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哈 尔 滨 理 工 大 学 实验指导书 课程名称：传感技术 学 院：测控技术与通信工程学院 系部专业：测控技术及仪器 　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　目 录　 金属箔式应变片传感器性能实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（１） 霍尔式传感器的直流激励特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（３） 气敏传感器测控系统的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（５） 电容式传感器特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（７） 实验一 金属箔式应变片传感器性能实验 　　　　　　　　　　实验类型：验证性 适用专业：测控技术及仪器 制订人：魏凯丰、张晓冰、苑惠娟、王雁 一、实验目的： 观察了解箔式应变片的结构及粘贴方法。 测试应变梁变形的应变输出。 二、实验原理 本实验说明箔式应变片及单臂直流电桥的原理和工作情况。 应变片是最常用的传感元件。当测件发生形变，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。 图1 应变片电路原理图 三、实验所需部件： 直流稳压电源（±4V）、电桥、差动放大器、箔式应变片、测微头、电压表。 四、实验步骤： 1、放大器调零。开启仪器电源，差动放大器增益置100倍（顺时针方向旋到底），“+、-”输入端用实验线对地短路。输出端接仪器箱自带的数字电压表，用“调零”电位器调整差动放大器输出电压为零，然后拔掉实验线。调零后电位器位置不要变化。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１ 如果使用毫伏表，则使毫伏表输入端对地短路，调整“调零”电位器，使指针居“零”位。拔掉短路线，指针有偏转是有源指针式电压表输入端悬空时的正常情况。调零后关闭仪器电源。 按图（1）将实验部件用实验线连接成测试桥路。桥路中R1、R2、R3和 Wd 为电 桥中固定电阻和直流调平衡电位器，R为应变片（可任选上、下梁中的一片工作片）。直流激励电源为 ±4V 。 测微头装于悬臂梁前端的永久磁钢上，并调节使应变梁处于基本水平状态。 3、确认接线无误后开启仪器电源，并预热数分钟。 调整电桥Wd 电位器，使测试系统输出为零。 ４、旋动测微头，带动悬臂梁分别作向上和向下的运动，以水平状态下输出电压为零， 正向行程和反向行程各测量10点，每点测微头移动最小值0.5mm ，记录一个差动放大器输出电压值，记入下表。 位移 mm 电压 V 电压 V 五、实验结果及分析： 根据表中所测数据计算灵敏度S ，并做出 V-X （电压-位移）关系曲线。 ２ 六、注意事项： 实验前应检查实验接插线是否完好，连接电路时应尽量使用较短的接插线，以免引入干扰。 接插线插入插孔时轻轻地做一小角度的转动，以保证接触良好，拔出时也轻轻地转动一下拔出，切忌用力拉扯接插线尾部，以免造成线内导线断裂。 稳压电源不要对地短路。 实验二 霍尔式传感器的直流激励特性 　　　　　　　　　　实验类型：验证性 适用专业：测控技术及仪器 制订人：魏凯丰、张晓冰、苑惠娟、王雁 一、实验目的： 了解霍尔式传感器的结构、工作原理，学会用霍尔传感器做静态位移测试。 二、实验原理： 霍尔式传感器是由两个环行磁钢组成梯度磁场和位于梯度磁场中的霍尔元件组成。当霍尔元件通以恒定电流时，霍尔元件就有电势输出。霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时， 3 输出的霍尔电势V取决于其在磁场中的位移量X，所以测得霍尔电势的大小便可获知元件位移量的大小。 　　　　　　 图2 霍尔传感器接线原理图 三、实验所需部件： 直流稳压电源、电桥、霍尔传感器、差动放大器、电压表、测微头。 四、实验步骤： 1、按图（2）接线，装上测微头，调节振动圆盘上、下位置，使霍尔元件位于梯度磁场中间位置。开启电源，调节测微头和电桥Wd，使差放输出为零。上、下移动振动台，使差放正负电压输出对称。 2、正向行程、反向行程各测9个点，每变化0.5mm读取相应的电压值。并记入下表，作出V—X曲线，求出灵敏度。 测量数据表： X(mm) V(v)