感测技术实验1

感测技术实验报告班级姓名（学号）、

实验名称

一、实验目的

二、实验原理及实验内容

三、实验器材（型号、规格、件数）

四、实验数据及记录

五、数据处理及实验结果分析

六、结论

实验一箔式应变片性能测试——差动半桥

一、 实验目的

1. 观察理解箔式应变片的结构及粘贴方式；

2. 熟悉电路的工作原理；

3. 测试应变梁变形的应变输出。 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（本实验中的悬臂梁）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。根据直流电桥输出电 压，单臂时U 。二旦兰，差动半桥时U 。二旦仝，差动全桥时U 。=E 兰，由此

4 R

2 R

R

可见，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（土 4V 档）、电桥、差动放大器、F/V 表、测微头、双平行悬 臂梁、金属箔式应变片、主、副电源、导线若干。 四、

实验电路

五、验步骤及内容 1. 差动放大器调零

开启仪器电源，差动放大器 增益置最大（顺时针方向旋到底），“+、- ”输入 端用实验线对地短接，将差动放大器的输出端与F/V 表的输入插口 Vi 相连。用 “调零”电位器调整差动放大器输出电压为零（可先把F/V 表的档位开关置于 20V 档，调到零后再调

。 |。开• 副电源

4V _ +

V 直流稳压电源

A -4

电桥平衡网络放大器

到2V档，再调零，这样灵敏度比较高些），然后拔掉实验

线。调零后“调零”电位器位置不要变化。

2.按实验电路图将实验各部件用实验线连接成测试桥路。桥路中R1、R2为电桥中的固定电阻，W1为直流电桥调平衡电位器，Rx、R3为应变片，取二片受力方向不同应变片，形成半桥。直流激励电源为土 4V。

3.确认接线无误后开启仪器电源，并预热数分钟。调整电桥的直流调节电位器 W1使测试系统输出接近零。（使电桥接近平衡）

4.将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。最好将测微头调于中段（游标0对在10mn处）整数位置。

5.再调整电桥的直流调节电位器 W1使测试系统输出为零。（使电桥平衡）

6.旋动测微头，带动悬臂梁分别作向上和向下方向的运动，以水平状态下输出电压为零，向上和向下各移动

7.5mm测微头每移动1.5mm记录一个输出电压值，并填在下表中。（注：测微头每旋一圈是 0.5mm逆时针向上运动，顺时针向下运动。）

V-X曲线；线性范围；电桥灵敏度 S= △ V/ △ X

注意事项

1.实验前应检查实验接插线是否完好，连接电路时应尽量使用较短的接插线，以避免引入干扰。

2.接插线插入插孔时轻轻地做一个小角度的转动，以保证接触良好，拔出时也要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。

3.稳压电源不要对地短路，也不能加大电源。

4.向上移动测微头7.5mm后再回到原点时，若系统输出不为零，需重新调零后再向下移动。

实验二电涡流式传感器的静态标定

、实验目的:

1、理解电涡流式传感器的工作原理及工作性能;

2、掌握电涡流式传感器的静态标定方法。

、实验原理:

电涡流式传感器由平面线圈和金属涡流片组成(如下图所示)，当线圈中通以高频交变电流后，在与其平行的金属片上会感应产生电涡流，电涡流的大小影响

线圈的阻抗Z,而涡流的大小与金属涡流片的电阻率，导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关。当平面线圈、被测体(涡流片)、激励源确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与距离X有关，将阻抗变化转为电压信号 V输出，则输出

电压是距离X的单值函数。

检

HE

电

曙

涡漩式痘移传感器的基本绪构廉工作原理厨

、实验所需单元及部件:

涡流变换器、F/V表、测微头、铁测片、电涡流传感器、示波器、振动平台、

金属涡流片、主、副电源。

四、实验步骤：

(1)装好传感器(传感器对准铁测片安装)和测微头。

(2)观察传感器的结构，它是一个扁平线圈。

(3)用导线将传感器接入涡流变换器输入端，将输出端接至 F/V表，电压表置于20V

档，见图1,开启主、副电源。

(4)调节传感器的高度，使其与被测铁片接触，从此开始读数，记下电压表的数值，

填入下表。建议每隔0.10mm 读数，到线性严重变坏为止。

(5)用示波器观察涡流变换器输入端的波形。如发现没有振荡波形出现，再将传感器

远离被测体。

波形为_____________ 波形，示波器的时基为_____________ us/cm,故振荡频率约为 ___________ 。

⑹观察电涡流传感器的激励信号频率，随着线圈与电涡流片距离的变化，信号幅度

也发生变化，当涡流片紧贴线圈时电路停振，输出为零。

五、

V-X曲线；线性范围；系统灵敏度 S=A V/△ X。

注意事项：

1、模块输入端接入示波器时由于一些示波器的输入阻抗不高(包括探头阻抗)以至影响线圈的阻抗，使输出 V变小，并造成初始位置附近的一段死区, 示波器探头不接输入端即可解决这个问题。

2.、被测体与涡流传感器测试探头平面尽量平行，并将探头尽量对准被测体中间，以减少涡流损失。