《自动检测技术》实验指导教案.doc

《自动检测技术》 实验指导书  目 录 第一章 传感器实验仪使用说明 一、实验仪器简介 二、性能和技术参数 三、注意事项 第二章 实验指导 第一节 金属箔式应变片实验基本原理 基本原理 实验一 金属箔式应变片性能-单臂电桥 实验二 金属箔式应变片单臂、半桥、全桥比较 实验三 金属箔式应变片的温度影响 第二节 电容式传感器实验 实验四 差动变面积式电容传感器的静态及动态特性 第三节 差动变压器实验 基本原理 实验五 差动变压器性能 实验六 差动变压器零点残余电压补偿 实验七 差动变压器的标定（静态位移性能） 实验八 差动变压器的应用—振动测量 实验九 差动变压器的应用—电子秤 第四节 压电式传感器实验 基本原理 实验十 压电式传感器的动态响应 实验十一 压电式传感器的引线电容对电压放大器的影响 第五节 磁电式传感器实验 基本原理 实验十二 磁电式传感器的性能 第六节 热电偶实验 基本原理 实验十三 热电偶原理及现象 第七节 光纤传感器实验 基本原理 实验十四 光纤传感器的静态及动态测量 第八节 霍尔式传感器实验 基本原理 实验十五 霍尔式传感器的特性—直流激励 实验十六 霍尔式传感器的应用—电子秤 实验十七 霍尔式传感器的特性—交流激励 实验十八 霍尔式传感器的应用—振幅测量 第三章 微机检测系统综合实验 微机检测系统简介 实验软件使用 第四章 检测技术应用综合实验 数字温度显示仪的制作 传感器实验仪使用说明 一、 实验仪器简介 本实验仪为CSY—998型传感器实验仪，主要由试验台、显示及激励源、传感器符号及引线单元、测量及处理电路四部分组成。能单独进行实验，若配以示波器和微机，组成传感器实验系统，则实验效果更好。 试验台部分的主要装置装有：双平行振动梁 (应变片、热电偶、PN结、热敏电阻、加热器、压电传感器、梁自由端的磁钢)、激振线圈、双平行梁测微头、光纤传感器的光电变换座、光纤及探头小机电、电涡流传感器及支座、电涡流传感器引线Φ3.5插孔、霍尔传感器的二个半圆磁钢、振动平台(圆盘)测微头及支架、振动圆盘（圆盘磁钢、激振线圈、霍尔片、电涡流检测片、差动变压器的可动芯子、电容传感器的动片组、磁电传感器的可动芯子）、扩散硅压阻式差压传感器。为使实验者对仪器直观了解, 试验台做成开放式，并尽可能透明化。 显示及激励部分包括：电机控制单元、主电源、直流稳压电源（±2V～±10V档位调节）、 F／V数字显示表（可作为电压表和频率表）、动圈毫伏表(5mV～500mV)及±15V不可调稳压电源。显示和激励部分还包括一个0.4～10KHz音频信号发生器及一个1～30Hz低频信号发生器。信号发生器采用大规模数字集成电路，电位器调频，具有稳幅好、失真小、频带宽、稳定可靠等优点。 实验主面板上传感器符号单元：所有传感器（包括激振线圈）的引线都从内部引到这个 单元上的相应符号插座中，实验时传感器的输出信号（包括激励线圈引入低频激振器信号）按符号从这个单元插孔引线。 测量及处理电路部分有：电桥、差动放大器、电容变换器、涡流变换器、相敏检波器、移相器、低通滤波器、光电转换器等。 实验仪内置一套数据采集通信系统，用于采集实验数据并和上位微机进行数据通信。 二、性能和技术参数 一 传感器： 各类传感器性能如下。 差动变压器：量程：≥5mm，直流电阻5Ω～10Ω。由一个初级、二个次级线圈绕制而成的透明空心线圈，铁芯为软磁铁氧体。 电涡流式位移传感器：量程：≥1mm，直流电阻1Ω～2Ω。由多股漆包线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成。 霍尔式传感器：日本JVC公司生产的线性半导体霍尔片。量程：±≥2mm，激励源端口直流电阻800Ω～1.5kΩ,输出端口直流电阻300Ω～500Ω。 热电偶：由两个铜—康铜热电偶串接而成，分度号为T，冷端温度为环境温度，直流电阻为100Ω左右。 电容式传感器：量程：±≥2mm，由两组定片和一组动片组成的差动变面积式电容。 热敏电阻：半导体热敏电阻NTC，负温度系数，25°C时为10kΩ。 光纤传感器：由多模光纤、发射、接收电路组成的导光型传感器，线性范围≥2mm。红外线发射、接收，直流电阻500Ω～2.5kΩ。2×60股Y形，半圆分布。 压阻式压力传感器：美国摩托罗拉公司生产的MPX型压阻式差压传感器，具有温度自动补偿功能。量程：10kpa（差压），供电≤6v, 直流电阻：VS+～VS-端为350Ω～450Ω，VO+～VO-端为3kΩ～3.5kΩ。 压电加速度计：由PZT-5压电晶片和铜质量块组成。谐振频率：≥10kHz，电荷灵敏度≥20pc/g。 应变式传感器：箔式应变片，阻值350Ω，灵敏度系数2.0。 PN结温度传感器：利用半导体P-N结良好的线性温度-电压特性制成的测温传感器，能直接显示被测温