电气测试技术实验指导书 实验台组成及技术指标 CSY2000系列传感器与检测技术实验台由主控台、三源板（温度源、转动源、振动源） 15个（基本型）传感器和相应的实验模板、数据采集卡及处理软件、实验台桌六部分组成 1、主控台部分：提供高稳定的±15Y、5Y、±2V~±10v可调、+2V~+2V可调四种直 流稳压电源：主控台面板上还装有电压、频率、转速的3位半数显表。音频信号源（音须振 荡器)0.Kz一10KHz可调)：低须信号源（低频振荡器）1忆一30（可调）：气压源0一 15kpa可调；高精度温度控制仪表（控制精度±0.5℃）；RS232计算机串行接口：流量计， 2、三源板：装有振动台1Hz一30（可调）：旋转源0~2400转/分（可调）；加热源 <200℃（可调）· 3、传感器：基本型传感器包括：电阻应变式传感器、扩散硅压力传感器、差动变压器 电容式传感器、霍尔式位移传感器、霍尔式转速传感器、磁电转速传感器、压电式传感器、 电涡流位移传感器、光纤位移传感器、光电转速传感器、集成温度传感器、K型热电偶、E 型热电偶、Pt100铂电阻，共十五个. 4、实验模块部分：普通型有应变式、压力、差动变压器、电容式、霍尔式、压电式 电涡流、光纤位移、温度、移相/相敏检波/滤波十个模块。 5、数据采集卡及处理软件：数据采集卡采用12位A/D转换、采样速度1500点/秒. 采样速度可以选择，既可单采样亦能连续采样。标准S一232接口，与计算机申行工作。提 供的处理软件有良好的计算机显示界面，可以进行实验项目选择与编辑，数据采集，特性曲 线的分析、比较、文件存取、打印等。 6、实验台桌尺寸为1600×800×280(m),实验台桌上预留计算机及示波器安放位置。 注意事项： 1、法插式接线应尽量避免拉扯，以防折断。2、注意不要将从各电源、信号发生器引 出的线对地（上）短路。3、梁的振幅不要过大，以免引起损坏，4、各处理电路虽有短路 保护，但避免长时间短路。5、最好为本仪器配备一台超低频双线示波器，最高须率≥1z 灵敏度不低于2V/cm.6、0.4~10KH忆信号发生器接低阻负载（小于100Q),必须从 L接口引出
电气测试技术实验指导书 综合实验一 重量测量实验 一、实验目的： 1.了解金属箔式应变片的应变效应，单臂、半桥、全桥工作原理和性能 2.比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度 二、基本原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变 效应，指述电阻应变效应的关系式为： △R/R=Ke 式中△R/R为电阻丝电阻相对变化，X为应变灵敏系数，=△1为电阻丝长度相对变化， 金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受力 状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。 1.单臂测量：其桥路输出电压 Uo=EKE/4。 2.半桥测量：将不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高 非线性得到改善，当两片应变片阻值和应变最相同时，其桥路输出电压 Un=EKs/2。 3.全桥测量：将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，不同的接入邻边，当应变片 初始阻值：R-R-R-R,其变化值△R=△R=△R=△R时，其桥路输出电压Um=EKE 其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善 电桥输出电压 Uot EKs. 三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、珐码、数显表、±15V电源、 土V电源、万用表 四、实验步骤： (一)单臂测量 1、根据图1-1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 的左上方的R、R、R、R。加热丝也接于模板 上，可用万用表进行测量判别，R=R-R-R-350 应变上 托盘 Q,加热丝阻值为502左右。 2、接入模板电源士15V(从主控箱引入)， 引出线 弹性体 检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模 固定垫 限程螺丝 板调节增益电位器R顺时针调节大致到中间位 模板 置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的 固定螺丝/加热丝\ \应变片 正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板 图1-1应变式传感器安装示意图
电气测试技术实验指导书 上数显表电压输入端V,相连，调节实验模板上调零电位器R,使数显表显示为零（数显表的 切换开关打到2Y档)。关闭主控箱电源。 3、将应变式传感器的其中一个应变片R:(即模板左上方的R,)接入电桥作为一个桥臂与 R、R、R接成直流电桥(R、R、R,模块内已连接好)，接好电桥调零电位器R,接上桥路 电源±W(从主控箱引入)如图1-2所示。检查接线无误后，合上主控箱电源开关。调节R, 控和接数显表 加热器 R ▣0G 应变传感器实验模板 图【-2应变式传感器单臂电桥实验接线图 使数显表显示为零 4、在电子称上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加硅码和读取相应的数显表值， 直到500g(或200g)珐码加完。记下实验结果填入下表1-1，关闭电源。 重量(g) 电压(mv) 5、根据表1-1计算系统灵敏度S,S=△u/△W(△u输出电压变化量：△W重量变化量) 计算线性误差：6，=△m/y,×100%式中△m为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直 线的最大偏差：y满程输出平均值，此处为500g或200g。 *(二)半桥测量 1、传感器安装同实验一。做（一）2的步骤，实验模板差动放大器调零，放大器增益必 须与（一）相同. 2、根据图1-3接线。R、R为实验模板左上方的应变片，注意R应和R受力状态相反
电气测试技术实验指导书 即将传感器中两片受力相反（一片受拉、一片受压）的电阻应变片作为电桥的相邻边。接入桥 路电源±W,调节电桥调零电位器，进行桥路调零，实验步骤3、4同（一）中4、5的步 骤，将实验数据记入表1-2，计算灵敏度S△山/△用，非线性误差6,2：若实验时无数值显 示说明R与R,为相同受力状态应变片，应更换另一个应变片， 接主控箱接数显表 R +E9 ⌒应变传感器实验模板 ○RwO○Rw○Rw○Rw 图1-3应变式传感器半桥实验接线图 表1-2半桥测量时，输出电压与加负载重量值 重量(g) 电压(mv) （三）全桥测量 1、传感器安装同（一），放大器增益必须与（一）、（二）相同
电气测试技术实验指导书 2、根据图1-4接线，实验方法（二）相同。将实验结果填入表1-3：进行灵敏度和非 线性误弟计算 接主控箱接数表 R2 R Ra 1C Vo 应变传感器实验模板 ORw2○Rw○Rw4 图1-1全桥性能实验接线图 表1-3全桥输出电压与加负载重量值 重量(g) 电压(v) 五、思考题： 1、单臂电桥时，作为桥臂电阻应变片应选用：1)正（受拉）应变片(2)负（受压）应变片(3) 正、负应变片均可以 2、半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电桥时，应放在：(1)对边（②）邻 边。 3、桥路（差动电桥）测量时存在非线性误差，是因为：(1)电桥测量原理上存在非线 性(2)应变片应变效应是非线性的(3)调零值不是真正为委 4、全桥测最中，当两组对边(R、R为对 边)电阻值R相同时，即R=R,RR,而R ≠R:时，是否可以组成全桥：(1)可以(2) s色 不可以。 5、某工程技术入员在进行材料拉力测试 时在棒材上贴了两组应变片，如图1-5，如何 图1-5应变式传感器受拉时传感器圆周面展开图
电气测试技术实验指导书 利用这四片电阻应变片组成电桥，是否需要外加电阻