现代(传感器)检测技术实验shuju.doc

现代( 传感器) 检测技术实验实验指导书目录 1、 THSRZ- 2 型传感器系统综合实验装置简介 2、实验一金属箔式应变片——电子秤实验 3、实验二霍尔传感器转速测量实验 4、实验三光电传感器转速测量实验 5、实验四 E 型热电偶测温实验 6、实验五 E 型热电偶冷端温度补偿实验 7、德普施可重组虚拟仪器检测平台装置简介实验一直流全桥的应用—称重实验实验二光电开关的测速实验实验三铂电阻温度传感器的特性及温度测量实验实验四霍尔传感器转速测量实验西安交通大学自动化系 THSRZ- 2 型传感器系统综合实验装置简介一、概述“ THSRZ-2 型传感器系统综合实验装置”是将传感器、检测技术及计算机控制技术有机的结合,开发成功的新一代传感器系统实验设备。实验装置由主控台、检测源模块、传感器及调理(模块) 、数据采集卡组成。 1. 主控台(1) 信号发生器: 1k~ 10kHz 音频信号, Vp-p=0 ~ 17V 连续可调; (2) 1~ 30Hz 低频信号, Vp-p=0 ~ 17V 连续可调,有短路保护功能; (3) 四组直流稳压电源: +24V, ± 15V 、+5V 、±2~± 10V 分五档输出、 0~ 5V 可调,有短路保护功能; (4) 恒流源: 0~ 20mA 连续可调,最大输出电压 12V ; (5) 数字式电压表:量程 0~ 20V ,分为 200mV 、 2V、 20V 三档、精度 级; (6) 数字式毫安表:量程 0~ 20mA ,三位半数字显示、精度 级,有内侧外测功能; (7) 频率/ 转速表:频率测量范围 1~ 9999Hz ,转速测量范围 1~ 9999rpm ; (8) 计时器: 0~ 9999s ,精确到 ; (9) 高精度温度调节仪: 多种输入输出规格, 人工智能调节以及参数自整定功能, 先进控制算法,温度控制精度± 0C。 2. 检测源加热源: 0~ 220V 交流电源加热,温度可控制在室温~ 120 0C; 转动源: 0~ 24V 直流电源驱动,转速可调在 0~ 30 00 rpm ; 振动源:振动频率 1Hz ~ 30Hz (可调) ,共振频率 12Hz 左右。 3. 各种传感器包括应变传感器: 金属应变传感器、差动变压器、差动电容传感器、霍尔位移传感器、扩散硅压力传感器、光纤位移传感器、电涡流传感器、压电加速度传感器、磁电传感器、 PT100 、 AD590 、 K 型热电偶、E 型热电偶、 Cu50 、 PN 结温度传感器、 NTC 、 PTC 、气敏传感器( 酒精敏感, 可燃气体敏感)、湿敏传感器、光敏电阻、光敏二极管、红外传感器、磁阻传感器、光电开关传感器、霍尔开关传感器。包括扭矩传感器、光纤压力传感器、超声位移传感器、 PSD 位移传感器、 CCD 电荷耦合传感器: 、圆光栅传感器、长光栅传感器、液位传感器、涡轮式流量传感器。 4. 处理电路包括电桥、电压放大器、差动放大器、电荷放大器、电容放大器、低通滤波器、涡流变换器、相敏检波器、移相器、 V/I 、 F/V 转换电路、直流电机驱动等 5. 数据采集高速 USB 数据采集卡:含 4 路模拟量输入, 2 路模拟量输出, 8 路开关量输入输出, 14位 A/D 转换, A/D 采样速率最大 4 00k Hz。上位机软件: 本软件配合 USB 数据采集卡使用, 实时采集实验数据, 对数据进行动态或静态处理和分析,双通道虚拟示波器、虚拟函数信号发生器、脚本编辑器功能。实验一金属箔式应变片——电子秤实验一、实验目的: 了解金属箔式应变片的应变效应,直流全桥工作原理和性能,了解电路的定标。二、实验仪器: 应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、± 15V 、± 4V电源、万用表(自备)。三、实验原理: 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, 描述电阻应变效应的关系式为????kR R ( 1-1 ) 式中 R R?为电阻丝电阻相对变化; k 为应变灵敏系数; l l???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组件。如图 1-1 所示,将四个金属箔应变片分别贴在双孔悬臂梁式弹性体的上下两侧, 弹性体受到压力发生形变, 应变片随弹性体形变被拉伸,或被压缩。图 1-1 双孔悬臂梁式称重传感器结构图图1-2 全桥面板接线图全桥测量电路中,将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边,不同的接入邻边,如图 3-1 ,当应变片初始值相等,变化量也相等时,其桥路输出 Uo=R RE ??( 3-1 ) 式中 E 为电桥电源电压。 R R?为电阻丝电阻相对变化; 式 3-1 表明,全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍,非线性误差得到进一步