传感器原理与应用标准实验报告

电子科技大学实验报告学生姓名：孙扬学号：2011079020008课程名称：传感器原理及应用指导教师：彭杰刚实验地点：主楼C2-113实验日期：2013年5月24日实验评分：电子科技大学实验报告学生姓名：孙扬学号：2011079020008指导教师：彭杰刚实验地点：主楼c2-108实验室名称：传感器实验室实验项目名称：实验一应变片单臂电桥性能实验实验学时：2实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。实验原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。单臂电桥实验原理如图1-3图图1-3应变片单臂电桥性能实验原理图实验器材（设备、元器件）：传感器、系统实验台，计算机、实验电路模板及连接线若干。实验步骤及内容：1实验模板中的差动放大器调零：按图1—6示意接线，将主机箱上的电压表量程切换开关切换到2V档，检查接线无误后合上主机箱电源开关；调节放大器的增益电位器RW3合适位置(先顺时针轻轻转到底，再逆时针回转1圈)后，再调节实验模板放大器的调零电位器RW4，使电压表显示为零。图1—6差动放大器调零接线示意图2按图1—7示意图接线，将±2V～±10V可调电源调节到±4V档。检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节实验模板上的桥路平衡电位器RW1，使主机箱电压表显示为零；3在传感器的托盘上依次增加放置一只20g砝码(尽量靠近托盘的中心点放置)，读取相应的数显表电压值，记下实验数据填入表1。图1—7应变片单臂电桥实验接线示意图实验数据及结果分析：实验数据如下：表1-1：第一次实验数据（砝码增加）：重量（g）020406080100120140160180200电压(mv)0-5-10-15-20-25-30-35-39-44-48对应的实验曲线如下图1-1：应变片单臂电桥实验电压与重量的关系-60-50-40-30-20-100020406080100120140160180200重量（g）电压（mv）应变片单臂电桥实验电压与重量的关系图1-1实验曲线图表1-2第一次实验数据（砝码减少）：重量（g）200180160140120100806040200电压(mv)-48-44-39-35-30-25-21-16-11-6-1对应的实验曲线如下图1-2：（注：图中的砝码减少我都是将图形反转了的，好比较曲线关系。）应变片单臂实验电压与重量的关系-60-50-40-30-20-100200180160140120100806040200重量（g）电压（mv）应变片单臂实验电压与重量的关系图1-2实验曲线图表1-3第二次实验数据（砝码增加）重量（g）020406080100120140160180200电压(mv)-1-7-12-17-22-26-31-36-41-46-49对应的实验曲线如下图1-3：应变片单臂电桥实验电压与重量的关系-60-50-40-30-20-100020406080100120140160180200重量（g）电压（mv）应变片单臂电桥实验电压与重量的关系图1-3实验曲线图表1-4第二次实验数据（砝码减少）重量（g）200180160140120100806040200电压(mv)-49-47-41-36-31-26-21-17-12-7-3对应的实验曲线如下图1-4：应变片单臂实验电压与重量的关系-60-50-40-30-20-100200180160140120100806040200重量（g）电压（mv）应变片单臂实验电压与重量的关系图1-4实验曲线图表1-5第三次实验数据（砝码增加）重量（g）020406080100120140160180200电压(mv)-3-8-13-17-23-27-32-37-42-47-49对应的实验曲线如下图1-5：应变片单臂电桥实验电压与重量的关系-60-50-40-30-20-100020406080100120140160180200重量（g）电压（mv）应变片单臂电桥实验电压与重量的关系图1-5实验曲线图表1-6第三次实验数据（砝码减少）重量（g）200180160140120100806040200电压(mv)-49-47-42-37-32-27-22-17-12-7-3对应的实验曲线如下图1-6：应变片单臂实验电压与重量的关系-60-50-40-30-20-100200180160140120100806040200重量（g）电压（mv）应变片单臂实验电压与重量的关系图1-6实验曲线图实验结论：各次增加砝码和减去砝码，电压与重量的关系曲线大致形同，应变片的机械滞后很小。（注：上图中的砝码减少我都是将图形反转了的，好比较曲线关系。）总结及心得体会：实验中要正确接线，要等数码管的示数稳定后再读数。提高了动手能力，将教材的内容与实践相结合。对本实验过程及方法、手段的改进建议：报告评分：指导教师签字：电子科技大学实验报告学生姓名：孙扬学号：2011079020008指导教师：彭杰刚实验地点：主楼c2-108实验室名称：传感器实验室实验项目名称：实验二应变片半桥性能实验实验目的：了解应变片半桥（双臂）工作特点及性能。掌握测量方法。实验学时：2实验原理及内容：应变片半桥特性实验原理如图2—1所示。不同应力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，输出灵敏度提高，非线性得到改善。其桥路输出电压Uo≈(1／2)(△R／R)E＝(1／2)KεE。图2—1应变片半桥特性实验原理图实验器材（设备、元器件）：传感器、系统实验台，计算机、实验电路模板及连接线若干。实验步骤：1、实验模板中的差动放大器调零：（实验方法同实验一）2、按图2—2示意图接线。3、将±2V～±10V可调电源调节到±4V档。检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节实验模板上的桥路平衡电位器RW1，使主机箱电压表显示为零；在传感器的托盘上依次增加放置一只20g砝码(尽量靠近托盘的中心点放置)，读取相应的数显表电压值，记下实验数据填入表2。图2—2应变片半桥实验接线示意图实验数据及结果分析：实验数据如下：表2-1：第一次实验数据（砝码增加）：重量（g）020406080100120140160180200电压（mv）08182736465565758494对应的实验曲线如图2-1：应变片半桥实验电压与重量的关系0102030405060708090100020406080100120140160180200重量（g）电压（mv）应变片半桥实验电压与重量的关系图2-1实验曲线图表2-2第一次实验数据（砝码减少）重量（g）200180160140120100806040200电压（mv）94847565554536281871对应的实验曲线如图2-2：（注：图中的砝码减少我都是将图形反转了的，好比较曲线关系。）应变片半桥实验电压与重量的关系0102030405060708090100200180160140120100806040200重量（g）电压（mv）应变片半桥实验电压与重量的关系图2-2实验曲线图表2-3：第二次实验数据（砝码增加）：重量（g）020406080100120140160180200电压（mv）18172736465565748493对应的实验曲线如图2-3：应变片半桥实验电压与重量的关系0102030405060708090100020406080100120140160180200重量（g）电压（mv）应变片半桥实验电压与重量的关系图2-3实验曲线图表2-4第二次实验数据（砝码减少）重量（g）200180160140120100806040200电压（mv）9384756555463626178-1对应的实验曲线如图2-4：应变片半桥实验电压与重量的关系-20020406080100200180160140120100806040200重量（g）电压（mv）应变片半桥实验电压与重量的关系图2-4实验曲线图表2-5：第三次实验数据（砝码增加）：重量（g）020406080100120140160180200电压（mv）-17172636465565748493对应的实验曲线如图2-5：应变片半桥实验电压与重量的关系-20020406080100020406080100120140160180200重量（g）电压（mv）应变片半桥实验电压与重量的关系图2-5实验曲线图表2-6第三次实验数据（砝码减少）重量（g）200180160140120100806040200电压（mv）93847565554636261870对应的实验曲线如图2-6：应变片半桥实验电压与重量的关系0102030405060708090100200180160140120100806040200重量（g）电压（mv）应变片半桥实验电压与重量的关系图2-6实验曲线图实验结论：半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电桥时，应按图2—1应变片半桥特性实验原理图所示，放在邻边。各次增加砝码和减去砝码，电压与重量的关系曲线大致形同，应变片的机械滞后很小。（注：上图中的砝码减少我都是将图形反转了的，好比较曲线关系。）总结及心得体会：实验中要正确接线，要等数码管的示数稳定后再读数。提高了动手能力。对本实验过程及方法、手段的改进建议：报告评分：指导教师签字：电子科技大学实验报告学生姓名：孙扬学号：2011079020008指导教师：彭杰刚实验地点：主楼c2-108实验室名称：传感器实验室实验项目名称：实验三应变片全桥性能实验实验学时：2实验目的：了解应变片全桥工作特点及性能。掌握测量方法。实验原理及内容：应变片全桥特性实验原理如图3—1所示。应变片全桥测量电路中，将应力方向相同的两应变片接入电桥对边，相反的应变片接入电桥邻边。当应变片初始阻值：R1＝R2＝R3＝R4，其变化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4时，其桥路输出电压Uo≈(△R／R)E＝KεE。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性得到改善。图3—1应变片全桥性能实验接线示意图需用器件和单元：传感器、系统实验台，计算机、实验电路模板及连接线若干。实验步骤：1、实验模板中的差动放大器调零：（实验方法同实验一）2、按图3—2示意图接线。3、将±2V～±10V可调电源调节到±4V档。检查接线无误后合上主机箱电源开关，调节实验模板上的桥路平衡电位器RW1，使主机箱电压表显示为零；在传感器的托盘上依次增加放置一只20g砝码(尽量靠近托盘的中心点放置)，读取相应的数显表电压值，记下实验数据填入表3。图3—2应变片全桥性能实验接线示意图实验数据及结果分析：实验数据如下：表3-1：第一次实验数据（砝码增加）：重量(g)020406080100120140160180200电压(mv)0-19-39-58-77-96-114-133-152-171-190对应的实验曲线如图3-1：应变片全桥实验电压与重量的关系-200-180-160-140-120-100-80-60-40-200020406080100120140160180200重量（g）电压（mv）应变片全桥实验电压与重量的关系图3-1实验曲线图表3-2第一次实验数据（砝码减少）：重量(g)200180160140120100806040200电压(mv)-190-171-152-133-114-97-77-58-38-190对应的实验曲线如图3-2：应变片全桥实验电压与重量关系-200-180-160-140-120-100-80-60-40-200200180160140120100806040200重量（g）电压（mv）应变片全桥实验电压与重量关系图3-2实验曲线图表3-3：第二次实验数据（砝码增加）：重量(g)020406080100120140160180200电压(mv)0-19-38-58-77-96-115-133-153-172-190对应的实验曲线如图3-3：应变片全桥实验电压与重量的关系-200-180-160-140