浙师大《机械工程测试技术基础》实验报告

机械工程测试技术基础实验报告学院工学院、职业技术教育学院班级机械设计制造及其自动化xxx班姓名xxxxxxx学号xxxxxxxxxx实验一金属箔式应变片单臂电桥性能实验班级机械132姓名XXX学号XXX实验日期2015/12同组成员XXX、XXX成绩1、实验目的与要求比较单臂电桥与半桥、全桥的不同性能，了解单臂电桥的工作原理和性能。（1）观察金属箔式应变片的形状及布置，思考其测量应变的工作原理和性能；（2）观察电桥电路的组成，特别是单臂电路，思考其特点和测量原理；（3）通过5只砝码的增减，了解金属箔式应变片单臂电桥测量重量的工作原理和性能，并测得单臂电桥的输出，做出V---G曲线，计算灵敏度S和非线性误差δ，并比较与半桥和全桥电路的不同性能。2、实验步骤（1）抬起加力机构，将应变力传感器通过专用线接主控台相应插孔，通用放大器（2）的S5开关置相应位并按下应变式传感器R1、R2、R3开关将四片应变片接成全桥，先不要给传感器加载，将通用放大器（2）的Rw1、Rw3顺时调至调最大，抬起S15开关，调Rw5及Rw2使第一级仪表专用放大器输出Vo3为零。压下S15开关接入第二级反相放大器,调Rw4使Vo4（Vo）为零；（2）在托盘上放5只砝码给传感器加载，逐步调小Rw3至数显电压表指示5V，整个过程Rw1、Rw2、Rw4不要动；（3）取下5只砝码，如数显电压表指示不为零，再调Rw4使Vo4（Vo）为零；（4）重复上面第（2）步；（5）取下5只砝码，数显电压表指示应为零；（6）抬起应变式传感器R2、R3开关，将应变式传感器接成单臂电桥，调Rw5使数显电压表指示为零，务必保持Rw1、Rw2、Rw3、Rw4不变；3、记录与分析（1）每加1只砝码（共8只），记下电压表读数，填入下表；(这里记每个砝码100g)重量（g）0100200300400500600700800电压（mv）010203040607080904、实验结果（1）作出V---G曲线，计算灵敏度S和非线性误差δ；从V---G曲线可以看出，重量和电压几乎成线性增长关系。灵敏度S△V=90-0=90mV△G=800gS=△V/△G=90/800=0.1125非线性误差δ非线性误差=最大误差/量程ΔVmax=60-40=20mVδ=20/90x100%=22.22%（2）与半桥、全桥作一对比，有何关系？单臂电路的灵敏度是半桥电路的1/2，全桥电路的1/4单臂电路的非线性误差δ比半桥、全桥大。即测量精准度要稍差一些。实验二金属箔式应变片半桥电桥性能实验班级机械132姓名XXX学号XXX实验日期2015/12同组成员XXXXXX成绩1、实验目的与要求比较半桥电桥与单臂、全桥的不同性能，了解半桥电桥的工作原理和性能。（1）观察电桥电路的组成，特别是半桥电路与单臂电路有何不同，思考其特点和测量原理；（2）通过5只砝码的增减，了解金属箔式应变片单臂电桥测量重量的工作原理和性能，并测得半桥电桥的输出，做出V---G曲线，计算灵敏度S和非线性误差δ，并比较与单臂和全桥电路的不同性能。2、实验步骤（1）抬起加力机构，将应变力传感器通过专用线接主控台相应插孔，通用放大器（2）的S5开关置相应位并按下应变式传感器R1、R2、R3开关将四片应变片接成全桥，先不要给传感器加载，将通用放大器（2）的Rw1、Rw3顺时调至调最大，抬起S15开关，调Rw5及Rw2使第一级仪表专用放大器输出Vo3为零。压下S15开关接入第二级反相放大器,调Rw4使Vo4（Vo）为零；（2）在托盘上放5只砝码给传感器加载，逐步调小Rw3至数显电压表指示5V，整个过程Rw1、Rw2、Rw4不要动；（3）取下5只砝码，如数显电压表指示不为零，再调Rw4使Vo4（Vo）为零；（4）重复上面第（2）步；（5）取下5只砝码，数显电压表指示应为零；（6）抬起应变式传感器R2开关，将应变式传感器接成半桥电桥，调Rw5使数显电压表指示为零，务必保持Rw1、Rw2、Rw3、Rw4不变；3、记录与分析（1）每加1只砝码（共8只），记下电压表读数，填入下表；(这里记每个砝码100g)重量（g）0100200300400500600700800电压（mv）0205070901201401601804、实验结果（1）作出V---G曲线，计算灵敏度S和非线性误差δ；从V---G曲线可以看出，重量和电压几乎成线性增长关系。灵敏度S△V=180-0=180mV△G=800gS=△V/△G=180/800=0.225非线性误差δ非线性误差=最大误差/量程ΔVmax=30mVδ=30/180x100%=16.67%（2）与单臂、全桥作一对比，有何关系？半桥电路的灵敏度是单臂电路的2倍，全桥电路的1/2。半桥电路的非线性误差δ比单臂小，比全桥大。即测量精准度介于两种之间。实验三金属箔式应变片全桥电桥性能实验班级机械132姓名XXX学号XXX实验日期2015/12同组成员XXXXXX成绩1、实验目的与要求比较全桥电桥与单臂、半桥的不同性能，了解全桥电桥的工作原理和性能。（1）观察电桥电路的组成，特别是全桥电路与单臂电路、半桥电路的不同，思考其特点和测量原理；（2）通过5只砝码的增减，了解金属箔式应变片单臂电桥测量重量的工作原理和性能，并测得全桥电桥的输出，做出V---G曲线，计算灵敏度S和非线性误差δ，并比较与单臂和全桥电路的不同性能。2、实验步骤（1）抬起加力机构，将应变力传感器通过专用线接主控台相应插孔，通用放大器（2）的S5开关置相应位并按下应变式传感器R1、R2、R3开关将四片应变片接成全桥，先不要给传感器加载，将通用放大器（2）的Rw1、Rw3顺时调至调最大，抬起S15开关，调Rw5及Rw2使第一级仪表专用放大器输出Vo3为零。压下S15开关接入第二级反相放大器,调Rw4使Vo4（Vo）为零；（2）在托盘上放5只砝码给传感器加载，逐步调小Rw3至数显电压表指示5V，整个过程Rw1、Rw2、Rw4不要动；（3）取下5只砝码，如数显电压表指示不为零，再调Rw4使Vo4（Vo）为零；（4）重复上面第（2）步；（5）取下5只砝码，数显电压表指示应为零；3、记录与分析（1）每加1只砝码，记下电压表读数，填入下表；；(这里记每个砝码100g)重量（g）0100200300400500600700800电压（mv）030801201702202603103504、实验结果（1）作出V---G曲线，计算灵敏度S和非线性误差δ；从V---G曲线可以看出，重量和电压几乎成线性增长关系。灵敏度S△V=350-0=350mV△G=800gS=△V/△G=350/800=0.4375非线性误差δ非线性误差=最大误差/量程ΔVmax=50mVδ=50/350x100%=14.29%（2）与单臂和半桥作一对比，有何关系？全桥电路的灵敏度是单臂电路的4倍，半桥电路的2倍。全桥电路的非线性误差δ比单臂和半桥要小。即测量更精准。实验四电涡流传感器位移特性实验班级机械132姓名XXX学号XXX实验日期2015/12同组成员XXXXXX成绩1、实验目的与要求了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。（1）观察电涡流传感器及其测量电路的组成，思考其特点和测量原理；（2）通过调节测微头，了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性，测得测量电路的输出，做出V---X曲线，计算线性起点X0、线性范围、灵敏度S和非线性误差δ。2、实验步骤（1）在直线位移执行器圆盘右边靠外边的支架安装上测微头。测微头旋在20mm处，并顶住直线位移执行器圆盘，拧紧测量架顶部的固定镙钉；（2）如作过实验七，实验八应取下直线位移执行器圆盘上吸附的圆形磁钢；（3）将电涡流传感器安装在直线位移执行器右边靠里边的支架上。传感器引线插入相应插座中，探头对准并贴近直线位移执行器圆盘上的小圆片，拧紧测量架顶部的固定镙钉；图1电涡流传感器测量系统4．电涡流传感器测量系统面板上的wR1调至最大。如图1；3、记录与分析（1）向里旋转测微头，每转动0.2mm或0.5mm记下数字电压表读数，直到数字电压表读数不变，并填入下表；位移/mm0.511.522.533.544.55电压/v0.471.151.752.272.693.023.303.523.703.854、实验结果作出V-X曲线，计算（1）线性起点X0；(2)线性范围；(3)灵敏度S和非线性误差δV-X曲线如下图所示:（1）线性起点X0；由线性趋势线y=1.1151x+0.0037得X0=-0.0033（2）线性范围；线性范围大概为位移X[0.5，2.5]mm（3）灵敏度S和非线性误差δ灵敏度S△V=3.85-0.47=3.38V△X=4.5mmS=△V/△X=3.38/4.5=0.75非线性误差δ非线性误差=最大误差/量程ΔVmax=0.68Vδ=0.68/3.38x100%=20.12%实验五差动变压器（电感式）位移传感器特性实验班级机械132姓名XXX学号XXX实验日期2015/12同组成员XXXXXX成绩1、实验目的与要求了解差动变压器的工作原理和特性。（1）观察差动变压器及其测量电路的组成，思考其特点和测量原理；（2）通过调节测微头，了解差动变压器测量位移的工作原理和特性，测得测量电路的输出，做出V---X曲线，计算两个方向的线性范围、灵敏度S、非线性误差δ。2、实验步骤（1）如作过实验七，实验八应取下直线位移执行器圆盘上吸附的圆形磁钢；（2）将差动变压器传感器安装在直线位移执行器右边靠里的支架上。传感器引线插入相应插座中，探头对准并顶住直线位移执行器圆盘上的小圆片，向左移动传感器使测量杆回缩至杆上黑圈对准传感器侧壁（零点），拧紧测量架顶部的固定镙钉；（3）直线位移执行器圆盘右边靠外的支架安装上测微头。测微头旋在20mm，并顶住直线位移执行器圆盘，拧紧测量架顶部的固定镙钉；（4）将差动变压器特性/测量系统中的“特性/测量”开关置“特性”位，在“特性”输出口接数字电压表，如下图；3、记录与分析（1）向里旋转测微头，每次转动0.2mm或0.5mm记下数字电压表读数，（至少10次）并填入下表；位移/mm0.511.522.533.544.55电压（v）0.790.911.031.151.261.381.501.621.741.85（2）测微头旋回10mm处，向外旋转测微头，每次转动0.2mm或0.5mm记下数字电压表读数，（至少10次）并填入下表；4、实验结果作出V-X曲线，计算（1）线性范围；向里旋转测微头，线性范围大概为位移X[0.5，5]mm（2）灵敏度S；灵敏度S△V=1.85-0.79=1.06V△X=4.5mmS=△V/△X=1.06/4.5=0.2356（3）非线性误差δ。非线性误差δ非线性误差=最大误差/量程ΔVmax=0.12Vδ=0.12/1.06x100%=11.32%实验六电容式位移传感器特性实验班级机械132姓名XXX学号XXX实验日期2015/12同组成员XXXXXX成绩1、实验目的与要求了解电容式传感器的结构及其特点。（1）观察电容式传感器及其测量电路的组成，思考其特点和测量原理；（2）通过调节测微头，了解电容式传感器测量位移的工作原理和特性，测得测量电路的输出，作出V--X曲线，计算两个方向的线性范围、灵敏度S、非线性误差δ。2、实验步骤（1）直线位移执行器圆盘右边靠外的支架安装上测微头。测微头旋在20mm处，并顶住直线位移执行器圆盘，拧紧测量架顶部的固定镙钉；（2）测微头旋至10mm处；（3）将连接杆插入直线位移执行器右边靠里的支架内，电容位移传感器安装在连接杆上，传感器引线插入相应插座中，探头对准并顶住直线位移执行器圆盘上的小圆片，移动连接杆使测量杆回缩至杆上白圈对准传感器侧壁（零点），拧紧测量架顶部的固定镙钉；图电容式位移传感器测量系统（4）电容传感器测量系统中的“特性/测量”开关置“测量”位，在“测量”输出口接数字电压表，如图；（5）将放大器增益调到适中位，调零位使数字电压表为零；3、记录与分析（1）向里旋转测微头，每次转动0.2mm或0.