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1、Y CF（中职）传感器及应用第七章教学课件 第7 章 实验 7.1 应变式传感器测力实验 7.2 热电式传感器温度测量实验 7.3 电容式传感器的位移试验 7.4 霍尔传感器的应用 7.5 光电转速传感器的转速测量实验7.1 应变式传感器测力实验 7.1.1 实验目的 了解金属箔式应变片的应变效应、单臂电桥工作原理和性能。7.1.2 基本原理 电阻丝在外力的作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为:式中 电阻丝电阻相对变化;K 应变灵敏系数;电阻丝长度相对变化。7.1.3 需用器件与单元 下一页 返回7.1 应变式传感器测力实验 应变式传感器实验模
2、板、应变式传感器、祛码、数显表、115V电源、1 4V 电源、万用表。7.1.4 实验步骤(1)如图7-1 所示，应变式传感器已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1,R2,R3,Ra。加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R1=R2-R3=Ra=350，加热丝阻值为50 左右。(2)接入模板电源115V(从主控箱引入)，检查无误后，合上主控箱电源开关，将试验模板调节增益电位器Rw3 顺时针大致调节到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显表电压输入端V;相连，调节试验模板上调零电位器，使数显表显示为零(数显表的
3、切换开关打到2V挡)。关闭主控箱电源。上一页 返回 下一页7.1 应变式传感器测力实验(3)将应变式传感器的其中一个应变片R(即模板左上方的R,)接入电桥作为一个桥臂与RS,R6,R:接成直流电桥(RS,R6,R:模块内已连接好)，接好电桥调零电位器Rw,，接上桥路电源1 4V(从主控箱引入)。检查接线无误后，合上主控箱电源开关。调节Rw,，使数显表显示为零。(4)在电子秤上放置一只祛码，读取数显表数值，依次增加祛码和读取相应的数显表值直到5008(或200g)祛码加完。记下试验结果填入中，关闭电源。(5)根据计算系统灵敏度S，公式为:式中u 一输出电压变化量，V;w 一质量变化量，g9 计算
4、线性误差公式为:下一页 返回 上一页7.1 应变式传感器测力实验 式中-输出值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大偏差;-满量程输出平均值，此处为5008 或20 鲍。上一页 返回7.2 热电式传感器温度测量实验 7.2.1 实验目的(1)了解热电阻的测温原理。(2)掌握热电偶测温的方法。7.2.2 实验原理 图7-2 是运用热电偶测量温度的实验装置。加热器接入工作电压进行加热，使周围的环f 温度升高;热敏电阻在温度升高时阻值随着变化;通过温度变换器使输出电压随之改变。热电阻的环境温度由热电偶测出。7.2.3 实验设备(1)直流稳压电源(+15V)或(一15V)下一页 返回7.2 热电式传感
5、器温度测量实验(2)加热器(3)热敏电阻(4)铜一康铜热电偶(5)温度变换器(6)电压表(7)温度计(8)示波器 7.2.4 实验步骤(1)用温度计测出实验室的室内温度to，并记录。(2)变换器接入热敏电阻名破变换器输出口接电频率表输入口，加热器接入一15V 稳压电源。上一页 下一页 返回7.2 热电式传感器温度测量实验(3)用数字万用表测出不同温度下热电势大小，同时在电压/频率表上读出相应的电压。7.2.5 注意事项(1)每一组热电偶在接入实验系统前必须先标定好。(2)热电偶测温端与被测物体的接触必须牢靠。上一页 返回 7.3 电容式传感器的位移试验 7.3.1 实验目的 了解电容式传感器结
6、构及其特点。7.3.2 基本原理 利用平板电容 和其他结构的关系式通过相应的结构和测量电路可以选择。、三个参数中，保持两个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以用测谷物干燥度(变s),测微小位移(变d)和测量液位(变A)等多路电容传感器。7.3.3 需要器件与单元 电割专感器、电割专感器试验模板、测微头、相敏检波、滤波模板、数显单元刁氢流稳压电源。下一页 返回 7.3 电容式传感器的位移试验 四、实验步骤(1)按图7-3 所示安装示意图将电容传感器装于电容传感器试验模板上(2)将电容传感器连线插入电容传感器试验模板，试验线路如下:(3)将电容传感器试验模板的输出端,与数显表单元;相接(插入主控
7、箱;孔)，调节到中间位置。(4)接入115V 电源，旋动测微头推进电容传感器动极板位置，每间隔0.2mm 记下位移X 与输出电压值，填入表7-2 中。上一页 返回7.4 霍尔传感器的应用 7.4.1 实验目的 了解霍尔传感器在静态测量中的应用。7.4.2 所需单元和元件 霍尔片、磁路系统、差动放大器、直流稳压电源,F/V 表、电桥、祛码、主/副电源、振动平台。7.4.3 实验原理 霍尔片在磁路中有位移，改变了霍尔元件所感受到的磁场大小和方向，引起霍尔电势的大小和极性的变化。保持霍尔元件的控制电流恒定，而使霍尔元件在一个均匀梯度的磁场中沿x 方向移动，输出霍尔电势为UH=kx,霍尔电势极性表示位
8、移的方向。磁场梯度越大，灵敏度越高;磁场梯度越均匀，输出线性度越好。下一页 返回7.4 霍尔传感器的应用 7.4.4 实验步骤(1)直流稳压电源置1 2V 挡，主副电源关闭。(2)将差动放大器调零:用连线将差动放大器的正负端接地;将差动放大器的输出端与F/V 表的输入插口V;相连;开启主、副电源;调节差动放大器的增益到最大位置(右旋到底)，然后调整差动放大器的调零旋钮，使F/V 表显示为零，关闭主、副电源。(3)调节测微头脱离平台并远离振动台(或拆去测微头)。(4)按图7-4 接线，开启主/副电源，调W，旋钮将系统调零。(5)差动放大器增益调至较小位置，然后不再改变。(6)在称重平台放上祛码，
9、填入附表，反复测量。上一页 下一页 返回7.4 霍尔传感器的应用 7.4.5 注意事项(1)此霍尔传感器的线性范围较小，所以祛码和重物不应太重;(2)祛码应置于平台的中间部分。上一页 返回7.5 光电转速传感器的转速测量实验 7.5.1 实验目的 了解光电转速传感器测量转速的原理及方法。7.5.2 基本原理 光电式转速传感器有反射型和直射型两种。本实验装置是反射型的，如图7-5 所示。传感器端部有发光管和光电管，发光管发出的光源在转盘上反射后由光电管接受转换成电信号，由于转盘上有黑白相间的12 个间隔，当电机转动时，反光与不反光交替出现，光电元件间断地接收反射光信号，输出电脉冲。经放大整形电路
10、转换成方波信号，由数字频率计测得电机的转速。若频率计的计数频率为f，由下式:下一页 返回7.5 光电转速传感器的转速测量实验 即可测得转轴转速n(r/min)，其中z=12(涂色条数)。7.5.3 需用的器件及单元 光电转速传感器、+5V 直流电源、转动源单元及转速调节2 一24V、数显转速/频率表。7.5.4 实验步骤(1)光电转速传感器安装在传感器支架上，调节高度，使传感器端面离平台表面2 一3mm,将传感器引线分别插入相应插孔，其中棕色接入直流电源+5V,黑色为接地端，蓝色输入主控箱，转速频率表置“转速”挡。(2)将转速调节2 一24V 接到转动源24V 插孔上。(3)合上主控箱电源开关
11、，使电动机转动并从转速/频率上观察电动机转速。如显示转速上一页 下一页 返回7.5 光电转速传感器的转速测量实验 不稳定，可调节传感器的安装高度。(4)逐步将电机转速由低速调至高速，进行测试，将数据记人表7-4 中;替换不同光电元件进行测试，将数据记录下来。求出相应转速。(5)根据实验所得数据，画出各种光电元件转速特性，并比较各种光电元件测速灵敏度和 非线性。7.5.5 注意事项(1)实验前要认真复习实验原理，了解实验的实施方法。(2)熟悉实验用仪器、仪表、设备的使用方法。上一页 返回图7-1 应变式传感器实验图返回图7-2 热电偶测温实验系统图返回图7-3 电容传感器位移实验接线图返回表7-2 电容传感器位移与输出电压值返回图7-4 霍尔式传感器实验接线图返回表7-3 实验数据记录表返回图7-5 反射型光电转速传感器原理图返回表7-4 实验数据记录表返回