检测技术实验

实验一：金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较

泊式电阻应变片传感器是利用将应变力转换为电阻变化的传感器，通过转化电路将其转换的电量输出，电量变化的大小反映了被测物理量的大小，它是目前测量力，力矩，压力，加速度。重量等参数最广泛的传感器。一、实验目的：

验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间的特点及关系。

二、实验所需设备：

1、直流稳压电源——开关打到4V

2、差动放大器——旋钮到增益最大

3、平衡电桥

4、F/V表——开关拨到20V

5、测微头

6、双单引梁

7、应变片

1、按实验一的方法将差动放大器调零后，关闭电源。按图2接线，图中R4=Rx

为工作片，r和w为电桥平衡网络。

2、调整测微头，使双行梁处于水平位置（目测），直流稳压电源打到±4档，

差动选择适当的放大增益。一般增益电位器旋在中间位置，然后，调整电桥平衡电位器W，使表头显示零。

3、旋转测微头，使梁移动，每隔0.5mm，读F/V表电压值，填下表并关闭

电源：

4、保持放大器增益不变，将R3固定电阻换为与R4工作状态相反的另一应

变片即二片受力方向不同应变片，形成半桥，调节测微头使梁到水平位置（目测），调节电桥W1使F/V表显示为零，重复（3）过程同样测得读数，填入下表：

5、保持放大器增益不变，将R1，R2两个固定电阻换成另两片受力应变片（即

R1↑换成，R2↓换成，）组桥时中要掌握对臂应变片的受力方向相同，邻臂应变征的受力方向相反即可，否则相互抵消没有输出。接成一个直流全桥，调节测微头使梁到水平位置，调节电桥W1同样使F/V表显示零。

重复（3）过程将读出数据填入下表：

6、同一个坐标纸上描出X-V曲线，比较三种接法的灵敏度。

注意事项：

1、在更换应变片时应将电源关闭。

2、在实验过程中如有发现电压、过载，应将电压量程扩大。

3、在本实验中只能将放大器接成差动形式，否则系统不能正常工作。

4、直流稳压电源±4V不能打的过大，以免损坏应变片或造成严重自热效

应。

5、接全桥时请注意区别各片子的工作状态方向。

实验二、电涡流传感器实验

一、电涡流传感器在电子技术中的应用：

根据法抗第电磁感应原理制成的电涡流传感器，一般情况下可分为高频反射式和低频透射式，它的最大的特点是能对位移、厚度、表面温度、速度、应力，材料损伤等进行非接触式、连续测量。

二、实验目的：

了解电涡流式传感器的原理，工作性能，测量振幅的原理和方法。本实验用高频反射式。

器输入端，将输出端接至F/V表，电压表置20档。

4、调节电涡流传感器的高度，使其与被测铁片接触，从此开始读数，记下

示波器及电压表的数值，填入下表。要求每隔0.1m/m读数，到线性严

重变换为止，根据实验数据，在坐标纸上画出V-X曲线，指出大致的线

性范围，求出系统灵敏度，可见电涡流传感器最大的特点是，

传感器与被测体间有一个最佳初始工作点。这里采用的变换电路是一

种。

（二）振幅测量

将差动放大器增益置最小（逆时针到底），直流稳压电源置±4V档。

1、转动测微头，将振动平台中间的磁铁与测微头分离，使梁振动时不

至于再被吸住（这时振动台处于自由静止状态），调节电涡流传感器

头的位置（目测），使之处在线性范围的中点附近。

2、根据图19的电路结构接线，将涡流传感器探头、涡流变换器、电桥

4、将低频信号源输出接振动台的振荡线圈处，开启电源，适当调节低

频信号源的输出频率和幅度，使振动台振动起来，适当调节传感器

头离振动平台的距离，使示波器显示的波形为完整的正弦波，并记

录此波形的峰峰值和频率于下表中。

5、改变低频信号源的输出频率和幅度，重复第4步，将测得的数据填

入下表中

思考：（1）根据实验结果，可以知道振动台的自振频率大致为多少？

（2）如果已知被测梁振幅为0.2mm，传感器是否要安装在最佳工作点？

（3）如果此传感器仅用来测量振动频率，工作点问题是否仍十分重要？

实验三、综合实验

（一）气敏传感器（MQ3）实验

一、气敏传感器在工程中的应用的原理。

在工业生产中，在日常生活中，人们广泛使用气敏元件来进行各种气体的检

测，以确保生产和生命的安全，在本实验中运用MQ3酒精传感器为例，它可检测酒精的浓度。其原理是当传感器表面吸附有被测酒精气体时，其接触界面的导体电子会比例的发生变化，从而使气敏元件的电阻随气体的浓度变化，这种反应是可逆的，因此可重复使用。为使反应速度加快，通常需对气敏元件进行加热，

如图30-1为其特征图。

阻值（K）

100

10

浓度（PPM）

图30-1

二、在实验所需设备及单无电路：

1、直流稳压电源打到±2V，差动放大器增益最大，电桥用其中W1和r。

2、F/V表置于20V档。

三、实验步骤：

1、开启电源，将差动放大器输入端（+）、（-）与地短接调零。

2、关闭电源，按图30-2接线。

3、开启电源，预热5分钟后，用浸有酒精的棉球靠近传感器，并轻轻吹气

使酒精挥发并进入传感器金属丝网内，同时观察电压表的数值的变化，

此时电压表读数为——V，它反应了传感器AB两端间的电阻随着——发

生了变化？此种变化是否说明MQ3检测到了酒精气体的存在？如果电

压表变化不够明显，可适当调大差动放大的增益。

4、MQ3气敏传感器传输，外形，元件符号。

型开关用。本实验中只用对射型来作测速用，它在工控和电机转速测量中应用较广泛。

二、利用光耦探头和速度/V电路，帮助学生理解和掌握测速的方法和计算。

三、实验部件和单元电路：

1、光电传感器探头。它安装在轴流电机的左下角。