，动态测试中应大于50M欧。
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机械工程测试技术基础实验报告学号：0801130801学生: 俞文龙指导老师：邓春萍实验一电阻应变片的粘贴及工艺一、实验目的通过电阻应变片的粘贴实验，了解电阻应变片的粘贴工艺和检查方法及应变片在测试中的作用，培养学生的动手能力。
二、实验原理电阻应变片实质是一种传感器，它是被测试件粘贴应变片后在外载的作用下，其电阻丝栅发生变形阻值发生变化，通过阻桥与静动态应变仪相连接可测出应变大小，从而可计算出应力大小和变化的趋势，为分析受力试件提供科学的理论依据。
三、实验仪器及材料QJ－24型电桥、万用表、兆欧表、电烙铁、焊锡、镊子、502胶、丙酮或酒精、连接导线、防潮材料、棉花、砂纸、应变片、连接片。
四、实验步骤1、确定贴片位置本实验是在一梁片上粘贴四块电阻应变片，如图所示：2、选片1）种类及规格选择应变片有高温和常温之分，规格有3x5，2x4，基底有胶基箔式和纸基箔式。
常用是3*5胶基箔式。
2)阻值选择：阻值有120欧，240欧，359欧，500欧等，常用的为120欧。
3)电阻应变片的检查a.外观检查，用肉眼观察电阻应变是否断丝，表面是否损坏等。
b.阻值检查：用电桥测量各片的阻值为配组组桥准备。
4)配组电桥平衡条件：R1*R3 = R2*R4电桥的邻臂阻值小于0.2欧。
一组误差小于0.2% 。
在测试中尽量选择相同阻值应变片组桥。
3．试件表面处理1) 打磨，先粗打磨，后精细打磨a. 机械打磨，如砂轮机b. 手工打磨，如砂纸打磨面积应大于应变片面积2倍，表面质量为Ra =3.2um 。
应成45度交叉打磨。
因为这样便于胶水的沉积。
2)清洁表面用棉花粘积丙酮先除去油污，后用酒精清洗，直到表面干净为止。
3)粘贴。
涂上502胶后在电阻应变片上覆盖一薄塑料模并加压，注意电阻应变片的正反面。
反面涂胶，而正面不涂胶。
应变片贴好后接着贴连接片。
4)组桥：根据要求可组半桥或全桥。
5)检查。
用万用表量是否断路或开路，用兆欧表量应变片与被测试件的绝缘电阻，静态测试中应大于100M欧，动态测试中应大于50M欧。
6)密封为了防止电阻应变被破坏和受潮，一般用AB胶覆盖在应变片上起到密封和保护作用，为将来长期监测做好准备。
五实验体会与心得本次亲自动手做了应变片的的相关实验，对应变片有了进一步的认识，通过贴应变片组成电桥，认识并了解了应变片的粘贴工艺过程，以及对应变片在使用之前是否损坏的检查。
通过实验，进一步了解了应变片在试验中的作用，同时也锻炼了自身的动手能力。
实验二静态应变测量一、实验目的1．通过实验掌握静态应变测量方法2．熟悉静态应变仪的使用方法3．学会静态应变测量数据处理方法二、实验仪器1．TS3861型静态应变仪静态应变仪2．等强度梁3．加载杆4．砝码三、TS3861型静态应变仪静态应变仪简介1．特点TS3861型静态应变仪是一种装有微处理芯片的数字式应变仪，通过RS232串口与计算机通讯，在Win95/98/xp操作系统平台上运行。
一台计算机可控制多台应变仪,实现自动监测，图表显示，计算绘图，文件处理等多项功能。
亦可脱机操作,单台使用。
该仪器可广泛应用于机械、土建、车辆、船舶、铁路、桥梁、港口、堤坝等工程领域对结构应力的测量分析。
其外形见下图本机具有如下特点：硬件部分·恒流激励，无非线性误差。
·电子开关切换，体积小，重量轻，可靠性高。
·数字显示通道号，初始值，应变值。
·自动平衡。
·高阶低通滤波器抗干扰能力强。
·采用金属接线柱接线，性能可靠，使用方便。
软件部分·中文Win95/98/2k/XP菜单操作系统·12点棒图，数字监视图，X-Y监视图，T-Y监视图·定时测量，数字比较器测量·数据打印，应变花计算2技术指标1）测点数：每台12点，RS232串口级联可扩展至240点2）桥路形式：半桥（公共补偿片），半桥，全桥3）桥路激励：恒流源1～8mA4）桥路电阻：120Ω，350Ω，500Ω，1000Ω5）测量范围：±19999με6）误差：±0.3% ±2字7）平衡方式平衡范围：±19999με平衡模式：初始值记忆，自动扣除9）灵敏系数：1.00～9.9910）采样速率: 2点/秒11）稳定度: ±3με/2h. 1με/℃12）接口: RS232串行接口13）工作环境: 0～40℃；20～85%RH14）尺寸: 264(宽),63(高),220(深)mm(不含突出部分) 15）质量: 约3kg3工作原理本仪器由精密恒流源,多路切换开关,前置放大器,低通滤波器,A/D转换器,单片机,显示电路,电源等部分组成见方框图。
本机桥路激励采用恒流源模式,电子开关切换测点,电路新颖,工作合理。
图2为单片工作简图，图3为其中一路的等效电路图中Rk ——切换开关等效电阻RL ——应变片引线电阻Rg ——应变片电阻IB ——恒定电流源在图3回路中,电流恒定不变,信号从C点输出。
开关等效电阻Rk的影响被排除,引线电阻RL固定不变,对输出无影响,也无需长导线修正。
只要测出ΔRg 即等效了应变的测量。
根据应变片原理由于采用恒流激励则由上式可见U和K为常数。
只要测出ΔU就可换算成相应的应变值,这里不存在非线性误差。
本仪器桥路平衡采用初值扣除的方法,测量前将每个测点桥路不平衡值即初始值显示存贮,在随后测量中将该点初值扣除,实现了自动平衡的功能。
为简化操作，本机仅用5只按钮实现通道选择，数据发送,初值显示,测量值显示等基本功能,具有简单易学，使用方便。
对于桥路形式,应变片阻值及灵敏系数等使用频度较低的功能采用硬件方式,具有一目了然,不易出错的特点,更适合教学实验使用。
当使用计算机控制时,一切功能均由鼠标控制,具备虚拟仪器的特点。
4面板功能1）测点显示器,显示当前测量通道1～12CH。
2）应变值显示器,显示各桥路初始值及被扣除后的实际应变值3）通道选择按钮。
4）“自动”按钮，操作该键相应指示灯亮，请求向计算机发送数据，数据被接收后该灯熄灭。
5）“初值”按钮，操作该键相应指示灯亮，显示该测点的初始值。
6）“测量”按钮，操作该键相应指示灯亮，显示该测点的实际应变值。
7）桥路电阻选择开关，用于选择与应变片相对应的电阻值，分四种120，350，500，1000Ω。
8）灵敏系数开关，用于设置应变片的灵敏系数。
9）桥路形式开关，用于选择半桥(公共补尝片)，半桥，全桥。
一旦选定所有测点均为同一模式。
10）地址选择开关,当多台仪器串联使用时，设定该仪器的地址号。
11） RS232接口用于和计算机通讯及另一台仪器的级联。
12）保险丝座。
13）接地开关。
14）电源开关。
15）电源插座。
6 维护1)仪器使用后应罩上盖板,以防灰尘。
2) 仪器在移动时,注意做到小心轻放。
3)仪器停用时应贮放在温度为20±10℃温度80%以下,不含腐蚀性气体的室内。
4)仪器长期不用应每季通电一次,并检查仪器工作是否正常,通电时历时一小时。
四、试验步骤1．全桥测量方式组桥及连线等强度梁上已贴好4片应变片（R1、R2、R3、R4），已密封，按全桥方式组桥并连接在TS3861型静态应变仪静态应变仪的第1通道接线端子上2．TS3861型静态应变仪设置1) 确定桥路电阻根据应变片的阻值拨入相应的代码,“1”表示120Ω,“2”表示350Ω,“3”表示500Ω,“4”表示1000Ω。
2)设置灵敏度系数K对照应变片灵敏系数(由应变片生产厂提供)拨入相应的数值。
例如:应变片灵敏系数K=2.1,开关应设置为“210”。
3)选择桥路形式为全桥在后面板上选择桥路形式3．显示初始值测点接线完毕,按“初值”钮,仪器显示该点桥路的初始值,按通道选择钮,使每个测点桥路的初始值都显示一遍,显示的同时也存贮各路初值。
4．测量按“测量”钮,未加信号时各测点应显示全零,仪器已将初值自动扣除,某测点扣零后仍有数字,可重复操作4, 5步使其显示在±2字以内,若某测点开路(未接任何桥路或有断线),则仪器显示闪烁。
5．分别加1kg、2kg、3kg、4kg、5kg砝码对应读取应变值，并记录到实验报告表中6．重复3，4，5步骤3次，将应变值记录到实验报告表中实验报告一、 数据记录二、计算1．根据等强度梁的尺寸，计算等强度梁在载荷下的理论应变值，并填入表理论计算栏中。
计算公式Eb PL26δε=式中 P ——载荷（N ）E ——弹性模量，取5102⨯=E N/mm 2L ——力的作用点到固定端的距离，取L=200mm B ——等强度量的宽度b=40mm δ——等强度梁的厚度，δ=6mm2．计算三次测量的平均应变值并填入表中实验心得与体会通过实验，基本掌握了静态应变测量方法，学会了计算理论应变值。
熟悉了实验室的静态应变仪使用方法，同时也许会了如何对静态应变数据进行处理，了解了其处理方法。
误差可能来自于仪器本身存在的自身误差，以及实验过程中，操作导致的随机误差。
实验三机械振动系统固有频率测量一、实验目的.以双简支梁为例，了解和掌握机械振动系统幅频特性曲线的测量方法以及如何由幅频特性曲线得到系统的固有频率，了解测试仪器及软件的使用方法二、验仪器及原理●机械振动综合实验装置（安装双简支梁）1套●激振器1个●信号发生及功率器1台●加速度传感器1只●电荷放大器1台●信号采集卡1个●计算机1台三、实验方法及步骤1.将激振器通过顶杆连接到双简支梁上（注意确保顶杆与激振器的中心线在一条直线上），将信号及功率放大发生器的输出端与激振器相连接。
2.用磁铁将加速度传感器固定在双简支梁中心偏左50mm处，并与电荷放大器输入端连接，电荷放大器输出端连接在信号采集卡接线端子的0通道。
3.将质量块置于刻度3位置。
4.将信号及功率放大发生器的幅值旋钮调到最小，打开所有仪器电源，设置信号及功率放大发生器输出频率为20Hz，调节幅值旋钮逐渐增大输出功率直至双简支梁有明显的振动。
注意：调节幅值旋钮时，当第2个指示灯亮时，必须停止调节！以防止激振器损坏。
5.将信号及功率放大发生器输出频率由低向高逐步调节，观测双简支梁的振动情况，若振动过大则减小信号及功率放大发生器输出功率。
6.运行教学实验软件，操作过程如下：（1）选择高速采集——中断采集菜单见下图（2）点击菜单后进入下图a. 点击选择采集卡型号按钮，则会弹出一个子窗口，用鼠标选择采集卡型号，并点击“select”健。
b. 选择扫描通道为0通道。
c.选择电压输入范围为+/-10V。
d.其他采用默认设置7.保持信号及功率放大发生器输出功率恒定，将质量块位于3刻度位置，然后将输出频率由低向高调节，观测简支梁的振动，当振幅达到最大时，用鼠标点击采集按钮，则在软件界面上会显示采集数据的时域图和功率谱图，见下图，并记录显示的固有频率。