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《传感器技术实验》

实 验 指 导 书

庄肖波 编 写 适用专业：测控技术与仪器

江苏科技大学电子信息学院

2009年9月

前 言

《传感器技术》课程，在高等理工科院校测控技术与仪器类各专业的教案计划中，是一门重要的专业基础课，而《传感器技术实验》课程是完成本课程教案的重要环节。其主要任务是通过实验巩固和消化课堂所讲授理论内容的理解，掌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兴趣。其目的是使学生掌握非电量检测的基本方法和选用传感器的原则，熟悉各种传感器与检测技术的关系，以及各类在项目中的实际应用，拓宽学生的知识领域，锻炼学生的实践技能，培养学生独立处理问题和解决问题的能力，培养学生科学的工作作风。本实验开设实验总学时数：16，开设实验总个数： 8 个，课内选做2个。实验内容有：金属箔式应变计性能——应变电桥、双孔应变传感器——称重实验、温度传感器——热电偶测温实验、温度传感器——铂热电阻、电感式传感器——差动变压器性能、电感传感器——差动螺管式传感器位移测量、霍尔式传感器——直流激励特性、电容式传感器性能等。其中双孔应变传感器——称重实

验、电感传感器——差动螺管式传感器位移测量为综合性实验。课内选做实验有：差动变压器的应用——电子秤、电涡流传感器——静态标定。其他仪器与仪表专业也选择其中的2个或3个较为典型的传感器实验作为课内实验。 目 录

实验一 金属箔式应变计性能——应变电桥3 实验二 双孔应变传感器——称重实验6 实验三 温度传感器——热电偶测温实验8 实验四 温度传感器——铂热电阻11

实验五 电感式传感器——差动变压器性能13 实验六 电感传感器——差动螺管式传感器位移测量15 实验七 霍尔式传感器——直流激励特性17 实验八 电容式传感器性能19 实验九差动变压器的应用——电子秤21 实验十 电涡流传感器——静态标定23 附录A实验仪器简介25 附录B实验操作须知27

实验一：金属箔式应变计性能——应变电桥

实验学时：2 实验类型：<验证） 实验要求：<必修） 一、实验目的

1、观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。 2、测试应变梁变形的应变输出。

3、比较各桥路间的输出关系。 二、实验内容

本实验主要了解和掌握箔式应变片及直流电桥的原理和工作情况。

三、实验原理、方法和手段

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，测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值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。 电桥电路是最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R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别为△R1/ R1、△R2/ R2、△R3/ R3、△R4/ R4 ，当使用一个应

变片时，

?R??R2?R?R?R；当二个应变片组成差动状态工作，则有R；用四

?R?4?RR。 个应变片组成二个差动对工作，且R1= R2= R3= R4=R，四、实验组织运行要求

本实验采用以学生自主训练为主的开放模式组织教案。 五、实验条件

直流稳压电源+4V、公共电路模块<一）{公共电路模块}、贴于主机工作台悬臂梁上的箔式应变计、螺旋测微仪、数字电压表。 六、实验步骤

1、连接主机与模块电路电源连接线，差动放大器增益置于最大位置<顺时针方向旋到底），差动放大器“+”“—”输入端对地用实验线短路。输出端接电压表2V档。开启主机电源，用调零电位器调整差动放大器输出电压为零，然后拔掉实验线，调零后模块上的“增益、调零”电位器均不应再变动。

<图1）

2、观察贴于悬臂梁根部的应变计的位置与方向，按图<1）将所需实验部件连接成测试桥路，图中R1、R2、R3分别为固定标准电阻，R为应变计<可任选上