傳感器系統(tǒng)實驗介紹

傳感器系統(tǒng)實驗介紹

傳感器概述

1．傳感器的定義

通常將能把非電量轉換為電量的器件稱為傳感器，它實際上是一種功能塊，其作用是將來自外界的各種信號轉換成電信號。它是實現(xiàn)測試與自動控制系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。如果沒有傳感器對原始參數(shù)進行精確可靠的測量，那么，無論是信號轉換和信號處理，或者最佳數(shù)據(jù)的顯示和控制都將無法實現(xiàn)。傳感器技術是現(xiàn)代信息技術的主要內容之一。為了適應現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，世界眾多國家都把傳感器技術列為現(xiàn)代的關鍵技術之一。2．傳感器的作用與分類⑴傳感器的作用信息的收集；信息數(shù)據(jù)的交換；控制信息的采集。⑵傳感器的分類

①按構成分為：基本型傳感器；組合型傳感器；應用型傳感器。

②

按作用形式分為：主動性和被動型傳感器。

③

按變換工作能量供給形式分為：能量變換型和能量控制型。

④

按檢測功能可分為：溫度、壓力、濕度、流量等傳感器。

⑤

按轉換現(xiàn)象的范圍又可分為：力學傳感器、電磁傳感器、電化學傳感器、光電傳感器等。3．傳感器的特性⑴靜態(tài)特性：靈敏度與信噪比；線性；時滯；精度；穩(wěn)定性等。⑵動態(tài)特性：指對輸入信號的跟蹤、輸入與輸出的關系。4．傳感器的選用

應根據(jù)欲測量的性質和測量條件等選用合適的傳感器。5．傳感器的發(fā)展

21世紀是人們全面進入信息電子化的年代，作為現(xiàn)代信息技術的三大支柱（計算機技術、通訊技術、傳感器技術）之一的傳感器技術將是21世紀人們在高新技術發(fā)展方面爭奪的一個制高點。我國從20世紀80年代以來已將傳感器技術列入國家高新技術發(fā)展的重點之一。今后發(fā)展的方向為：傳感器的集成化、多功能化、智能化。

傳感器系統(tǒng)實驗一——箔式應變片性能研究一、實驗目的：1.了解箔式應變片的性質及應用。2.研究應變梁變形時不同電橋的應變輸出關系。3.測試并比較各種電橋的輸出靈敏度。

二、實驗原理：

箔式應變片是最常用的測力傳感元件，它相當于一種應變電阻片，當其受力發(fā)生形變時，敏感柵隨同變形，電阻值也隨之發(fā)生相應的變化。人們可通過測量其電阻的變化來反映受力的大小。在使用時，通常把應變片牢固地粘貼在測試體表面，當測試體受力發(fā)生形變時，箔式應變片的敏感柵隨同變形，其電阻值發(fā)生相應的變化。通過測量電路，轉換成電信號進行測量。應變電阻片的敏感珊模擬

電橋電路是最常用的非電量電測電路中的一種，當電橋平衡時，橋路對臂電阻乘積相等，電橋輸出電壓為零，在橋臂四個電阻R1、R2、R3、R4中，當使用一個應變片R代替一個電阻組成單橋時，電阻的相對變化率E=△R／R；使用二個應變片代替兩個電阻組成半橋差動狀態(tài)時，有E=2△R／R；當使用四個應變片代替四個電阻組成全橋兩個差動對工作，且R1＝R2＝R3＝R4＝R時，電阻的相對變化率E=4△R／R。三、儀器介紹(見下圖）

由此可見，使用的應變片越多，其電阻的變化率越大，電路中某兩點電位差變化越大。所以，單橋，半橋，全橋電路的靈敏度依次增大。本實驗是利用應變梁的應變量△X所引起的電位差的改變量△V來反映對應的橋路靈敏度的。

計算公式為

S=△V△X

安裝測微頭螺旋測微器箔式應變片數(shù)顯表差放調零平衡調零應變片接口1--4實驗電源+4V--4VWD+_電壓表RR3R2R1

四、實驗電路接數(shù)顯表三種橋路的電路比較五、測量數(shù)據(jù)記錄表格：先調節(jié)測微器（大于5mm），確定應變梁水平，讀出X0，再調節(jié)WD，使數(shù)字表電壓為0V，然后上下測量。X(mm)

x0V(v)

0處理方法：分兩組各6個數(shù)逐差，然后取平均值。

注意：“0”用兩次六、注意事項：

1、按實驗步驟進行，在對差動放大器調零時，要開啟左下角的電源“開”，調零后關閉。

2、按電路圖接插線，檢查無誤后再開啟左下角的電源“開”（為15V實驗電源）。

3、實驗時，先調測微頭，使應變梁水平。再調節(jié)WD

，使電壓表讀數(shù)為.000，之后開始測量。

4、在上下移動測微頭測量經(jīng)過零點位置時，應重新調節(jié)WD，使電壓表讀數(shù)為.000。

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