自動檢測技術與裝置實驗報告樣例.doc

第 組 西華大學實驗報告（理工類）開課學院及實驗室：機械學院 機械工程專業(yè)實驗中心 實驗時間 ： 2009 年11月23日學 生 姓 名學 號成 績學生所在學院機械工程與自動化學院年級/專業(yè)/班課 程 名 稱自動檢測技術與裝置課 程 代 碼8208100實驗項目名稱光電傳感器的應用光電轉(zhuǎn)速測試項 目 代 碼指 導 教 師宋春華項 目 學 分一、實驗目的了解光電開關的原理和應用。二、實驗原理光電開關由紅外發(fā)射、接收及整形電路組成，為遮斷式工作方式。三、實驗設備、儀器及材料光電傳感器；光電變換器；測速電機及轉(zhuǎn)盤；電壓/頻率表2KHz檔；示波器。四、實驗步驟1、光電傳感器“光電”端接光電變換器 端， Vo端接示波器和電壓/頻率表2KHz檔。2、安裝好光電傳感器位置，勿與轉(zhuǎn)盤盤面相擦。3、開啟電源，打開電機開關，調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。用示波器觀察光電轉(zhuǎn)換器VF端，并讀出波形頻率，與頻率表所示頻率比較。4、電機轉(zhuǎn)速=方波頻率/25、將一較強光源照射儀器轉(zhuǎn)盤上方，觀察測試方波是否正常。6、如果測試方波波形不變，可以認為光電開關受外界影響較小，工作可靠性較高。五、實驗過程記錄(畫出當電機轉(zhuǎn)速為30轉(zhuǎn)/秒時示波器顯示的波形圖)六、實驗結(jié)果分析及問題討論1、在該實驗中為什么電機轉(zhuǎn)速=方波頻率/2？2、用簡圖說明光電傳感器測轉(zhuǎn)速的原理。第 組 西華大學實驗報告（理工類）開課學院及實驗室：機械學院 機械工程專業(yè)實驗中心 實驗時間 ： 2009 年 11 月 23 日學 生 姓 名學 號成 績學生所在學院機械工程與自動化學院年級/專業(yè)/班課 程 名 稱自動檢測技術與裝置課 程 代 碼8208100實驗項目名稱箔式應變片性能單臂、半橋項 目 代 碼指 導 教 師宋春華項 目 學 分一、實驗目的1、觀察了解箔式應變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方式。2、測試應變梁變形的應變輸出。3、比較各橋路間的輸出關系。二、實驗原理根據(jù)電阻應變效應，具有規(guī)則外形的金屬導體或半導體材料在外力作用下產(chǎn)生應變的同時其電阻值也會產(chǎn)生相應地改變。實驗時把應變片粘貼在機械的彈性體上，當外力作用到彈性體元件上時，彈性體被壓縮或拉伸，即產(chǎn)生微小的機械變形，粘貼在彈性體上的應變片感受到應力盯的作用，根據(jù)材料力學中的虎克定律可知：應變與應力成正比，即：。又由應變效應可知應變片的應變與其電阻值的相對變化率dRR成正比，以此實現(xiàn)對微小的機械變量的檢測。三、實驗設備、儀器及材料直流穩(wěn)壓電源(士4V檔)、電橋、差動放大器、箔式應變片、測微頭、電壓表。四、實驗步驟1、調(diào)零。開啟儀器電源，差動放大器增益置100倍(順時針方向旋到底)，十、一輸入端用實驗線對地短路。輸出端接數(shù)字電壓表，用調(diào)零電位器調(diào)整差動放大器輸出電壓為零，然后拔掉實驗線。調(diào)零后電位器位置不要變化。2、單臂電橋時按圖2-1將實驗部件用實驗線連接成測試橋路。圖2-1 單臂電橋測量電路原理圖3、確認接線無誤后開啟儀器電源，并預熱數(shù)分鐘。調(diào)整電橋WD電位器，使測試系統(tǒng)輸出為零。4、旋動測微頭，帶動懸臂梁分別作向上和向下的運動，以水平狀態(tài)下輸出電壓為零，向上和向下移動各5mm，測微頭每移動0.5mm記錄一個差動放大器輸出電壓值，并填寫在表2-1至2-2中。并根據(jù)表中所測數(shù)據(jù)計算靈敏度S，S=V/X，并在坐標上做出VX 關系曲線。5、在完成單臂電橋的基礎上，不變動差動放大器增益和調(diào)零電位器，依次將圖2-1中電橋固定電阻R1、R2、R3換成箔式應變片，分別接成半橋和全橋測試系統(tǒng)。應變片接入電橋時注意其受力方向，一定要接成差動形式。6、重復單臂電橋中的3 一4 步驟，測出半橋輸出電壓并列表，計算靈敏度。7、在同一坐標上描出V一X曲線，比較三種橋路的靈敏度，并做出定性的結(jié)論。五、實驗過程記錄表2-1 單臂電橋測試電路電壓輸出表電壓V位移mm-2.5-2-1.5-1-0.50.51.01.52.02.5表2-2 半橋測試電路電壓輸出表電壓V位移mm-2.5-2-1.5-1-0.50.51.01.52.02.5在同一坐標系中描出兩種種電橋的VX曲線六、實驗結(jié)果分析及問題討論1、在單臂電橋步驟（3）為什么要調(diào)整WD 電位器使系統(tǒng)輸出為零？ 2、應變片接入電橋時為什么要接成差動形式?如果不接成差動形式會產(chǎn)生什么后果?3、根據(jù)兩種橋路的結(jié)果做出定性的結(jié)論（靈敏度）。第 組西華大學實驗報告（理工類）開課學院及實驗室：機械學院 機械工程專業(yè)實驗中心 實驗時間 ： 2009 年 11 月 25 日學 生 姓 名學 號成 績學生所在學院機械工程與自動化學院年級/專業(yè)/班課 程 名 稱自動檢測技術與裝置課 程 代 碼8208100實驗項目名稱電渦流式傳感器的靜態(tài)標定及振幅測量項 目 代 碼指 導 教 師宋春華項 目 學 分一、實驗目的1、了解電渦流傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、工作特性；2、通過實驗掌握用電渦流傳感器測量振幅的原理和方法。二、實驗原理當通過塊狀金屬導體中的磁通發(fā)生變化時，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，在金屬導體中會感應出一圈圈自行封閉的感應電流，此電流稱為電渦流，這種物理現(xiàn)象稱為電渦流效應，利用電渦流效應制成的傳感器叫電渦流式傳感器。電渦流傳感器的線圈受電渦流影響時的等效阻抗z可用表示其函數(shù)關系，如果保持上式中其他參數(shù)不變，只改變其中的一個參數(shù)，則傳感器線圈的等效阻抗Z就成了此參數(shù)的單值函數(shù)。通過與此相配套的測量電路測出其等效阻抗z的變化量就實現(xiàn)了對該參數(shù)的測量，本實驗是通過改變上式中的位移x來實現(xiàn)位移的測量。三、實驗設備、儀器及材料電渦流線圈、金屬渦流片、電渦流變換器、測微頭、示波器、電壓表、直流穩(wěn)壓電源、電橋、差動放大器、低頻振蕩器、激振器。四、實驗步驟（一）靜態(tài)標定：1、安裝好電渦流線圈和金屬渦流片，注意兩者必須保持平行。安裝好測微頭，將電渦流線圈接入渦流變換器輸入端。渦流變換器輸出端接電壓表2OV檔，并按照圖3-1將電路連接好。圖3-1 電渦流傳感器測試電路2、開啟儀器電源，用測微頭將電渦流線圈與渦流片分開一定距離，此時輸出端有一電壓值輸出。用示波器接渦流變換器輸入端觀察電渦流傳感器的高頻波形，信號頻率約為lMHZ。3、用測微頭帶動振動平臺使平面線圈完全貼緊金屬渦流片，此時渦流變換器輸出電壓為零。渦流變換器中的振蕩電路停振。4、旋動測微頭使平面線圈離開金屬渦流片，從電壓表開始有讀數(shù)起每位移0.25mm記錄一個讀數(shù)，并用示波器觀察變換器的高頻振蕩波形。將V、X數(shù)據(jù)填入下表，作出V一X曲線，指出線性范圍，求出靈敏度。（二）振幅測量：1、按圖3-1接線，將平面線圈安裝在最佳工作點，直流穩(wěn)壓電源置土lOV檔，差動放大器在這里僅作為一個電平移動電路，增益置最小處(1倍)。調(diào)節(jié)電橋WD，使系統(tǒng)輸出為零。2、接通激振器I，調(diào)節(jié)低頻振蕩器頻率，使其在1530Hz范圍內(nèi)變化，用示波器觀察渦流變換器輸出波形。3、變化低頻振蕩器頻率和幅值，提高振動圓盤振幅，用示波器可以看到變換器輸出波形有失真現(xiàn)象，這說明電渦流式傳感器的振幅測量范圍是很小的。五、實驗過程記錄表3-1 電渦流傳感器電壓輸出表電壓V位移mm-1.25-1-0.75-0.5-0.250.250.50.7511.25畫出VX曲線，求出靈敏度，并指出線性范圍六、實驗結(jié)果分析及問題討論1、渦流傳感器的工作原理是什么？請用簡圖說明。2、電渦流傳感器經(jīng)常用在那些場合？第 組西華大學實驗報告（理工類）開課學院及實驗室：機械學院 機械工程專業(yè)實驗中心 實驗時間 ： 2009 年 11 月 25 日學 生 姓 名學 號成 績學生所在學院機械工程與自動化學院年級/專業(yè)/班課 程 名 稱自動檢測技術與裝置課 程 代 碼8208100實驗項目名稱壓電加速度傳感器項 目 代 碼指 導 教 師宋春華項 目 學 分一、實驗目的了解壓電加速度計的結(jié)構(gòu)、原理和應用。二、實驗原理某些電介質(zhì)材料，當沿著某些特定方向?qū)ζ涫┘幼饔昧κ蛊浒l(fā)生變形時，這種材料的內(nèi)部就會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，在其相對的兩個表面會形成正負電荷。一旦外力消失后又會重新恢復到不帶電狀態(tài)，這種應變致電現(xiàn)象叫壓電效應。壓電式傳感器的工作原理是建立在某些材料的壓電效應的基礎上的，它利用具有壓電效應的材料作為傳感器的敏感元件，將被測量轉(zhuǎn)換為電信號，實現(xiàn)對非電量的檢測。三、實驗設備、儀器及材料壓電式傳感器、電荷放大器(電壓放大器)、低頻振蕩器、激振器、電壓/頻率表、示波器。四、實驗步驟1、觀察了解壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu):由雙壓電陶瓷晶片、慣性質(zhì)量塊、壓簧、引出電極組裝于塑料外殼中。圖4-1 壓電加速度傳感器連接圖2、按圖4-1接線，低頻振蕩器輸出接激振端，開啟電源，