东北电力大学：检测技术及仪表实验指导书(5)

V（v） 利用上述方法，换上铝测片重复上述过程，结果填入下表（建议每隔0.05mm读数）：

X（mm） V铝（v） V铁（v） 根据所得结果，在同一纸上画出被测体为铝和铁的两条V-X曲线，计算灵敏度与线性度，比较它们的线性范围和灵敏度。关闭主、副电源，分析主要技术参数的特点。 可见，这种电涡流式传感器在被测体不同时必须重新进行 工作。 注意事项：

（1）被测体与涡流传感器测试探头平面尽量平行，并将探头尽量对准被测体中间，以减少涡流损失。

（2）传感器在初始时可能会出现一段死区。

实验项目七 霍尔式传感器的特性—直流激励、主

要技术指标的标定及其应用

实验目的：。了解霍尔式传感器的原理与特性及其主要应用。

实验要求：查找相关资料，掌握霍尔式传感器测位移的工作原理、主要特点、应用场合

（电子秤），设计测量及信号处理电路，绘制出位移-电压曲线。

实验技术指标：利用给出的硬件条件测定它的线性测量范围、灵敏度、线性误差、测出位移与放大器输出电压的关系，设计出信号处理系统原理图，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？。

实验所需硬件条件及相关硬件的基本操作：

（1）所需单元及部件：霍尔片、磁路系统、电桥、差动放大器、F/V表、直流稳压电源、测微头、平台、主、副电源。

（2）有关旋钮初始位置：差动放大器增益旋钮打到最小，电压表置20V档，直流稳压电源置2V档，主、副电源关闭。

（3）了解霍尔式传感器的结构及实验仪上的安装位置，熟悉实验面板上霍尔片的符号。霍尔片安装在实验仪的圆盘上，两个半圆永久磁钢固定在实验仪的顶板上，二者组合成霍尔传感器。

（4）开启主、副电源将差动放大器调零后，增益最小，关闭主电源，根据图1-5接线，W1、r为电桥单元的直流电桥平衡网络。

-2V 图1-5 霍尔式传感器测位移原理图

（5）装好测微头，调节测微头与振动台吸合并使霍尔片置于半圆磁钢上下正中位置。 （6）开启主、副电源，调整W1使电压表指示为零。

（7）上下旋动测微头，记下电压表的读数，建议每0.1mm读一个数，将读数填入下表：

X（mm） V（v） X(mm) V(v) 直流稳压电源 +2V r + - V W1 作出V-X曲线指出线性范围，求出灵敏度，关闭主、副电源，分析主要技术参数的特点。 可见，本实验测出的实际上是磁场情况，磁场分布为梯度磁场与磁场分布有很大差异，位移测量的线性度，灵敏度与磁场分布有很大关系。 （8）在称重平台上放上砝码，填入下表：

W（g） V（v） （9）在平面上放一个未知重量之物，记下表头读数。根据实验结果作出V-W曲线，求得未知重量。

（10）实验完结关闭主、副电源，各旋钮置初始位置。 注意事项：

（1）由于磁路系统的气隙较大，应使霍尔片尽量靠近极靴，以提高灵敏度。 （2）一旦调整好后，测量过程中不能移动磁路系统。

（3）激励电压不能过大，以免损坏霍尔片。

（4）此霍尔传感器的线性范围较小，所以砝码和重物不应太重。

（5）砝码应置于平台的中间部分。

实验项目八 差动变面积式电容传感测位移时主要技术参数的测定

及它的静态、动态特性

实验目的：。了解差动变面积式电容传感器的原理及其特性了。

实验要求：查找相关资料，掌握差动变面积式电容传感器测位移的工作原理、主要特点、应用场合，设计测量及信号处理电路，绘制出位移-电压曲线。

实验技术指标：利用给出的硬件条件测定它的线性测量范围、灵敏度、线性误差、测出位移与放大器输出电压的关系，设计出信号处理系统原理图，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？。

实验所需硬件条件及相关硬件的基本操作：

（1）所需单元及部件：电容传感器、电压放大器、低通滤波器、F/V表。 （2）有关旋钮的初始位置：差动放大器增益旋钮置于中间，F/V表置于2V档， （3）按图1-6接线。

1

电容变换器 5 2 + - V

X（mm） V（mv）

电容传感器

图1-6

差动变面积式电容传感测位移原理图

（4）F/V表打到20V，调节测微头，使输出为零。

（5）转动测微头，每次0.1mm，记下此时测微头的读数及电压表的读数，直至电容动片与上（或下）静片复盖面积最大为止。

X（mm） V（mv） 退回测微头至初始位置。并开始以相反方向旋动，同上法，记下X（mm）及V(mv)值。 （6）计算系统灵敏度S。S=△V/△X（式中△V为电压变化，△X为相应的梁端位移变化），并作出V-X关系曲线。

（7）分析主要技术参数的特点

实验项目九 半导体压阻式压力传感器测位移时

主要技术指标的测定实验

实验目的：了解扩散硅压阻式压力传感器的工作原理和工作情况。

实验要求：查找相关资料，掌握扩散硅压阻式压力传感器的工作原理、主要特点、应用场合，设计测量及信号处理电路，绘制出压力-电压曲线。

实验技术指标：利用给出的硬件条件测定它的线性测量范围、灵敏度、线性误差、测出压力与放大器输出电压的关系，设计出信号处理系统原理图，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？。

实验所需硬件条件及相关硬件的基本操作：

（1）基本原理：扩散硅压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应制成的器件，也就是在单晶硅的基片上用扩散工艺（或离子注入及溅射工艺）制成一定形成的应变元件，当它受到压力作用时，应变元件的电阻发生变化，从而使输出电压变化。

（2）所需单元及部件：主、副电源、直流稳压电源、差动放大器、F/V显示表、压阻式传感器（差压）、“U”形管及其加压配件或压力计。

（3）旋钮初始位置：直流稳压电源±4V档，F/V表切换开关置于2V档，差放增益适中或最大，主、副电源关闭。

（4）了解所需单元、部件、传感器的符号及在仪器上的位置。

（5）按图1-7传感器及电路连好，注意接线正确，否则易损坏元器件，差放接成同相反相均可：

图1-7 半导体压阻式压力传感器测位移原理图 压阻式差压传感器

- +4V 差 放 + F/V表 V