检测技术实验指导书
(2014春版)《现代检测技术》实验指导书
《现代检测技术》实验指导书李学聪冯燕编广东工业大学自动化学院二０一四年二月实验一 热电偶测温及校验一、 实验目的1.了解热电偶的结构及测温工作原理；2.掌握热电偶校验的基本方法；3.学习如何定期检验热电偶误差，判断是否及格。
二、 实验内容和要求观察热电偶，了解温控电加热器工作原理; 通过对K 型热电偶的测温和校验，了解热电偶的结构及测温工作原理；掌握热电偶的校验的基本方法；学习如何定期检验热电偶误差，判断是否合格。
三、 实验主要仪器设备和材料1. CSY2001B 型传感器系统综合实验台(下称主机) 1台2. 温度传感器实验模块 1块3. 热电偶镍铬 ― 镍硅热电偶(K，作被校热电偶) 1支 镍铬 ― 锰白铜热电偶(E，作控温及标准热电偶) 1支4. 213位数字万用表 1只四、 实验方法、步骤及结果测试1.观察热电偶，了解温控电加热器工作原理。
①拿起热电偶并握紧黑柄，然后旋开热电偶的金属保护套，缓慢抽出，观察热电偶的外形。
观察完后，将其旋紧并注意不可以让热电偶和金属保护套接触。
②温控器：作为热源的温度指示、控制、定温之用。
温度调节方式为时间比例式，绿灯亮时表示继电器吸合电炉加热，红灯亮时加热炉断电。
2.仪器连线（如图1所示）① 首先将综合实验台的电源开关置“关”， 然后将电源插头（实验桌前面）和加热炉电源插座插入综合实验台面板上的“220V 加热电源出”处；② 将热电偶工作端插进温度传感器实验模块上的加热炉炉膛内， E 和K 分度热电偶的冷端按极性（注意区分“+”和“—”）分别接在“温控”和“测试”端。
3.开启电源 将综合实验台和加热炉的电源开关打“开”。
4.设定温度和测量数据将功能开关置“设定”，调节旋钮设定温度为50℃， 然后将开关拨至“测量”位置；当炉温达到设定值时， 等待3―5分钟炉温恒定后，分别测量“温控”和“测试”的电压（开关保持在“温控”状态），交互测量四次，把输出的热电势记录于表2中。
传感与检测技术实验指导书
“传感器与检测技术”实验指导书一、适用专业：测控技术与仪器二、地位、作用和任务《传感器与检测技术》课程属于适用专业大学本科学生的必修专业基础课程。
传感器具有检测某种变量并把检测结果传送出去的功能,它们广泛应用于生产实践和科学研究中,是获取、处理、传送各种信息的基本元件。
特别是现代大规模工业生产,几乎全都依靠各种控制仪表或计算机实现自动控制,为保证自动控制系统的正常运行,必须随时随地把生产过程的各种变量提供给控制仪表或计算机。
要想正确及时地掌握生产过程或科研对象的各种信息,就必须具备传感器与检测技术方面的知识。
本部分旨在以实验和课程设计的形式进一步加强学生对各类传感器与检测技术的原理与应用的深入理解，将理论与实践有机地结合起来，学以致用。
主要任务是：1、通过理论学习和实验操作，掌握各类传感器的基本工作原理；2、了解各类传感器的特性和应用方法；3、掌握基本的误差与测量数据处理方法。
三、教学基本要求通过传感器与检测技术实验的基本训练，使学生在有关传感器与检测技术的实验方法和实验技能方面达到下列要求：（1）能够自行或在教师的指导下正确完成实验和实验报告等主要实验程序；（2）能够掌握常用传感器的性能、调试和使用方法；（3）能够通过实验完整掌握各类传感器的基本工作原理；（4）能够在接受传感器与检测技术基本实验技能的训练后，进行开放性实验，以提高综合实验能力。
四、实验内容实验一金属应变片：单臂、半桥、全桥功能比较（验证）实验二差动变压器特性及应用（综合）实验三差动螺线管电感式传感器特性（设计）*实验四差动变面积式电容传感器特性（验证）*实验五压电加速度传感器特性及应用（验证）*实验六磁电式传感器特性（验证）实验七霍尔式传感器特性（验证）108109实验八 热敏电阻测温特性（设计） 实验九 光纤位移传感器特性及应用（验证） 实验十 汽车防撞报警系统设计(设计)五、实验教材主要教材：《传感器与检测技术学习指导（实验部分）》六、考核方法根据实验操作效果、实验态度、实验报告撰写结果等进行综合评定。
传感器与检测关键技术试验参考指导书四个实验
试验一金属箔式应变片单臂电桥性能试验一、试验目标：了解金属箔式应变片应变效应，单臂电桥工作原理和性能。
二、基础原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生改变，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应关系式为：ΔR/R=Kε式中ΔR/R为电阻丝电阻相对改变值，K为应变灵敏系数，ε=Δl/l为电阻丝长度相对改变。
金属箔式应变片是经过光刻、腐蚀等工艺制成应变敏感元件，用它来转换被测部位受力大小及状态，经过电桥原理完成电阻到电压百分比改变，输出电压U0=EKε（E为供桥电压），对单臂电桥而言，电桥输出电压，U01=EKε/4。
（E 为供桥电压）。
三、器件和单元：应变式传感器试验模板、应变式传感器、砝码（每只约20g）、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)。
四、试验步骤：1、依据图(1-1),应变式传感器已装于应变传感器模板上。
传感器中各应变片已接入模板左上方R1、R2、R3、R4标志端。
加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω，加热丝阻值约为50Ω左右。
图1-1 应变式传感器安装示意图2、试验模板差动放大器调零，方法为:①接入模板电源±15V(从主控箱引入)，检验无误后，合上主控箱电源开关，将试验模板增益调整电位器Rw3顺时针调整到大致中间位置，②将差放正、负输入端和地短接，输出端和主控箱面板上数显电压表输入端Vi相连，调整试验模板上调零电位器RW4，使数显表显示为零(数显表切换开关打到2V档)，完成关闭主控箱电源。
3、参考图（1-2）接入传感器，将应变式传感器其中一个应变片R1(即模板左上方R1)接入电桥作为一个桥臂，它和R5、R6、R7接成直流电桥(R5、R6、R7在模块内已连接好)，接好电桥调零电位器Rw1，接上桥路电源±4V(从主控箱引入)，检验接线无误后，合上主控箱电源开关，先粗调整Rw1，再细调RW4使数显表显示为零。
弹波检查作业指导书
弹波检查作业指导书标题：弹波检查作业指导书引言概述：弹波检查是一种常见的非破坏性检测方法，用于评估材料的质量和结构完整性。
本文将详细介绍弹波检查的作业指导书，匡助读者了解如何正确进行弹波检查。
一、仪器准备1.1 准备合适的弹波检测仪器，确保仪器的准确性和稳定性。
1.2 确保仪器的电源充足，并进行必要的校准和调试。
1.3 检查仪器的传感器和探头，确保其完好无损。
二、样品准备2.1 确保待检样品的表面清洁干净，无杂质和污垢。
2.2 对于复杂结构的样品，可能需要进行表面处理或者涂覆适当的耦合剂。
2.3 确保待检样品的尺寸和形状符合弹波检查的要求，避免因样品形状不合适而影响检测结果。
三、检测操作3.1 将仪器设置到适当的工作模式，并进行零点校准。
3.2 将探头与待检样品密切接触，并保持稳定的探测压力。
3.3 按照仪器操作说明进行检测，记录检测数据并及时分析结果。
四、数据分析4.1 对检测数据进行初步分析，了解样品的整体质量情况。
4.2 根据检测结果进行进一步的数据处理和分析，确定可能存在的缺陷或者异常。
4.3 结合其他检测方法或者实验数据，对检测结果进行综合评价，提出合理的结论和建议。
五、结果报告5.1 撰写详细的检测报告，包括样品信息、检测方法、结果数据和分析结论等内容。
5.2 将检测报告及时提交给相关部门或者客户，并与其沟通检测结果和建议。
5.3 根据需要，对检测结果进行进一步解释或者讨论，确保报告的准确性和可靠性。
结论：弹波检查作业指导书是进行弹波检测的重要参考资料，正确的操作和数据分析方法能够提高检测的准确性和可靠性。
希翼本文的介绍能够匡助读者更好地理解和应用弹波检查技术。
传感器与检测技术综合实验指导书
工业生产流水线自动化测控综合实验台传感器与检测技术综合实验实验指导书主编：梁森，王洋，计丽霞liangsen163@适用专业：电气技术及其自动化（请预习后再来实验）实验地点：技术中心 A 5062010-12-27，29传感器与自动检测技术（本科）综合实验指导书上海电机学院电气学院目录第一章流水线自动化测控综合实验台综述 (1)1.1 结构和功能综述 (1)1.2实验项目 (6)1.3实验台的配置 (7)1.4 技术参数 (8)第二章传感器与检测技术综合实验台的动作过程综述 (9)2.1 整机工作流程和步骤 (9)2.2 送料机构说明 (11)2.3 机械手搬运机构说明 (11)2.4 工件传送和分选知识 (12)2.5涉及到的其他气动元件知识 (13)第三章传感器与检测技术综合实验的目的、步骤及结果 (18)3.1 系统的初始化操作 (18)3.2 分选实验 (20)3.3 电容接近开关实验及性能测试 (26)3.4 电涡流位移传感器实验及线性化的研究 (28)3.5 应变传感器称重实验及非线性和温漂的研究 (32)第一章流水线自动化测控综合实验台综述1.1 结构和功能综述1.1.1YL237型工业流水线自动化测控综合实验台的特点本实验设备是中国亚龙科技有限公司生产的，名称为“工业流水线自动化测控综合实验台”，简称为“传感器与检测技术综合实验台”，配置了电脑和三菱PLC。
本实验指导书阐述了工业生产流水线自动化测控综合实验台的基本结构、工作原理、工作过程和操作步骤，给出了较详细的使用说明。
阅读和理解本实验指导书，也是机电一体化知识学习的一部分。
本实验台将多门理论课中学到的机械、电子、传感器、检测、PLC、电气控制等课程有关知识加以综合。
为了进行研究性实验，本实验系统还允许进行模块化拆分和组合，可以通过重新定义输入/输出口地址，重新对PLC进行编程，完成学生自己想要的动作和功能。
图1-1 流水线自动化测控综合实验台示意图图1-2 传感器与检测技术综合实验室1.1.2传感器与检测技术综合实验台总体实验目的①验证学过的几种常用传感器的原理；②对几种常用传感器的特性进行测试；③学习几种常用传感器的调试；④学习传感器在气动、流水线运行中的测控方法；⑤学习气动系统的组成；⑥学习如何组成综合测试系统等。
传感器与检测技术实验指导书
目录实验一力敏传感器实验－金属箔式应变片 (1)实验二温度传感器实验 (5)实验三光敏传感器实验 (8)实验四气敏、湿敏传感器实验 (10)实验五湿度测量仪的设计 (13)实验六酒精气体报警器 (14)附录一传感器安装示意图及面板示意图 (15)附录二实验仪面板图 (17)附录三电路原理图 (18)附录四CSY-998B+传感器实验仪简介 (29)1231实验一 力敏传感器实验－金属箔式应变片一、实验目的1.了解金属箔式应变片、单臂电桥的工作原理和工作情况；2.验证金属箔式应变片单臂、半桥、全桥的性能及其相互关系。
二、实验基本原理1.箔式应变片及单臂直流电桥的电源的原理和工作情况应变片是最常用的测力传感元件。
当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻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。
电桥电路是做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4321R R R R 、、、中，电阻的相对变化率分别为44332211////R R R R R R R R ∆∆∆∆、、、，当使用一个应变片时，；R R R ∆=∑当二个应变片组成差动状态工作，则有；RR R ∆=∑2用四个应变片组成差对工作，且RR R R R R R R ∆=∑====44321，，这分别构成单臂、半桥和全桥电路。
由表达式可知，单臂、半桥、全桥电路的灵敏度依次增大。
2. 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 R R R R /4/2/∆∆∆、、。
根据戴维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,//R R V Ku ∆=于是对应单臂、半桥 和全桥的电压灵敏度分别为1/4×E 、1/2×E 和E 。
由此可知，当E 和电阻相对变化一定时，电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。
超级全面的实验室检测作业指导书
超级全面的实验室检测作业指导书01感官检验各种产品的感官检验基本包含组织状态、色泽、气味、滋味是否正常，有无异物，液体样品有无分层及浑浊现象，粉状样品有无水湿、结块，有无霉变、腐败变质等现象。
在感官检验时同时要检验产品的生产日期、保质期、净含量等。
02理化检验作业指导书1、化学试剂化学试剂根据用途分为：一般试剂、基础试剂、高纯试剂、色谱试剂、生化试剂、光谱纯试剂和指示剂等。
一般用于食品检验的有一般试剂、基础试剂、高纯试剂和专用试剂。
基础试剂：可用作基准物质的试剂叫做基准试剂，也可称为标准试剂。
基础准试剂可用来直接配制标准溶液，用来校正或标定其他化学试剂。
如在配置标准溶液时用于标定标准溶液用的基准物。
化学试剂的储存：（1）化学试剂大多数都具有毒性及危害性，要加强管理。
（2）隔离存放：易燃类、剧毒类、强腐蚀性类、低温贮存的等分类放置；要求化验人员有一定的相关知识。
（3）一般存放于通风、阴凉、温度低于30℃的药品柜中。
有些药品遇光容易分解，避光保存。
固体、液体、酸、碱分别放置。
2、仪器和器皿（1）检验所用的仪器应处于正常状态，要符合精度要求；同时高级的精密仪器要由经过专业培训的人员或专业技术人员操作，不可在未弄清使用方法前动用仪器。
（2）仪器因经常使用，检测性能会逐渐降低，所以测试仪器要定期检定和校准。
（3）一般的玻璃器皿采用一次计量。
可以是送到法定的计量单位进行计量，也可以送一套到法定的计量单位进行计量，然后用这套计量好的容器对本企业生产中使用的容器进行自校准。
玻璃仪器的计量一定要结合本企业的实际情况合理进行校正，并不是所有的仪器都要送检，但作为判定数据使用的器皿一定要计量。
3、溶液的配制1.标准溶液的配制配制标准溶液用水，应符合GB/T 6682－2008的要求。
所用试剂纯度应在分析纯以上。
标定所用的基准试剂应为容量分析工作中使用的基准试剂。
所用分析天平及砝码应定期检定。
所用滴定管、容量瓶及移液管均需定期校正。
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《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打算中，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。
其要紧任务是通过实验巩固和消化课堂所讲授理论内容的明白得，把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爱好。
其目的是使学生把握非电量检测的差不多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，把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，把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阻碍实验，把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阻碍。
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，把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阻碍实验，把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阻碍，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，把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，把握热电偶的原理和 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，把握差动放大器和滤波器的设计方法和性能测试方法。
传感器检测技术实验指导书
实验一应变片实验：单臂、半桥、全桥比较实验目的：了解金属箔式应变片，电桥的工作原理和工作情况，验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。
所需单元和部件：直流稳压电源、主、副电源、双平行梁、应变片、螺旋测微头、电桥、电桥平衡网络、差动放大器、F／V表。
有关旋钮的初始位置：直流稳压电源打到±4V档，F／V表打到20V档，差动放大器增益打到最大。
实验步骤：1、差动放大器调零（4根线）用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、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；将差动放大器的地和F/V表的地相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F／V表显示为零，关闭主、副电源。
2、按照下图接成单臂电桥测试电路（11根线）图中Rx为应变片，从4个应变片中任意选一个，r及W1为电桥平衡网络。
3、电桥调平衡把螺旋测微头放置双平行梁悬臂端中心磁柱正上方，两者距离大约5mm,注意不能吸合，双平行梁处于水平位置。
选择适当的差动放大器增益，调整电桥平衡电位器旋钮W1，使F ／V表读数为零，先20V调零再2V调零。
旋动旋钮W1时不要碰接线以避免线路接触不良。
4、测量读数向下旋转螺旋测微头（顺时针），使其下端慢慢接触双平行梁悬臂端中心磁柱，随着测微头下端的不断下降，双平行梁悬臂端会被吸住，使梁发生向上弯曲变形，导致F/V表读数不为零（读数的正负取决于接入电路中的应变片的箭头方向，即应变片在梁上贴的位置），继续向下旋转螺旋测微头使F/V读数恢复为零，记住螺旋测微头的刻度位置，旋转测微头，每旋转一周使梁移动0.5mm，读一个F/V表读数（读绝对值，注意单位），共读5个数据填入下表。
然后向上（逆时针）旋转螺旋测微头，使其脱离双平行梁自由端，关闭主、副电源。
位移（mm）0.5 1 1.5 2 2.5电压（mv）5、半桥电路测量（11根线）保持放大器增益不变，将R3固定电阻换为与Rx工作状态相反(箭头方向相反)的另一应变片即取二片受力方向不同应变片，形成半桥测量电路。
光电检测技术实验指导书
光电检测技术及系统 实验指导书精仪学院实验教学中心2014年6月实验一 缝宽或间隙的衍射测量一、实验目的：a) 了解激光衍射计量原理 b) 利用间隙计量法测量缝宽二、实验原理激光衍射计量的基本原理是利用激光下的夫朗和费衍射效应。
夫朗和费衍射是一种远场衍射。
衍射计量是利用被测物与参考物之间的间隙所形成的远场衍射来完成。
当激光照射被测物与参考的标准物之间的间隙时，这相当于单缝的远场衍射。
当入射平面波的波长为λ，入射到长度为L，宽度为w 的单缝上（L>w>λ），并与观测屏距离λ2w R >>时，在观测屏E的视场上将看到十分清晰的衍射条纹。
图1是计量原理图，图2是等效衍射图。
在观察屏E 上由单缝形成的衍射条纹，其光强I 的分布由物理光学知道有：⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=220sin ββI I式中：θλπβsin ⎟⎠⎞⎜⎝⎛=w ；θ为衍射角，I 0是00=θ时的光强，即光轴上的光强度。
上式就是远场衍射光强分布的基本公式，说明衍射光强是随sinβ的平方而衰减。
当ππππβn ±±±±="",3,2,,0处将出现强度为零的条纹，即I=0 的暗条纹。
测定任一个暗条纹的位置变化就可以知道间隙w 的尺寸和尺寸变化。
这就是衍射计量的原理。
因为θλπβsin ⎟⎠⎞⎜⎝⎛=w ，对暗条纹则有 πθλπn w =⎟⎠⎞⎜⎝⎛sin 当θ不大时，从远场条件，有Rx tg n=≅θθsin 式中：x n 为第n 级暗条纹中心距中央零级条纹中心的距离，R 为观察屏距单缝平面的距离。
最后写成：nx Rn w λ=这就是衍射计量的基本公式。
为计算方便，设t nx =0，t 为衍射条纹的间隔，则 tr w λ=已知λ，R(R=f)，测定两个暗条纹的间隔t，就可计算出w 的精确尺寸。
当被测物尺寸改变σ时，相当于狭缝尺寸w 改变σ，衍射条纹中心位置随之改变，则⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=−=0011x xR n w w λσ 式中：w 0, w 分别为起始缝宽和最后缝宽；x 0, x 分别为起始时衍射条纹中心位置和变动后衍射条纹中心位置（条纹n 不变）。
检测作业指导书
文件编号:XXXXX-ZY-2018作业指导书控制状态：控制号：持有者：发布日期：XXXXXXXX实施日期：XXXXXXXXXXXXXXXXXX作业指导书批准：XXXXXX审核：XXXXXX主编：编写人员：编制依据：相关试验规程前言为使公司新增各项试验工作有章可循，使工作（作业）安全风险评估和过程控制规范化，保证试验全过程的安全和质量，公司质量办公室特制订了本作业指导书，作为持续改进试验工作质量、保证管理体系正常运作的基础和依据，同时用作学习与培训教材，以提高试验人员的素质和技术水平。
希望各有关人员在工作中严格遵照此作业指导书的工作流程进行日常工作、试验，以保证工作质量，为客户提供更好的服务。
XXXXXXXXXXXXXXX质量办公室XXXXXXXXX水泥作业指导书一、烧失量1 方法提要试样在（950±25）℃的高温炉中灼烧，驱除水分和二氧化碳，同时将存在的易氧化元素氧化。
通常矿渣硅酸盐水泥应对由硫化物的氧化引起的烧失量误差必须进行校正，而其他元素存在引起的误差一般可忽略不计。
2 引用标准《水泥化学分析方法》 GB/T176-20083 分析步骤称取约 1g 试样（ m ），精确至 0.0001g ，置于已灼烧恒量的瓷坩埚上，将盖斜置于坩埚上，放在高温炉内从低温开始逐渐升高温度，在（950 ± 25 ）℃的高温炉中灼烧 15~20 min ，取出坩埚置于干燥器中冷却至室温，称量。
反复灼烧，直至连续两次称量之差小于 0.0005g 时，即达到恒量。
4 结果计算烧失量的质量百分数ω LOI 按下式计算：ω LOI = ×100式中：ω LOI ——烧失量的质量百分数， % ；m ——试料的质量，单位为克（ g ）；m 1 ——灼烧后试料的质量，单位为克（ g ）。
5 结果整理试验结果精确至 0.01% 、平行试验两次，允许重复性误差为0.15% 。
二、.碱含量水泥氧化钾和氧化钠试验检测细则（火焰光度计基准法）1 方法提要试样经氢氟酸 - 硫酸蒸发处理除去硅，用热水浸取残渣，以氨水和碳酸铵分离铁、铝、钙、镁。
传感器与检测技术实验指导书
实验一金属箔式应变片性能研究一、实验目的1、了解金属箔式应变片，单臂电桥的工作原理和工作情况。
2、了解金属箔式应变片，半桥的工作原理和工作情况。
3、了解金属箔式应变片，全桥的工作原理和工作情况。
4、验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间的关系。
二、实验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工程结构件的内部变形转化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形变，然后由电阻应变片将弹性元件的形变转化为电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或者电流变化信号输出。
它可用于能转化成形变的的各种物理量的检测。
本实验以金属箔式应变片为研究对象。
箔式应变片的基本结构：金属箔式应变片是在用苯酚、环氧树脂等绝缘材料的基板上，粘贴直径为0.025mm左右的金属丝或者金属箔制成，如图所示：(a)丝式应变片(b) 箔式应变片图1-1金属箔式应变片结构金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，与丝式应变片工作原理相同。
电阻丝在外力的作用下发生机械形变时，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△R/R=Kε。
式中△R/R为电阻丝电阻的相对变化，K为应变灵敏系数，ε=△L/L为电阻丝长度相对变化。
为了将电阻应变式传感器的电阻变化转化成电压或者电流信号，在应用中一般采用电桥电路作为测量电路。
电桥电路具有结构简单、灵敏度高、测量范围宽、线性度好且易实现温度补偿等优点。
能较好地满足各种应变测量要求，因此在测量应变中得到了广泛的应用。
电路电桥按其工作方式分有单臂、半桥、全桥三种，单臂工作输出信号最小，线性、稳定性较差；双臂输出是单臂的两倍，性能比单臂有所改善；全桥工作时的输出是单臂的四倍，性能最好。
因此，为了得到较大的输出电压一般采用半桥或者全桥工作。
三、需用器件与单元：可调直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、测微头、应变片、电压/频率表、主、副电源。
过程检测技术及仪表实验指导书(成教)
实验三扩散硅压力变送器实验1 实验原理及目的a) 掌握扩散硅压力变送器工作原理，了解扩散硅压力变送器的外型、结构、组成，加深对变送器信号转换原理的理解；b) 熟悉变送器的输入、输出特性；c) 熟悉变送器的实验配置、连接及实验仪器的使用等；d) 掌握变送器零点、量程的调整方法及检测方法；e) 掌握检测数据的处理。
2 实验内容a) 变送器零点、量程调整；b) 变送器基本性能检测：包括基本误差、回差、非线性误差；c) 变送器死区检测；d) 变送器输出交流分量检测。
3实验设备被测仪表：扩散硅压力变送器实验仪器：压力发生器、精密电阻箱、万用表4实验准备a) 阅读被测仪表说明书，结合实物，了解结构、组成，了解技术参数（包括供电电源、使用环境、量程范围、测量范围、输出信号、精度等级等），同时了解零点、量程的调整方法、使用方法和注意事项等；b) 阅读实验仪器说明书，了解其使用和注意事项；c) 按下图进行测试系统的连接d) 检查线路无误，且电阻箱置于250Ω后，方能打开电源进行测试，取输出电流在电阻箱（250Ω）上的压降作为输出测量值。
5 实验方法a) 零点、量程调整——输入量程0%信号，调变送器零点调节电位器，使输出满足精度要求；——输入量程100%信号，调变送器量程调节电位器，使输出满足精度要求；——输入信号回到量程的0%，观察输出满足精度要求吗？满足，检查输入50%时输出精度是否满足要求？满足，调试结束，否则，重复a、b，直到满足要求。
一般往返调试三遍，就能使变送器精度满足要求。
b) 基本性能测试在测试正式开始之前应使被测变送器和试验设备在所允许的规定条件下使其稳定，对所有可能影响试验的条件随时进行观察，并作相应记录。
测试点应包括上、下限值在内的至少五个点，如0％、25％、50％、75％、100％，这些测试点应均匀分布在整个测量范围内。
在测试正式开始之前，变送器应从0％到100％，然后再从100％到0％的全范围内移动三次，测试时输入信号必须按初始输入信号的同一方向逼近测试点，不允许有过冲现象发生，在每个测试点上输入信号应保持稳定，直至输出稳定并记录其对应的输出为止。
传感器及检测技术实验指导书
宿迁泽达职业技术学院传感器及应用系列传感器及测试技术实验指导书电气教研室魏立国编二0一一年九月实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。
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（自备）。
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ε⋅=∆k RR（1-1） 式中RR∆为电阻丝电阻相对变化； k 为应变灵敏系数； ll∆=ε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，将四个金属箔应变片分别贴在双孔悬臂梁式弹性体的上下两侧，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 双孔悬臂梁式称重传感器结构图通过这些应变片转换弹性体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R5=R6=R7=R 为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压RR RR E U ∆⋅+∆⋅=211/40 （1-2）E 为电桥电源电压；式1-2表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为L=%10021⋅∆⋅-RR 。
图1-2 单臂电桥面板接线图四、实验内容与步骤1．图1-1应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R1、R2、R3、R4上，可用万用表测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω。
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Rw3调到增益最大位置（顺时针转到底），调节电位器Rw4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1-2连线，将应变式传感器的其中一个应变电阻（如R1）接入电桥与R5、R6、R7构成一个单臂直流电桥。
超声波测量实验指导书
图5 仪器连接示意图 如图5所示 , 当采用单探头工作方式时 , 利用三通线把发射接收 接头连接起来 ,
然后与探头连接。示波器采用外触发工作方式 , 连接超声仪触发接头与示波器外触发 输入口。分别把信号检波输出和射频输出与示波器第一、第二通道输入口相连 , 或则 根据需要只接其中一种输出方式。
L C(t2 t1) 2
（4）
其中 ,C 是试块的声速 , t1 是第一界面反射回波的传播时间, t2 是第二界面反射回波
的传播时间。
对于规则几何形状的物体 , 如被测试块 , 其宽度方向和厚度方向的界面可以产生
多 次反射回波。相邻两个回波之间的传播时间为声波在界面之间传播时间的两倍。
图4 表面波测长示意图 表面波测量也弧面的长度方法如图4所示 , 出现的两个反射回波分别对应于表 面波传播路径上两个突变点B1和 B2 。 四、 思考题： 五、 1.超声波探头与被测物体之间为何要加偶合剂？耦合剂的选择应遵从什么原则？ 2.本次实验中，超声声速的测量误差主要是哪些因素引起的，应采取哪些措施来减
(2) 超声仪的输出信号被限幅在 5V 左右 , 因此示波器在测量过 程中,一般要求被 测信号幅度不超过 2V 。
( 3) 利用 CSK-IB 钢试块时 , 可以用水或则机油作为耦合剂 : 利用 CSK-IC 铝试 块时 , 必须用机油作为耦合剂。实验完成后 ,必须擦干净试块上残余的耦合剂, 否则 会损坏试块。
超声波检测技术，就是利用超声波的高频率和短波长所决定的传播特性。即： （1）具有束射性（又叫指向性），如同一束光在介质中是直线传播的，可以定向控 制。 （2）具有穿透性，频率越高，波长越短，穿透能力越强，因此可以探测很深（尺寸 大）的零件。穿透的介质超致密，能量衰减越小，所以可用于探测金属零件的缺陷。 （3）具有界面反射性、折射性，对质量稀疏的空气将发生全反射。声波频率越高， 它的传播特性越和光的传播特性接近。如超声波的反射、折射规律完全符合光的反射、 折射规律。 利用超声波在零件中的匀速传播以及在传播中遇到界面时发生反射、折射等特性， 即可以发现工件中的缺陷。因为缺陷处介质不再连续，缺陷与金属的界面就要发生反射 等。如图1所示超声波在工件中传播，没有伤时，如图1a，声波直达工件底面，遇界面 全反射回来。当工件中有垂直于声波传播方向的伤，声波遇到伤界面也反射回来，如图 1b。当伤的形状和位置决定界面与声波传播方向有角度时，将按光的反射规律产生声波 的反射传播。
传感器与检测技术实验指导书
实验二十四电涡流传感器位移实验一、实验目的：了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。
二、基本原理：通以高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。
三、需用器件与单元：电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、直流电源、数显单元、测微头、铁圆片。
四、验步骤：１、根据图８－１安装电涡流传感器。
图８－１电涡流传感器安装示意图图８－２电涡流传感器位移实验接线图2、观察传感器结构，这是一个扁平绕线圈。
３、将电涡流传感器输出线接入实验模板上标有Ｌ的两端插孔中，作为振荡器的一个元件（传感器屏蔽层接地）。
４、在测微头端部装上铁质金属圆片，作为电涡流传感器的被测体。
５、将实验模板输６、用连接导线从主控台接入＋15V直流电源出端V0与数显单元输入端Vi相接。
数显表量程切换开关选择电压20V档。
到模板上标有+15V的插孔中。
７、使测微头与传感器线圈端部接触，开启主控箱电源开关，记下数显表读数，然后每隔0.2mm读一个数，直到输出几乎不变为止。
将结果列入表8-1。
表8-1电涡流传感器位移X与输出电压数据8、根据表8-1数据，画出V-X曲线，根据曲线找出线性区域及进行正、负位移测量时的佳工作点，试计算量程为1mm、3mm及5mm时的灵敏度和线性度（可以用端基法或其它拟合直线）。
五、思考题：1、电涡流传感器的量程与哪些因素有关，如果需要测量±5mm的量程应如何设计传感器？答：电涡流的大小与探头线圈直径金属导体的电阻率c，厚度t，线圈的励磁电流角频率ω以及线圈与金属块之间的距离x等参数有关。
2、用电涡流传感器进行非接触位移测量时，如何根据量程使用选用传感器。
实验三十光纤传感器的位移特性实验一、实验目的：了解光纤位移传感器的工作原理和性能。
二、基本原理：本实验采用的是导光型多模光纤，它由两束光纤组成Y型光纤，探头为半圆分布，一束光纤端部与光源相接发射光束，另一束端部与光电转换器相接接收光束。
现代(传感器)检测技术实验-实验指导书
现代(传感器)检测技术实验实验指导书目录1、THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介2、实验一金属箔式应变片——电子秤实验3、实验二交流全桥振幅测量实验4、实验三霍尔传感器转速测量实验5、实验四光电传感器转速测量实验6、实验五E型热电偶测温实验7、实验六E型热电偶冷端温度补偿实验西安交通大学自动化系2008.11THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介一、概述“THSRZ-2 型传感器系统综合实验装置”是将传感器、检测技术及计算机控制技术有机的结合，开发成功的新一代传感器系统实验设备。
实验装置由主控台、检测源模块、传感器及调理（模块）、数据采集卡组成。
1.主控台(1)信号发生器：1k～10kHz 音频信号，Vp-p=0～17V连续可调；(2)1～30Hz低频信号，Vp-p=0～17V连续可调，有短路保护功能；(3)四组直流稳压电源：+24V,±15V、+5V、±2～±10V分五档输出、0～5V可调，有短路保护功能；(4)恒流源：0～20mA连续可调，最大输出电压12V；(5)数字式电压表：量程0～20V，分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级；(6)数字式毫安表：量程0～20mA，三位半数字显示、精度0.5级，有内侧外测功能；(7)频率/转速表：频率测量范围1～9999Hz，转速测量范围1～9999rpm；(8)计时器：0～9999s，精确到0.1s；(9)高精度温度调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法，温度控制精度±0.50C。
2.检测源加热源：0～220V交流电源加热，温度可控制在室温～1200C；转动源：0～24V直流电源驱动，转速可调在0～3000rpm；振动源：振动频率1Hz～30Hz（可调），共振频率12Hz左右。
3.各种传感器包括应变传感器：金属应变传感器、差动变压器、差动电容传感器、霍尔位移传感器、扩散硅压力传感器、光纤位移传感器、电涡流传感器、压电加速度传感器、磁电传感器、PT100、AD590、K型热电偶、E型热电偶、Cu50、PN结温度传感器、NTC、PTC、气敏传感器（酒精敏感，可燃气体敏感）、湿敏传感器、光敏电阻、光敏二极管、红外传感器、磁阻传感器、光电开关传感器、霍尔开关传感器。
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实验一热电偶原理及现象实验目的：了解热电偶的原理及现象所需单元及附件：－15V不可调直流稳压电源、差动放大器、F／V表、加热器、热电偶、水银温度计（自备）、主副电源旋钮初始位置：F／V表切换开关置2V档，差动放大器增益最大。
实验步骤：了解热电偶原理：二种不同的金属导体互相焊接成闭合回路时，当两个接点温度不同时回路中就会产生电流，这一现象称为热电效应，产生电流的电动势叫做热电势。
通常把两种不同金属的这种组合称为热电偶。
具体热电偶原理参考教课书。
解热电偶在实验仪上的位置及符号，（参见附录）实验仪所配的热电偶是由铜＿康铜组成的简易热电偶，分度号为T。
实验仪有二个热电偶，它封装在双平行梁的上片梁的上表面（在梁表面中间二根细金属丝焊成的一点，就是热电偶）和下片梁的下表面，二个热电偶串联在一起产生热电势为二者的总和。
按图1.1接线、开启主、副电源，调节差动放大器调零旋钮，使F／V表显示零，记录下自备温度计的室温。
图1.1 图 1.2（4）按图1.2将－15V直流电源接入加热器的一端，加热器的另一端接电源地（注意不允许接差动放大器的地），观察F／V表显示值的变化，待显示值稳定不变时记录下F／V表显示的读数E。
（5）用自备的温度计测出上梁表面热电偶处的温度t并记录下来。
（注意：温度计的测温探头不要触到应变片，只要触及热电偶处附近的梁体即可）。
（6）根据热电偶的热电势与温度之间的关系式：Eab(t,to)=Eab(t,tn)+Eab(tn,to)其中：t ------热电偶的热端（工作端或称测温端）温度。
tn------热电偶的冷端（自由端即热电势输出端）温度也就是室温。
to------0℃热端温度为t,冷端温度为室温时热电势。
Eab(t,tn)=(f/v显示表E)/100*2(100为差动放大器的放大倍数，2为二个热电偶串联)。
热端温度为室温，冷端温度为0℃，铜－康铜的热电势：Eab(tn,to):查以下所附的热电偶自由端为0℃时的热电势和温度的关系即铜－康铜热电偶分度表，得到室温（温度计测得）时热电势。
计算：热端温度为t，冷端温度为0℃时的热电势，Eab(t,to),根据计算结果，查分度表得到温度t。
铜—康热电偶分度（自由端温度0℃）分度号：T温度012345678热电动势（mv）-10-0.383-0.421-0.459-0.496-0.534-0.571-0.608-0.646-0.683 0-0.000-0.039-0.077-0.116-0.154-0.193-0.231-0.269-0.307 00.0000.0390.0780.1470.1560.1950.2340.2730.312 100.3910.4300.4700.5100.5490.5890.6290.6690.709 200.7890.8300.8700.9110.9510.992 1.032 1.073 1.114 30 1.196 1.237 1.279 1.320 1.361 1.403 1.444 1.486 1.528 40 1.611 1.653 1.695 1.738 1.780 1.822 1.865 1.907 1.950 50 2.035 2.078 2.121 2.164 2.207 2.250 2.294 2.337 2.38060 2.467 2.511 2.555 2.599 2.643 2.687 2.731 2.775 2.819 70 2.908 2.953 2.997 3.042 3.087 3.131 3.176 3.221 3.266 80 3.357 3.402 3.447 3.483 3.538 3.584 3.630 3.676 3.721 90 3.827 3.873 3.919 3.965 4.012 4.058 4.105 4.151 4.198 100 4.291 4.338 4.385 4.432 4.479 4.529 4.573 4.621 4.668（７）热电偶测得温度值与自备温度计测得温度值相比较。
（注意：本实验仪所配的热电偶为简易热电偶、并非标准热电偶，只要了解热电势现象）。
（8）实验完毕关闭主、副电源，尤其是加热器－15V电源（自备温度计测出温度后马上拆去－15V电源连接线）其它旋钮置原始位置。
思考：为什么差动放器接入热电偶后需再调差放零点？即使采用标准热电偶按本实验方法测量温度也了会有很大误差，为什么？实验二 PN结温度传感器测温实验基本原理：晶体二极管或三极管的PN结电压是随温度变化的。
例如硅管的PN结的结电压在温度每升高1℃时，下降约2.1mV，利用这种特性可做成各种各样的PN结温度传感器。
它具有线性好、 时间常数小(0.2～2秒)，灵敏度高等优点，测温范围为-50℃～+150℃。
其不足之处是离散性大互换性较差。
实验目的：了解PN结温度传感器的特性及工作情况。
所需单元：主、副电源、可调直流稳压电源、－15V稳压电源、差动放大器、电压放大器、F/V表、加热器、电桥、水银温度计 (自备)。
旋钮初始位置：直流稳压电源±6V档，差放增益最小逆时针到底(1倍)，电压放大器幅度最大4.5倍。
实验步骤：(1)了解PN结，加热器，电桥在实验仪所在的位置及它们的符号。
(2)观察PN结传感器结构、用数字万用表“二级管”档，测量PN结正反向的结电压，得出其结果。
(3)把直流稳压电源V+插口用所配的专用电阻线(51K)与PN结传感器的正端相连，并按图2接好放大电路，注意各旋钮的初始位置，电压表置2V 档。
图 2(4) 开启主、副电源，调节RD(W1)电位器，使电压表指示为零，同时记下此时水银温度计的室温值（Δt）。
(5) 将-15V接入加热器（－15V在低频振荡器右下角），观察电压表读数的变化，因PN结温度传感器的温度变化灵敏度约为 ：-2.1mV/℃。
随着温度的升高，其PN结电压将下降ΔV，该ΔV电压经差动放大器隔离传递( 增益为1)，至电压放大器放大4.5倍，此时的系统灵敏度S≈10mV/℃。
待电压表读数稳定后， 即可利用这一结果，将电压值转换成温度值，从而演示出加热器在PN结温度传感器处产生的 温度值(ΔT)。
此时该点的温度为ΔT+Δt。
注意事项：(1) 该实验仅作为一个演示性实验。
(2) 加热器不要长时间的接入电源，此实验完成后应立即将-15V电源拆去，以免影响梁上的 应变片性能。
问题：（1）分析一下该测温电路的误差来源。
（2）如要将其作为一个0～100℃的较理想的测温电路，你认为还必须具备哪些条件?实验三热敏电阻演示实验热敏电阻特性：热敏电阻的温度系数有正有负，因此分成两类：PTC热敏电阻(正温度系数)与NTC热敏电阻(负温度系数)。
一般NTC热敏电阻测量范围较宽，主要用于温度测量；而PTC突变型热敏电阻的温度范围较窄，一般用于恒温加热控制或温度开关，也用于彩电中作自动消磁元件。
有些功率PTC也作为发热元件用。
PTC缓变型热敏电阻可用作温度补偿或作温度测量。
一般的NTC热敏电阻测温范围为：-50℃～+300℃。
热敏电阻具有体积小、重量轻、热惯性小、工作寿命长、价格便宜，并且本身阻值大，不需考虑引线长度带来的误差，适用于远距离传输等优点。
但热敏电阻也有：非线性大、稳定性差、有老化现象、误差较大、一致性差等缺点。
一般只适用于低精度的温度测量。
实验目的：了解NTC热敏电阻现象。
所需单元及部件：加热器、热敏电阻、可调直流稳压电源、－15V稳压电源、F／V表、主副电源。
实验步骤：(1) 了解热敏电阻在实验仪的所在位置及符号，它是一个兰色或棕色元件，封装在双平行振动梁上片梁的表面。
(2) 将F／V表切换开关置2V档，直流稳压电源切换开关置±2V档，按图３接线，开启主．副电源，调整W1(RD)电位器，使F／V表指示为100mV左右。
这时为室温时的Vi。
（1） 将-15V电源接入加热器，观察电压表的读数变化，电压表的输入电压：图 3（4） 由此可见，当温度 时，RT阻值 ，Vi 。
如果你手上有这样一个热敏电阻，想把它作为一个0～50℃的温度测量电路，你认为该怎样来实现？实验四金属箔式应变片性能—单臂电桥实验目的：了解金属箔式应变片，单臂单桥的工作原理和工作情况。
所需单元及部件：直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁测微头、一片应变片、F/V表、主、副电源。
旋钮初始位置： 直流稳压电源打倒±2V档，F/V表打到2V档，差动放大增益最大。
实验步骤：(1) 了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。
上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片和一片补偿应变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。
(2) 将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、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；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F／V表显示为零，关闭主、副电源。
(3) 根据图4接线R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻。
R4为应变片；将稳压电源的切换开关置±4V档，F／V表置20V档。
调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F／V表显示为零，然后将F／V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F／V表显示为零。
图 4(4) 将测微头转动到10mm刻度附近，安装到双平等梁的自由端（与自由端磁钢吸合），调节测微头支柱的高度（梁的自由端跟随变化）使F／V表显示最小，再旋动测微头，使F／V表显示为零（细调零），这时的测微头刻度为零位的相应刻度。
(5) 往下或往上旋动测微头，使梁的自由端产生位移记下F／V表显示的值。
建议每旋动测微头一周即ΔX＝0.5mm记一个数值填入下表：位移（mm）电压（mv）(6) 据所得结果计算灵敏度S＝ΔV／ΔX（式中ΔX为梁的自由端位移变化，ΔV为相应F／V表显示的电压相应变化）。
(7) 实验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮转到初始位置。
注意事项：(1) 电桥上端虚线所示的四个电阻实际上并不存在，仅作为一标记，让学生组桥容易。
(2) 为确保实验过程中输出指示不溢出，可先将砝码加至最大重量，如指示溢出，适当减小差动放大增益，此时差动放大器不必重调零。
(3) 做此实验时应将低频振荡器的幅度关至最小，以减小其对直流电桥的影响。
(4) 电位器W1、W2，在有的型号仪器中标为RD、RA。
问题：(1) 本实验电路对直流稳压电源和对放大器有何要求？(2) 根据所给的差动放大器电路原理图，(见附录图一)，分析其工作原理，说明它既能作差动放大，又可作同相或反相放大器。