传感器技术实验指导书

《传感器技术》 实验指导书

广东工业大学物理与光电工程学院

二０一四年三月

前 言

《传感器技术》课程配套开设的实践性环节为8学时实验，目的在于检验学生对传感器理论知识的掌握程度，引导学生将理论知识应用到实践中，并将电子技术、测试技术、计算机技术与传感器技术融合在一起，拓宽传感技术的应用领域，逐步建立工程应用的概念。通过实验，帮助广大学生加强对书本知识的理解，培养学生实际动手能力,增强学生对各种不同的传感器及测量原理如何组成测量系统有直观而具体的感性认识；培养学生对材料力学、电工学、物理学、计算技术等知识的综合运用能力；同时在实验的进行过程中通过信号的获取、转换、分析，掌握作为一个科技工作者应具有的基本的操作技能与动手能力。

传感器实验全部安排在“CSY型传感器系统综合实验仪”上进行。

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目 录

实验一半导体应变片性能及应用??????????3.

实验二 霍尔式传感器的直流和交流激励特性?????????.8

实验三

实验四

附录一 CYS

差动变压器性能及标定??????????????.12 电容式传感器的特性????????????????15 型传感器系统综合实验仪使用指南 ???????18

2

传感器与检测技术

实验指导书

现代传感技术实验室编

2015年9月

CSY－2000D传感器实验指南

实验注意事项

1、在每次实验前务必详细阅读实验指导书。

2、开机前将电压表显示选择旋钮打到2V档；步进可调直流稳压电源旋钮打到±2V档；其余旋钮都打到中间位置。合上电源开关后，主机实验台上的数显表都显示0000，表示实验台状态正常。

3、请勿将主机箱的电源、信号源输出端与地端（⊥）直接短接，因短接容易造成电路故障。

4、在将主机箱的±电源引入实验模板时注意不要接错。

5、每个实验均应在断开电源的状态下按实验线路接好连接线（实验中用到可调直流电源时，应在该电源调到实验值后再接到实验线路中），检查无误后方可接通电源。 6、在更换接线时，应断开电源，只有在确保接线无误后方可接通电源。

7、实验完毕后，请将传感器、实验模板和连接线整理好（连接线按长短分成三组）。 8、实验接线时，要握住手柄插拔实验连接线，不能拉扯实验连接线。

9、主机箱上的不同信号电源的地端并不是公共地，接电源时要接与其相对应的地端。

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CSY－2000D传感器实验指南

实 验 目 录

实验一 金属箔式应变片的性能检测实验?????????????????????

传感器（检测与转换）

实验指导书

传感器实验指导书

目 录

实验一 电阻式传感器的单臂电桥性能实验 ....................................................... 3 实验二 电阻式传感器的半桥性能实验 ............................................................... 6 实验三 电阻式传感器的全桥性能实验 ............................................................... 8 实验四 变面积式电容传感器特性实验 ............................................................. 10 实验五 差动式电容传感器特性实验 ............................................................

传感与检测技术实验讲义 实验一 应变式称重传感器的应用

一．实验目的：1.熟悉常用应变式力传感器的应用。2.掌握应变片传感器的测量原理及电桥电路的应用。 二．实验仪器：稳压电源、万用表、实验箱、称重传感器模块等。

实验原理：应变式传感器是常用的测量力的传感器。

应变片式传感器是一种将测试件上的应变量转换成一种电信号的敏感器件。当事件受力发生形变时，电阻应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化，通常采用桥式电路，然后通过放大器放大实现。

VCCVCCU1:A132LT1014A4R810KR1010KR11KR31K11R6RV1RV21K5KU2:A4312100KU0R21KR41K6100K11R7LM324R1110KU1:B75LT1014AR910K 三.实验内容及测试 1．不同质量砝码重量测量

应变片可以测量的重量范围为0~1Kg，额定灵敏度为1.0±0.15mv/g，R1~R4组成的电桥测量电路输入阻抗为1115±10%Ω，输出阻抗为1000±10%Ω，安全过载率为150%F.S，最大工作电压为15VDC。 满量程输出电压=激励电压×灵敏度。U1A、U1B组成放大倍数可调的差分放大电路。

测量模块面板上

传感与检测技术实验讲义 实验一 应变式称重传感器的应用

一．实验目的：1.熟悉常用应变式力传感器的应用。2.掌握应变片传感器的测量原理及电桥电路的应用。 二．实验仪器：稳压电源、万用表、实验箱、称重传感器模块等。

实验原理：应变式传感器是常用的测量力的传感器。

应变片式传感器是一种将测试件上的应变量转换成一种电信号的敏感器件。当事件受力发生形变时，电阻应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化，通常采用桥式电路，然后通过放大器放大实现。

VCCVCCU1:A132LT1014A4R810KR1010KR11KR31K11R6RV1RV21K5KU2:A4312100KU0R21KR41K6100K11R7LM324R1110KU1:B75LT1014AR910K 三.实验内容及测试 1．不同质量砝码重量测量

应变片可以测量的重量范围为0~1Kg，额定灵敏度为1.0±0.15mv/g，R1~R4组成的电桥测量电路输入阻抗为1115±10%Ω，输出阻抗为1000±10%Ω，安全过载率为150%F.S，最大工作电压为15VDC。 满量程输出电压=激励电压×灵敏度。U1A、U1B组成放大倍数可调的差分放大电路。

测量模块面板上

传感器技术与检测

传感器与检测技术

实验指导书

传感器技术与检测

目 录

实验管理条例-----------------------------------------------------------------1 实验一、金属箔式应变片性能---单臂电桥-----------------------------------------2 实验二、金属箔式应变片：单臂，半桥，全桥比较-----------------------------------5 实验三、金属箔式应变片的温度效应及补偿-----------------------------------------8 实验四、金属箔式应变片----交流全桥--------------------------------------------9 实验五、交流全桥的应用----振幅测量-------------------------------------------12 实验六、交流全桥的应用----电子称之一------------------------------------------13 实验七、热电偶的原理及现象------------------------------

传感器与检测技术

实验指导书

目 录

实验管理条例-----------------------------------------------------------------1 实验一、金属箔式应变片性能---单臂电桥-----------------------------------------2 实验二、金属箔式应变片：单臂，半桥，全桥比较-----------------------------------5 实验三、金属箔式应变片的温度效应及补偿-----------------------------------------8 实验四、金属箔式应变片----交流全桥--------------------------------------------9 实验五、交流全桥的应用----振幅测量-------------------------------------------12 实验六、交流全桥的应用----电子称之一------------------------------------------13 实验七、热电偶的原理及现象---------------------------------------

实验一 应变式传感器与检测系统实验

一、 实验目的

1．熟悉金属箔式应变片的应变效应和测量电桥（全桥）的组成、工作原理和性能；利用应变片制作的称重实验台进行物品称重，并掌握称重实验台的定标和测量误差修正方法；

2．结合称重实验系统的构建，熟悉典型的自动检测系统的硬件结构和工作原理；掌握检测技术软件（数据采集和处理软件DRVI）的基本功能和使用方法。

二、 实验原理

本实验所用的DRCZ-A型称重台由应变式力传感器、底座、支架和托盘构成。其中，力传感器由测力环和4个应变片构成的全桥电路组成。当物料加到载物台后，4个应变片会发生变形，通过电桥放大后产生电压输出。

图1称重实验台结构示意图

电阻应变片是利用物体线性长度发生变形时其阻值会发生改变的原理制成的，其电阻丝一般用康铜材料，它具有高稳定性及良好的温度补偿性能。测量电路普遍采用惠斯通电桥（如图1-2所示），利用的是欧姆定律，输出量是电压差。

图2 电阻应变片惠斯通电桥测量电路

为提高测量精度，称重实验台使用前可用标准砝码对其进行标定，得到物料重量与输出电压的关系曲线，实际使用时将测量电压按该曲线反求出实际重量就。关系曲线用y=kx+b拟合，方法有：①理论拟合；②端点连线平移拟合；

《测试技术》

实验指导书

蒋 平

南京工程学院

二○一二年一月

目 录

实验1 测试装置的特性实验 ..................................................... 1 实验1—1 指针式电表的静、动态特性 ............................. 1 实验1—2 电阻应变仪的静、动态特性 ............................. 4 实验2 电桥和差特性实验 ......................................................... 7 实验3 信号分析实验 ............................................................... 11 实验3—1 基于信号分析工具箱的信号分析实验 ........... 12 实验3—2 基于虚拟仪器的信号分析实验 ....................... 15 实验4 三向振动台的计算机辅助测试实验 ........................... 17 实 验 报 告 .................

《测试技术》

实验指导书

蒋 平

南京工程学院

二○一二年一月

目 录

实验1 测试装置的特性实验 ..................................................... 1 实验1—1 指针式电表的静、动态特性 ............................. 1 实验1—2 电阻应变仪的静、动态特性 ............................. 4 实验2 电桥和差特性实验 ......................................................... 7 实验3 信号分析实验 ............................................................... 11 实验3—1 基于信号分析工具箱的信号分析实验 ........... 12 实验3—2 基于虚拟仪器的信号分析实验 ....................... 15 实验4 三向振动台的计算机辅助测试实验 ........................... 17 实 验 报 告 .................