電氣檢測技術(shù)模板.

1、本科生實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)課程電氣測試技術(shù)學(xué)院名稱專業(yè)名稱學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)實(shí)驗(yàn)成績二0四年十二月填寫說明1、適用于本科生所有的實(shí)驗(yàn)報告（印制實(shí)驗(yàn)報告冊除外）；2、專業(yè)填寫為專業(yè)全稱，有專業(yè)方向的用小括號標(biāo)明；3、格式要求： 用 A4 紙雙面打印（封面雙面打?。┗蛟?A4 大小紙上用藍(lán)黑色水筆書寫。 打印排版：正文用宋體小四號， 1.5 倍行距，頁邊距采取默認(rèn)形式 （上下 2.54cm， 左右2.54cm，頁眉1.5cm,頁腳1.75cm）。字符間距為默認(rèn)值（縮放 100%間 距：標(biāo)準(zhǔn)）；頁碼用小五號字底端居中。 具體要求：題目 （二號黑體居中）；摘要（“摘要”二字用小二號黑體居中， 隔

2、行書寫摘要的文字部分， 小 4 號宋體）； 關(guān)鍵詞 （隔行頂格書寫“關(guān)鍵詞”三字，提煉 3-5 個關(guān)鍵詞，用分號隔開，小 4 號黑體）；正文部分采用三級標(biāo)題；第1章XX （小二號黑體居中，段前0.5行）1.1 XXXXX小三號黑體XXXXX（段前、段后0.5行）1.1.1 小四號黑體（段前、段后 0.5 行）參考文獻(xiàn)（黑體小二號居中，段前 0.5 行），參考文獻(xiàn)用五號宋體，參照參考 文獻(xiàn)著錄規(guī)則（ GB/T 77142005） 。學(xué)生實(shí)驗(yàn)心得學(xué)生（簽名）：2014年12月24日指導(dǎo)教師評語成績評定：指導(dǎo)教師（簽名）：年 月日實(shí)驗(yàn)一金屬箔式應(yīng)變片性能一單臂電橋（910 型 998B 型）1.1實(shí)

3、驗(yàn)?zāi)康模?）了解金屬箔式應(yīng)變片，單臂單橋的工作原理和工作情況。（2）觀察了解箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方式；（3）測試應(yīng)變梁變形的應(yīng)變輸出；（4）熟悉傳感器常用參數(shù)的計算方法。1.2 實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)說明箔式應(yīng)變片及單臂單橋的工作原理和工作情況。應(yīng)變片是最常用的測力 傳感元件。當(dāng)用應(yīng)變片測試時，應(yīng)變片要牢固地粘貼在測試體表面，當(dāng)測件受力發(fā)生形 變，應(yīng)變片的敏感柵隨同變形，其電阻也隨之發(fā)生相應(yīng)的變化，通過測量電路，轉(zhuǎn)換成 電信號輸出顯示。電橋電路是最常用的非電量電測電路中的一種， 當(dāng)電橋平衡時，橋路對臂電阻乘積 相等，電橋輸出為零，在橋臂四個電阻 R1、R2、R3、R4中，電阻的相對變化率分別 為R1

4、/R1、差動狀態(tài)工作，則有 '遲；用四個應(yīng)變片組成二個差對工作，且R丁 4占R R1=R2=R3=R4=R,' RR。由此可知，單臂、半橋、全橋電路的靈敏度依次增大。所需單元及部件：直流穩(wěn)壓電源、差動放大器、雙平衡梁、測微頭、一片應(yīng)變片、 F/V表、主、副電源。旋轉(zhuǎn)初始位置：直流穩(wěn)壓電源打到一 2V檔，F(xiàn)/V表打到2V檔，差動放大增益最大。1.3 實(shí)驗(yàn)步驟1.3.1了解所需單元、部件在試驗(yàn)儀上的所在位置，觀察梁上的應(yīng)變片， 應(yīng)變片為棕色襯 底箔式結(jié)構(gòu)小方薄片。上下二片梁的外表面各貼二片受力應(yīng)變片和一片補(bǔ)償應(yīng)變片， 測 微頭在雙平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右調(diào)節(jié)。

5、1.3.2將差動放大器調(diào)零：用連線將差動放大器的正（+）、負(fù)（-）、地短接。將差動放大器的輸出端與F/V表的輸入插口 Vi相連；開啟主、副電源；調(diào)節(jié)差動放大器的增益 到最大位置，然后調(diào)整差動放大器的調(diào)零旋鈕使F/V表顯示為零，關(guān)閉主、副電源。133根據(jù)圖1接線。R1、R2、R3為電橋單元的固定電阻；Rx=R4為應(yīng)變片。將穩(wěn)壓電 源的切換開關(guān)置_4V檔，F(xiàn)/V表置20V檔。調(diào)節(jié)測微頭脫離雙平行梁，開啟主、副電 源，調(diào)節(jié)電橋平衡網(wǎng)絡(luò)中的 W1，使F/V表顯示為零，然后將FN表置2V檔，再調(diào)電 橋W1 （慢慢地調(diào)），使F/V表顯示為零。1.3.4將測微頭轉(zhuǎn)動到10mm刻度附近，安裝到雙平等梁的自由端

6、（與自由端磁鋼吸合）： 調(diào)節(jié)測微頭支柱的高度（梁的自由端跟隨變化）使 F/V表顯示最小，再旋動測微頭，使 F/V表顯示為零（細(xì)調(diào)零），這時的測微頭刻度為零位的相應(yīng)刻度。+4VR1直流穩(wěn)壓源1vWD耳1丄R3R2-4V圖一1.3.5往下或往上旋動測微鍵入文檔的引述或關(guān)注點(diǎn)的摘要。您可將文本框放置在文檔中的任何位置?？墒褂?文本框工具”選項(xiàng)卡更改重要引述文本框的格式。頭，使梁的自由端產(chǎn)生位移記下 F/V表顯示的值。建議每旋動測微頭一周即X=0.5mm記下一個數(shù)值填入下表：（使用一個應(yīng)變片時）位移（mm ）電壓（mV）位移（mm ）電壓（mV）136據(jù)所得結(jié)果計算靈敏度S咲（式中,X為梁的自由端位移

7、變化V為相應(yīng)的刑 表顯示的電壓相應(yīng)變化）。137實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉主、副電源，所有旋鈕轉(zhuǎn)到初始位置。14注意事項(xiàng)（1）電橋上端虛線所示的四個電阻實(shí)際上并不存在， 僅作為一標(biāo)記，讓學(xué)生組橋容易。（2）做此實(shí)驗(yàn)時應(yīng)該低頻振蕩器的幅度關(guān)至最小，以減小其對直流電橋的影響。（3）電位器W1、W2，在有的型號儀器中標(biāo)為 RD、RA。1.5問題解答（1）本實(shí)驗(yàn)電路對直流穩(wěn)壓電源和對放大器有何要求？答：直流電源要穩(wěn)定，放大器零漂要小。（2）根據(jù)所給的差動放大器電路原理圖，分析其工作原理，說明它既能作差動放大，又 可作同相或反相放大器？答：差動放大電路有兩個輸入端子和兩個輸出端子，因此信號的輸入和輸出均有雙端和單端

8、兩種方式。雙端輸入時，信號同時加到兩輸入端；單端輸入時，信號加 到一個輸入端與地之間，另一個輸入端接地。雙端輸出時，信號取于兩輸出端之間；單端輸出時，信號取于一個輸出端到地之間。因此，差動放大電路有雙端輸入雙端輸出、 單端輸入雙端輸出、雙端輸入單 端輸出、單端輸入單端輸出四種應(yīng)用方式。 上面兩個差動放大器電路均為雙端輸入雙端輸出方式。 將被電阻接在單橋的被測橋臂上， 調(diào)節(jié)另 三個橋臂（比例臂和比較臂）上的已知電阻，使電橋平衡（檢流計指零），以此測得被 測電阻的大小。通過調(diào)節(jié)兩端電壓可將其當(dāng)作同相或反相放大器，調(diào)節(jié)W1可以實(shí)現(xiàn)差動放大。當(dāng)正輸入端接地負(fù)輸入端作輸入則就成反向放大器反之就成正向放大

9、器，對輸入端阻抗要求同原要求一樣即近似為 0,在技求可應(yīng)用CMOS低阻抗模似開關(guān)進(jìn)行 切換。第 7 頁實(shí)驗(yàn)二金屬箔式應(yīng)變片性能一半橋、全橋電路性能比較2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1.1 觀察了解箔式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)及粘貼方式。2.1.2 測試應(yīng)變梁形變的應(yīng)變輸出。2.1.3 比較各種橋路的性能（靈敏度）。2.2實(shí)驗(yàn)原理應(yīng)變片是最常用的測力傳感元件，當(dāng)用應(yīng)變片測試時，應(yīng)變片要牢固地粘貼在測試體表面，當(dāng)測件受力發(fā)生形變，應(yīng)變片的敏感柵隨同變形，其電阻值也隨之發(fā)生相應(yīng) 的變化。通過測量電路，轉(zhuǎn)換成電信號輸出顯示。電橋電路是最常見的非電量電測電路中的一種，當(dāng)電橋平衡時，橋路對臂電阻乘積相等，電橋輸出為零，在橋臂四個

10、電阻R、R、R3、R中，電阻的相對變化率分別為IR1.R1、R2 R2、R3 R3、R4 R4，當(dāng)使用一個應(yīng)變片時， 、R;當(dāng)二個應(yīng)變片組R成差動狀態(tài)工作，則有a R-2遲；用四個應(yīng)變片組成二個差動對工作，且RR = R2 = R3 = R4 = RR二4遲。根據(jù)戴維南定理可以得出測試電橋的輸出電壓近似R等于1/4 ? E ?2 R,電橋靈敏度Ku =VT：R/R，于是對應(yīng)于單臂、半橋、全橋的電壓靈敏度分別為1/4E、1/2E和E。由此可知，當(dāng)E和電阻相對變化一定時，電橋及電壓 靈敏度與各橋臂阻值的大小無關(guān)，單臂、半橋、全橋電路的靈敏度依次增大。所需單元及部件：直流穩(wěn)壓電源、電橋、差動放大器、

11、雙孔懸臂梁稱重傳感器、砝 碼、一片應(yīng)變片、F/V表、主、副電源。2.3實(shí)驗(yàn)步驟2.3.1旋轉(zhuǎn)初始位置（1）直流穩(wěn)壓電源打到-2V檔，F(xiàn)/V表打到2V檔，差動放大增益最大。下片梁的表面，結(jié)構(gòu)為電阻絲。（2） 將差動放大器的（+）、（一）輸入端與地短接，輸出端插口與 F/V表的輸入 插口 Vj相連。開啟主、副電源，調(diào)節(jié)差放零點(diǎn)旋鈕，使F/V表顯示為零。再把F/V表的切換開關(guān)置2V檔，細(xì)調(diào)差放零點(diǎn)，使F/V表顯示為零。關(guān)閉主、副電源，F(xiàn)/V表的 切換開關(guān)置20V檔，拆去差動放大器輸入端的連線。（3）接圖1接線，開啟主、副電源，調(diào)電橋平衡網(wǎng)絡(luò)的W電位器，使F/V表顯示為零，然后將F/V表的切換開關(guān)置2

12、V檔，調(diào)W電位器，使F/V表顯示為零。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，并列表。根據(jù)表中所測數(shù)據(jù)計算靈敏度 S，S = V/ X，并在一個坐標(biāo)圖上做出V-X關(guān)系曲線。比較三種橋路的靈敏 度，并作出定性的結(jié)論。如下表:半橋位移 mm電壓mV （半橋）全橋位移mm電壓mV （全橋）半橋位移 mm電壓mV （半橋）全橋位移mm電壓mV （全橋） 實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉主、副電源，所有旋鈕轉(zhuǎn)至初始位置232實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，我繪制了曲線圖，通過曲線可知電橋靈敏度Ku二V/AR/R ,于是對應(yīng)于單臂、半橋、全橋的電壓靈敏度分別為1/4E、1/2E和E。由此可知，

13、當(dāng)E和電阻相對變化一定時，電橋及電壓靈敏度與各橋臂阻值的大小無關(guān)，單臂、半橋、全 橋電路的靈敏度依次增大。2.3注意事項(xiàng)2.3.1 穩(wěn)壓電源不要對地短路。2.3.2 直流激勵電壓不能過大，以免造成應(yīng)變片自熱損壞。2.3.3 由于進(jìn)行位移測量時測微頭要從零一-正的最大值，又回復(fù)到零，再從零+ -負(fù)的最大值，因此容易造成零點(diǎn)偏移，計算靈敏度時可將正X的靈敏度分開計算，再求平均值。實(shí)驗(yàn)三 霍爾式傳感器的直流激勵特性3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饣魻柺絺鞲衅鞯脑砼c特性。3.2實(shí)驗(yàn)原理霍爾式傳感器是由兩個環(huán)形磁鋼組成梯度磁場和位于梯度磁場中的霍爾元件組成。 當(dāng)霍爾元件通過恒定電流時，霍爾元件在梯度磁場中上、下移

14、動時，輸出的霍爾電勢v取決于其在磁場中的位移量x,所以測得霍爾電勢的大小便可獲知霍爾元件的靜位移。 所需單元及部件：霍爾片、磁路系統(tǒng)、電橋、差動放大器、F/V表、直流穩(wěn)壓電源、測微頭、振動平臺、主、副電源。有關(guān)旋鈕初始位置：差動放大器增益旋鈕打到最小，電壓表置20V檔，直流穩(wěn)壓電 源置2V檔，主、副電源關(guān)閉。3.3實(shí)驗(yàn)步驟(1) 了解霍爾式傳感器的結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)儀上的安裝位置，熟悉實(shí)驗(yàn)面板上霍爾片的符號。 霍爾片安裝在實(shí)驗(yàn)儀的振動圓盤上， 兩個半圓永久磁鋼固定在實(shí)驗(yàn)儀的頂板上， 二者組 合成霍爾傳感器。(2) 開啟主、副電源將差動放大器調(diào)零后，增益最小，關(guān)閉主電源，根據(jù)圖2-3接線， WW r為電

15、橋平衡網(wǎng)絡(luò)。宅歷半詡網(wǎng)孫警霑弍傳礫垃羞動飲大器距丘憲圖2-3(3) 裝好測微頭，調(diào)節(jié)測微頭與振動臺吸合并使霍爾片置于半圓磁鋼上下正中位置。(4) 開啟主、副電源，調(diào)整 W使電壓表指示為零。(5) 上下旋動測微頭，記下電壓表的讀數(shù)，建議每0.5mm讀一個數(shù)，將讀數(shù)填入下表:X(mm)V(v)X(mm)V(v)(6)做出V-X曲線，指出線性范圍，求出靈敏度，關(guān)閉主、副電源X(mm)-8可見，本實(shí)驗(yàn)測出的實(shí)際上是磁場情況，磁場分布為梯度磁場與磁場分布有很大差異, 位移測量的線性度，靈敏度與磁場分布有很大關(guān)系3.4注意事項(xiàng)(1) 由于磁路系統(tǒng)的氣隙較大，應(yīng)使霍爾片盡量靠近極靴，以提高靈敏度。 旦調(diào)整好

16、后，測量過程中不能移動磁路系統(tǒng)。激勵電壓不能過2V,以免損壞 霍爾片。第 13 頁實(shí)驗(yàn)四 熱電偶原理及分度表的應(yīng)用（910 型 998B 型）4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鉄犭娕嫉脑砑胺侄缺淼膽?yīng)用。4.2 實(shí)驗(yàn)原理熱電偶的基本工作原理是熱電效應(yīng)，二者不同的導(dǎo)體互相焊接成閉合回路時，當(dāng)兩個接點(diǎn)溫度不同時回路中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，產(chǎn)生電流的電動勢叫做熱電動勢。通常把兩種不同導(dǎo)體的這種組合稱為熱電偶（具體熱電偶原理參考教科書）。即熱端和冷端的溫度不同時，通過測量此電動勢即可知道兩端溫差。如固定某一 端溫度。則另一端的溫度就可知，從而實(shí)現(xiàn)溫度的測量。本儀器中采用桶一康銅熱電偶。所需單元及附件：

17、-15V不可調(diào)直流穩(wěn)壓電源、差動放大器、F/V表、加熱器、熱電偶、水銀溫度計、主副電源旋鈕初始位置：F/V表切換開關(guān)到2V檔，差動放大器增益最大。4.3 實(shí)驗(yàn)步驟4.3.1 了解熱電偶原理。4.3.2了解熱電偶在實(shí)驗(yàn)儀上的位置及符號，實(shí)驗(yàn)儀所配的熱電偶是由銅一康銅組成的簡 易熱電偶，分度號為T。實(shí)驗(yàn)儀有兩個熱電偶，它是封裝在雙平行梁的上梁的上表面和 下片梁下表面，兩個熱電偶串聯(lián)在一起產(chǎn)生熱電動勢為二者總和。（1）按圖接線、開啟主、副電源，調(diào)節(jié)差動放大器調(diào)零旋鈕，使F/V表顯示零，記錄下自備溫度計的室溫。（2）將-V直流電源或可調(diào)直流電源接入加熱器的一端，加熱器的另一端接地，觀察F/V表顯示值的

18、變化，待顯示值穩(wěn)定不變時記錄下F/V表顯示的讀書E。（3） 用自備溫度計測出梁上表面熱電偶處的溫度t并記錄下來。（4）根據(jù)熱電偶的熱電動勢與溫度之間的關(guān)系式：Eab（ t，tO）=Eab（t,t n）+Eab（t n,tO）其中：t熱電偶的熱端溫度。t熱電偶的冷端溫度（室溫）。T零攝氏度（tn=t0）.1. 熱端溫度為t，冷端溫度為室溫時的熱電勢：Eab（t,tn）=（f/v顯示表E）/*。2. 熱端溫度為室溫，冷端溫度為零攝氏度，銅一康銅的熱電勢：Eab（t n,tO）:查以下所附的熱電偶自由端為零攝氏度時的熱電勢和溫度的關(guān)系即銅一康銅熱電偶分度表，得到室溫時熱電勢。3. 計算：熱端溫度為t

19、，冷端溫度為零攝氏度時的熱電勢，Eab（t,t0）,根據(jù)計算 結(jié)果，查分度表得到溫度t 0銅一康銅熱電偶分度表（自由端溫度FC）分度號：T工作端溫012345678g度匸熱電功勢（nw）-0.383-0.421-0459-0.496-0.S34-0.5714).608-0.616-0.683-0.7200<000-0.0394).077-0416-0454-0J034).231-0,2694)3074)34500.0000.0390.0780.14701560.19502340.273031203511003910.4300.4700.5100.5490.5890.6290.6690.7

20、090.749200.7890.S300.R700.911095109921+0321.073L1141J55301.1961.237L2791*320L36J1.403L4441.4861.528L569第 17 頁T作端溫012345679度0C熱電動勢nw）401.6111.6531.695L7381.7牌1.8221.8651.9071.9501.992502.0352.0782J212.1642,20722502+2942.33723802.424602.4672.5112.5552.5992.6432.6872.7312.7752.8192.864702.9082.9532.9973.0423.0873了63.2213.266