传感器与检测技术实验报告要点
17页1、 西华大学实验报告 西华大学实验报告(理工类)开课学院及实验室:自动检测及自动化仪表实验室 实验时间 : 年 月 日学 生 姓 名学 号成 绩学生所在学院电气信息学院年级/专业/班课 程 名 称传感器与检测技术课 程 代 码106088009实验项目名称实验一:箔式应变片性能及单臂、半桥、全桥性能比较与半导体应变片性能比较实验项 目 代 码指 导 教 师林艳、陈高燕项 目 学 分一、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;4比较金属应变片与半导体应变片的各种的特点。二、实验原理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,当测件受力发生形变,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。三、实验设备、仪器及材料直流稳压电源(4V档)、电桥、差动放大器、箔式应变片、测微头、(或双孔悬臂梁、称重砝码)、电压表。 四、实验步骤(按照实际操作过程)1调零。开启仪器电源,差动放大器增益置100倍(顺时针方向旋到底),“、”输入端用实验线对地短路。输出端接数字电
2、压表,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。调零后电位器位置不要变化,调零后关闭仪器电源。2按图1.1将实验部件用实验线连接成测试桥路。桥路中R1、R2、R3、和WD为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器,R为金属箔式应变片(可任选上、下梁中的一片工作片)。直流激励电源为4V。4V RR24V R3 R1WDV图1.1 单臂电桥测试原理图3确认接线无误后开启仪器电源,并预热数分钟。测微头装于悬臂梁前端的永久磁钢上,并调节使应变梁处于基本水平状态。调整电桥WD电位器,使测试系统输出为零。4旋动测微头,带动悬臂梁分别作向上和向下的运动,以悬臂梁水平状态下电路输出电压为零为起点,向上和向下移动各5mm,测微头每移动0.5mm记录一个差动放大器输出电压值,并列表。5直流半桥:保持差动放大器增益不变,将R2换成与应变片R工作状态相反的另一金属箔式应变片,(若R拉伸,换上去的应为压缩片)形成半桥。重复单臂电桥的步骤;6直流全桥:保持差动放大器增益不变,将R1换成与应变片R工作状态相反的另一金属箔式应变片,(若R拉伸,换上去的应为压缩片),将 R3换成与应变片R工作状态相同的另一
3、金属箔式应变片,形成全桥。重复单臂电桥的步骤。五、实验过程记录(数据、图表、计算等)六、实验结果分析及问题讨论 指导教师签字: 西华大学实验报告(理工类)开课学院及实验室:自动检测及自动化仪表实验室 实验时间 : 年 月 日学 生 姓 名学 号成 绩学生所在学院电气信息学院年级/专业/班课 程 名 称传感器技与检测技术课 程 代 码106088009实验项目名称实验二:热电式传感器热电偶、热敏电阻测温试验项 目 代 码指 导 教 师林艳、陈高燕项 目 学 分一、实验目的1、观察了解热电偶的结构;2、熟悉热电偶的工作特性;3、学会查阅热电偶分度表;4、了解热敏电阻的特性;5、比较热电偶和热敏电阻的特性。二、实验原理1热电偶测温:热电偶是热电式传感器的一种,它可将温度变化转化成电势的变化,其工作原理是建立在热电效应的基础上的。即将两种不同材料的导体组成一个闭合回路,如果两个结点的温度不同,回路中将产生一定的电流(电势),其大小与材料的性质和结点的温度有关。因此只要保持冷端温度t0不变,当加热结点时,热电偶的输出电势E会随温度t变化,通过测量此电势即可知道两端温差,从而实现温度的测量。本仪器
4、中热电偶为铜康铜热电偶(K型)。2热敏电阻测温:热敏电阻是热电式传感器的一种,它可将温度变化转化为电阻变化以达到测量温度的目的。热敏电阻是利用半导体材料制成的热敏元件,它具有灵敏度高,可以应用于各领域的优点。热电偶一般测高温线性较好,热敏电阻则用于200以下温度较为方便。本实验中所用热敏电阻为负温度系数。其定义为热敏电阻在其自身温度变化1时,电阻值的相对变化量,可用下式表示为:式中B为热敏电阻常数。本实验所用的热敏电阻B=3200K。负温度系数的热敏电阻其特性可以表示为: 式中RT、RT0分别为温度T和T0时的电阻值。因此当温度变化时,热敏电阻阻值的变化将导致由运放组成的压/阻变换电路的输出电压变化,其关系可表示为: 式中UT、U T0分别为温度T和T0时的压/阻变换电路的输出电压值。根据上面两式:三、实验设备、仪器及材料热电偶、热敏电阻RT、温度变换器、加热器、差动放大器、电压表、温度计(自备)。四、实验步骤(按照实际操作过程)1热电偶的测温试验步骤(1)调节差动放大器输出为零。开启仪器总电源并将仪器左下角的15V电源开关置于“开”的位置。差动放大器增益置100倍(顺时针方向旋到底)
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