KY·CSY系列實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(03版)資料

1、浙大科儀簡(jiǎn)介浙江大學(xué)儀器系（科儀系）在全國(guó)高校中最早開(kāi)設(shè)“電子測(cè)量技術(shù)與儀器”專業(yè)課程，并開(kāi)發(fā)出CSY傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。杭州浙大科儀電子技術(shù)有限公司依托浙江大學(xué)電子、光電信息專業(yè)的雄厚技術(shù)實(shí)力，多年來(lái)研制了KY·CSY系列傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)儀器、在全國(guó)領(lǐng)先的激光、光電測(cè)試、光通訊實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、KZSY系列自動(dòng)化教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，已經(jīng)裝備了全國(guó)1000多所高等院校的物理、機(jī)電、電子電氣、光學(xué)、光電、自動(dòng)化、生物醫(yī)學(xué)工程、信息工程等專業(yè)實(shí)驗(yàn)室?！罢愦罂苾x”秉承浙江大學(xué)“求是 創(chuàng)新”的校風(fēng)，遵循“服務(wù)教學(xué) 不斷超越”的宗旨，根據(jù)自身專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)實(shí)踐，在保持自己產(chǎn)品專業(yè)特色的同

2、時(shí)，緊跟科學(xué)技術(shù)發(fā)展與相對(duì)應(yīng)的高等院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備的更新，不斷開(kāi)發(fā)出科技含量高、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容新穎深受高等院校歡迎的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，“浙大科儀”教學(xué)儀器已經(jīng)成為高教實(shí)驗(yàn)設(shè)備中的品牌產(chǎn)品。“浙大科儀”不斷加強(qiáng)現(xiàn)代企業(yè)管理，通過(guò)GB/T19001-2000-ISO9001:2000質(zhì)量體系認(rèn)證，建立了現(xiàn)代質(zhì)量管理體系和以用戶滿意為標(biāo)準(zhǔn)的售后技術(shù)服務(wù)制度，“浙大科儀”將始終伴隨中國(guó)教育事業(yè)“繼往開(kāi)來(lái)、開(kāi)拓創(chuàng)新、與時(shí)俱進(jìn)、再創(chuàng)輝煌”！目 錄 儀器說(shuō)明（儀器使用前請(qǐng)?jiān)旈啽菊拢?一實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)部分4二 信號(hào)源及儀表顯示部分5三 處理電路部分6四 數(shù)據(jù)采集及實(shí)驗(yàn)軟件部分6五 各電路和傳感器性能的檢測(cè)方法9六 實(shí)驗(yàn)操作須知

3、11 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（各型傳感器實(shí)驗(yàn)儀按需選用）12實(shí)驗(yàn)一 金屬箔式應(yīng)變計(jì)單臂電橋?qū)嶒?yàn)12實(shí)驗(yàn)二 金屬箔式應(yīng)變計(jì)三種橋路性能比較13實(shí)驗(yàn)三 金屬箔式應(yīng)變計(jì)的溫度效應(yīng)15實(shí)驗(yàn)四 應(yīng)變電路的溫度補(bǔ)償16實(shí)驗(yàn)五 半導(dǎo)體式應(yīng)變計(jì)單臂電橋?qū)嶒?yàn)17實(shí)驗(yàn)六 半導(dǎo)體式應(yīng)變計(jì)直流半橋?qū)嶒?yàn)18實(shí)驗(yàn)七 金屬箔式與半導(dǎo)體式應(yīng)變計(jì)性能比較19實(shí)驗(yàn)八 移相器特性實(shí)驗(yàn)20實(shí)驗(yàn)九 相敏檢波器特性實(shí)驗(yàn)22實(shí)驗(yàn)十 金屬箔式應(yīng)變計(jì)交流全橋?qū)嶒?yàn)24實(shí)驗(yàn)十一 激勵(lì)頻率對(duì)交流全橋的影響26實(shí)驗(yàn)十二 交流全橋的應(yīng)用振幅測(cè)量27實(shí)驗(yàn)十三 交流全橋組成的電子秤27實(shí)驗(yàn)十四 差動(dòng)變壓器的性能28實(shí)驗(yàn)十五 差動(dòng)變壓器零殘電壓的補(bǔ)償30實(shí)驗(yàn)十六 差動(dòng)變壓

4、器的標(biāo)定31實(shí)驗(yàn)十七 差動(dòng)變壓器的振幅測(cè)量32實(shí)驗(yàn)十八 差動(dòng)螺管式傳感器位移測(cè)量33實(shí)驗(yàn)十九 差動(dòng)螺管式傳感器振幅測(cè)量34實(shí)驗(yàn)二十 激勵(lì)頻率對(duì)差動(dòng)螺管式傳感器的影響35實(shí)驗(yàn)二十一 霍爾式傳感器的直流激勵(lì)特性36實(shí)驗(yàn)二十二 霍爾式傳感器的交流激勵(lì)特性37實(shí)驗(yàn)二十三 霍爾式傳感器的應(yīng)用振幅測(cè)量38實(shí)驗(yàn)二十四 霍爾式傳感器的應(yīng)用電子秤39實(shí)驗(yàn)二十五 磁電式傳感器特性實(shí)驗(yàn)40實(shí)驗(yàn)二十六 壓電加速度傳感器特性實(shí)驗(yàn)40實(shí)驗(yàn)二十七 電渦流式傳感器的靜態(tài)標(biāo)定41實(shí)驗(yàn)二十八 被測(cè)材料對(duì)電渦流式傳感器特性的影響42實(shí)驗(yàn)二十九 電渦流式傳感器振幅測(cè)量43實(shí)驗(yàn)三十 電渦流式傳感器稱重實(shí)驗(yàn)44實(shí)驗(yàn)三十一 電渦流式傳感器

5、轉(zhuǎn)速測(cè)量44實(shí)驗(yàn)三十二 電容式傳感器特性實(shí)驗(yàn)45實(shí)驗(yàn)三十三 雙平行梁的動(dòng)態(tài)特性正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)46實(shí)驗(yàn)三十四 綜合傳感器力平衡式傳感器特性實(shí)驗(yàn)47實(shí)驗(yàn)三十五 熱電式傳感器熱電偶測(cè)溫實(shí)驗(yàn)48實(shí)驗(yàn)三十六 熱敏式溫度傳感器溫度測(cè)量49實(shí)驗(yàn)三十七 PN 結(jié)集成溫度傳感器溫度測(cè)量50實(shí)驗(yàn)三十八 光纖位移傳感器位移測(cè)量51實(shí)驗(yàn)三十九 光纖位移傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量52實(shí)驗(yàn)四十 光電耦合式傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量53實(shí)驗(yàn)四十一 光敏電阻特性實(shí)驗(yàn)53實(shí)驗(yàn)四十二 熱釋電紅外探測(cè)實(shí)驗(yàn)54實(shí)驗(yàn)四十三 氣敏傳感器特性演示56實(shí)驗(yàn)四十四 濕敏傳感器特性演示56實(shí)驗(yàn)四十五 擴(kuò)散硅壓力傳感器壓強(qiáng)測(cè)量58實(shí)驗(yàn)四十六 微機(jī)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集處理59

6、 附錄資料61附錄一 實(shí)驗(yàn)接線直觀圖61附錄二 T分度、K分度熱電偶分度表79附錄三 儀器工作臺(tái)布局圖81附錄四 實(shí)驗(yàn)電路原理圖82附錄五 數(shù)據(jù)分析相關(guān)知識(shí)92儀器說(shuō)明（儀器使用前請(qǐng)?jiān)旈啽菊拢㎏Y·CSY系列（CSY型、CSY10型、CSY10A型、CSY10B型)傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀是用于檢測(cè)儀表類課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)的多功能教學(xué)儀器。其特點(diǎn)是集被測(cè)體、各種傳感器、信號(hào)激勵(lì)源、處理電路和顯示儀表于一體，可以組成一個(gè)完整的測(cè)試系統(tǒng)。通過(guò)本書(shū)所提供的幾十種實(shí)驗(yàn)舉例，能完成包含光、磁、電、溫度、位移、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等內(nèi)容的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)者能夠?qū)Ω鞣N不同的傳感器及測(cè)量電路系統(tǒng)有直觀的感性認(rèn)識(shí)

7、，并可在本儀器上舉一反三開(kāi)發(fā)出新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。KY·CSY系列傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)儀主要由實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)、處理電路、信號(hào)源及儀表顯示、數(shù)據(jù)采集及實(shí)驗(yàn)軟件四部分組成。一 實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)部分：位于儀器的頂部，左邊是一副雙平行懸臂梁，上面裝有應(yīng)變式、熱敏式、P-N結(jié)溫度式、熱電式和壓電加速度五種傳感器，右邊是由裝于機(jī)箱內(nèi)的另一副平行懸臂梁帶動(dòng)的圓盤(pán)式工作臺(tái)，圓盤(pán)周圍（逆時(shí)針?lè)较颍┌惭b有：電感式（差動(dòng)變壓器）、MPX擴(kuò)散硅壓阻式、電容式、磁電式、霍爾式、電渦流式六種傳感器。CSY型含9種傳感器，序號(hào)為19； CSY10型含11種傳感器，序號(hào)為111； CSY10A型含15種傳感器，序號(hào)為115； CSY10

8、B型含18種傳感器，序號(hào)為118； 金屬箔式應(yīng)變傳感器：貼于雙平行懸臂梁上梁的上表面和下梁的下表面工作片4片，受力工作片分別用符號(hào) 和 表示，橫向所貼的兩片為溫度補(bǔ)償片，用符號(hào) 和 表示，應(yīng)變系數(shù)2.06，精度2%；（KY·CSY10B型為雙孔懸臂梁結(jié)構(gòu)的商用稱重傳感器）半導(dǎo)體式應(yīng)變傳感器：貼于雙平行懸臂梁上梁的上表面和下梁的下表面工作片2片，BY350工作片2片，應(yīng)變系數(shù)120；電感式傳感器：由初級(jí)線圈Li和兩個(gè)次級(jí)線圈L。繞制而成的空心線圈，圓柱形鐵氧體鐵芯置于線圈中間，測(cè)量范圍>10mm；霍爾式傳感器：半導(dǎo)體霍爾片置于由兩個(gè)半園形永久磁鋼形成的梯度磁場(chǎng)中，線性范圍3mm；

9、磁電式傳感器：由一組線圈和動(dòng)鐵（永久磁鋼）組成，靈敏度0.4V/m/s；壓電加速度式傳感器：位于懸臂梁自由端部，由PZT-5雙壓電晶片、銅質(zhì)量塊和壓簧組成，裝在透明外殼中；電渦流式傳感器：多股漆包線繞制的扁平線圈與金屬渦流片組成的傳感器，線性范圍>1mm；電容式傳感器：由裝于圓盤(pán)上的一組動(dòng)片和裝于支架上的一組定片組成平行變面積式差動(dòng)電容，線性范圍3mm；熱電式（熱電偶）傳感器：串接工作的兩個(gè)銅一康銅熱電偶(T分度)分別裝在上、下梁表面，冷端溫度為環(huán)境溫度。分度表見(jiàn)本書(shū)附錄；（CSY10B 型為K分度標(biāo)準(zhǔn)熱電偶）10熱敏式傳感器：位于雙平行懸臂梁上梁表面的黑色玻璃珠狀的半導(dǎo)體熱敏電阻MF-

10、51，負(fù)溫度系數(shù)，25時(shí)阻值為8K10K；11光纖位移傳感器：連接于儀器下方大面板的光纖變換器處，多模光強(qiáng)型，量程2mm，在其線性范圍內(nèi)精度5%；12光電耦合式傳感器：位于旋轉(zhuǎn)葉輪后，近紅外發(fā)射接收，量程02400轉(zhuǎn)/分；13P-N結(jié)溫度式傳感器：根據(jù)半導(dǎo)體P-N結(jié)溫度特性所制成的具有良好線性范圍的集成溫度傳感器；14濕敏傳感器：位于雙平行懸臂梁前的白色塑料盒子上面，高分子材料，測(cè)量范圍：099%RH；15氣敏傳感器：位于雙平行梁前的白色塑料盒子上面，MQ3型，對(duì)酒精氣敏感，測(cè)量范圍102000PPm，靈敏度RO/R5；16光敏傳感器：位于雙平行梁前的白色塑料盒子上面，cds材料制成，半導(dǎo)體光

11、導(dǎo)管，光電阻與暗電阻從nM至nK；17熱釋電紅外傳感器：位于旋轉(zhuǎn)頁(yè)輪左邊，光譜響應(yīng)715m，光頻響應(yīng)0.510Hz；18擴(kuò)散硅壓力傳感器：摩托羅拉MPX擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器，差壓式工作，測(cè)壓范圍050KP。精度%；兩副平行懸臂梁頂端均裝有置于激振線圈內(nèi)的永久磁鋼，右邊圓盤(pán)式工作臺(tái)為“激振I”，左邊平行懸臂梁為“激振II”（CSY10B型裝有激振轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)），為進(jìn)行溫度實(shí)驗(yàn)，左邊懸臂梁之間裝有電加熱器一組，加熱電源取自12V直流電源，打開(kāi)加熱開(kāi)關(guān)即能加熱,工作時(shí)能獲得高于環(huán)境溫度30左右的高溫，實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)上還裝有測(cè)速電機(jī)及控制、調(diào)速旋鈕，兩支螺旋測(cè)微儀分別裝在左、右兩邊的支架上（CSY10B型只

12、有右邊一支）。二信號(hào)源及儀表顯示部分： 低頻振蕩器：130Hz輸出連續(xù)可調(diào)，Vp-p值20V，最大輸出電流1.5A，Vi端插口可提供用作電流放大器輸入端；音頻振蕩器：0.4KHz10KHz輸出連續(xù)可調(diào)，Vp-p值20V，180°為0°和Lv的反相輸出，Lv端最大電流輸出1.5A；直流穩(wěn)壓電源：±12V，提供儀器電路工作電源和溫度實(shí)驗(yàn)時(shí)的加熱電源，最大輸出1.5A。±2V±10V，檔距2V，分五檔輸出，提供直流信號(hào)源，最大輸出電流1.5A；數(shù)字式電壓/頻率表：3 1/2位顯示，分2V、20V、2KHz、20KHz四檔，靈敏度50mV，頻率顯示5H

13、z20KHz；指針式直流毫伏表：測(cè)量范圍500Mv、50mV、5mV三檔，精度2.5%；（CSY10A型）；數(shù)字式溫度計(jì)：K分度熱電偶測(cè)溫，精度±1；（CSY10B型）；三處理電路部分：電橋：用于組成應(yīng)變電橋，面板上虛線所示電阻為虛設(shè)，僅為組橋提供插座，三個(gè)電阻R為350標(biāo)準(zhǔn)電阻，WD為直流調(diào)節(jié)電位器，WA為交流調(diào)節(jié)電位器；差動(dòng)放大器：增益可調(diào)直流放大器，可接成同相、反相、差動(dòng)結(jié)構(gòu)，增益1100倍；光電變換器：提供光纖傳感器紅外發(fā)射、接收、穩(wěn)幅、變換，輸出模擬信號(hào)電壓與頻率變換方波信號(hào)，四芯航空插座上裝有光電轉(zhuǎn)換裝置和由兩根多模光纖（一根接收，一根發(fā)射）組成的光強(qiáng)型光纖傳感器；電容變

14、換器：由高頻振蕩、放大和雙T電橋組成；移相器：允許輸入電壓20Vp-p，移相范圍±40°（隨頻率不同有所變化）；相敏檢波器：集成運(yùn)放極性反轉(zhuǎn)電路構(gòu)成，所需最小參考電壓0.5Vp-p，允許最大輸入電壓20Vp-p；電荷放大器：電容反饋式放大器，用于放大壓電加速度傳感器輸出的電荷信號(hào)；電壓放大器：增益5倍的高阻放大器（僅CSY型有）；渦流變換器：變頻式調(diào)幅變換電路，傳感器線圈是三點(diǎn)式振蕩電路中的一個(gè)元件；10溫度變換器（信號(hào)變換器）：根據(jù)輸入端熱敏電阻值、光敏電阻及P-N結(jié)溫度傳感器信號(hào)變化而輸出電壓信號(hào)相應(yīng)變化的變換電路；11低通濾波器：由50Hz陷波器和RC濾波器組成，轉(zhuǎn)折

15、頻率35Hz左右；四數(shù)據(jù)采集及實(shí)驗(yàn)軟件部分：數(shù)據(jù)采集卡已安裝于儀器內(nèi)部，其信號(hào)輸入端即為儀器上數(shù)字式電壓/頻率表的IN輸入端，十二位A/D轉(zhuǎn)換，精度為1/2048，量程分200Mv、1V、10V三檔，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)采集電壓范圍選擇量程，以獲得較高精度。()軟件安裝：鼠標(biāo)左鍵雙擊儀器附帶光盤(pán)中安裝程序中的圖標(biāo)，按照提示程序會(huì)自動(dòng)安裝，完成后桌面上會(huì)出現(xiàn)軟件的圖標(biāo)()軟件的使用：鼠標(biāo)左鍵雙擊桌面上實(shí)驗(yàn)圖標(biāo)，將會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)軟件的窗口，如圖所示：圖首先軟件“參數(shù)設(shè)置”：?jiǎn)螕舨藛螜凇霸O(shè)置”選項(xiàng)，它有兩個(gè)下拉選項(xiàng)：“參數(shù)設(shè)置”和“系統(tǒng)設(shè)置”，點(diǎn)擊參數(shù)設(shè)置出現(xiàn)如圖所示窗口：輸入實(shí)驗(yàn)者的姓名、班級(jí)、實(shí)驗(yàn)名稱，選擇

16、實(shí)驗(yàn)儀名稱、實(shí)驗(yàn)序號(hào)。采集模式分為：“單次”和“連續(xù)”兩種形式，“單次”模式為手動(dòng)點(diǎn)擊一次圖中的“單次采集”系統(tǒng)采集一次，數(shù)據(jù)會(huì)在“實(shí)驗(yàn)曲線”左邊的豎條空白地方顯示。“連續(xù)”采集為點(diǎn)擊一次系統(tǒng)采集一段連續(xù)的波形，可以選擇采集的速度，其后可以對(duì)其進(jìn)行頻譜分析。根據(jù)需要可以選擇不同的量程?！皢未尾杉g隔”可以選擇相應(yīng)物理標(biāo)量。系統(tǒng)可以同時(shí)顯示條曲線。圖軟件“系統(tǒng)設(shè)置”：點(diǎn)擊“設(shè)置”選項(xiàng)的“系統(tǒng)設(shè)置”，將出現(xiàn)如圖所示的窗口：“通訊方式”為“串行口”方式，“串行口設(shè)置”中：“串行口”要與儀器和電腦相連的串口想對(duì)應(yīng)，“波特率”為?！胺聪蚱瘘c(diǎn)坐標(biāo)”為反向采集的起點(diǎn)，根據(jù)需要可以選擇“原點(diǎn)”或者“當(dāng)前坐標(biāo)”

17、，“電壓校正值”和“換擋誤差糾正”不需要設(shè)置。設(shè)置完成之后就可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)了。圖實(shí)驗(yàn)完成之后，可以保存并打印實(shí)驗(yàn)報(bào)告。五各電路和傳感器性能的檢測(cè)方法：應(yīng)變片：應(yīng)變片是否正?？捎萌f(wàn)用表電阻檔在其兩端測(cè)量電阻值是否為350左右，半導(dǎo)體式應(yīng)變片隨溫度變化阻值變化較大，接插線可多根迭插，并保證接觸良好。熱電偶：可用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量其電阻值，一般為幾歐姆大小，也可根據(jù)環(huán)境溫度參照T分度K分度熱電偶分度表查閱相應(yīng)熱電動(dòng)勢(shì)。熱敏式：環(huán)境溫度時(shí)阻值為8K10K左右，也可直接將傳感器接入溫度變換器輸入端，電熱器加熱升溫，觀察隨溫度升高“V0”端輸出電壓變化情況，注意熱敏電阻是負(fù)溫度系數(shù)。P-N結(jié)溫度式：室溫時(shí)為幾

18、十K左右（上正下負(fù)），也可進(jìn)行P-N結(jié)集成溫度傳感器測(cè)溫實(shí)驗(yàn)，注意電壓表2V檔顯示值為絕對(duì)溫度T(K氏溫度)。差動(dòng)放大器：差動(dòng)放大器可通過(guò)調(diào)零檢測(cè)是否正常。移相器：進(jìn)行“移相器實(shí)驗(yàn)特性實(shí)驗(yàn)”，觀察雙蹤示波器兩通道波形。相敏檢波器：進(jìn)行“相敏檢波器特性實(shí)驗(yàn)”，相敏檢波端口序數(shù)請(qǐng)參照?qǐng)D11，其中4端為參考電壓輸入端。電容變換器：進(jìn)行“電容式傳感器特性實(shí)驗(yàn)”，接線參照附圖25，當(dāng)振動(dòng)圓盤(pán)帶動(dòng)動(dòng)片上下移動(dòng)時(shí)，電容變換器V0端電壓應(yīng)正負(fù)過(guò)零變化。光電變換器：進(jìn)行“光纖位移傳感器位移測(cè)量”，光纖探頭可安裝在原電渦流線圈的橫支架上固定，端面垂直于鍍鉻反射片，旋動(dòng)螺旋測(cè)微儀帶動(dòng)反射片位置變化，從“V0”端讀出

19、電壓變化值，光電變換器“F0”端輸出頻率變化方波信號(hào)，測(cè)頻率變化時(shí)可參照“光纖位移傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量”步驟進(jìn)行。10光電式傳感器：一般為43K左右（上正下負(fù)），也可進(jìn)行“光電耦合式傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量”實(shí)驗(yàn)，光電輸出端輸出的是頻率信號(hào)。11光敏電阻：光電阻與暗電阻從nM至nK，也可進(jìn)行光敏電阻特性實(shí)驗(yàn)，信號(hào)變換器輸出電壓變化范圍1V。12氣敏傳感器：進(jìn)行氣敏傳感器特性演示實(shí)驗(yàn)，特別注意加熱電壓一定不能±2V。13濕敏傳感器：阻值在100K到nM之間，也可進(jìn)行濕敏傳感器特性演示實(shí)驗(yàn)，注意控制激勵(lì)信號(hào)的頻率及幅值。14擴(kuò)散硅壓力傳感器：進(jìn)行擴(kuò)散硅壓力傳感器壓強(qiáng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)傳感器差壓信號(hào)輸出情況。

20、15低通濾波器：輸入端接地，輸出端接2V電壓表，輸出應(yīng)為零。16電感式傳感器：阻值一般為15左右，也可進(jìn)行差動(dòng)變壓器的性能實(shí)驗(yàn)，檢查電感式傳感器性能，實(shí)驗(yàn)前要找出次級(jí)線圈同名端，次級(jí)所接示波器為懸浮工作狀態(tài)。17霍爾式傳感器：阻值一般為350（輸出端）和800（輸入端）左右，也可進(jìn)行“霍爾式傳感器的直流激勵(lì)特性”實(shí)驗(yàn)，接線參照附圖20，直流激勵(lì)信號(hào)絕對(duì)不能大于2V，否則一定會(huì)造成霍爾元件燒壞！18磁電式傳感器：阻值一般為40左右，也可進(jìn)行“磁電式傳感器特性實(shí)驗(yàn)”，磁電傳感器兩端接差動(dòng)放大器輸入端，差動(dòng)放大器增益適當(dāng)控制,用示波器觀察輸出波形。19壓電加速度傳感器：進(jìn)行“壓電加速度傳感器特性實(shí)驗(yàn)

21、”，接線參見(jiàn)圖22,傳感器引線屏蔽層必須接地，此實(shí)驗(yàn)與上述第12項(xiàng)內(nèi)容均無(wú)定量要求。20電渦流傳感器：阻值一般為3左右，也可進(jìn)行“電渦流傳感器的靜態(tài)標(biāo)定”實(shí)驗(yàn)，傳感器接入渦流變換器輸入端，其中示波器觀察波形端口應(yīng)在渦流變換器的左上方，即接電渦流線圈處，右上端端口為交流信號(hào)經(jīng)整流后輸出的直流信號(hào)電壓。21如果儀器是帶微機(jī)接口和實(shí)驗(yàn)軟件的，請(qǐng)參閱數(shù)據(jù)采集及處理說(shuō)明，數(shù)據(jù)采集卡已裝入儀器中，其中A/D轉(zhuǎn)換是12位轉(zhuǎn)換器，無(wú)漏碼最大分辨率1/2048（即0.05%），在此范圍內(nèi)的電壓值可視為容許誤差，所以建議在做小信號(hào)實(shí)驗(yàn)（如應(yīng)變電橋單臂實(shí)驗(yàn)）時(shí)選用合適的量程（如200mv），以正確選取信號(hào),減小誤差

22、。22使用儀器時(shí)打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，檢查交、直流信號(hào)源及顯示儀表是否正常，儀器下部面板左下角處的開(kāi)關(guān)控制處理電路的工作電源，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)請(qǐng)勿關(guān)掉，指針式毫伏表工作前需輸入端對(duì)地短路調(diào)零，取掉短路線后指針有所偏轉(zhuǎn)是正?，F(xiàn)象，不影響測(cè)試。六實(shí)驗(yàn)操作須知：使用本儀器前，請(qǐng)先熟悉儀器的基本狀況，對(duì)各傳感器激勵(lì)信號(hào)的大小、信號(hào)源、顯示儀表、位移及振動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作范圍做到心中有數(shù)，儀器面板上的紐子開(kāi)關(guān)都應(yīng)選擇好正確的倒向。了解測(cè)試系統(tǒng)的基本組成，合適的信號(hào)激勵(lì)源傳感器處理電路（傳感器狀態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)）儀表顯示（數(shù)據(jù)采集或圖象顯示）。實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，傳感器接口與變換器電路輸入端接口須一一對(duì)應(yīng)相連接，在用實(shí)驗(yàn)連接線接好各系統(tǒng)并

23、確認(rèn)無(wú)誤后方可打開(kāi)電源，各信號(hào)源之間嚴(yán)禁用連接線短路，如開(kāi)機(jī)后發(fā)現(xiàn)信號(hào)燈、數(shù)字表有異常狀況，應(yīng)立即關(guān)機(jī)，查清原因后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中的“注意事項(xiàng)”不可忽略。傳感器的激勵(lì)信號(hào)不準(zhǔn)隨意加大，否則可能會(huì)造成傳感器永久性的損壞。本實(shí)驗(yàn)儀為教學(xué)實(shí)驗(yàn)用儀器，而非測(cè)量用儀器，各傳感器在其工作范圍內(nèi)有一定的線性和精度，但不能保證在整個(gè)信號(hào)變化范圍都是呈線性變化。限于實(shí)驗(yàn)條件，有些實(shí)驗(yàn)只能做為定性演示（如濕敏、氣敏傳感器），能完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，則整臺(tái)儀器正常。CSY型能夠進(jìn)行35個(gè)實(shí)驗(yàn)，序號(hào)為135；CSY10型能夠進(jìn)行39個(gè)實(shí)驗(yàn)，序號(hào)為136、38、39、46；CSY10A型能夠進(jìn)行43個(gè)實(shí)驗(yàn)，

24、序號(hào)為140、43、44、46；CSY10B型能夠進(jìn)行46個(gè)實(shí)驗(yàn)，序號(hào)為146。本儀器需防塵，以保證實(shí)驗(yàn)接觸良好，儀器正常工作環(huán)境溫度。實(shí)驗(yàn)一金屬箔式應(yīng)變計(jì)單臂電橋?qū)嶒?yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康兀河^察了解金屬箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方式。了解單臂電橋的工作原理和工作情況。二實(shí)驗(yàn)原理：應(yīng)變片是最常用的測(cè)力傳感元件，當(dāng)用應(yīng)變片測(cè)試時(shí)，應(yīng)變片要牢固地粘貼在測(cè)試體表面，當(dāng)測(cè)件受力發(fā)生形變，應(yīng)變片的敏感柵隨同變形，其電阻值也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，通過(guò)測(cè)量電路，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出顯示。電橋電路是最常用的非電量電測(cè)電路中的一種，當(dāng)電橋平衡時(shí)，橋路對(duì)臂電阻乘積相等，電橋輸出為零，在橋臂的四個(gè)電阻R1、R2、R3、R4中，電阻的相對(duì)

25、變化率分別為R1R1、R2R2、R3R3、R4R4，當(dāng)使用一個(gè)應(yīng)變片時(shí)R=R/R；當(dāng)二個(gè)應(yīng)變片組成差動(dòng)狀態(tài)工作，則有R=2R/R；用四個(gè)應(yīng)變片組成二個(gè)差動(dòng)對(duì)工作，且R1R2R3R4R時(shí)，則有R=4R/R。三實(shí)驗(yàn)所需部件：直流穩(wěn)壓電源（±4V檔）、電橋、差動(dòng)放大器、金屬箔式應(yīng)變計(jì)、雙平行懸臂梁（CSY10B為雙孔懸臂梁）、螺旋測(cè)微儀（CSY10B用砝碼20克/個(gè)）、數(shù)字電壓/頻率表。四實(shí)驗(yàn)步驟：圖（）首先差動(dòng)放大器調(diào)零，開(kāi)啟儀器電源，差動(dòng)放大器增益為100倍（順時(shí)針?lè)较蛐降祝?，“”、“”兩輸入端用?shí)驗(yàn)線對(duì)地短路，輸出端接數(shù)字電壓表2V檔，調(diào)節(jié)“差動(dòng)調(diào)零”電位器使差動(dòng)放大器輸出電壓為零

26、，然后關(guān)閉儀器電源，拔掉實(shí)驗(yàn)線，調(diào)零后“差動(dòng)增益”電位器和“差放調(diào)零”電位器的位置不要變化。按圖（1）將實(shí)驗(yàn)所需部件用實(shí)驗(yàn)線連接成測(cè)試橋路，橋路中R1、R2、R3、和WD為電橋中的固定電阻和直流調(diào)平衡電位器，R為應(yīng)變片（可選上、下梁中的任一工作片），直流激勵(lì)電源為±4V檔，螺旋測(cè)微儀置于雙平行懸臂梁前端的永久磁鋼上，并調(diào)節(jié)螺旋測(cè)微儀使雙平行懸臂梁處于水平狀態(tài)。確認(rèn)接線無(wú)誤后開(kāi)啟儀器電源，并預(yù)熱數(shù)分鐘，調(diào)節(jié)電橋“WD”電位器，使測(cè)試系統(tǒng)輸出電壓為零。旋動(dòng)螺旋測(cè)微儀，帶動(dòng)雙平行懸臂梁分別作向上和向下運(yùn)動(dòng)，以雙平行懸臂梁水平狀態(tài)下電路輸出電壓為零為起點(diǎn)，向上和向下各移動(dòng)5mm，并記錄位移電

27、壓值。（或在雙孔懸臂梁稱重平臺(tái)上依次放上砝碼，進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)）位移(mm)電壓(v)根據(jù)表中所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算靈敏度S，SVX，并在坐標(biāo)圖上做出VX關(guān)系曲線。五注意事項(xiàng)：如需使用毫伏表（KY·CSY1010A型），則將毫伏表輸入端對(duì)地短路，調(diào)整“調(diào)零”電位器，使指針居“零”位，拔掉短路線，指針有偏轉(zhuǎn)是有源指針式電壓表輸入端懸空時(shí)的正常情況，調(diào)零后關(guān)閉儀器電源。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查實(shí)驗(yàn)接插線是否完好，連接電路時(shí)應(yīng)盡量使用較短的接插線，以避免引入干擾，接插線插入插孔，以保證接觸良好，切忌用力拉扯接插線尾部，以免造成線內(nèi)導(dǎo)線斷裂。做單臂電橋?qū)嶒?yàn)時(shí)，由于應(yīng)變片的零飄和蠕變現(xiàn)象的客觀存在，橋路中的三個(gè)精密電阻

28、與應(yīng)變片的零飄值一致的可能性很小，如果沒(méi)有采用補(bǔ)償?shù)脑?，單臂電橋測(cè)試電路是必然會(huì)出現(xiàn)輸出電壓漂移現(xiàn)象，這不是儀器不穩(wěn)定，而是真實(shí)地反映了應(yīng)變片的特性，但是只要采用半橋或全橋測(cè)試電路，系統(tǒng)就會(huì)非常穩(wěn)定，這是因?yàn)橥慌蔚膽?yīng)變片的飄移和蠕變特性相近，接成半橋和全橋形式后根據(jù)橋路的加減特性就起到了非常好的補(bǔ)償作用，這也是應(yīng)變片在實(shí)際應(yīng)用中無(wú)一例外地采用全橋（或半橋）測(cè)試電路的原因。穩(wěn)壓電源不要長(zhǎng)時(shí)間對(duì)地短路。實(shí)驗(yàn)二 金屬箔式應(yīng)變計(jì)三種橋路性能比較一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證單臂、半橋、全橋電路的性能。比較各橋路間的輸出關(guān)系。二實(shí)驗(yàn)原理：已知單臂、半橋和全橋電路的R分別為R/R、2RR、4RR。根據(jù)戴維南定理可以

29、得出測(cè)試電橋的輸出電壓近似等于1/4·E·R，電橋靈敏度KuVRR，于是對(duì)應(yīng)于單臂、半橋和全橋的電壓靈敏度度分別為1/4E、1/2E和E，由此可知，當(dāng)E和電阻相對(duì)變化一定時(shí)，電橋及電壓靈敏度與各橋臂阻值的大小無(wú)關(guān)。三實(shí)驗(yàn)所需部件:直流穩(wěn)壓電源（±4V檔）、電橋、差動(dòng)放大器、金屬箔式應(yīng)變計(jì)、雙平行懸臂梁（CSY10B為雙孔懸臂梁）、螺旋測(cè)微儀（CSY10B用砝碼20克/個(gè)）、數(shù)字電壓/頻率表。四實(shí)驗(yàn)步驟：圖（）圖（）在完成實(shí)驗(yàn)一的基礎(chǔ)上，不變動(dòng)差動(dòng)放大器的“差動(dòng)增益”和“差動(dòng)調(diào)零”電位器，按圖（2）將圖（1）中的固定電阻R1換成金屬箔式應(yīng)變計(jì)組成半橋電路。 確認(rèn)接線

30、無(wú)誤后開(kāi)啟儀器電源，并預(yù)熱數(shù)分鐘，調(diào)節(jié)電橋“WD”電位器，使測(cè)試系統(tǒng)輸出電壓為零。旋動(dòng)螺旋測(cè)微儀，帶動(dòng)雙平行懸臂梁分別作向上和向下運(yùn)動(dòng)，以雙平行懸臂梁水平狀態(tài)下電路輸出電壓為零為起點(diǎn)，向上和向下各移動(dòng)5mm，并記錄位移電壓值。（或在雙孔懸臂梁稱重平臺(tái)上依次放上砝碼，進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)）按圖（3）將圖（1）中的固定電阻R2、R3也換成金屬箔式應(yīng)變計(jì)組成全橋測(cè)試系統(tǒng)。重復(fù)步驟和，記錄位移電壓值，并填入下表。位移(mm)半橋(V)全橋(V)在同一坐標(biāo)上描出VX曲線，比較三種橋路的靈敏度，并做出定性的結(jié)論。五注意事項(xiàng)：應(yīng)變片接入電橋時(shí)注意其受力方向，一定要接成差動(dòng)形式。直流激勵(lì)電壓不能過(guò)大，以免造成應(yīng)變片自

31、熱損壞。由于進(jìn)行位移測(cè)量時(shí)測(cè)微頭要從零正的最大值，又回復(fù)到零負(fù)的最大值，因應(yīng)變梁的金屬滯后特性容易造成零點(diǎn)偏移，因此計(jì)算靈敏度時(shí)可將正X的靈敏度與負(fù)的X的靈敏度分開(kāi)計(jì)算。再求平均值，以后實(shí)驗(yàn)中凡需過(guò)零的實(shí)驗(yàn)均可采用此種方法。實(shí)驗(yàn)三金屬箔式應(yīng)變計(jì)的溫度效應(yīng)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鉁囟葘?duì)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)的影響。二實(shí)驗(yàn)原理：溫度變化引起應(yīng)變片阻值發(fā)生變化的原因是應(yīng)變片電阻絲的溫度系數(shù)及電阻絲與測(cè)試中的膨脹系數(shù)不同，由此引起測(cè)試系統(tǒng)輸出電壓發(fā)生變化。三實(shí)驗(yàn)所需部件：直流穩(wěn)壓電源（±4V檔）、電橋、差動(dòng)放大器、金屬箔式應(yīng)變計(jì)、雙平行懸臂梁（CSY10B為雙孔懸臂梁）、數(shù)字電壓/頻率表、加熱器、溫度計(jì)（自備

32、）。四實(shí)驗(yàn)步驟：按圖（1）接線，開(kāi)啟電源，調(diào)整系統(tǒng)輸出為零。記錄加熱前的環(huán)境溫度，可用熱電偶或集成溫度傳感器測(cè)得。開(kāi)啟“加熱”電源，觀察測(cè)試系統(tǒng)輸出電壓隨溫度升高而發(fā)生的變化，記錄溫度電壓值并列表。求出溫度漂移值VT。溫度（）電壓（）五注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)前首先差放調(diào)零，方法見(jiàn)實(shí)驗(yàn)一的步驟。要觀察應(yīng)變片的溫度特性，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)必須接成單臂電橋，如果是半橋或全橋形式則系統(tǒng)已經(jīng)具備補(bǔ)償作用，溫飄現(xiàn)象就不明顯。本儀器中所使用的金屬箔式應(yīng)變片具有防自蠕變性能，因此溫度系數(shù)較小。實(shí)驗(yàn)四應(yīng)變電路的溫度補(bǔ)償一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河捎跍囟茸兓肓藴y(cè)量誤差，因此實(shí)用測(cè)試電路中必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償。二實(shí)驗(yàn)原理：用補(bǔ)償片法是應(yīng)變電橋溫度

33、補(bǔ)償方法中的一種，如圖（2）所示，在電橋中，R1為工作片，R2為補(bǔ)償片，R1R2。當(dāng)溫度變化時(shí)兩應(yīng)變片的電阻變化R1與R2符號(hào)相同，數(shù)量相等，橋路如原來(lái)是平衡的，則溫度變化后R1*R4R2*R3，電橋仍滿足平衡條件，無(wú)漂移電壓輸出，由于補(bǔ)償片所貼位置與工作片成90°，所以只感受溫度變化，而不感受懸臂梁的應(yīng)變。 圖（） 圖（）三實(shí)驗(yàn)所需部件：直流穩(wěn)壓電源（±4V檔）、電橋、差動(dòng)放大器、金屬箔式應(yīng)變計(jì)、雙平行懸臂梁（CSY10B為雙孔懸臂梁）、數(shù)字電壓/頻率表、加熱器、溫度計(jì)（自備）。四實(shí)驗(yàn)步驟：按圖（4）接好線路，圖中R和R分別為金屬箔式應(yīng)變計(jì)和溫度補(bǔ)償片。重復(fù)實(shí)驗(yàn)三14步驟

34、，求出接入補(bǔ)償片后系統(tǒng)的溫度漂移，并與實(shí)驗(yàn)三的結(jié)果進(jìn)行比較。溫度（）電壓（）五注意事項(xiàng)：應(yīng)正確選擇溫度補(bǔ)償片，在面板的應(yīng)變片接線端中，從左至右18對(duì)接線端分別是：1上梁半導(dǎo)體應(yīng)變片，2下梁半導(dǎo)體應(yīng)變片。3、5上梁箔式應(yīng)變片，4、6下梁箔式應(yīng)變片，7、8上、下梁溫度補(bǔ)償片，電路中的箔式應(yīng)變片與補(bǔ)償片應(yīng)在同一應(yīng)變梁上。實(shí)驗(yàn)前首先差放調(diào)零，方法見(jiàn)實(shí)驗(yàn)一的步驟。實(shí)驗(yàn)五半導(dǎo)體式應(yīng)變計(jì)單臂電橋?qū)嶒?yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫f(shuō)明半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)的靈敏度和溫度效應(yīng)。二實(shí)驗(yàn)原理：由于材料的阻值，則, 當(dāng)應(yīng)變，靈敏度; 對(duì)于箔式應(yīng)變片，K箔12，主要是由形變引起，對(duì)于半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)，K半（/）/,主要由電阻率變化引起，由于半導(dǎo)體材料

35、的“壓阻效應(yīng)”特別明顯，可以反映出很微小的形變，所以K半要大于K箔，但是受溫度影響大。三實(shí)驗(yàn)所需部件：直流穩(wěn)壓電源（±2V檔）、電橋、差動(dòng)放大器、半導(dǎo)體式應(yīng)變計(jì)、螺旋測(cè)微儀（CSY10B用砝碼20克/個(gè)）、數(shù)字電壓/頻率表、溫度計(jì)（可用儀器中的PN結(jié)溫度傳感器或熱電偶作測(cè)溫參考）。圖（）四實(shí)驗(yàn)步驟：按圖（6）接線，R1為半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)， R2為電橋上的固定電阻。確認(rèn)接線無(wú)誤后開(kāi)啟儀器電源，并預(yù)熱數(shù)分鐘，調(diào)節(jié)電橋“WD”電位器，使測(cè)試系統(tǒng)輸出電壓為零。旋動(dòng)螺旋測(cè)微儀，帶動(dòng)雙平行懸臂梁分別作向上和向下運(yùn)動(dòng)，以雙平行懸臂梁水平狀態(tài)下電路輸出電壓為零為起點(diǎn)，向上和向下各移動(dòng)5mm，并記錄位移電

36、壓值。（或在雙平行懸臂梁上依次放上砝碼，進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)）重新調(diào)整測(cè)試系統(tǒng)輸出為零。記錄加溫前的環(huán)境溫度。打開(kāi)“加熱”開(kāi)關(guān)，觀察隨溫度升高系統(tǒng)輸出電壓溫漂情況。待電壓穩(wěn)定后測(cè)得溫升，求出系統(tǒng)的溫漂VT。位移(mm)電壓(V)溫度()電壓(V)按圖（1）接線，直流激勵(lì)電壓為±2V，重復(fù)步驟25，實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。,五注意事項(xiàng)：此實(shí)驗(yàn)中直流激勵(lì)電壓只能用±2V，以免引起半導(dǎo)體自熱。實(shí)驗(yàn)前首先差放調(diào)零，方法見(jiàn)實(shí)驗(yàn)一的步驟。實(shí)驗(yàn)六半導(dǎo)體式應(yīng)變計(jì)直流半橋?qū)嶒?yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)實(shí)際運(yùn)用的半導(dǎo)體半橋電路，與半導(dǎo)體單臂電路進(jìn)行性能比較，特別是要比較兩種測(cè)試系統(tǒng)的漂移現(xiàn)象。二實(shí)驗(yàn)原理：半導(dǎo)體電阻應(yīng)

37、變片是以半導(dǎo)體材料作為基材而制成的一種電阻應(yīng)變片，它的工作原理主要是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)力電變換的，由式（）及對(duì)半導(dǎo)體材料壓阻效應(yīng)的分析可知，壓阻效應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)（）的貢獻(xiàn)較大，半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片的值遠(yuǎn)高于金屬箔式應(yīng)變片，約為金屬箔式應(yīng)變片的5080倍，因此，半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片通常都具有很高的應(yīng)變電阻變化率。三實(shí)驗(yàn)所需部件：直流穩(wěn)壓電源（±2V檔）、電橋、差動(dòng)放大器、半導(dǎo)體式應(yīng)變計(jì)、螺旋測(cè)微儀（CSY10B用砝碼20克/個(gè)）、數(shù)字電壓/頻率表。圖（）四實(shí)驗(yàn)步驟：按圖（7）接線，電橋中R和R為半導(dǎo)體式應(yīng)變計(jì)。按實(shí)驗(yàn)五的步驟25，測(cè)出V，X值，畫(huà)出VX曲線，求出靈敏

38、度，測(cè)出溫度變化時(shí)的溫漂。位移(mm)電壓(V)溫度()電壓(V)五注意事項(xiàng)：此實(shí)驗(yàn)中直流激勵(lì)電壓只能用±2V，以免引起半導(dǎo)體自熱。實(shí)驗(yàn)前首先差放調(diào)零，方法見(jiàn)實(shí)驗(yàn)一的步驟。實(shí)驗(yàn)七金屬箔式與半導(dǎo)體式應(yīng)變計(jì)性能比較一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)比較兩種應(yīng)變電路的靈敏度與溫度特性。二實(shí)驗(yàn)所需部件：直流穩(wěn)壓電源（±2V檔）、差動(dòng)放大器、金屬箔式應(yīng)變計(jì)、半導(dǎo)體式應(yīng)變計(jì)、螺旋測(cè)微儀（CSY10B用砝碼20克/個(gè)）、數(shù)字電壓/頻率表、應(yīng)變加熱器、溫度計(jì)（可用儀器中的PN結(jié)溫度傳感器或熱電偶作測(cè)溫參考）。三實(shí)驗(yàn)步驟：分別做箔式單臂電橋和半導(dǎo)體式單臂電橋?qū)嶒?yàn)，接線如圖（1）所示，直流激勵(lì)源為±

39、;2V，差動(dòng)放大器增益為100倍（順時(shí)針?lè)较蛐降祝?。調(diào)整系統(tǒng)，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下分別測(cè)得兩組數(shù)據(jù)填入表格，求出靈敏度。參考圖（2）將電橋中一固定電阻R1先后換成金屬箔式應(yīng)變計(jì)和半導(dǎo)體式應(yīng)變計(jì)，做箔式應(yīng)變計(jì)半橋?qū)嶒?yàn)和半導(dǎo)體式應(yīng)變計(jì)半橋?qū)嶒?yàn)，將測(cè)得的兩組數(shù)據(jù)分別填入表格，求出靈敏度。位移(mm)靈敏度箔單臂(V)半單臂(V)箔半橋(V)半半橋(V)在同一坐標(biāo)上畫(huà)出四條VX曲線以作比較。分別對(duì)箔式變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片加熱，測(cè)出兩種測(cè)試電路的溫漂，并進(jìn)行比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以證實(shí)實(shí)驗(yàn)五中對(duì)半導(dǎo)體應(yīng)變片性能的分析。四注意事項(xiàng)：進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)時(shí)激勵(lì)電壓，差動(dòng)放大器增益、測(cè)微頭起始點(diǎn)位置等實(shí)驗(yàn)條件必須一致，否則就無(wú)

40、可比較性。實(shí)驗(yàn)八移相器實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫f(shuō)明由運(yùn)算放大器構(gòu)成的移相電路的工作原理。二實(shí)驗(yàn)原理：圖（）圖（8）為移相電路示意圖，該電路的閉環(huán)增益把拉普拉氏算符換成頻率域的參數(shù)，則得到：又改寫(xiě)為: 在實(shí)驗(yàn)電路中，常設(shè)定幅頻特性G（j）1,為此選擇參數(shù)R1=RF=10K由上, R=20K,則輸出幅度與頻率無(wú)關(guān)，閉路增益可簡(jiǎn)化為：當(dāng)R=2R1=2RRF時(shí)，G（j）1，由上式可以得到相頻特性表達(dá)式：由tg表達(dá)式和正切三角函數(shù)半角公式可以得到：因此可以得到相移為：電阻R可以在很寬的范圍內(nèi)變化，當(dāng)WRC很大時(shí)，相移O，式中負(fù)號(hào)表示相位超前，如將電路中R和C互換位置，則可得到相位滯后的情況。如果阻容網(wǎng)絡(luò)Rc不變

41、，則相移將隨輸入信號(hào)的頻率而改變。三實(shí)驗(yàn)所需部件：移相器、音頻振蕩器、雙線示波器。四實(shí)驗(yàn)步驟：圖（）音頻振蕩器頻率、幅值旋鈕居中，按圖（9）將音頻振蕩器信號(hào)0°輸出端或Lv輸出端接入移相器輸入端。將雙線示波器兩通道測(cè)試線分別接移相器輸入端和輸出端，調(diào)整示波器，觀察波形。調(diào)節(jié)移相器“移相”旋鈕，觀察兩路波形的相位變化。改變音頻振蕩器頻率，觀察不同頻率時(shí)移相器的移相范圍。根據(jù)移相器實(shí)際電路圖分析其工作原理。五注意事項(xiàng)：因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)儀中音頻信號(hào)由函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生，不是純正弦波，所以通過(guò)移相器后波形局部有些畸變這不是儀器故障，電路圖中的兩個(gè)放大器為集成兩級(jí)運(yùn)放。實(shí)驗(yàn)九相敏檢波器實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫f(shuō)

42、明由施密特開(kāi)關(guān)電路及運(yùn)放組成的相敏檢波電路的原理。二實(shí)驗(yàn)原理：相敏檢波電路如圖（10）所示，圖中為輸入信號(hào)端，為輸出端，為交流參考電壓電輸入端，為直流參考電壓輸入。當(dāng)、端輸入控制電壓信號(hào)時(shí)，通過(guò)差動(dòng)放大器的作用使D和J處于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，從而把端輸入的正弦信號(hào)轉(zhuǎn)換成半波整流信號(hào)。圖（）三實(shí)驗(yàn)所需部件：相敏檢波器、移相器、音頻振蕩器、直流穩(wěn)壓電源（±2V檔）、低通濾波器、數(shù)字電壓/頻率表、示波器。四實(shí)驗(yàn)步驟：圖（）將音頻振蕩器頻率、幅度旋鈕居中，將音頻振蕩器信號(hào)0°輸出端或Lv輸出端接入相敏檢波器輸入端。將直流穩(wěn)壓電源2V檔輸出電壓（正或負(fù)均可）接相敏檢波器端。示波器兩通道分別接入

43、相敏檢波器輸入端、輸出端，觀察輸入、輸出波形的相位關(guān)系和幅值關(guān)系。改變端參考電壓的極性，觀察輸入、輸出波形的相位和幅值關(guān)系，由此可以得出結(jié)論：當(dāng)參考電壓為正時(shí)，輸入與輸出同相，當(dāng)參考電壓為負(fù)時(shí)，輸入與輸出反相。將音頻振蕩器的0°輸出端接入移相器輸入端，移相器的輸出端與相敏檢波器的參考輸入端連接，相敏檢波器的信號(hào)輸入端接音頻振蕩器的0°輸出端。用示波器兩通道觀察附加觀察插口、的波形，可以看出，相敏檢波器中整形電路的作用是將輸入的正弦波轉(zhuǎn)換成方波，使相敏檢波器中的電子開(kāi)關(guān)能正常工作。將相敏檢波器的輸出端與低通濾波器的輸入端連接，低通濾波器的輸出端接數(shù)字電壓表20V檔。示波器兩通

44、道分別接相敏檢波器輸入端、輸出端。適當(dāng)調(diào)節(jié)音頻振蕩器“增益”旋鈕和移相器“移相”旋鈕，觀察示波器中波形變化和電壓表電壓值變化，然后將相敏檢波器的輸入端改接至音頻振蕩器180°輸出端口，觀察示波器和電壓表的變化。10調(diào)節(jié)移相器“移相”旋鈕，利用示波器和電壓表，測(cè)出相敏檢波器的輸入VPP值與輸出直流電壓的關(guān)系。11使輸入信號(hào)與參考信號(hào)的相位改變180°，測(cè)出上述關(guān)系。輸入VP-P(V)輸出VP-P(V)五注意事項(xiàng)：相敏檢波器最大輸入電壓VPP值為20V，電路圖中的兩個(gè)放大器為集成兩級(jí)運(yùn)放。實(shí)驗(yàn)十金屬箔式應(yīng)變計(jì)交流全橋?qū)嶒?yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕緦?shí)驗(yàn)說(shuō)明交流激勵(lì)的四臂應(yīng)變電橋的原理及工作情

45、況。二實(shí)驗(yàn)原理：圖（12）是交流全橋的一般形式。當(dāng)電橋平衡時(shí)，Z1Z4Z2Z3，電橋輸出為零。若橋臂阻抗相對(duì)變化為Z1Z1、Z2Z2、Z3Z3、Z4Z4，則電橋的輸出與橋臂阻抗的相對(duì)變化。交流電橋工作時(shí)增大相角差可以提高靈敏度，傳感器最好是純電阻性或純電抗性的。交流電橋只有在滿足輸出電壓的實(shí)部和虛部均為零的條件下才會(huì)平衡。三實(shí)驗(yàn)所需部件：電橋、音頻振蕩器、金屬箔式應(yīng)變計(jì)、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、數(shù)字電壓/頻率表、螺旋測(cè)微儀（CSY10B用砝碼20克/個(gè)）、示波器。四實(shí)驗(yàn)步驟：圖（）首先通過(guò)數(shù)字電壓/頻率表的20KHz檔將音頻振蕩器的頻率調(diào)節(jié)到5KHz,幅度適中，然后關(guān)閉儀器

46、電源。按圖（12）接線，音頻振蕩器一定要從0o或Lv端輸出，確認(rèn)無(wú)誤后開(kāi)啟儀器電源。調(diào)節(jié)螺旋測(cè)微儀使雙平行懸臂梁處于水平位置，調(diào)節(jié)電橋直流調(diào)平衡電位器WD，使系統(tǒng)輸出基本為零，仔細(xì)調(diào)節(jié)交流調(diào)平衡電位器WA，使系統(tǒng)輸出為零。（或在雙孔懸臂梁稱重平臺(tái)上依次放上砝碼，進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)）用示波器觀察各環(huán)節(jié)波形，測(cè)量讀數(shù)，列表填入V、X值，作出VX曲線，求出靈敏度。位移(mm)電壓(V)五注意事項(xiàng)：欲提高交流全橋的靈敏度，可用示波器觀察相敏檢波器輸出端的波形，若相敏檢波器輸出端的波形脈動(dòng)成份較大，則系統(tǒng)雖然可以調(diào)零，但靈敏度較低，提高靈敏度的方法是：當(dāng)系統(tǒng)初步調(diào)零后，再調(diào)節(jié)電橋中的電位器，使相敏檢波器輸出波

47、形盡量平直，然后用手將雙平行懸臂梁壓到最低（CSY10B型起始可多放些砝碼在雙孔懸臂梁的托盤(pán)上），調(diào)節(jié)“移相”旋鈕，使相敏檢波器輸出端波形為相連接的整流波形，再放手恢復(fù)雙平行懸臂梁的自然位置，調(diào)節(jié)電橋中的電位器，使系統(tǒng)輸出為零，這樣系統(tǒng)靈敏度會(huì)最高。做交流全橋?qū)嶒?yàn)時(shí)輸出電壓用指針式毫伏表可以比較直觀地看出應(yīng)變梁在正、反向受力時(shí)系統(tǒng)輸出電壓的變化情況。實(shí)驗(yàn)前首先差放調(diào)零，方法見(jiàn)實(shí)驗(yàn)一的步驟。實(shí)驗(yàn)十一激勵(lì)頻率對(duì)交流全橋的影響一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私鈶?yīng)變電橋的頻譜特性二實(shí)驗(yàn)原理：由于交流電橋中的各種阻抗的影響，改變激勵(lì)頻率可以提高交流全橋的靈敏度和提高抗干擾性。三實(shí)驗(yàn)所需部件：電橋、音頻振蕩器、金屬箔式應(yīng)變

48、計(jì)、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、數(shù)字電壓/頻率表、螺旋測(cè)微儀（CSY10B用砝碼20克/個(gè)）、示波器。四實(shí)驗(yàn)步驟：接線、操作均按實(shí)驗(yàn)十進(jìn)行。從音頻振蕩器0°輸出端或輸出端輸出信號(hào)，頻率從2KHZ10KHZ，接交流全橋，分別測(cè)出系統(tǒng)輸出電壓，列表填好VX值，在同一坐標(biāo)上做出VX曲線，比較靈敏度，并得出結(jié)論，該交流全橋工作在哪個(gè)頻率時(shí)較為合適。X(mm)V2KHz(v)V4KHz(v)V6KHz(v)V8KHz(v)V10KHz(v)五注意事項(xiàng)：做實(shí)驗(yàn)時(shí)頻率改變時(shí)音頻振蕩器的幅值不變，否則無(wú)可比性。實(shí)驗(yàn)前首先差放調(diào)零，方法見(jiàn)實(shí)驗(yàn)一的步驟。實(shí)驗(yàn)十二交流全橋的應(yīng)用振幅測(cè)量一實(shí)

49、驗(yàn)?zāi)康模赫f(shuō)明交流激勵(lì)的交流全橋的應(yīng)用。二實(shí)驗(yàn)原理：當(dāng)雙平行懸臂梁梁受到不同的頻率信號(hào)激勵(lì)時(shí)，振幅不同，帶給應(yīng)變片的應(yīng)力不同，電橋輸出也不同。若激勵(lì)頻率和梁的固有頻率相同時(shí)，產(chǎn)生共振，此時(shí)電橋輸出為最大，根據(jù)這一原理可以找出梁的固有頻率。三實(shí)驗(yàn)所需部件：電橋、音頻振蕩器、金屬箔式應(yīng)變計(jì)（半導(dǎo)體式應(yīng)變計(jì)）、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、數(shù)字電壓/頻率表、螺旋測(cè)微儀、示波器。四實(shí)驗(yàn)步驟：根據(jù)實(shí)驗(yàn)十的電路接線，移開(kāi)測(cè)微頭，調(diào)節(jié)電橋，使系統(tǒng)輸出為零，并使系統(tǒng)靈敏度最大。將低頻振蕩器輸出端接至“激振II”端，此時(shí)懸臂梁開(kāi)始振動(dòng)。（10B型激振開(kāi)關(guān)撥至“激振II”端）用示波器觀察差動(dòng)放大器和低

50、通濾波器的輸出波形，注意調(diào)節(jié)示波器的掃描時(shí)間，差動(dòng)放大器輸出的是調(diào)幅波。固定低頻振蕩器幅值旋鈕不變，電壓頻率表放2KHZ檔，接低頻振蕩器輸出端，調(diào)節(jié)低頻振蕩器頻率，用示波器讀出系統(tǒng)最大振幅值，此時(shí)頻率表所示即為梁的固有頻率。五注意事項(xiàng)：懸臂梁激振時(shí)振幅不宜太大，否則易造成應(yīng)變片受損。10B型實(shí)驗(yàn)儀因應(yīng)變片貼在雙孔懸臂梁上，由于結(jié)構(gòu)的原因，所以只能做半導(dǎo)體式交流半橋振動(dòng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)十三交流全橋組成的電子秤一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饨涣骷?lì)的應(yīng)變?nèi)珮虻膶?shí)際應(yīng)用。二實(shí)驗(yàn)所需部件：音頻振蕩器、電橋、金屬箔式應(yīng)變計(jì)、差動(dòng)放大器、移相器、相敏檢波器、低通濾波器、砝碼（20克/個(gè)）、稱重平臺(tái)、數(shù)字電壓/頻率表。三實(shí)驗(yàn)步

51、驟：按實(shí)驗(yàn)十接好線路，在懸臂梁頂端磁鋼上（雙孔懸臂梁已裝有平臺(tái)）放好稱重平臺(tái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)為零。在稱重平臺(tái)上逐步加上砝碼進(jìn)行標(biāo)定，并記錄的關(guān)系。取走砝碼，在平臺(tái)上加一未知重量的物品，記下電壓表讀數(shù)。根據(jù)坐標(biāo)上WV曲線得知物品的大致重量。重量(g)電壓(V)四注意事項(xiàng)：懸臂梁上放置重量不要過(guò)重，超過(guò)懸臂梁線性位移范圍就不能正常稱重。實(shí)驗(yàn)十四差動(dòng)變壓器的性能一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獠顒?dòng)變壓器的基本結(jié)構(gòu)及原理。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證差動(dòng)變壓器的基本特性。二實(shí)驗(yàn)原理：差動(dòng)變壓器是由銜鐵、初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和線圈骨架等組成的電感式傳感器，初級(jí)線圈做為差動(dòng)變壓器激勵(lì)用，相當(dāng)于變壓器的原邊，次級(jí)線圈由兩個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸和參數(shù)相同的線圈反相串接而成，相當(dāng)于變壓器的副邊，差動(dòng)變壓器是開(kāi)磁路，工作是建立在互感基礎(chǔ)上的，其原理及輸出特性見(jiàn)圖（13）。圖（）圖（）三實(shí)驗(yàn)所需部件：電感式傳感器、音頻振蕩器、螺旋測(cè)微儀、示波器。四實(shí)驗(yàn)步驟：按圖（14）接線，差動(dòng)變壓器初級(jí)線圈必須從音頻振蕩器