传感器实验指导书(新仪器).doc

实验一 GLCK-107 载荷(称重)测量实验一、实验目的：了解称重传感器与应用二、基本原理：常用的载荷传感器有称重传感器，称重传感器就是在弹性体表面(梁的上下面的左右)粘贴了四片箔式应变片组成差动式全桥测量电路数字电子秤实验原理如下图本实验只做放大器输出 Vo 实验，通过对电路的标定使电路输出的电压值为重量(载荷)对应值，电压量纲（V）改为重量量纲（g）即成为一台原始电子秤数字电子称原理框图三、需用器件与单元：GLCK-107 载荷测控实验装置(顶板上已装有量程为 1kg 的称重传感器)、托盘、砝码(200g 3 只、100g 3 只、20g 5 只) 四、实验步骤：1、按下图的示意接线(传感器的调理电路原理已标在 GLCK-107 载荷测控实验装置的面板上，面板内表面直接焊了仪表用放大器的集成电路及输入、输出口注意：人体触摸面板有感应在传感器的右端装上托盘(空托盘，不压砝)，再在 GLCK-107 载荷测控实验装置的机箱背后下部引入 AC220V 电源，将 GLCK-109 载荷测控实验装置面板的电压表量程拨动开关拨到 2V 档，合上主电源开关2、标定电路：在实验装置的面板上调大仪表用放大器的增益(顺时针方向慢悠悠轻转到底后再回转一点)，再调节调零旋钮使电压表显示为 0(人体有感应，仔细重复多调几下)。

将所有砝码都放置在托备上(3 只 200g 在底层，3 只 100g 在中间，5 只 20g 在顶层)，调节调增益旋钮使电压表显示为 1.000V；拿去所有砝码，调节调零旋钮使电压表显示为 0，再放上所有砝码调增益旋钮使电压表显示为 1.000V，这样的过程重 2～3 次总之，空载为0V，装载 1000g 为 1.000V，视为传感器调理电路标定完毕 载荷传感器测重实验安装、接线示意图3、称重实验：依次放上砝码，记录电压表读数填入下表砝码(g) 0 20 …… 1000正行程输出电压表(mV)反行程输出电压表(mV)……4、根据表格中的数据作出光滑的实验曲线：X 轴为重量 g，Y 轴为电压 mV计算传感器的精度与灵敏度实验完毕，关闭电源3实验二 GLCK-104 直线位移测控实验一、实验目的：了解差动变压器位移测量与应用二、基本原理：位移测量是基于差动变压器的工作原理传感器型号为 WYDC-20L，内部整合有传感器调理电路，接触回弹式测量结构，DC24V 供电，量程为直线位移 20mm，对应输出 0～5V三、需用器件与单元：GLCK-104 直线位移测控实验装置、差动变压器、测微头、位移支撑块。

四、实验步骤：1、按下图的示意安装、接线，接线时注意传感器(差动变压器)引线的颜色在 GLCK-104直线位移测控实验装置的机箱背后下部引入 AC220V 电源，将 GLCK-104 直线位移测控实验装置面板上的电压表量程拨动开关拨到 20V 档，合上主电源开关差动变压器测位移实验安装、接线示意图2、调整差动变压器与测微头的相对位置：①调节测微头的微分筒使微分筒上的 0 刻线与轴套 2mm 处的轴线对准；②左右调整差动变压器位置使位移杆上的 0 刻线在端口附近(稍松差动变压器安装的紧固螺钉，但移动差动变压器时手感较紧，这样容易调整使电压表读数为 0注意：示意图中差动变压器的位移 0 刻线必须在端口处)且电压表读数为 0 再锁紧紧固螺钉3、逆时针调节测微头的微分筒 1mm(示意图中的位移方向、微分筒每转一圈产生位移为 0.5mm请注意：调节微分筒必须慢悠悠仔细转动，不能过量如过量再回转测微头会造成机械回程差)读取电压表读数，将实验数据填写到下表中如此重复过程，直到测微头给定 20mm 至测微头位移(mm) 0 1 …… 19 20正行程电压表读数(V)反行程电压表读数(V)……4、根据表格中的数据作出光滑的实验曲线：X 轴为位移 mm，Y 轴为电压 V。

计算传感器的精度与灵敏度实验完毕，关闭电源5实验三 GLCK-109 电涡流传感器测位移实验一、实验目的：了解电涡流传感器的工作原理与非接触式测量小位移的应用二、基本原理：电涡流传感器的基本原理是基于电涡流效应，请参阅教课书实验中电涡流位移传感器的型号：CZF／BZF-Ⅱ，电涡流变换器即传感器调理电路已安装在 GLCK-109 电涡流传感器实验装置的机箱内供电：DC±15V，测量位移量程：5mm对应输出 0～5V三、需用器件与单元：GLCK-109 电涡流传感器实验装置、电涡流传感器、45＃钢被测体、测微头四、实验步骤：1、按下图安装、接线在 GLCK-109 电涡流传感器实验装置的机箱背后下部引入 AC220V 电源，将 GLCK-109 电涡流传感器实验装置面板上的电压表量程拨动开关拨到 20V 档，合上主电源开关电涡流传感器测小位移实验安装、接线示意图2、调整电涡流传感器与测微头的相对位置：①调节测微头的微分筒使微分筒上的 0 刻线与轴套 5mm 处的轴线对准；②左右调整测微数位置(稍松测微头安装的紧固螺钉，但移动测微头时手感较紧，这样容易调整使电压表读数为 03、逆时针调节测微头的微分筒 0.20mm(示意图中的位移方向、微分筒每转一小格产生位移为 0.01mm。

请注意：调节微分筒必须慢悠悠仔细转动，不能过量如过量再回转测微头会造成机械回程差)读取电压表读数，将实验数据填写到下表中如此重复过程，直到测微头给定 5mm 至测微头位移(mm) 0 0.20 …… 4.80 5正行程电压表读数(V)反行程 电压表读数(V)……4、根据表格中的数据作出光滑的实验曲线：X 轴为位移 mm，Y 轴为电压 V计算传感器的精度与线性度实验完毕，关闭电源7YA-12 型多功能数据采集模板简介一、YA-12 型多功能数据采集模板应用与功能YA-12 型多功能数据采集模板(内部卡为北京阿尔泰科技发展有限公司生产的USB2833 卡)是一种基于 USB 总线的数据采集卡，不需要外部工作电源可直接和计算机的USB 接口相连，构成实验室、检测中心等各种领域的数据采集、波形分析和处理系统也可构成工业生产过程监控系统主要应用场合为：信号采集、过程控制、伺服控制下图为 YA-12 型多功能数据采集模板图，模板上设有二种接口：专用实验线接口与普通导线接口第一节、AD 模拟量输入功能1、 转换器类型：AD73212、 输入量程：±10V、±5V(默认)、±2.5V、0～10V3、 转换精度：13 位(Bit)，第 13 位为符号位4、 采样速率：AD 芯片最大转换速率 500KHz5、 模拟输入通道总数：16 路单端，8 路双端6、 采样通道数：软件可选择，通过设置首通道(FirstChannel)和末通道(LastChannel)来实现的。

说明：采样通道数= LastChannel- FirstChannel+17、 通道切换方式：首末通道顺序切换8、 程控放大器类型：AD82519、 程控增益：1、2、4、8 倍10、模拟输入阻抗：10MΩ11、AD 芯片转换时间：≤1.6ｕS12、非线性误差：±1LSB(最大)13、系统测量精度：0.1％14、工作温度范围：0℃～+50℃15、 存储温度范围：-20℃～+70℃二、YA-12 型多功能数据采集模板各种信号的连接方法㈠、AD 模拟量输入的信号连接方法1、AD 单端输入连接方式单端方式是指使用单个通道实现某个信号的输入，同时多个信号的参考地共用一个接地点此种方式主要应用在干扰不大，通道数相对较多的场合可按下图连接成模拟电压单端输入方式，16 路模拟输入信号连接到 AI0～AI15 端，其公共地连接到 AGND 端a、接线框图 b、模板上实际接线图2、AD 双端输入连接方式9双端输入方式是指使用正负两个通路实现某个信号的输入，该方式也叫差分输入方式此种方式主要应用在干扰较大，通道数相对较少的场合单、双端方式的实现由软件设置，请参考 USB2833 软件说明书。

可按下图连接成模拟电压双端输入方式，可以有效抑制共模干扰信号，提高采集精度模拟信号正端接到 AI0～AI7 端，模拟信号相应的负端接到AI8～AI15 端，并且负端通过几十 KΩ～几百 KΩ 电阻接共用模拟地 AGND(数据采集模板中的 100KΩ 电阻已经接到 AGND，只要将电阻接到负端即可)a、接线框图 b、模板上实际接线图实验四 光纤传感器的位移采集实验一、实验目的：了解光纤位移传感器的工作原理和性能；熟悉数据采集系统在静态实验中的应用二、基本原理：本实验采用的是传光型光纤，它由两束光纤混合后，组成 型光纤，半圆Y分布即双 分布，一束光纤端部与光源相接发射光束，另一束端部与光电转换器相接接收D光束两光束混合后的端部是工作端亦称探头，它与被测体相距 ，由光源发出的光纤传X到端部出射后再经被测体反射回来，另一束光纤接收光信号由光电转换器转换成电量，而光电转换器转换的电量大小与间距 有关，因此可用于测量位移；数据采集系统对实验仪X的实验数据（模拟量）进行采集并于计算机( )机通讯，再用计算机对实验数据进行分PC析处理三、需用器件与单元：主机箱、光纤传感器、光纤传感器实验模板、测微头、反射面、数据采集通讯卡及配套软件。

四、实验步骤：① 根据图 4-1 示意安装光纤位移传感器和测微头，两束光纤分别插入实验模板上的光电座中，其它接线按图 4-1图 4-1 光纤传感器位移实验接线图② 检查接线无误后，合上主机箱电源开关调节测微头，使光反射面与 型光纤头轻触；Y再调实验模板上的 、使主机箱中的电压表显示为 wRV0③ 旋转测微头，被测体离开探头，每隔 读取电压表显示值，将数据填入表 1 中m5.根据表 1 数据画出实验曲线；表 1 )(mX11)(V④ 将实验模板的输出 与主机箱上的数据采集通讯接口中的 A 通道或 B 通道并联，再将01主机箱数据采集通讯接口中的 与计算机的串行口 相连)(23口USBRs （ 口 ）US⑤ 进行计算机数据采集系统实验⑥ 用数据采集系统软件对实验数据进行分析处理实验完毕，关闭所有电源五、思考题：光纤位移传感器测位移时对被测体的表面有些什么要求？。