自动化与电气实验报告模板

THQC-2型传感器系统综合实验仪天煌科技天煌教仪1目录目录..............................................................................................................................................1实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验...........................................................2实验二金属箔式应变片——半桥性能实验...................................................................4实验三金属箔式应变片——全桥性能实验...................................................................6实验四移相实验...............................................................................................................8实验五相敏检波实验.......................................................................................................9实验六交流全桥性能测试实验.....................................................................................12实验七扩散硅压阻式压力传感器压力实验.................................................................14实验八差动电感性能实验.............................................................................................16实验九电容式传感器位移特性实验.............................................................................18实验十电容传感器动态特性实验.................................................................................20实验十一霍尔传感器位移特性实验...............................................................................21实验十二磁电式传感器振动实验...................................................................................22实验十三压电式传感器振动实验...................................................................................23实验十四电涡流传感器位移特性实验...........................................................................25实验十五电涡流传感器振动实验...................................................................................27实验十六光纤传感器位移特性实验.................................................................................28实验十七光电转速传感器转速测量实验.......................................................................30实验十八铂热电阻温度特性实验...................................................................................31实验十九K型热电偶温度特性实验...............................................................................32实验二十正温度系数热敏电阻（PTC）温度特性实验................................................34实验二十一负温度系数热敏电阻（NTC）温度特性实验.............................................35实验二十二PN结温度特性实验.......................................................................................36实验二十三气敏（酒精）传感器实验.............................................................................37实验二十四湿敏传感器实验.............................................................................................38THQC-2型传感器系统综合实验仪天煌科技天煌教仪2实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、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。二、实验仪器双杆式悬臂梁应变传感器、电压温度频率表、直流稳压电源（±4V）、差动放大器、电压放大器、万用表（自备）三、实验原理电阻丝在外力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kRR（1-1）式中RR为电阻丝电阻相对变化；k为应变系数；ll为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件。如图1-1所示，将四个金属箔应变片(R1、R2、R3、R4)分别贴在双杆式悬臂梁弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随悬臂梁形变被拉伸或被压缩。图1-1双杆式悬臂梁称重传感器结构图通过这些应变片转换悬臂梁被测部位受力状态变化，可将应变片串联或并联组成电桥。如图1-2信号调理电路所示，R5=R6=R7=R为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压RRRREU211/40（1-2）E为电桥电源电压；式1-2表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为L=%10021RR。THQC-2型传感器系统综合实验仪天煌科技天煌教仪3图1-2单臂电桥面板接线图四、实验内容与步骤1．悬臂梁上的各应变片已分别接到面板左上方的R1、R2、R3、R4上，可用万用表测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω。2．按图1-2接好“差动放大器”和“电压放大器”部分，将“差动放大器”的输入端短接并与地相连，“电压放大器”输出端接电压温度频率表（选择U），开启直流电源开关。将“差动放大器”的增益调节电位器与“电压放大器”的增益调节电位器调至中间位置（顺时针旋转到底后逆时针旋转5圈），调节调零电位器使电压温度频率表显示为零。关闭“直流电源”开关。（两个增益调节电位器的位置确定后不能改动）3．按图1-2接好所有连线，将应变式传感器R1接入“电桥”与R5、R6、R7构成一个单臂直流电桥。“电桥”输出接到“差动放大器”的输入端，“电压放大器”的输出接电压温度频率表。预热两分钟。(直流稳压电源的GND1要与放大器共地)4．将千分尺向下移动，使悬臂梁处于平直状态，调节Rw1使电压温度频率表显示为零（选择U）。5．移动千分尺向下移0.5mm，读取数显表数值，依次移动千分尺向下移0.5mm读取相应的数显表值，直到向下移动5mm，记录实验数据填入表1-1。表1-1位移(mm)0.511.522.533.544.55电压(mV)6．实验结束后，将千分尺向上旋转，使悬臂梁恢复平直状态，关闭实验台电源，整理好实验设备。五、实验报告1.根据实验所得数据绘制出电压—位移曲线，并计算其线性度。2.根据实验内容试设计一种电子秤。六、注意事项实验所采用的弹性体为双杆式悬臂梁称重传感器，量程较小。因此，加在传感器上的压力不应过大，以免造成应变传感器的损坏！THQC-2型传感器系统综合实验仪天煌科技天煌教仪4实验二金属箔式应变片——半桥性能实验一、实验目的比较半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点。二、实验仪器同实验一三、实验原理不同受力方向的两只应变片（R1、R2）接入电桥作为邻边，如图2-1。电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善，当两只应变片的阻值相同、应变系数也相同时，半桥的输出电压为RREkEU220（2-1）式中RR为电阻丝电阻相对变化；k为应变系数；ll为电阻丝长度相对变化；E为电桥电源电压。式2-1表明，半桥输出与应变片阻值变化率呈线性关系。图2-1半桥面板接线图四、实验内容与步骤1．应变传感器已安装在悬臂梁上，可参考图1-1。2．按图2-1接好“差动放大器”和“电压放大器”电路。“差动放大器”的调零，参考实验一步骤2。3．按图2-1接好所有连线，将受力相反的两只应变片R1、R2接入电桥的邻边。4．参考实验一步骤4。5．移动千分尺向下移0.5mm，读取数显表数值，依次移动千分尺向下移0.5mm和读取相应的数显表值，直到向下移动5mm，记录实验数据填入表2-1。THQC-2型传感器系统综合实验仪天煌科技天煌教仪5表2-1位移(mm)0.511.522.533.544.55电压(mV)6．实验结束后，将千分尺向上旋转，使悬臂梁恢复平直状态，关闭实验台电源，整理好实验设备。五、实验报告1.根据实验所得数据绘制出电压—位移曲线，并计算其线性度。2.根据实验内容试设计一种电子秤。六、思考题半桥测量时非线性误差的原因是什么？七、注意事项实验所采用的弹性体为双杆式悬臂梁称重传感器，量程较小。因此，加在传感器上的压力不应过大，以免造成应变传感器的损坏！THQC-2型传感器系统综合实验仪天煌科技天煌教仪6实验三金属箔式应变片——全桥性能实验一、实验目的了解全桥测量电路的优点。二、实验仪器同实验一三、实验原理全桥测量电路中，将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边，不同的接入邻边，如图3-1，当应变片初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出Uo=RRE（3-1）式中E为电桥电源电压。RR为电阻丝电阻相对变化；式3-1表明，全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差得到进一步改善。图3-1全桥面板接线图四、实验内容与步骤1．应变传感器已安装在悬臂梁上，R1、R2、R3、R4均为应变片，可参考图1-1。2．按图3-1先接好“差动放大器”和“电压放大器”部分，“差动放大器”的调零参照实验一步骤2。3．按图3-1接好所有连线，将应变片接入电桥，参考实验一步骤4。4．移动千分尺向下移0.5mm，读取数显表数值，依次移动千分尺向下移0.5mm和读取相应的数显表值，直到向下移动5mm，记录实验数据填入表3-1。THQC-2型传感器系统综合实验仪天煌科技天煌教仪7表3-1位移(mm)0.51.01.522.533.544.55电压(mV)5．实验结束后，将千分尺向上旋转，使悬臂梁恢复平直状态，关闭实验台电源，整理好实验设备。五、实验报告1．根据实验所得数据绘制出电压—位移曲线，并计算其线性