学 海 无 涯 1 自动检测实验指导书自动检测实验指导书 目录目录 一、 自动检测技术实验须知 . 2 二、 自动检测技术实验报告书写要点 . 3 实验一 电阻应变片性能测试及应用 . 4 实验二 差动电容传感器的应用 . 9 实验三 差动变压器的应用 . 12 实验四 交流激励时霍尔式位移传感器特性实验 . 13 实验五 霍尔位移传感器振动测量实验* . 14 实验六 热电偶测温性能实验 . 16 实验七 热电阻测温特性实验 . 17 实验八 集成温度传感器温度特性实验 . 18 实验九 热电偶冷端温度补偿实验 . 20 实验十 光电转速传感器的转速测量实验 . 20 实验十一 PSD 位置传感器位置测量实验 . 21 实验十二 光栅传感器莫尔条纹与栅距关系实验 . 22 实验十三 光栅传感器莫尔条纹的细分、计数实验 . 23 实验十四 光纤压力传感器实验 . 25 实验十五 自动检测技术设计性实验 . 26 附温控仪表操作说明. 29 学 海 无 涯 2 一、 自动检测技术实验须知 自动检测技术实验的目的是使学生了解一些电气设备和各种非电量电测传感元件，理解 一定的非电量电测技术，学会使用常用的测量仪器仪表，掌握基本的非电量电测方法。要求 学生通过实际操作，培养独立思考、独立分析和独立实验的能力。为使实验正确、顺利地进 行，并保证实验设备、仪器仪表和人身的安全，在做实验时，需知以下内容。 1实验预习 实验前，学生必须进行认真预习，掌握每次实验的目的、内容、线路、实验设备和仪器仪表、 测量和记录项目等，做到心中有数，减少实验盲目性，提高实验效率。 2电源 （1）实验桌上通常设有单相（或三相）交流电源开关和直流电源开关，由实验室统一供电， 实验前应弄清各输出端点间的电压数值。 （2）实验桌（或仪器）上配有直流稳压电源，在接入线路之前应调节好输出电压数值，使 之符合实验线路要求。 特别是在实验线路中， 严禁将超过规定电压数值的电源接入线路运行。 （3）在进行实验线路的接线、改线或拆线之前，必须断开电源开关，严禁带电操作，避 免在接线或拆线过程中，造成电源设备或部分实验线路短路而损坏设备或实验线路元器 件。 3实验线路 （1）认真熟悉实验线路原理图，能识图并能按图接好实验线路。 （2）实验线路接线要准确、可靠和有条理，接线柱要拧紧，插头与线路中的插孔的结合要插 准插紧，以免接触不良引起部分线路断开。 （3）线路中不要接活动裸接头，线头过长的铜丝应剪去，以免因操作不慎或偶然原因而触电， 或使线路造成意想不到的后果。 （4）线路接好后，应先由同组同学相互检查，然后请实验指导教师检查同意后，才能接通电 源开关，进行实验。 4仪器仪表 （1）认真掌握每次实验所用仪器仪表的使用方法、放置方式（水平或垂直） ，并要清楚仪表 的型号规格和精度等级等。 （2）仪器仪表与实验线路板（或设备）的位置应合理布置，以方便实验操作和测量。 （3）仪器仪表上的旋钮有起止位置，旋转时用力要适度，到头时严禁强制用力旋转，以免损 坏旋钮内部的轴及其连接部分，影响实验进行。 （4）测试前应根据估算的物理量数值先选择好仪表的量限，然后将仪表接入线路测试点。对 于指示仪表，应清楚所选量限的刻度数值；被测量值通常应处在仪表上量限的一半以上，顺 指针方向读数，以减少读数误差。 （5）实验用仪表一般应在实验线路稳定运行后接入线路测试，并同时观察指示情况，如超过 量限应立即断开连接。 （6）所选用仪表的内阻与被测元件或电路的电阻的配合要恰当，测试方法要合适，以减少测 试误差。 学 海 无 涯 3 5对实验中异常现象的处理 在实验过程中，如发现异常火花、异声、异味、冒烟、过热等现象，应立刻断开电源开关， 保持现场，并请指导教师一起检查原因。 6实验结束整理 （1）实验完成后，应将实验记录交指导教师检查认可后，方可拆线。 （2）实验结束后，应先断开电源开关，然后才能拆线。 （3）将实验桌上的仪器仪表和实验线路板摆放整齐，将连接导线归拢整齐并放入实验桌抽屉 内。 二、 自动检测技术实验报告书写要点 实验报告是实验的总结，它应用理论对实验数据、实验波形和实验现象加以分析，从中得出 有价值的结论。每个学生都应在实验完成后及时写出分析中肯、结论简洁、字迹工整的实验 报告。这不仅能深化理论学习的内容，而且能培养正确总结实验工作和进行科学实验的能力。 检测与转换技术实验报告书写要点如下： （1） 题目、系别、班级、实验人（姓名、学号） 、同组人、日期。 （2） 实验目的。 （3） 实验原理。 （4） 实验设备。要清楚记录测量仪器仪表的名称、型号规格、精度等级、量限，所使用设 备的型号规格和主要参数。 （5） 实验步骤。要详细明确 （6） 实验记录及处理。 要根据实验要求清楚记录数据。 将原始记录整理为便于分析的形式，如数据换算、表格、曲线等； （7） 结果分析 应用实验数据、实验波形和实验现象，分析实验线路或元器件的物理特性、实现功能、 技术指标。分析电路的性质、定理、规律，或分析实验中的新发现，指出它的趋势和研究的 方向等； 根据实验目的，结合实验数据，对实验分析进行概括或指出实验题目的研究方向。但 不要拘泥于所提出的实验项目和目的。 学 海 无 涯 4 实验一 电阻应变片性能测试及应用 一、实验目的： 1 观察了解应变片的结构及粘贴方式。 2 测试应变梁变形的应变输出，比较各桥路间的输出关系。 二、实验原理： 应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体 表面，当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。 通过测量电路，转换成电信号输出显示。 电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相 等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻 R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别为R1R1、 R2R2、R3R3、R4R4，当使用一个应变片时， R R R =；当二个应变片组成差动 状态工作，则有 R R R 2 =；用四个应变片组成二个差动对工作，且 R1R2R3R4R， R R R 4 =。由此可知，单臂，半桥，全桥电路的灵敏度依次增大。 三、实验设备： 应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码（每只约 20g） 、实验装置 9000 型（数显表、 15V 电源、4V 电源） 、万用表(自备)。 四、实验步骤： （一） 金属箔式应变片单臂电桥性能实验 1、观察应变片。根据图 1,应变式传感器已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接 入模板左上方的 R1、R2、R3、R4 标志端。加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别， R1=R2=R3=R4=350，加热丝阻值约为 50左右。 2、实验模板放大电路调零，方法为:接入模板电源15V(从主控箱引入)，检查无误后， 合上主控箱电源开关，将实验模板增益调节电位器 Rw3 顺时针调节到大致中间位置，将差 放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显电压表输入端 Vi 相连，调节实验模 图 1 应变式传感器安装示意图 学 海 无 涯 5 板上调零电位器 RW4，使数显表显示为零(数显表的切换开关打到 2V 档)，完毕关闭主控箱电 源。 3、参考图 2 接入传感器，将应变式传感器的其中一个应变片 R1(即模板左上方的 R1)接 入电桥作为一个桥臂，它与 R5、R6、R7 接成直流电桥(R5、R6、R7 在模块内已连接好)，接 好电桥调零电位器 Rw1，接上桥路电源4V(从主控箱引入)，检查接线无误后，合上主控箱 电源开关，先粗调节 Rw1，再细调 RW4 使数显表显示为零。 4、在传感器托盘上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码并读取相应的数显表 数值，记下实验结果填入表 1。 表 1 单臂测量时，输出电压与负载重量的关系： 5、根据表 1 计算系统灵敏度 S：S=V/W(V 为输出电压平均变化量；W 重量 变化量)，计算非线性误差：f1=m/yFS100%，式中m 为输出电压值(多次测量时为 平均值)与拟合直线的最大电压偏差量：yFS 为满量程时电压输出平均值。 （二）金属箔式应变片半桥性能实验