机械工程测试实验.docx

《机械工程测试技术》实验指导书实验一、霍尔传感器的直流激励特性一、 实验目的加深对霍尔传感器静态特性的理解掌握灵敏度、非线性度的测试方法，绘制霍尔传感 器静态特性特性曲线，掌握数据处理方法二、 实验原理当保持元件的控制电流恒定时，元件的输出正比于磁感应强度本实验仪为霍尔位移传 感器在极性相反、磁场强度相同的两个钢的气隙中放置一块霍尔片，当霍尔元件控制电流 I不变时，Vh与B成正比若磁场在一定范围内沿X方向的变化梯度dB/dX为一常数，则当 霍尔元件沿X方向移动时dV/dX=RhXIXdB/dX=K，K为位移传感器输出灵敏度霍尔电动势与 位移量X成线性关系，霍尔电动势的极性，反映了霍尔元件位移的方向三、 实验步骤1. 有关旋钮初始位置：差动放大器增益打到最小，电压表置2V档，直流稳压电源置±2V 档图H —22. .RD、r为电桥单元中的直流平衡网络3. 差动放大器调零，按图6 — 1接好线，装好测微头4. 使霍尔片处于梯度磁场中间位置，调整RD使电压表指示为零5. 上、下旋动测微头，以电压表指示为零的位置向上、向下能够移动5mm，从离开电 压表指示为零向上5mm的位置开始向下移动，建议每0.5mm读一数，记下电压表指 示并填入数据记录表。

6. 用以上的位移和输出电压数据，绘出霍尔传感器静态特性的位移和输出电压特性 V-X曲线，指出线性范围7. 将位移和输出电压数据分成两组，用“点系中心法”对数据进行处理，并计算两点 联线的斜率，即得到灵敏度值实验可见：本实验测出的实际是磁场的分布情况，它的线性越好，位移测量的线性 度也越好，它们的变化越陡，位移测量的灵敏度也就越大数据记录表X(mm)V(v)X(mm)V(v)0.50.55-0.5-0.521.01.09-1.0-1.011.51.60-1.5-1.482.02.05-2.0-1.952.52.47-2.5-2.373.02.78-3.0-2.793.53.08-3.5-3.084.03.30-4.0-3.384.53.44-4.5-3.435.03.57-5.0-3.525.53.66-5.5-3.686.03.75-6.0-3.75四、思考题1. 为什么霍尔元件位于磁钢中间位置时，霍尔电动势为02. 在直流激励中当位移量较大时，差动放大器的输出波形如何?实验内容：加深对电容传感器静态特性的理解掌握灵敏度、非线性度的测试方法，绘制电 容传感器静态特性曲线，掌握数据处理方法。

实验步骤1. 按图7 — 1差动放大器“ + ”、“一”输入端对地短接，旋动放大器调零电位器，使 低通滤波器输出为零电容变换器增益，处于最大位置（顺时针到头）图—【2. 差动放大器增益旋钮开到中间，V/F表打到2V档，调节测微头，使输出为零3. 旋动测微头，改变振动台位置，每次0.5mm，将此时测微器的读数及电压表的读数 记录在数据记录表，直至电容动片与上（或下）静片复盖面积最大为止4. 退回测微器至初始位置并开始以相反方向旋动同上法记下X （mm）及V （v）值：5. 用以上的位移和输出电压数据，绘出电容传感器静态特性的位移和输出电压V—X 特性曲线6. 将位移和输出电压数据分成两组，用“点系中心法”对数据进行处理，并计算两点 联线的斜率，即得到灵敏度值数据记录表X(mm)V(v)X(mm)V(v)0.50.15-0.5-0.121.00. 27-1.0-0.191.50. 34-1.5-0.282.00. 42-2.0-0.362.50. 54-2.5-0.483.00. 62-3.0-0.583.50. 72-3.5-0.684.00. 81-4.0-0.784.50. 91-4.5-0.925.01. 02-5.0-1.025.51. 16-5.5-1.16思考题1. 为什么要采用差动电容结构？2. 观察差动电容传感器，试推导覆盖面积而变化的表达式。

设差动电容分别为C1、C2)。