北科研究生工程测试技术

测试系统设计与实践实验课实验报告

姓名：xxxx

学号： G2016000

班级：机研100

电话：00000000000

组号：0

同组：xxxxxxxxxxxxx

北京科技大学机械工程学院

2017年4月11日

目录

实验一仪器使用与稳压电源制作 (1)

一、实验目的 (1)

二、实验仪器和器材 (1)

三、实验原理 (1)

四、实验步骤 (1)

五、数据记录 (2)

六、实验结果 (2)

实验二称重传感器标定实验 (3)

一、实验目的 (3)

二、实验仪器和器材 (3)

三、实验原理 (3)

四、实验步骤 (4)

五、数据记录 (5)

六、数据处理 (5)

七、实验结果 (5)

实验三典型应变放大器制作 (6)

一、实验目的 (6)

二、实验仪器和器材 (6)

三、实验原理 (6)

四、实验步骤 (7)

五、数据记录 (7)

六、数据处理 (7)

七、实验结果 (8)

实验四测试系统搭建及数据采集 (9)

一、实验目的 (9)

二、实验仪器和器材 (9)

三、实验原理 (9)

四、实验步骤 (10)

五、数据记录 (11)

六、数据处理 (11)

七、实验结果 (12)

实验一仪器使用与稳压电源制作

一、实验目的

1、熟悉万用表的功能与使用方法；

2、熟悉电子元器件的焊接技术；

3、熟悉元器件的布置及实验板的使用；

4、熟悉稳压电源的制作。

二、实验仪器和器材

万用表、电烙铁、焊锡、焊剂、偏口钳、多功能实验板、变压器、7805稳压器、二极管、电容、导线、剥线钳等。

三、实验原理

本次实验所用的实验电路原理图如图1所示，其基本的原理是：

（1）利用电磁感应原理将220V的交流电变为9V的交流电；

（2）利用二极管的单向导通原理组成的桥式整流电路将交流电转换为直流电；（3）利用电容的充放电特性对整流后的电流进行滤波；

（4）利用7805稳压器进行稳压。

图1 单稳压电源

四、实验步骤

1、学习万用表的功能与使用方法，并用万用表测试本次实验所用的电容、二极管等能否正常使用和判断二极管的极性；

2、绘制电路图，如上图1所示；

3、选择7805集成稳压器、确定7805输入电压范围；

4、选择变压器，选择次级电压为12V，功率为5W左右的变压器；

5、选择二极管，二极管选择1N400系列，其电压在100V～800V以上，电流为1A；

6、选择电容，输入端选择电容量为500u～1000u的电解电容、输出端选择电容量为200u左右的电解电容以及容量为0.01u～0.1u的无极性电容；

7、制作，将元器件按一定的规则放置好，画出连线草图，看线路能否走通，走线是否合理，元器件放置要尽量整齐美观，焊接时要先焊接阻容元件，后焊二、三级管，全部完成之后，检查是否有错焊、误焊，最后进行通电测试；

8、用偏口钳切断焊在多功能实验板上的元器件引脚的多余长度；

9、接通电源，用万用表测试输出端的电压是否稳定。

五、数据记录

六、实验结果

通过变压器的变压、整流电路的整流、电容的滤波以及7805稳压器的稳压，在输出端用万用表测量实际值为4.96V，和理想值5V很接近，满足实验需求。

实验二 称重传感器标定实验

一、实验目的

1、熟悉电阻应变片的分类与原理；

2、熟悉应变片的粘贴工艺；

3、熟悉应变片的组桥及注意事项；

4、熟悉应变片传感器标定曲线绘制。 二、实验仪器和器材

120Ω的标准电阻应变片、砂纸、502胶水、丙酮、无水乙醇、脱脂棉、镊子、电烙铁、焊锡、焊剂、医用胶布、导线、接线板、刻刀、等强度应变梁、万用表、自制稳压电源等。 三、实验原理

本次实验用的金属栅应变片的工作原理是基于导体的“应变效应”特性，即应变片受到外力作用发生变形（伸长或缩短），其金属栅电阻值也随之发生变化。

由式

ε0K R

R

=∆（其中0K 为一段敏感栅材料的灵敏度系数）可知敏感栅材料的电阻变化率与应变成线性关系，如果已知0K ，再测出R

R

∆就可以求出应变ε。

本次实验电桥电路如图2所示。电桥的工作原理是，当电桥受到应变后分别有微小电阻增量1R ∆、2R ∆、3R ∆、4R ∆，这时电桥输出电压将有增量BD U ∆，在

4321R R R R ===的情况下，⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛∆-∆+∆-∆=

∆44332211BD 4U U R R R R R R R R ，相邻桥臂符号相异，提高电桥输出、解决温度补偿和许多实际问题。

图2 电桥电路

四、实验步骤

1、试件表面处理

（1）去除等强度应变梁表面氧化皮、铁锈等，用适当的砂纸进行打磨，打磨面积为贴片面积的3～5倍；

（2）用细砂纸将贴片表面打成与应变片轴线方向成45°的交叉纹路；

（3）用镊子夹住脱脂棉蘸丙酮或无水乙醇等对贴片表面进行清洗，直至脱脂棉不见黑迹为止。

2、贴片

将电阻应变片用502胶水粘在等强度应变梁的上下表面，每面贴两个，贴片时应注意：

（1）贴片时要考虑贴片的位置、方向，引出线应朝向便于布置导线的一方；

（2）502胶涂刷宜薄不宜厚，要涂抹均匀，电阻片贴上之后，盖上一小张塑料薄膜，用大拇指从电阻片的一头轻轻按压，挤出气泡和多余的胶水；

（3）待胶水稍干后，用一只手的拇指垫上塑料薄膜后按住电阻片的尾部，另一只手持镊子将引线揭起来。

3、电阻应变片的保护处理

在引出线下面贴一块绝缘胶布，起到引出线与被测件之间的绝缘作用。再用一小块绝缘胶布贴到引出线的根部，起到固定和保护引出线的作用。

4、组桥

（1）将电阻应变片的引出线焊接在接线板上，并用刻刀将多余的引出脚刻掉；

（2）用导线将四个电阻应变片连接起来组成全桥。

5、应变传感器标定曲线绘制

（1）将传感全桥的供电与自己动手制作的直流电源相连接，桥路输出信号大小用万用表来测量，万用表的档位拨到直流mV档；

（2）在等强度应变梁的悬臂端用砝码进行加载，在逐渐加载的过程中记录砝码的重量与等强度应变传感器的桥路输出的信号，同时记录在逐渐卸载过程中砝码的重量与等强度应变传感器的桥路输出信号。