《自动检测技术实验指导书》(老设备)685.docx
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1、传感器与自动检测技术实验指导书传感器与与自动检检测技术术实验指指导书红河学院院工学院院自动化化系目录实验一一单臂臂电桥性性能实验验实验二二半桥桥性能实实验实验三三全桥桥性能实实验实验四四电容容式传感感器的位位移特性性实验 实验五五直流流激励时时霍尔式式传感器器的位移移特性实实验 实验六六电涡涡流传感感器的位位移特性性实验实验七七被测测体材质质对电涡涡流式传传感器的的特性影影响实验验实验八八光纤纤传感器器的位移移特性实实验实验九九集成成温度传传感ADD5900温度特特性实验验实验十十铂电电阻温度度特性实实验实验十十一铜铜电阻温温度特性性实验实验十十二K型热电电偶测温温实验实验十十三EE型热电电偶
2、测温温实验实验一一单臂电电桥性能能实验一、实验验目的了解金属属箔式应应变片单单臂电桥桥的工作作原理和和工作状状况。二、所需需器件及及模块1号金属属箔式应应变片传传感器实实验模块块、144号交直直流、全全桥、测测量、差差动放大大实验模模块、220克砝砝码100只、15VV电源、2V电源、万用表(自备)。三、实验验步骤1、根据据图(11-1)应应变传感感器已装装于1号号金属箔箔式应变变片传感感器模块块上。传传感器中中各应变变片R11、R2、R3、R4已接入入模块的的下方,KK1开关关应置于于OFFF状态。加加热丝也也接于模模块上,可可用万用用表进行行测量判判别,RR1=R2= RR3=R4=1KK
3、,加热热丝阻值值为255。2、接入入14号号交直流流、全桥桥、测量量、差动动放大实实验模块块15VV电源(从从实验台台可用快快捷插座座一次接接入),检检查无误误后,合合上实验验台电源源开关,实实验模块块15VV指示灯灯应亮,将将14号号交直流流、全桥桥、测量量、差动动放大实实验模块块增益电电位器调调节大致致在W33 335左右右、W44 1100(这这时增益益在1000左右右)位置置,再进进行差动动放大器器调零,将将仪器放放大器的的正(VVin+)、负负(Viin-)输输入端与与地短接接,可用用屏蔽线线直接把把输入端端和调“O”端连接接,V002输出出端与实实验台面面板上数数显表外外接输入入端
4、量程程为0-2V,调调节实验验模板上上调零电电位器WW5和W6,使数数显表显显示为零零,关闭闭实验台台电源。3、将11号金属属箔式应应变片传传感器实实验模块块的其中中一个应应变片RR1、R2、R3、R4(即11号实验验模块下下方的RR1)接入入14号号交直流流、全桥桥、测量量、差动动放大实实验模块块直流电电桥作为为一个桥桥臂与RR14、RR15、RR16接成成直流电电桥(RR14、RR15、RR16、在在14号号交直流流、全桥桥、测量量、差动动放大实实验模块块内已连连接好),接接上桥路路A、BB两端电电源电压压2V(从从实验台台2V引引入或114号模模块板上上引入)。检检查接线线无误后后,合上
5、上实验台台电源开开关。重重新微量量调节114号交交直流、全全桥、测测量、差差动放大大实验模模块W55、W6,使数数显表显显示为零零,(注注意:当当W3、W4、W5、W6的位置置一旦确确定,就就不能改改变。一一直到做做完实验验为止)具具体见图图1-11。4、在秤秤盘上放放一只220g砝砝码,读读取数显显表数值值,依次次增加砝砝码和读读取相应应的数显显表值,直直到2000g砝砝码加完完。记下下实验结结果填入入表1-1,关关闭电源源。表1-11重量(gg)20406080100120140160180200电压(mmv)5、如果果采用计计算机采采集数据据,需把把数显表表0-22V换成成0-22000
6、00mVV数据采采集输入入。计算算机RSS2322口接实实验台面面板RSS2322输出口口,再参参照本说说明书软软件说明明部分操操作。6、根据据表1-1计算算系统灵灵敏度SSU/W(U 输输出电压压变化量量,W重量量变化量量)和非非线性误误差:m/yyFS1000%式中中m为输输出值(多多次测量量时为平平均值)与与拟合直直线的最最大偏差差:yFFS满量程程输出平平均值,此此处为2200gg(或5000g)。四、思考考题单臂电桥桥时,作作为桥臂臂电阻应应变片应应选用:(1)正正(受拉拉)应变变片 (2)负负(受压压)应变变片 (3)正正、负应应变片均均可以。实验二二半桥性性能实验验一、实验验目的
7、比较半桥桥与单臂臂电桥的的不同性性能、了了解其特特点。二、实验验原理不同受力力方向的的两只应应变片如如图1 -1中中R1和和R2或或老R33和R44接入电电桥作为为邻边。电电桥输出出灵敏度度提高,非非线性得得到改善善。当应应变片阻阻值和应应变量相相同时,其其桥路输输出电压压U022EKK/2。三、所需需器件及及模块1号金属属箔式应应变片传传感器实实验模块块、144号交直直流、全全桥、测测量、差差动放大大实验模模块、220g砝砝码100只、15VV电源、2V电源、万用表(自备)。四、实验验步骤1、传感感器安装装、调试试同实验验1.33.1.3,114号交交直流、全全桥、测测量、差差动放大大实验模
8、模块差动动放大器器调零。具具体线路路见图11-2。2、R11、R2为1号号金属箔箔式应变变片传感感器实验验模块上上方的应应变片为为半桥,注注意R22应和RR1受力状状态相反反。R33和R4为另一一组组成成的另外外半桥。即即将传感感器中两两片受力力相反(一一片受拉拉、一片片受压)的的电阻应应变片作作为电桥桥的相邻邻边。11号金属属箔式应应变片传传感器实实验模块块R1、R2作电桥桥的一半半与144号实验验模块RR14、R15组组成完整整的直流流电桥,然然后在直直流电桥桥A、BB端接2V直直流电源源C、DD端,接接入1号号仪器放放大器VVin+、Viin-输输入端再再重新调调为“0”,调WW5、W6
9、使数显显表为“0”。将实实验数据据记入表表1-22,计算算灵敏度度S2U/W,非非线性误误差f2。3、如果果采用计计算机采采集数据据,需把把数显表表0-22V换成成0-2200000mVV数据采采集输入入。计算算机RSS2322口接实实验台面面板RSS2322输出口口,再参参照本说说明书软软件说明明部分操操作。表1-22半桥测测量时,输输出电压压与加负负载重量量值重量(gg)20406080100120140160180200电压(mmv)五、思考考题1、半桥桥测量时时两片不不同受力力状态的的电阻应应变片接接入电桥桥时,应应放在:(1)对对边(22)邻边边。2、桥桥路(差差动电桥桥)测量量时存
10、在在非线性性误差,是是因为:(1)电电桥测量量原理上上存在非非线性? (22)应变变片应变变效应是是非线性性的 (3)调调零值不不是真正正为零。实验三三全桥性性能实验验一、实验验目的了解全桥桥测量电电路的优优点。二、实验验原理全桥测量量电路中中,将受受力性质质相同的的两应变变片接入入电桥对对边,不不同的接接入邻边边当应变变片初始始阻值:R1R2R3R4,其变变化值R1R2R3R4时,其其桥路输输出电压压U033KEE。其输输出灵敏敏度比半半桥又提提高了一一倍,非非线性误误差和温温度误差差均得到到改善。三、所需需器件及及模块1号金属属箔式应应变片传传感器实实验模块块、144号交直直流、全全桥、测
11、测量、差差动放大大实验模模块、220g砝砝码200只、15VV电源、4V电源、万用表(自备)。四、实验验步骤1、将11号金属属箔式应应变片传传感器实实验模块块的K11置于OON开的的位置,RR1、R2、R3、R4各作电电桥的邻邻边,组组成一个个完整直直流电桥桥。R11头和RR3头连接接并接电电源+22V,RR2尾与RR4尾已相相连接电电源-22V。JJK1用用3.55插头屏屏蔽线与与14号号模块输输入端连连接。(见见图1-3)2、将114号交交直流、全全桥、测测量、差差动放大大实验模模块接上上电源15VV,其差差动放大大输出端端V022接数显显表0-2V输输入端,调调节W55、W6使数显显表为
12、00.0000V,WW3、WW4为增增益调节节电位器器,保持持和实验验一、二二相同增增益,故故不能调调节。3、放一一个200g砝码码记录实实验结果果填入表表1-33中,直直至100枚砝码码放完。然然后进行行灵敏度度和非线线性误差差计算。4、如果果采用计计算机采采集数据据,需把把数显表表0-22V换成成0-2200000mVV数据采采集输入入。计算算机RSS2322口接实实验台面面板RSS2322输出口口,再参参照本说说明书软软件说明明部分操操作。表1-33重量(gg)20406080100120140160180200电压(mmv)五、思考考题1、全桥桥测量中中,当两两组对边边(R11、R3为
13、对边边)电阻阻值R相相同时,即即R1R3,R2R4,而RR1R2时,是是否可以以组成全全桥:(11)可以以 (2)不不可以。2、某工工程技术术人员在在进行材材料拉力力测试时时在棒材材上贴了了两组应应变片,如如何利用用这四片片电阻应应变片组组成电桥桥,是否否需要外外加电阻阻。应变片传感器受接时传感器圆周面展开图实验四四电容容式传感感器的位位移特性性实验一、实验验目的了解电容容式传感感器结构构及其特特点。二、所需需器件及及模块4号电容容式传感感器实验验模块、测测微头、00-200V数显显表、直直流稳压压源。三、实验验步骤1、接入入+155V、-15VV电源或或用快捷捷插座一一次接入入。2、按图图4
14、-11安装接接好线,把把测微头头安装在在测微头头支架上上,旋钮钮测微头头使电容容动片基基本居中中。3、将电电容传感感器实验验模板的的输出端端OUTT与数显显表单元元V+相相接,WW1调节数数显表为为零。4、旋动动测微头头推进向向上或向向下电容容传感器器动极板板位置,每每间隔00.2mmm记下下位移XX与输出出电压值值,填入入表4-1。表4-11电容传传感器位位移与输输出电压压值X(mmm)0.20.40.60.811.21.41.61.82V(mvv)5、如果果采用计计算机采采集数据据,需把把数显表表0-22V换成成0-2200000mVV数据采采集输入入。计算算机RSS2322口接实实验台面
15、面板RSS2322输出口口,再参参照本说说明书软软件说明明部分操操作。电容式传传感器的的位移特特性实验验 图图4-116、根据据表4-1数据据计算电电容传感感器的系系统灵敏敏度S和和非线性性误差f。四、思考考题试设计利利用的变化化测谷物物湿度的的传感器器原理及及结构?能否叙叙述一下下在设计计中应考考虑哪些些因素?实验五五直流流激励时时霍尔式式传感器器的位移移特性实实验一、实验验目的了解霍尔尔式传感感器原理理与应用用二、所需需器件及及模块5号霍尔尔式传感感器实验验模块、直直流源2V或或4V、测测微头、00-2VV数显单单元。三、实验验步骤1、将55号霍尔尔式传感感器实验验模块接接上15VV电源或
16、或快捷插插座与实实验台连连接。霍霍尔元件件1、33为电源源4V,22、4为为输出。(见见图5-1)KK1、KK2选择择在直流流位置。2、开启启电源,调调节测微微头使霍霍尔片在在离霍尔尔元件110mmm处,再再调节WW3、W4使数显显表指示示为零。3、测微微头向轴轴向方向向推进,每每转动00.2mmm记下下一个读读数,直直到读数数近似不不变,将将读数填填入表55-1。表5-11X(mmm)V01(mv)作出V-X曲线线,计算算不同线线性范围围时的灵灵敏度和和非线性性误差。4、如果果采用计计算机采采集数据据,需把把数显表表0-22V换成成0-2200000mVV数据采采集输入入。计算算机RSS23
17、22口接实实验台面面板RSS2322输出口口,再参参照本说说明书软软件说明明部分操操作。四、思考考题本实验中中霍尔元元件位移移的线性性度实际际上反映映的是什什么量的的变化?实验六六电涡涡流传感感器的位位移特性性实验一、实验验目的了解电涡涡流传感感器测量量位移的的工作原原理和特特性。二、所需需器件及及模块127号电涡涡流传感感器实验验模板、直直流电源源、3 0-22V数显显单元、测测微头、铁铁圆片。三、实验验步骤1、根据据图7-1 安安装电涡涡流传感感器。2、观察察传感器器结构,这这是一个个平绕的的线圈。3、将电电涡流传传感器输输出线已已接入实实验模板板上标有有TP11字的一一端,另另一端接接地
18、,作作为振荡荡器的一一个元件件。124、在测测微头端端部装上上铁质金金属圆片片,作为为电涡流流传感器器的被测测体。5、将实实验模板板输出端端V022与3 数显表表输入红红端V+相接,VV-端接接地,数数显表量量程切换换开关选选择电压压20VV档。6、7号号模块的的15VV接入实实验台15VV。7、测测微头与与传感器器线圈端端接触,开开启实验验台电源源开关,记记下数显显表读数数,然后后每隔00.2mmm读一一个数,直直到输出出几乎不不变为止止。将结结果列入入表7-1。表7-11电涡流流传感器器位移XX与输出出电压数数据X(mmm)0.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0V02
19、(mV)8、如果果采用计计算机采采集数据据,需把把数显表表0-22V换成成0-2200000mVV数据采采集输入入。计算算机RSS2322口接实实验台面面板RSS2322输出口口,再参参照本说说明书软软件说明明部分操操作。9、根据据表7-1数据据,画出出V-XX曲线,根根据曲线线找出线线性区域域及进行行正、负负位移测测量时的的最佳工工作点,试试计算量量程为11mm、3mmm及5mmm时的灵灵敏度和和线性度度(可以以用端基基法或其其它拟合合直线)。四、思考考题1、电涡涡流传感感器的量量程与哪哪些因素素有关,如如果需要要测量5mmm的量程程应如何何设计传传感器?2、用电电涡流传传感器进进行非接接触
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