(一)、實(shí)驗內容
1.箔式應變計性能—應變電橋;
2.箔式應變計三種橋路性能比較;
3.箔式應變計的溫度效應;
4.應變電路的溫度補償;
5.半導體應變計性能;
★6.半導體應變計直流半橋測試系統;
★7.箔式應變計與半導體應變計性能比較;
8.移相器實(shí)驗;
9.相敏檢波器實(shí)驗;
10.箔式應變計交流全橋;
11.激勵頻率對交流全橋的影響;
★12.交流全橋的應用—振幅測量;
★13.交流全橋的應用—電子秤;
14.差動(dòng)變壓器性能;
15.差動(dòng)變壓器零殘電壓的補償;
16.差動(dòng)變壓器的標定;
★17.差動(dòng)變壓器的振幅測量;
18.差動(dòng)螺管式傳感器位移測量;
★19.差動(dòng)螺管式傳感器振幅測量;
20.激勵頻率對電感傳感器的影響;
21.熱電式傳感器—熱電偶;
★22.熱敏式傳感器測溫實(shí)驗;
23.P-N節集成溫度傳感器;
24.光纖位移傳感器—位移測量;
25.光纖傳感器—轉速測量;
★26.光電傳感器轉速測試;
27.霍爾式傳感器直流激勵特性;
28.霍爾式傳感器交流激勵特性;
★29.霍爾傳感器振幅測量;
★30.霍爾傳感器的應用—電子秤;
31.電渦流傳感器的靜態(tài)標定;
32.被測材料對電渦流傳感器特性影響;
★33.電渦流傳感器振幅測量;
★34.電渦流傳感器稱(chēng)重實(shí)驗;
35.電渦流傳感器測速實(shí)驗;
36.磁電式傳感器性能;
37.壓電加速傳感器振動(dòng)實(shí)驗;
38.電容式傳感器特性;
39.擴散硅壓阻式傳感器實(shí)驗;
40.氣敏傳感器特性實(shí)驗;
41.濕敏傳感器特性演示;
42.光敏電阻傳感器實(shí)驗;
43.綜合傳感器—力平衡式傳感器;
44.雙平行梁的動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗。
45.光敏三極管傳感器實(shí)驗
46.紅外報警器傳感器實(shí)驗:工作范圍≦5M
(二)、傳感器安裝臺部分
雙平行振動(dòng)梁的自由端及振動(dòng)圓盤(pán)下面各裝有磁鋼,通過(guò)各自測微頭或激振線(xiàn)圈接入低頻激振器可做靜態(tài)或動(dòng)態(tài)測量。
應變梁:應變梁采用不銹鋼片,雙梁結構端部有較好的線(xiàn)性位移。
兩付雙平行懸臂梁及螺旋測微儀,位移范圍25mm,振動(dòng)頻率1~30Hz,連續可調。
(三)二套顯示儀表
1、 數字式電壓:3位半顯示,輸入阻抗100KΩ,電壓范圍0-200mV、0—2V、0—20V。數字頻率/轉速表:由四只數碼管,2只發(fā)光管組成,輸入阻抗100KΩ,精度1%。頻率測量范圍1-9999 Hz,轉速測量范圍1-9999Pem。
(四)二種振蕩器
音頻振蕩器:
0.4KHz—10KHz輸出連續可調,V-p-p值20V,0°、180°反相輸出,Lv端最大功率輸出電流0.5A。
低頻振蕩器:
1—30Hz輸出連續可調,Vp-p值20V,最大輸出電流0.5A,Vi端可提供用做電流放大器。
(五)兩組直流信號源
直流±15V,主要提供高性能低文波小數溫度實(shí)驗時(shí)的加熱電源,最大激勵1.5A。±2v~±10v五檔輸出,最大輸出電流1A。提供直流激勵源。
(六)信號及變換
電橋:
用于組成應變電橋,提供組橋插座,標準電阻和交,直流調平衡網(wǎng)絡(luò )。
差動(dòng)放大器:
通頻帶0-10kHz,可接成同相,反相,差動(dòng)輸入結構,增益為1-100倍的直流放大器。
電容變換器:
由高頻振蕩,放大和雙T電橋組成的處理電路。
電壓放大器:
增益約為5 倍,同相輸入,通頻帶0-10KHz
移相器:
允許最大輸入電壓10Vp-p,移相范圍≥±20°(50kHz時(shí))
相敏檢波器:
可檢波電壓頻率0-10kHz,允許最大輸入電壓10Vp-p,極性翻轉整形電路與電子開(kāi)關(guān)構成的檢波電路。
電荷放大器:
電容反饋型放大器,用于放大壓電傳感器的輸出信號。
低通濾波器:
由50Hz陷波器和RC濾波器組成,轉折頻率35Hz。
渦流變換器:
輸出電壓≥∣8∣V(探頭離開(kāi)被測物)。變頻式調幅變換電路,傳感器線(xiàn)圈是振蕩電路中的電感元件。
光電變換座:
由紅外發(fā)射、接收管組成。
(七)二套懸臂梁、測微頭
雙平行式懸臂梁二副(其中一副為應變梁,另一副裝在內部與振動(dòng)圓盤(pán)相連),梁端裝有永久磁鋼、激振線(xiàn)圈和可拆卸式螺旋測微頭,可進(jìn)行壓力位移與振動(dòng)實(shí)驗。
(八)電加熱器二組
由電熱絲組成,加熱時(shí)可獲得高于環(huán)境溫度30℃左右的升溫。
(九)測速電機一組
由可調的低噪聲高速軸流風(fēng)扇組成,與光電、光纖、渦流傳感器配合進(jìn)行測速實(shí)驗。
(十)手動(dòng)氣壓源
手動(dòng)氣壓源,表示壓力標:0~40Kpa。
(十一)傳感器
1、金屬應變式傳感器
鉑式應變電阻值:350Ω×4, 溫度補償片×2 B F環(huán)氧基底防蠕變,工作片×4,補償片×2,靈敏系數2
2、半導體應變片傳感器350Ω×2
3、熱電偶(熱電式)傳感器
直流電阻:10Ω左右,由兩個(gè)銅一康銅熱電偶串接而成,分度號為T(mén)冷端溫度為環(huán)境溫度
4、差動(dòng)變壓器
量程:≥5mm 直流電阻:5Ω-10Ω由一個(gè)初級、二個(gè)次級線(xiàn)圈繞制而成的透明空心線(xiàn)圈,鐵芯為軟磁鐵氧體,暗電阻 ≥0.1mΩ
5、電感式螺管式傳感器:量程正負5m m
6、電渦流位移傳感器:
量程:3mm,直流電阻:1Ω-2Ω,多股漆包線(xiàn)繞制的扁平線(xiàn)圈與金屬渦流片組成
7、霍爾式傳感器
日本JVC公司生產(chǎn)的線(xiàn)性半導體霍爾片,它置于環(huán)形磁鋼構成的梯度磁場(chǎng)中, 梯度磁場(chǎng)與線(xiàn)性霍爾元件,測量范圍:25mm
8、磁電式傳感器
直流電阻:30Ω-40Ω,由線(xiàn)圈和鐵芯組成,靈敏度:0.4v/m/s
9、壓電加速度傳感器
PZT-5雙壓電晶片和銅質(zhì)量塊構成。諧振頻率:≥5KHz
10、 電容式傳感器
量程:±5mm, 由兩組定片和一組動(dòng)片組成的差動(dòng)變面積式電容傳感器
11、壓阻式壓力傳感器
量程:15Kpa,供電:≤4V
12、光纖傳感器
光纖、發(fā)射、接收電路組成的導光型傳感器,線(xiàn)性范圍:±1.5mm,紅外線(xiàn)發(fā)射、接收,2×60股丫形、半圓分布。
13、PN結溫度傳感器
利用半導體PN結良好的線(xiàn)性溫度電壓特性制成的測溫傳感器,靈敏度:-2mV/℃
14、熱敏電阻
半導體熱敏電阻半導體MF負溫度系數
15、氣敏傳感器
酒精 測量范圍:50—2000ppm
16、濕敏電阻
高分子薄膜電阻型:RH:幾MΩ—幾KΩ,響應時(shí)間:吸濕、脫濕小于10秒。濕度系數:0.5 RH%/℃,測量范圍:10%R11--95%RH,工作溫度:0℃--50℃
17、光電傳感器
由光耦、達林頓輸出及整形電路組成,n≤2400r/min
18、光敏電阻
Cds光敏電阻,額定功率20mw,暗阻≥5MΩ
19、光敏三極管
峰值波長(cháng)880nm,工作電壓≤10V, 暗電流≤0.3µA
20、紅外報警器傳感器
紅外報警器傳感器:工作范圍≦5M
(十二)資料與附件
實(shí)驗指南、實(shí)驗附件(實(shí)驗疊插線(xiàn)、多種渦流被測體片、稱(chēng)重砝碼、信號線(xiàn))
帶傳感器仿真實(shí)訓軟件
數據采集卡及處理軟件(學(xué)生自己可以編程)
針對目前市售的傳感器實(shí)驗系統所配的采集器(卡)動(dòng)態(tài)范圍太小,分辨率和精度過(guò)低的缺點(diǎn),該數據采集達到了工業(yè)級的要求,達到了很高的測量精度和動(dòng)態(tài)范圍,接口部分采用USB接口,方便用戶(hù)的實(shí)際使用。該采集器既能滿(mǎn)足完全的實(shí)驗要求,取代現有的儀表顯示讀數,也可作為科研人員直接的科研開(kāi)發(fā)使用。
具體技術(shù)指標如下:
(提供labview連接數據庫和提供組態(tài)連接數據驅動(dòng),兩種軟件都能夠采集),配套檢測所有傳感器的信號和增強型模塊輸入和控制。
1、3通道16位輸入,最大鉗位±20v,必須實(shí)現,為了防止燒壞通道。最小分辨率1mv,連續最大采樣頻率100khz,曲線(xiàn)必須光滑。采樣頻率可選擇1k,10k,200k軟件可配置。存儲數據可以根據需要進(jìn)行選擇,量程自動(dòng)切換。
2、所有傳感器實(shí)驗采樣和控制軟件必須用labview采集和控制。軟件采集設置可分單步采樣、定時(shí)采樣、雙向采樣、與動(dòng)態(tài)采樣。在單步采樣時(shí)可以以最小二乘法與端點(diǎn)法分析其最大非線(xiàn)性誤差或最大遲滯誤差,在動(dòng)態(tài)實(shí)驗時(shí)可以分析其輸入波形的頻率、振幅或轉速。支持打印功能,能把實(shí)驗結果在實(shí)驗結束后即可打印出來(lái)。采集卡硬件具有程控放大功能,在測量小電壓時(shí)能有很高精度。分辨率為1mv。學(xué)生可以自己編程和調試。