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現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)試驗(yàn)試驗(yàn)指導(dǎo)書目 錄1、THSRZ-2型傳感器系統(tǒng)綜合試驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介2、試驗(yàn)一 金屬箔式應(yīng)變片——電子秤試驗(yàn)3、試驗(yàn)二 溝通全橋振幅測(cè)量試驗(yàn)4、試驗(yàn)三 霍爾傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量試驗(yàn)5、試驗(yàn)四 光電傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量試驗(yàn)6、試驗(yàn)五 E型熱電偶測(cè)溫試驗(yàn)7、試驗(yàn)六 E型熱電偶冷端溫度補(bǔ)償試驗(yàn)試驗(yàn)一金屬箔式應(yīng)變片——電子秤試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康模毫私饨饘俨綉?yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng),直流全橋工作原理和性能,了解電路的定標(biāo)。二、試驗(yàn)儀器:應(yīng)變傳感器試驗(yàn)?zāi)K、托盤、砝碼、數(shù)顯電壓表、±15V、±4V電源、萬用表〔自備三、試驗(yàn)原理:電阻應(yīng)變效應(yīng)的關(guān)系式為R式中R
Rk 〔1-1〕R為電阻絲電阻相對(duì)變化;k為應(yīng)變靈敏系數(shù);l l 為電阻絲長(zhǎng)度相對(duì)變化。1-1所示,將四彈性體形變被拉伸,或被壓縮。1-1雙孔懸臂梁式稱重傳感器構(gòu)造圖11-2全橋面板接線圖全橋測(cè)量電路中,將受力性質(zhì)一樣的兩只應(yīng)變片接到電橋的對(duì)邊,不同的接入鄰邊,如圖,當(dāng)應(yīng)變片初始值相等,變化量也相等時(shí),其橋路輸出RUo=ER 〔3-1〕RE為電橋電源電壓。RR為電阻絲電阻相對(duì)變化;3-1說明,全橋輸出靈敏度比半橋又提高了一倍,非線性誤差得到進(jìn)一步改善。值為重量的對(duì)應(yīng)值,電壓量綱〔V〕改為重量量綱〔g〕即成一臺(tái)比較原始的電子稱。四、試驗(yàn)內(nèi)容與步驟應(yīng)變傳感器上的各應(yīng)變片已分別接到應(yīng)變傳感器模塊左上方的R1、R2、R3、R4上,可用萬用表測(cè)量判別,R1=R2=R3=R4=350Ω。差動(dòng)放大器調(diào)零。從主控臺(tái)接入±15V電源,檢查無誤后,合上主控臺(tái)電源開關(guān),將差動(dòng)放大器的輸入端Ui短接并與地短接,輸出端Uo2接數(shù)顯電壓表〔選擇2VRw3調(diào)到增益最大位置〔順時(shí)針轉(zhuǎn)到底R(shí)w4使電壓表顯示為0V。關(guān)閉主控臺(tái)電源?!睷w3、Rw4的位置確定后不能改動(dòng)〕按圖1-2接線,將受力相反〔一片受拉,一片受壓〕的兩對(duì)應(yīng)變片分別接入電橋的鄰邊。將10只砝碼置于傳感器的托盤上,調(diào)整電位器Rw30.200V〔2V拿去托盤上全部砝碼,觀看數(shù)顯電壓表是否顯示為0.000V,假設(shè)不為零,再次將差動(dòng)放大器調(diào)零和加托盤后電橋調(diào)零〔調(diào)整電位器Rw40V4、5步驟,直到準(zhǔn)確為止,把電壓量綱V改為重量量綱Kg即可以稱重。2將砝碼依次放到托盤上并讀取相應(yīng)的數(shù)顯表值,直到200g砝碼加完,登記試驗(yàn)結(jié)果,填入下表。去除砝碼,托盤上加一個(gè)未知的重物〔不要超過1Kg據(jù),求出重物的重量。重量(g)20406080100120140160180電壓(V)0.0190.0390.0580.0770.0960.1150.1340.1530.172試驗(yàn)完畢后,關(guān)閉試驗(yàn)臺(tái)電源,整理好試驗(yàn)設(shè)備。五、試驗(yàn)報(bào)告1.依據(jù)試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)計(jì)算系統(tǒng)靈敏度S=ΔU/ΔW〔ΔUΔW2.計(jì)算電橋的非線性誤差δ=Δm/y
×100%。f1 F..S式中mS200輸出平均值。3.全橋測(cè)量中,當(dāng)兩組對(duì)邊〔R1、R3R一樣時(shí),即R1=R3,R2=R4,R1≠R2時(shí),是否可以組成全橋?六、留意事項(xiàng)1kg120%。因此,加在傳感器上的壓力不應(yīng)過大,以免造成應(yīng)變傳感器的損壞!3一、試驗(yàn)?zāi)康模?/p>
試驗(yàn)二溝通全橋振幅測(cè)量試驗(yàn)了解溝通全橋測(cè)量動(dòng)態(tài)應(yīng)變參數(shù)的原理與方法。二、試驗(yàn)儀器:應(yīng)變傳感器模塊、振動(dòng)源、信號(hào)源、示波器〔虛擬三、試驗(yàn)原理:將應(yīng)變傳感器模塊電橋的直流電源E,則構(gòu)成一個(gè)溝通全橋,其輸出u=R,用溝通電橋測(cè)量溝通應(yīng)變信號(hào)時(shí),橋路輸出為一調(diào)制波。當(dāng)雙平行振動(dòng)梁被不R原理可以找出梁的固有頻率。四、試驗(yàn)內(nèi)容與步驟:將臺(tái)面三源板上的應(yīng)變輸出用連接線接到應(yīng)變傳感器試驗(yàn)?zāi)K的黑色插座上,振動(dòng)梁上的四個(gè)應(yīng)變電阻通過導(dǎo)線接到應(yīng)變傳感器模塊的虛線全橋上。按試驗(yàn)指導(dǎo)書圖5-1連接電路,并依據(jù)試驗(yàn)指導(dǎo)書上試驗(yàn)五第3、4步調(diào)整系統(tǒng),使系統(tǒng)輸出為零。將信號(hào)源Us2低頻振蕩器輸出接入振動(dòng)臺(tái)鼓勵(lì)源插孔,調(diào)低頻輸出幅度和頻率使振動(dòng)臺(tái)(圓盤)明顯有振動(dòng)。f(Hz)Vo(mV)低頻振蕩器幅度調(diào)整不變,轉(zhuǎn)變低頻振蕩器輸出信號(hào)的頻率〔用頻率/f(Hz)Vo(mV)5.試驗(yàn)完畢后,關(guān)閉試驗(yàn)臺(tái)電源,整理好試驗(yàn)設(shè)備。五、試驗(yàn)報(bào)告從試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出振動(dòng)梁的共振頻率。六、留意事項(xiàng)進(jìn)展此試驗(yàn)時(shí)低頻信號(hào)源幅值旋鈕約放在3/4位置為宜。4一、試驗(yàn)?zāi)康模毫私饣魻柦M件的應(yīng)用——測(cè)量轉(zhuǎn)速。二、試驗(yàn)儀器:霍爾傳感器、可調(diào)直流電源、轉(zhuǎn)動(dòng)源、頻率/轉(zhuǎn)速表。三、試驗(yàn)原理;H 利用霍爾效應(yīng)表達(dá)式:U=KIB,當(dāng)被測(cè)圓盤上裝上N只磁性體時(shí),轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一周磁場(chǎng)變化NH 四、試驗(yàn)內(nèi)容與步驟安裝依據(jù)圖3-1,霍爾傳感器已安裝于傳感器支架上,且霍爾組件正對(duì)著轉(zhuǎn)盤上的磁鋼。3-1+5V電源接到三源板上“霍爾”輸出的電源端+4V、+6V、+8V、+10V、12V〔±616V〔±820V〔±1024V驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)源,可以觀看到轉(zhuǎn)動(dòng)源轉(zhuǎn)速的變化,待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后記錄相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電壓下得到的轉(zhuǎn)速值。也可用示波器觀測(cè)霍爾元件輸出的脈沖波形。電壓(V)+4V+6V+8V+10V12V16V20V24V轉(zhuǎn)速(rpm)36572811211507177624953225382824959194613831730255233334030五、試驗(yàn)報(bào)告分析霍爾組件產(chǎn)生脈沖的原理。依據(jù)記錄的驅(qū)動(dòng)電壓和轉(zhuǎn)速,作V-RPM曲線。5一、試驗(yàn)?zāi)康模毫私夤怆娹D(zhuǎn)速傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速的原理及方法。二、試驗(yàn)儀器:轉(zhuǎn)動(dòng)源、光電傳感器、直流穩(wěn)壓電源、頻率/轉(zhuǎn)速表、示波器三、試驗(yàn)原理:間距的6值。四、試驗(yàn)內(nèi)容與步驟4-1所示。+5V電源接到三源板“光電”輸出的電f/翻開試驗(yàn)臺(tái)電源開關(guān),用不同的電源驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)源轉(zhuǎn)動(dòng),記錄不同驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速,填入下表,同時(shí)可通過示波器觀看光電傳感器的輸出波形。4-1驅(qū)動(dòng)電壓V(V)4v6v8v10v12v16v20v24vn(rpm)338694104114061660249030043536五、試驗(yàn)報(bào)告依據(jù)測(cè)的驅(qū)動(dòng)電壓和轉(zhuǎn)速,作V-n曲線。并與霍爾傳感器測(cè)得的曲線比較。6一、試驗(yàn)?zāi)康模?/p>
試驗(yàn)五 E型熱電偶測(cè)溫試驗(yàn)了解E型熱電偶的特性與應(yīng)用二、試驗(yàn)儀器:智能調(diào)整儀、PT100、E型熱電偶、溫度源、溫度傳感器試驗(yàn)?zāi)K。三、試驗(yàn)原理:熱電偶傳感器的工作原理熱電偶是一種使用最多的溫度傳感器,它的原理是基于1821年覺察的塞貝克效應(yīng),即兩種A或B組成一個(gè)回路,其兩端相互連接,只要兩節(jié)點(diǎn)處的溫度不同,一端溫度為T,另一端溫度為T0,則回路中就有電流產(chǎn)生,見圖50-1〔a該電動(dòng)勢(shì)被稱為熱電勢(shì)。圖5-1〔a〕 圖5-1〔b〕兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合被稱為熱電偶。0a,bET,其極性和量值與回路中的熱電勢(shì)全都,50-1〔bA流向B時(shí),稱A為正極,B為負(fù)極。試驗(yàn)說明,當(dāng)ETET與溫度差〔T-T〕成正比,即0E=S 〔T-T〕 〔1〕T AB 0ABS 為塞貝克系數(shù),又稱為熱電勢(shì)率,它是熱電偶的最重要的特征量,其符號(hào)和大小取決于熱電極材料的相對(duì)特性。AB熱電偶的根本定律:〔1〕均質(zhì)導(dǎo)體定律何,都不能產(chǎn)生熱電勢(shì)?!?〕中間導(dǎo)體定律用兩種金屬導(dǎo)體A,BEAB〔T,T0A,B的材料往往并不一樣。在這種引入了中中,只要中間導(dǎo)體C兩端溫度一樣,那么接入中間導(dǎo)體CEAB〔T,T0〕沒有影響?!?〕中間溫度定律72 AB 1 2如圖49-2所示,熱電偶的兩個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度為T1,T時(shí),熱電勢(shì)為E 〔T,T;兩結(jié)點(diǎn)溫度為T2,T3時(shí),熱電勢(shì)為EAB〔T2,T3,那么當(dāng)兩結(jié)點(diǎn)溫度為T1,T32 AB 1 2ABAB
〔T1,T3〕 〔2〕1 2 AB式〔2〕就是中間溫度定律的表達(dá)式。譬如:T=100℃,T=40℃,T=01 2 ABABAB熱電偶的分度號(hào)
〔100,0〕 〔3〕5-2熱電偶的分度號(hào)是其分度表的代號(hào)〔一般用大寫字母S、R、B、K、E、J、T、N0℃的條件下,以列表的形式表示熱電勢(shì)與測(cè)量端溫度的關(guān)系。四、試驗(yàn)內(nèi)容與步驟利用Pt100500C,在另一個(gè)溫度傳感器插孔中插入E型熱電偶溫度傳感器。將±15V直流穩(wěn)壓電源接入溫度傳感器試驗(yàn)?zāi)K中。溫度傳感器試驗(yàn)?zāi)K的輸出Uo2接主控臺(tái)直流電壓表。將溫度傳感器模塊上差動(dòng)放大器的輸入端Ui短接,調(diào)整Rw3到最大位置,再調(diào)整電位Rw4使直流電壓表顯示為零。5-3拿掉短路線,按圖5-3接線,并將E型熱電偶的兩根引線,熱端〔紅色〕接a,冷端〔綠色〕接b;登記模塊輸出Uo220度50CUo21200C。并將試驗(yàn)結(jié)果填8入下表T〔℃〕50556065707580859095100105110115Uo20.0840.10.1160.1320.1480.1640.1800.1960.2130.2300.2470.2640.2800.297〔V〕1200.313五、試驗(yàn)報(bào)告UO2-TE依據(jù)中間溫度定律和E型熱電偶分度表,用平均值計(jì)算出差動(dòng)放大器的放大倍數(shù)A。因T=50℃Eab(T,0)=3.047mv試驗(yàn)結(jié)果輸出Uo2=0.091=91mv而Tn=19℃(室溫)Eab(Tn,0)=1.131mv又Eab(T,0)=Eab(T,Tn)+Eab(Tn,0)Eab(T,Tn)=Eab(T,0)-Eab(Tn,0)所以A=Uo2/Eab(T,Tn)=Uo2/(Eab(T,0)-Eab(Tn,0))=84/(3.047-1.131)=84/1.916=43.841:溫度調(diào)整儀9溫度熱電動(dòng)勢(shì)〔mV〕2:E溫度熱電動(dòng)勢(shì)〔mV〕〔℃〕012345678900.0000.0590.1180.1760.2350.2950.3540.4130.4720.532100.5910.6510.7110.7700.8300.8900.9501.0111.0711.131201.1921.2521.3131.3731.4341.4951.5561.6171.6781.739301.8011.8621.9241.9852.0472.1092.1712.2332.2952.357402.4192.4822.5442.0572.6692.7322.7952.8582.9212.984503.0473.1103.1733.2373.3003.3643.4283.4913.5553.619603.6833.7483.8123.8763.9414.0054.0704.1344.1994.264704.3294.3944.4594.5244.5904.6554.7204.7864.8524.917804.9835.0475.1155.1815.2475.3145.3805.4465.5135.579905.6465.7135.7805.8465.9135.9816.0486.1156.1826.2501006.3176.3856.4526.5206.5886.6566.7246.7926.8606.9281106.9967.0647.1337.2017.2707.3397.4077.4767.5457.6141207.6837.7527.8217.8907.9608.0298.0998.1688.2388.3071308.3778.4478.5178.5878.6578.8278.8428.8678.9389.0081409.0789.1499.2209.2909.3619.4329.5039.5739.6149.7151509.7879.8589.92910.00010.07210.14310.21510.28610.3584.42910一、試驗(yàn)?zāi)康模?/p>
試驗(yàn)六熱電偶冷端溫度補(bǔ)償試驗(yàn)了解熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)脑砗头椒ǘ⒃囼?yàn)儀器:智能調(diào)整儀、PT100、E型熱電偶、溫度源、溫度傳感器試驗(yàn)?zāi)K三、試驗(yàn)原理:熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ校罕?、恒溫槽法和電橋自?dòng)補(bǔ)償法〔圖6-1之間接入一個(gè)直流電橋,稱冷端溫度補(bǔ)償器,補(bǔ)償器電橋在0℃時(shí)到達(dá)平衡〔亦有20(>0℃)熱電偶回路電勢(shì)Uab下降,由于補(bǔ)償器中,PN呈負(fù)溫度系數(shù),其正 圖6-1Uab到達(dá)補(bǔ)償目的。四、試驗(yàn)內(nèi)容與步驟6-2Pt10PT100PT100輸入”T〔同色的兩根接線端接蘭色,另一根接黑色插座度。T2將溫度掌握在500C,在另一個(gè)溫度傳感器插孔中插入E型熱電偶溫度傳感器。將±15V直流穩(wěn)壓電源接入溫度傳感器試驗(yàn)?zāi)K中。溫度傳感器試驗(yàn)?zāi)K的輸出Uo2接主控臺(tái)直流電壓表。將溫度傳感器模塊上差動(dòng)放大器的輸入端Ui短接,調(diào)整Rw3到最大位置,再調(diào)整電位Rw4使直流電壓表顯示為零。拿掉短路導(dǎo)線按圖6-2接線,并將E型熱電偶的兩個(gè)引線分別
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