CSY型传感器系统仪指南.docx

检测与传感器技术实验指导书第一章 CSY 传感器说明书 第二章实验指导一、 应变式电阻传感器：单臂、半桥、全桥比较二、 差动面积式电容传感器的静态及动态特性三、 ；：；. 度传感器茂计第三章附录附录一、电路原理图附录二、传感器安装示意图及面板示意图第一章CSY 传感器说明书一、 CSY 传感器实验仪简介实验仪主要由四部分组成：传感器安装台、显示与激励源、传感器符号及引线单元、处理电 路单元传感器安装台部分：装有双平行振动梁（应变片、热电偶、 PN 结、热敏电阻、加热器、压电传感器、梁自由端的磁钢） 、激振线圈、双平行梁测微头、光纤传感器的光电变换座、光纤及探头小机电、电涡流传感器及支座、电涡流传感器引线① 3.5 插孔、霍尔传感器的二个半圆磁钢、振动平台（圆盘）测微头及支架、振动圆盘（圆盘磁钢、激振线圈、霍尔片、电涡流检测片、差动 变压器的可动芯子、电容传感器的动片组、磁电传感器的可动芯子） 、扩散硅压阻式传感器、气敏传感器及湿敏元件安装盒，具体安装部位参看附录三备注： CSY 系列传感器实验仪的传感器具体配置根据需方的合同安装显示及激励源部分：电机控制单元、主电源、直流稳压电源（土2V—土 10V档位调节）、F/ V数字显示表（可作为电压表和频率表） 、动圈毫伏表（ 5mV-500mV 及调零、音频振荡器、低频振荡器、土 15V 不可调稳压电源。

实验主面板上传感器符号单元：所有传感器（包括激振线圈）的引线都从内部引到这个单元 上的相应符号中，实验时传感器的输出信号（包括激励线圈引入低频激振器信号）按符号从这个单元插孔引线处理电路单元：电桥单元、差动放大器、电容放大器、电压放大器、移相器、相敏检波器、电荷放大器、低通滤波器、涡流变换器等单元组成CSY 实验仪配上一台双线（双踪）通用示波器可做几十种实验教师也可以利用传感器及处理电路开发实验项目主要技术参数、性能及说明〈一 ＞传感器安装台部分：双平行振动梁的自由端及振动圆盘下面各装有磁钢，通过各自测微头或激振线圈接入低频激振器VO 可做静态或动态测量应变梁： 应变梁采用不锈钢片，双梁结构端部有较好的线性位移传感器：1 、 差动变压器量程：＞ 5mm直流电阻：5Q — 10 Q由一个初级、二个次级线圈绕制而成的透明空心线圈，铁芯为软磁铁氧体2 、 电涡流位移传感黑量程：＞ 1mm亡流吐H： 1 Q - 2 Q多股漆包线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成3 、 霍尔 式传感器量程：土》2mm 讥电厂：浊反泌踣II: 800 Q — 1.5K Q输出端口：300 Q — 500 Q日本 JVC 公司生产的线性半导体霍尔片，它置于环形磁钢构成的梯度磁场中。

4 、 ? 热 电偈直流电阻：10Q左右 由两个铜一康铜热电偶串接而成，分度号为T冷端温度为环境温度5 、 电 容式传感器量程：土》 2mm 由两组定片和一组动片组成的差动变面积式电容6 、 热敏电阳由半导体热敏电阻NTC : 温度系数为负 ,25 C 时为 10KQ7 、 光纤传感器由多模光纤、发射、接收电路组成的导光型传感器，线性范围》 2mm 红外线发射、接收、直流电阻： 500 Q —1.5k Q 2X 60 股丫形、半圆分布8 、 压阻 N 斥力传感湍量程： 10Kpa （ 差压 ） 供电： w 6V 直流电阻：Vs+---V s- : 350 Q —450 Q V o+---V o- : 3KQ — 3.5K Q美国摩托罗拉公司生产的 MPX 型压阻式差压传感器，具有温度自补偿功能，先进的 X 型工作片（带温补）9 、 压电加述度计PZT-5 双压电晶片和铜质量块构成谐振频率：》 10KHZ ，电荷灵敏度：q 》 20pc/g10 、 应变式传感器箔式应变片阻值：350 Q、应变系数：211 、 PN 结温度传感器:利用半导体P-N 结良好的线性温度电压特性制成的测温传感器，能直接显示被测温度。

灵敏度: -2.1mV/ C12 、磁电式传感器0 .21 X 1000 匚流 I］阳：30 Q — 40 Q13 、气敏传感器MQ3 酒精：测量范围： 50 —2000ppm 由线圈和动铁（永久磁钢）组成，灵敏度0.5v/m/s响应时间：吸湿、脱湿小他分子薄膜电阻型：Rh：几兆Q—几KQ10 秒湿度系数：0.5RH%/C 测量范围： 10 %—95 %工作温度： 0 C—50 C〈二〉、信号及变换:1 电桥：、差动放大器用于组成应变电桥，提供组桥插座，标准电阻和交、直流调平衡网络通频带 0? 10kHz 可接成同相、反相，差动结构，增益为1-100 倍的直流放3 、 电容变换器电压放大器5 、 ?移和器6 、 和敏检波器14 、湿敏电阻7 、 电 荷放大器8 、9、涡流变换器由高频 电桥组成的处理电路增益约为振荡， 5 倍 同相输入通频带 0~10KHz允许最大输入电压10Vp-p 移刀I荒卜乜：士 20o （5kHz可检波电压频率 0 — 10kHz 科赧.匕冷典电压10Vp-p极性反转整形电路与电子开关构成的检波电路电容反馈型放大器，用于放大压电传感器的输出信号由 50Hz 陷波器和 RC 滤波器组成，转折频率 35Hz 左右输出电压》 |8|V （ 探头离开被测物变频式调幅变换电路，传感器线圈是振荡电路中的电感元件10 、光电变换座由红外发射、接收组成。

三〉、 二套显示仪表1 、 数字式电压/ 频率表 ： 3 位半显示，电压范围0— 2V、 0—20V ，频率范围 3Hz — 2KHz 、 10Hz— 20KHz ，灵敏度》 50mV 2、指针式毫伏表： 85c1 表，分 500mV 、 50mV 、 5mV 三档，精度2.5% 四〉、 二种振荡器1 、 音频振荡器： 0.4KHz — 10KHz 输出连续可调， V-p-p 值 20V ， 180 °、0 °反相输出， Lv 端最 大功率输出电流 0.5A 2 、 低频振荡器：1 —30Hz 输出连续可调， Vp-p 值 20V ，最大输出电流0.5A ， Vi 端可提供用做电 流放大器五〉、 二套悬臂梁、测微头双平行式悬臂梁二副 （其中一副为应变梁， 另一副装在内部与振动圆盘相连） ，梁端装有永久磁钢、 激振线圈和可拆卸式螺旋测微头，可进行压力位移与振动实验六〉 电加热器二组电热丝组成，加热时可获得高于环境温度30 C 左右的升温七〉测速电机一组由可调的低噪声高速轴流风扇组成，与光电、光纤、涡流传感器配合进行测速实验八〉二 组稳压电稳直流± 15V ，主要提供温度实验时的加热电源，最大激励1.5A 。

±2V—10V 分五档输出，最大输出电流1.5A 提供直流激励源九〉 计算机联接与处理数据采集卡： 十二位 A/D 转换， 采样频率20— 25000 次/秒，采样速度可控制， 分单次采样与连续采样 标准 RS-232接口，与计算机串行工作良好的计算机显示界面与方便实用处理软件，实验项目的选择与编辑、数据采集、数据处理、图 形分析与比较、文件存取打印实验第二章实验指导1、单臂实验目的：了於全M箔乂对变,,且和单挤日勺一作甩土和 一FT」%:所需单元及部件：直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁测微头、一片应变片、F/V表、主、副电源旋钮初始位置：口流痔.厂I]源：「闵二2V档，F/V表打到2V档，昙丈虞丈州辽怙J「实验步骤：（1）了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片和一片补偿应变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以轨下、呱后、汇、右逍（1）将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（+ ） 、负（一）、地短接将差动放大器的输出端与F/V表的输入插口 Vi相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，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。

2）根据图1接线R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻R4为应变片；将稳压电源的切换开关置土4V档，F/ V表置20V档调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1,使F/ V表显示为零，然后将 F/ V表置2V档，再调电桥 W1 （慢慢地调），使F/ V表显示为零3）将测微头转动到10mm刻度附近，安装到双平等梁的自由端（与自由端磁钢吸合），调节测微头支柱的高度（梁的自由端跟随变化）使F/V表显示最小，再旋动测微头，使F/V表显示为零（细调零），这时的测微头刻.度为零位的相应刻度匚VIV（4）——往下或往上旋动测微头，使梁的自由端产生位移记下F/V表显示的值建议每旋动测微头-4V o [jo 开 0别电灌一周即△ X= 0.5mm ii ■―(!」口、入，去:位移(mr) i电压(mV(5)据所得结果计算灵敏度S= A V/A X (式中△ X为梁的自由端位移变化，△ V为相应F/ V表显示的电压相应变化)6) 刁注意事项*(1)电桥上端虚线所示的四个电阻实际上弁不存在，仅作为一标记，让学生组桥容易3)为确保实验过程中输出指示不溢出，如指示溢出，适当减小差动放大增益，此时 差动曲人器不宓垃调零：：(3)(4)电位器 W1 W2E有的型号仪器中标为RD RA问题：1) ) 术锁豁电册心百流稳旧 —京和心破刖器「川更求？(2)根据所给的差动放大器电路原理图，(见附录图一)，分析其工作原理，说明它既能作差动放人?又町柞同和或反和放人器’2) 金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较实验目的：弦订肛竹、…忻.二疥的性能滋IL”二务.所需单元和部件： 直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/ V表、测微头、双平行梁、应变片、主、副屯源。

有关旋钮的初始位置：首济稳卞卜好订到i2V档，F/ V表打到2V档，差动放大器增益打到最大实验步骤：⑴按锁口令一力汰楙事龙般 扎雪训电F:关闭主、刑电源：⑵按图1接线，图中R4为工作片，r及W1人巧平|爵网踣..(3)调整测微头使双平行梁处于水平位置(目测)，将直流稳压电源打到土 4V档选择适当的放大增益然后调整电桥平衡电位器W1使表头显示零(需预热几分钟表头才能稳定下来)：'(4)旋转测微头，使梁移动，每隔 0 .5mm读一个数，将测得数值填入下表，然后关闭主、副电源：位移(mr)i电压(mV。