东北电力大学：检测技术及仪表实验指导书(2)

第一部分 测量仪表

第一章 实验要求

1．测量仪表课共有实验项目10个，根据所学内容自动化专业选作4-5个项目，热能动力专业选做3-4个项目。

2．实验不限定具体时间，由学生根据自己计划灵活选择，但必须在本门课程考试之前完成。 3．实验成绩实行“目标化”管理。根据设计思路和解决问题的能力和实验报告综合给定成绩。实验成绩占课程总成绩的10%-15% 4. 实验报告按以下要求完成：

（1） 实验目的 （2） 实验要求 （3） 实验技术指标

（4） 对传感器等的工作原理进行分析，设计信号处理电路 （5） 记录、分析测试数据绘制必要的变化曲线 （6） 给出主要技术指标。

注：每个实验项目的主要技术指标标定要规范。如

量程范围：0-3mm 测量精度：x% F·S 输出：0-XV·DC

（7） 根据实验结果分析应用场合

第二章 CSY-998B传感器实验仪功能简介

一、CSY传感器实验仪简介

实验仪主要由四部分组成：传感器安装台、显示与激励源、传感器符号及引线单元、处理电路单元。

传感器安装台部分：装有双平行振动梁（应变片、热电偶、PN结、热敏电阻、加热器、梁自由端的磁钢）、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、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。

显示及激励源部分：电机控制单元、主电源、直流稳压电源（±2V - ±10V 5档位调节）、F/V数字显示表（可作为电压表和频率表）、数字是温度表、±15V不可调稳压电源。

实验主面板上传感器符号单元：所有传感器的引线都从内部引到这个单元上的相应符号中，实验时传感器的输出信号按符号从这个单元插孔引线。

处理电路单元：电桥单元、差动放大器、电容变换放大器、电压放大器、低通滤波器、涡流变换器、电感变换器等单元组成。

二、主要技术参数、性能及说明

＜一＞传感器安装台部分：

双平行振动梁的自由端及振动圆盘下面各装有磁钢，通过测微头可做静态测量。 应变梁：应变梁采用不锈钢片，双染结构端部有较好的线性位移。 传感器： 1．应变式传感器

箔式应变征阻值：350Ω、应变系数：2 2．热电偶

直流电阻：10Ω左右 由两个铜一康铜热电偶串接而成，分度号为T，冷端温度为环境温度。

3．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。。

4．电涡流位移传感器

量程：≥2mm 直流电阻：1Ω-2Ω 多股漆包线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成。 5．霍尔式传感器

量程：≥±2mm 直流电阻：激励源端口800Ω-1.5KΩ；输出端口300Ω-500Ω 日本JVC公司生产的线性半导体霍尔片，它置于环形磁钢构成的梯度磁场中 6．磁电式传感器 尺寸：φ0.21×1000

直流电阻：30Ω-40Ω 由线圈和动铁（永久磁钢）组成，灵敏度：0.5v/m/s 7． 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。 8．半导体压阻式压力传感器

量程：10Kpa（差压） 供电：≤6V 直流电阻：Vs— Vs端350Ω-450Ω Vo—Vo端3KΩ–3.5KΩ

美国摩托罗拉公司生产的MPX型压阻式差压传感器，具有温度自补偿功能，先进的X型工作片（带温补）。

9．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股丫形、半圆分布。 10．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，能直接显示被测温度。灵敏度：-2.1mV/℃。

11．热敏电阻

半导体热敏电阻NTC：温度系数为负，25℃时为10KΩ。 ＜二＞、信号及变换

1．电桥：用于组成直流或交流电桥，提供组桥插座，标准电阻和交、直流调平衡网络。 2．差动放大器 通频带0～10kHz 可接成同相、反相，差动结构，增益为1-100倍的直流放大器。

3．电容变换器 由高频振荡，放大和双T电桥组成的处理电路。 4．电压放大器 增益约为5倍 同相输入 通频带0～10KHz 5．低通滤波器 由RC滤波器组成无源滤波网络。 6． 涡流变换器 输出电压≥|2|V（探头离开被测物）

变频调幅式变换电路，传感器线圈是振荡电路中的电感元件 7．光电变换座 由红外发射、接收组成。

8．电感变换器 集检波、移项、放大为一体，输出≥1V ＜三＞、二套显示仪表

1．数字式电压/频率表：3位半显示，电压范围0—2V、0—20V，频率范围3Hz—2KHz、

+

-+

-

10Hz—20KHz，灵敏度≥50mV。

2．数字式温度表（0-100℃）。 ＜四＞、电加热器二组

电热丝组成，加热时可获得高于环境温度30℃左右的温升。 ＜五＞测速电机一组

由可调的低噪声高速轴流风扇组成，与光纤传感器配合进行测速实验。 ＜六＞二组稳压电稳

直流±15V，主要提供温度实验时的加热电源，最大激励1.5A。 ±2V—±10V分五档输出，最大输出电流1.5A。提供直流激励源。 ＜七＞计算机联接与处理

数据采集卡：十二位A/D转换，采样速度1500点/秒，采样速度可控制，分单次采样与连续采样。标准RS-232接口，与计算机串行工作。

良好的计算机显示界面与方便实用处理软件，实验项目的选择与编辑、数据采集、数据处理、图形分析与比较、文件存取打印。

使用仪器时打开电源开关，检查交、直流信号源及显示表是否正常。仪器下部面板左下交处的开关为控制处理电路15V的工作电源，进行试验时请勿关掉，为保证仪器正常工作，严禁15V电源间的相互短路，建议平时将两插口封住。

第三章 实验项目

实验项目一 金属泊式应变片--单臂电桥测量位移时

主要技术参数的测定

实验目的：了解金属箔式应变片，单臂电桥的工作原理和工作情况。

实验要求：查找相关资料，了解金属泊式应变片的结构、用应变片组成单臂电桥测量位移时的工作原理、性能。设计出单臂电桥测量系统原理图，分析位移与放大器输出电压（F/V表头显示或用万用表测量）的关系，了解它的适用场合。

实验技术指标：测定它们的线性测量范围、灵敏度、线性误差、零点输出、零点温漂、桥路阻值，测出位移与放大器输出电压的关系，并将该信号处理成0-2V或0-5V的标准信号，比较线性误差是否有变化？通过测位移时线性变化范围的查找，分析在不同测量范围内传感器的误差大小、灵敏度及适用场合。

实验原理：本实验说明金属箔式应变片及单臂电桥的工作原理和工作情况。

应变片是最常用的测力、测位移元件，当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体的表面，当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻也随之发生变化，通过测量电路，转换成电信号输出显示。

电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路相对桥臂电组乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别为 △R1/R1、△R2/R2、△R3/R3、△R4/R4、，当使用一个应变片时，电阻的相对变化率∑ …… 此处隐藏：2031字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……