長(zhǎng)春理工大學(xué)電信學(xué)院2012傳感器實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、傳感器實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 長(zhǎng)春理工大學(xué)電信學(xué)院目 錄一、概述部分二、實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)一 金屬箔式、半導(dǎo)體應(yīng)變片性能單臂電橋、半橋、全橋交直流實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二 差動(dòng)變壓器的性能實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三 熱電偶原理及分度表的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)四 氣敏傳感器實(shí)驗(yàn) 一、 概 述傳感器實(shí)驗(yàn)是針對(duì)傳感器原理與設(shè)計(jì)課程開設(shè)的一門實(shí)踐性環(huán)節(jié)，詣在檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)傳感器理論知識(shí)的掌握程度，引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，并將計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)與傳感器技術(shù)融合在一起，拓寬傳感技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，逐步建立工程應(yīng)用的概念。通過實(shí)驗(yàn)，幫助廣大學(xué)生加強(qiáng)對(duì)書本知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)各種不同的傳感器及測(cè)量原理如何組成測(cè)量系統(tǒng)有直觀而具體的感性認(rèn)

2、識(shí)；培養(yǎng)學(xué)生對(duì)材料力學(xué)、電工學(xué)、物理學(xué)、控制技術(shù)、計(jì)算技術(shù)等知識(shí)的綜合運(yùn)用能力；同時(shí)在實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行過程中通過信號(hào)的拾取、轉(zhuǎn)換、分析，掌握作為一個(gè)科技工作者應(yīng)具有的基本的操作技能與動(dòng)手能力。傳感器實(shí)驗(yàn)全部在CSY-910型傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)為完全模塊式結(jié)構(gòu)，分主機(jī)、實(shí)驗(yàn)?zāi)K和實(shí)驗(yàn)桌三部分。主機(jī)由實(shí)驗(yàn)工作平臺(tái)、傳感器綜合系統(tǒng)、高穩(wěn)定交、直流信號(hào)源，溫控電加熱源，旋轉(zhuǎn)源、位移機(jī)構(gòu)、振動(dòng)機(jī)構(gòu)、儀表顯示、電動(dòng)氣壓源、數(shù)據(jù)采集處理和通信系統(tǒng)（RS232接口）、實(shí)驗(yàn)軟件等組成；全套12個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K中均包含一種或一類傳感器及實(shí)驗(yàn)所需的電路和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)時(shí)模塊可按實(shí)驗(yàn)要求靈活組合。一、傳感器1.

3、 金屬箔式應(yīng)變傳感器（箔式應(yīng)變片 工作片4片；溫度補(bǔ)償片2片,應(yīng)變系數(shù)：2.06，精度2%）2. 稱重傳感器（標(biāo)準(zhǔn)商用雙孔懸臂梁結(jié)構(gòu)，量程0500g，精度2%）3. MPX擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器（差壓式，量程050KP，精度3%）4. 半導(dǎo)體應(yīng)變傳感器（BY350，工作片2片，應(yīng)變系數(shù)120）5. 標(biāo)準(zhǔn)K分度熱電偶，（量程0800，精度3%）6. 標(biāo)準(zhǔn)E分度熱電偶，（量程0800，精度3%）7. Pt100鉑熱電阻（量程0800，精度5%）8. 半導(dǎo)體溫敏二極管（精度5%）9. 集成溫度傳感器（電流型，精度2%）10. 半導(dǎo)體霍爾傳感器(由線性霍爾元件與梯度磁場(chǎng)組成。工作范圍：位移±

4、2mm，精度5%)11. 磁電式傳感器（動(dòng)鐵與線圈）12. 濕敏電容傳感器（高分子材料，工作范圍595%RH）13. MQ3氣敏傳感器（酒精氣敏感，實(shí)驗(yàn)演示用）14. 電感式傳感器（差動(dòng)變壓器，量程±5mm,精度5%）15. 電渦流傳感器（線性工作范圍1mm,精度3%）16. 力平衡傳感器（綜合傳感器系統(tǒng)）二、主機(jī)配置（一）電源、信號(hào)源部分1. 直流穩(wěn)壓電源：（傳感器工作直流激勵(lì)源與實(shí)驗(yàn)?zāi)K工作電源）+2V +10V分五檔輸出，最大輸出電流1.5A；+15V（±12V） 、最大輸出電流1.5A；激光器電源。2. 音頻信號(hào)源：（傳感器工作交流激勵(lì)源）0.4KHz 10KHz輸

5、出連續(xù)可調(diào)，最大Vp-p值20V；00、1800端口反相輸出；00、LV端口功率輸出，最大輸出電流1.5A；1800端口電壓輸出，最大輸出功率300mw。3. 低頻信號(hào)源：（供主機(jī)位移平臺(tái)與雙平行懸臂梁振動(dòng)激勵(lì)，實(shí)現(xiàn)傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)試）1Hz 30Hz輸出，連續(xù)可調(diào)，最大輸出電流1.5A，最大Vp-p值20V，激振I（雙平行懸臂梁）、激振II（圓形位移平臺(tái)）的振動(dòng)源。轉(zhuǎn)換紐子開關(guān)的作用：（請(qǐng)?zhí)貏e注意）當(dāng)?shù)瓜騐0側(cè)時(shí)，低頻信號(hào)源正常使用，V0端輸出低頻信號(hào)，倒向Vi側(cè)時(shí)，斷開低頻信號(hào)電路，V0 端無低頻信號(hào)輸出，停止激振、的激勵(lì)。Vi作為電流放大器的信號(hào)輸入端，輸出端仍為V0端。激振不工作時(shí)激振選擇

6、開關(guān)應(yīng)位于置中位置。4. 溫控電加熱源：（溫度傳感器加熱源）由E分度熱電偶控溫的300W電加熱爐，最高控制爐溫400，實(shí)驗(yàn)控溫200。交流220V插口提供電爐加熱電源，作為溫度傳感器熱源、及熱電偶測(cè)溫、標(biāo)定和傳感器溫度效應(yīng)的溫度源等。5. 旋轉(zhuǎn)源：（光電、電渦流傳感器測(cè)轉(zhuǎn)速之用）低噪聲旋轉(zhuǎn)電機(jī)，轉(zhuǎn)速02400轉(zhuǎn)/分，連續(xù)可調(diào)。6. 氣壓源：（提供壓力傳感器氣壓源）電動(dòng)氣泵：氣壓輸出20KP，連續(xù)可調(diào)；手動(dòng)加壓氣囊：可加壓至滿量程40KP，通過減壓閥調(diào)節(jié)氣壓值。（二）儀表顯示部分1 電壓/頻率表：3 1/2位數(shù)字表、電壓顯示分02V、020V兩檔；頻率顯示分02KHz、020KHz兩檔，靈敏度5

7、0mv。2 數(shù)字式溫度表：（E分度）溫度顯示：0-800（用其他熱電偶測(cè)溫時(shí)應(yīng)查對(duì)相應(yīng)的熱電偶分度表）。3 氣壓表： 0-40KP（0-300mmHg）顯示。（三）計(jì)算機(jī)通信與數(shù)據(jù)采集1 通信接口：標(biāo)準(zhǔn)RS232口，提供實(shí)驗(yàn)臺(tái)與計(jì)算機(jī)通信接口。2 數(shù)據(jù)采集卡：12位A/D轉(zhuǎn)換，采集卡信號(hào)輸入端為電壓/頻率表的“IN”端，采集卡頻率輸入端為“轉(zhuǎn)速信號(hào)入”口。三、實(shí)驗(yàn)?zāi)K包含1. 實(shí)驗(yàn)公共電路模塊：提供所有實(shí)驗(yàn)中所需的電橋、差動(dòng)放大器、低通濾波器、電荷放大器、移項(xiàng)器、相敏檢波器等公用電路。2. 應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K（包含電阻應(yīng)變及壓力傳感器）：金屬箔式標(biāo)準(zhǔn)商用稱重傳感器（帶加熱及溫度補(bǔ)償）、懸臂梁

8、結(jié)構(gòu)金屬箔式、半導(dǎo)體應(yīng)變、MPX擴(kuò)散硅壓阻式傳感器、放大電路。3. 電感式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K：差動(dòng)變壓器、螺管式傳感器、放大電路。4. 電容式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K：同軸式差動(dòng)電容組成的雙T電橋檢測(cè)電路，精密位移導(dǎo)軌。5. 霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K：霍爾傳感器、梯度磁場(chǎng)、變換電路及日本進(jìn)口高精度位移導(dǎo)軌。6. 溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K：提供7種溫度傳感器及變換電路，可控電加熱爐。7. 電渦流傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K：電渦流探頭、變換電路及日本進(jìn)口精密位移導(dǎo)軌。8.氣敏傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K：MQ3氣敏傳感器及變換電路。四、主機(jī)工作臺(tái)上裝置的傳感器磁電式、壓電加速度、半導(dǎo)體應(yīng)變（2片）、金屬箔式應(yīng)變（工作片4片，溫度補(bǔ)償片2片）。雙平行

9、懸臂梁旁的支柱安裝有螺旋測(cè)微儀，可帶動(dòng)懸臂梁上下位移。圓形位移（振動(dòng)）平臺(tái)旁的支架可安裝電感、電容、霍爾、光纖、電渦流等傳感器探頭，在平臺(tái)振動(dòng)時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)。Csy-910型主機(jī)與實(shí)驗(yàn)?zāi)K的連接線采用了高可靠性的防脫落插座及插頭。五、實(shí)驗(yàn)操作須知：1、 在實(shí)驗(yàn)前務(wù)必詳細(xì)閱讀CSY-910型傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與使用說明、本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。2、 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)。主機(jī)面板上的紐子開關(guān)都應(yīng)選擇好正確的倒向。3、 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

10、示（數(shù)據(jù)采集或圖象顯示）4、 在更換接線時(shí)，應(yīng)斷開電源，只有在確保接線無誤后方可接通電源。5、 實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，在用實(shí)驗(yàn)連接線接好各系統(tǒng)并確認(rèn)無誤后方可打開電源，各信號(hào)源之間嚴(yán)禁用連接線短路，主機(jī)與實(shí)驗(yàn)?zāi)K的直流電源連接線插頭與插座連接時(shí)尤要注意標(biāo)志端對(duì)準(zhǔn)后插入，如開機(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)。6、 實(shí)驗(yàn)連接線插頭為燈籠狀簧片結(jié)構(gòu)，插入插孔即能保證接觸良好，不須旋轉(zhuǎn)鎖緊，使用時(shí)應(yīng)避免搖晃。為延長(zhǎng)使用壽命，操作時(shí)請(qǐng)捏住插頭連接疊插。7、 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中的“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，否則會(huì)造成傳感器永久性的損壞。實(shí)驗(yàn)一 金屬箔式電阻應(yīng)變片式

11、性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 觀察了解箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方式；2、 熟悉箔式應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的性能，充分了解兩種應(yīng)變電路的特性；3、 掌握應(yīng)變片單臂、半橋、全橋的工作原理和工作情況；4、 驗(yàn)證應(yīng)變片單臂、半橋、全橋的性能及相互之間的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證型三、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，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，在橋臂四個(gè)電阻R1、R2、R3、R4中

12、，電阻的相對(duì)變化率分別為R1/ R1、R2/ R2、R3/ R3、R4/ R4 ，橋路的輸出與成正比。當(dāng)使用一個(gè)應(yīng)變片時(shí)，；當(dāng)使用二個(gè)應(yīng)變片時(shí)，；若二個(gè)應(yīng)變片組成差動(dòng)狀態(tài)工作，則有；用四個(gè)應(yīng)變片組成二個(gè)差動(dòng)對(duì)工作，且R1= R2= R3= R4=R，。根據(jù)戴維南定理可以得出電橋的輸出電壓近似等于，電橋的電壓靈敏度Ku=V/R/R，于是對(duì)于單臂、半橋和全橋的電壓靈敏度分別為、和E。由此可知，單臂、半橋、全橋電路的靈敏度依次增大；當(dāng)E和電阻相對(duì)變化一定時(shí)，電橋的輸出電壓及其電壓靈敏度與各橋臂阻值的大小無關(guān)。四、實(shí)驗(yàn)所需部件：直流穩(wěn)壓電源+4V、應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、貼于主機(jī)工作臺(tái)懸臂梁上的箔式應(yīng)變

13、計(jì)、半導(dǎo)體應(yīng)變計(jì)、螺旋測(cè)微儀、數(shù)字電壓表、應(yīng)變加熱器。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、差動(dòng)放大器調(diào)零。連接主機(jī)與模塊電路電源連接線，差動(dòng)放大器增益置于最大位置（順時(shí)針方向旋到底），差動(dòng)放大器“+”“-”輸入端對(duì)地用實(shí)驗(yàn)線短路。輸出端接電壓表2V檔。開啟主機(jī)電源，用調(diào)零電位器調(diào)整差動(dòng)放大器輸出電壓為零，然后拔掉實(shí)驗(yàn)線，調(diào)零后模塊上的“增益、調(diào)零”電位器旋鈕均不應(yīng)再變動(dòng)。圖1-1單臂電橋?qū)嶒?yàn)電路2、觀察貼于懸臂梁根部的箔式應(yīng)變計(jì)的位置與方向，按圖1-1將所需實(shí)驗(yàn)部件連接成測(cè)試橋路，圖中R1、R2、R3分別為模塊上的固定標(biāo)準(zhǔn)電阻，R為應(yīng)變計(jì)（可任選上梁或下梁中的一個(gè)工作片），注意連接方式，勿使直流激勵(lì)電源短路。將螺

14、旋測(cè)微儀裝于應(yīng)變懸臂梁前端永久磁鋼上，并調(diào)節(jié)測(cè)微儀使懸臂梁基本處于水平位置。3、確認(rèn)接線無誤后開啟主機(jī)，使電路工作趨于穩(wěn)定。調(diào)節(jié)模塊上的W1電位器，使橋路輸出為零。4、用螺旋測(cè)微儀帶動(dòng)懸臂梁分別向上和向下位移各5mm ,每位移1mm記錄一個(gè)輸出電壓值，并記入表一 表一位移mm54321012345電壓V 表二位移mm54321012345電壓V圖1-2 半橋?qū)嶒?yàn)電路圖1-3全橋?qū)嶒?yàn)電路表三位移mm54321012345電壓V05、 依次將圖1-1中的固定電阻R1、 R2 、R3，分別換接電阻應(yīng)變片組成雙橋和全橋。實(shí)驗(yàn)電路見圖1-2及圖1-33所示6、 重復(fù)單臂電橋?qū)嶒?yàn)步驟，完成雙橋和全橋?qū)嶒?yàn)7

15、、將測(cè)試數(shù)據(jù)填入表2及表3。8、根據(jù)表中所測(cè)數(shù)據(jù)在同一坐標(biāo)上描出V-X曲線，計(jì)算靈敏度S：S=，比較三種橋路的靈敏度，并做出定性的結(jié)論。六、注意事項(xiàng)：1、由于懸臂梁彈性恢復(fù)的滯后及應(yīng)變片本身的機(jī)械滯后，所以當(dāng)螺旋測(cè)微儀回到初始位置后橋路電壓輸出值并不能馬上回到零，此時(shí)可一次或幾次將螺旋測(cè)微儀反方向旋動(dòng)一個(gè)較大位移，使電壓值回到零后再進(jìn)行反向采集實(shí)驗(yàn)。2、實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)者用螺旋測(cè)微儀進(jìn)行位移后應(yīng)將手離開儀器后方能讀取測(cè)試系統(tǒng)輸出電壓數(shù)，否則雖然沒有改變刻度值也會(huì)造成微小位移或人體感應(yīng)使電壓信號(hào)出現(xiàn)偏差。3、應(yīng)變片接入橋路時(shí)，要注意應(yīng)變片的受力方向，一定要接成差動(dòng)形式，即鄰臂受力方向相反，對(duì)臂受力方向

16、相同，如接反則電路無輸出或輸出很小。4、更換應(yīng)變片時(shí)應(yīng)將電源關(guān)閉。七、思考題1、 本實(shí)驗(yàn)對(duì)直流穩(wěn)壓電源和差動(dòng)放大器有何要求？2、 應(yīng)變片橋路（差動(dòng)電橋）連接應(yīng)注意哪些問題？3、 橋路（差動(dòng)電橋）測(cè)量時(shí)存在非線性誤差的主要原因是什么？4、 箔式應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片在工作原理和性能上有什么區(qū)別？5、用交流和直流作為激勵(lì)電源時(shí)，傳感器的性能有何變化？ 實(shí)驗(yàn)二 差動(dòng)變壓器的性能實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、 了解差動(dòng)變壓器的基本結(jié)構(gòu)及原理，驗(yàn)證差動(dòng)變壓器的基本特性；2、 了解差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因及補(bǔ)償方法；3、 了解差動(dòng)變壓器的實(shí)際應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證型三、實(shí)驗(yàn)原理：電感傳感器是一種將位置量的

17、變化轉(zhuǎn)為電感量變化的傳感器，差動(dòng)變壓器由銜鐵、初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和線圈骨架組成，初級(jí)線圈做為差動(dòng)變壓器激勵(lì)用，相當(dāng)于變壓器原邊。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)于變壓器副邊。差動(dòng)變壓器是開磁路，工作是建立在互感基礎(chǔ)上的，其原理及輸出特性見圖圖2-1。差動(dòng)變壓器結(jié)構(gòu)原理圖 差動(dòng)變壓器位移輸出特性圖2-1由于零點(diǎn)殘余電壓的存在會(huì)造成差動(dòng)變壓器零點(diǎn)附近的不靈敏區(qū)，此電壓經(jīng)過放大器還會(huì)使放大器未級(jí)趨向飽和，影響電路正常工作，因此必須采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行補(bǔ)償使之減小。零點(diǎn)殘余電壓中主要包含兩種波形成份：a、基波分量：這是由于差動(dòng)變壓器二個(gè)次級(jí)繞組因材料或工藝差異造成等效電路參數(shù)（M

18、、L、R）不同，線圈中的銅損電阻及導(dǎo)磁材料的鐵損、線圈中線間電容的存在，都使得激勵(lì)電流與所產(chǎn)生的磁通不同相。b、高次諧波：主要是由導(dǎo)磁材料磁化曲線的非線性引起，由于磁滯損耗和鐵磁飽和的影響，使激勵(lì)電流與磁通波形不一致，產(chǎn)生了非正弦波（主要是三次諧波）磁通，從而在二次繞組中感應(yīng)出非正弦波的電動(dòng)勢(shì)。減少零點(diǎn)殘余電壓的辦法是：（1）從設(shè)計(jì)和工藝制作上盡量保證線路和磁路的對(duì)稱。（2）采用相敏檢波電路。（3）選用補(bǔ)償電路。四、實(shí)驗(yàn)所需部件：差動(dòng)變壓器、電感傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、音頻信號(hào)源、螺旋測(cè)微儀、示波器、公共電路實(shí)驗(yàn)?zāi)K、電壓/頻率表。五、實(shí)驗(yàn)步驟：1、按圖2-2接線，差動(dòng)變壓器初級(jí)線圈必須從音頻信號(hào)源L

19、V功率輸出端接入，二個(gè)次級(jí)線圈串接。用雙線示波器測(cè)量初級(jí)、次級(jí)線圈波形，并記錄繪制。圖2-22、打開主機(jī)電源，調(diào)整音頻輸出信號(hào)頻率，輸出Vp-p值2V，以示波器第二通道觀察到的波形不失真為好。 3、前后移動(dòng)改變變壓器磁芯在線圈中位置，觀察示波器第二通道所示波形能否過零翻轉(zhuǎn)（即波形相位變化），否則改變接次級(jí)二個(gè)線圈的串接端序。4、用螺旋測(cè)微儀帶動(dòng)鐵芯在線圈中移動(dòng)，從示波器中讀出次級(jí)輸出電壓Vp-p值，同時(shí)注意初次級(jí)線圈波形相位。位移mm電壓Vp-p根據(jù)表格所列結(jié)果，作出V-X曲線，指出線性工作范圍。5、然后按圖2-3接線，用示波器觀察波形（根據(jù)波形大小適當(dāng)調(diào)整示波器）。差動(dòng)放大器增益置最大。圖2

20、-36、打開主機(jī)電源，調(diào)節(jié)音頻輸出頻率，以第二通道波形不失真為好，調(diào)節(jié)音頻信號(hào)頻率，音頻幅值必須為峰-峰值Vp-p=2V。調(diào)節(jié)鐵芯在線圈中的位置，使差動(dòng)放大器輸出的電壓波形最小，再調(diào)節(jié)電橋中W1、W2電位器，使輸出更趨減小。圖 2-47、再按圖2-4接線并調(diào)節(jié)移相璇鈕輸出電壓為零。8、維持低頻信號(hào)源輸出信號(hào)幅值不變，調(diào)節(jié)側(cè)微頭(先上移后下移)記錄位移和輸出電壓值將數(shù)據(jù)記錄值記入下表： X（mm）54221012345V（mm ）作出X-V曲線，指出工作范圍。六、注意事項(xiàng)：1、示波器第二通道為懸浮工作狀態(tài)（即示波器探頭二根線都不接地）。2、音頻信號(hào)頻率一定要調(diào)整到次級(jí)線圈輸出波形基本無失真，否則

21、由于失真波形中有諧波成分，補(bǔ)償效果將不明顯。3、此電路中差動(dòng)放大器的作用是將次級(jí)線圈的二端輸出改為單端輸出。4、電感線圈的位置可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要調(diào)節(jié)螺桿稍上下位置，以靜止時(shí)鐵心置于線圈中間位置為好。七、思考題1、 簡(jiǎn)述差動(dòng)變壓器的工作原理，并說明差動(dòng)變壓器與一般普通變壓器有什么區(qū)別？2、差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生是如何產(chǎn)生的？如何消除零點(diǎn)殘余電壓？實(shí)驗(yàn)三 熱電偶原理及分度表的應(yīng)用一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解熱電偶的工作原理及熱電偶回路熱電勢(shì)組成；2.學(xué)會(huì)利用分度表糾正溫度的方法二.實(shí)驗(yàn)原理1.了解熱電偶的工作原理及熱電偶回路熱電勢(shì)組成；2.學(xué)會(huì)利用分度表糾正溫度的方法二.實(shí)驗(yàn)原理熱電偶是根據(jù)熱電效應(yīng)原理作

22、成的。利用兩種不同的導(dǎo)體連接在一起，組成一閉合回路，如圖3-1所示。當(dāng)工作端溫度T大于冷端溫度T0時(shí)，回路產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，從而形成熱電流。這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。產(chǎn)生熱電流的電動(dòng)勢(shì)稱為熱電勢(shì)。熱電勢(shì)由兩部分組成，一部分為溫差電勢(shì)，另一部分為結(jié)點(diǎn)電勢(shì)，即回路中引入第三種導(dǎo)體?？偟臒犭妱?shì) 當(dāng)TT0且T>T0時(shí)，根據(jù)熱電偶工作定律，在冷端接入測(cè)量?jī)x表，如果使T0端工作溫度為室溫或者為零攝氏度，而工作端的溫度通過測(cè)量回路，熱電勢(shì)即可得知。圖3-1三.所需單元及附件差動(dòng)放大器，F(xiàn)/V表，-10V直流電壓源，加熱器，熱電偶，溫度計(jì)，電源四.實(shí)驗(yàn)步驟1.將F/V表切換開關(guān)置在2V檔，差動(dòng)放大器增益調(diào)至最大。

23、2.了解熱電偶在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的位置和結(jié)構(gòu)及所用導(dǎo)體材料。本實(shí)驗(yàn)使用由銅康銅組成的非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶，。分別放在懸梁臂的上下兩側(cè)，兩個(gè)熱電偶是串聯(lián)連接的，其熱電勢(shì)為兩個(gè)熱電偶的總和。3.按圖3-2接線，打開主副電源，調(diào)節(jié)差動(dòng)放大器調(diào)零旋扭，使輸出為零（電壓表顯示為零），用溫度計(jì)記下此時(shí)的室溫。 圖 3-2 接線電路4.將-15V直流電源接入加熱器，目的是為熱電偶工作端提供溫度，同時(shí)，觀察F/V表顯示值的變化；F/V表輸出電壓是隨著溫度的增加而增加的。等待片刻后，F(xiàn)/V表顯示電壓值基本穩(wěn)定后，記下此時(shí)F/V表上的熱電勢(shì)值。5.再利用溫度計(jì)，測(cè)量熱電偶工作端的溫度T，并且記錄下來。6.根據(jù)熱電偶的基本定律的中

24、間溫度定律以及熱電勢(shì)和溫度的關(guān)系式： （3-1）進(jìn)行溫度糾正。式中，T熱電偶工作端溫度；Tn熱電偶冷端的溫度（即室溫）；T0參考溫度，即。求得參考溫度不等于零時(shí)的熱電勢(shì)溫度關(guān)系。利用公式（3-1）可以求得 （3-2）具體做法如下：首先求得熱端溫度為T，而冷端為室溫時(shí)的熱電勢(shì)。1）本實(shí)驗(yàn)為兩個(gè)銅康銅熱電偶串聯(lián)，熱電偶工作端溫度為T，冷端溫度為室溫時(shí)熱電勢(shì)為等于F/V表的指示值除以差動(dòng)放大器放大倍數(shù)K乘以熱電偶的個(gè)數(shù)2，即 2）然后通過查分度表得到熱端溫度為室溫，冷端溫度為的熱電勢(shì)，通過查表得知室溫時(shí)熱電偶的輸出熱電勢(shì)為一個(gè)值，然后再查參考溫度為所對(duì)應(yīng)的電勢(shì)值。兩者差值就是我們要求的熱電勢(shì)。3）根據(jù)式（3-1）求得，參考溫度為