传感器与检测技术 实验指导书

传感器与检测技术

实 训 指 导 书

编写：房晓丽 二0一六 年 六 月

目录

实验一 移相实验 .................................................................................... 3 实验二 扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验 .............................. 5 实验三 应变式传感器特性实验 .............................................................. 7 实验四 电容传感器动态特性测量 ........................................................ 10 实验五 霍尔式转速传感器测速实验 .................................................... 12 实验六 光电转速传感器的转速测量实验 .......................................... 13 实验七 K型热电偶测温实验 ................................................................. 14 实验八 热电偶冷端温度补偿实验 ...................................................... 17 实验九 光敏电阻基本特性实验 ............................................................ 20 实验十 霍尔传感器位移特性实验 ........................................................ 21 实验十一 湿敏、气敏传感器的测量 .................................................... 23 实验十二 差动变压器的振动测量 ........................................................ 25 实验十三 光纤传感器位移特性实验 .................................................... 27

实验一 移相实验

一、实验目的

了解移相电路的原理和应用 二、实验仪器

移相器/相敏检波/低通滤波模块，±15V电源，信号源，示波器 三、实验原理

由运算放大器构成的移相器原理图如下图所示：

图6-1 移相器原理图

由图可求得该电路的闭环增益G（S）：

R?R6RCS(R3?R1)1G(S)?[4?R6]?[21?R3] （6-1）

R1R4RwC2S?1R2C1S?11R?R6j?R2C1(R3?R1)G(j?)?[4?R6]?[?R3] （6-2）

R1R4j?RwC2?1j?R2C1?1在实验电路中，常设定幅频特性︱G（jω）︱＝1，为此选择参数R1=R3，R4=R6，则输出幅度与频率无关，闭路增益可简化为：

1?j?RwC2j?R2C1?1?1?j?RwC2j?R2C1?1 （6-3）

G(j?)?则有：

|G(j?)|?1 (6-4) 1??2RwR2C1C22()?RwC2??R2C1tg?? （6-5）

?2RwR2C1C2?121?()R2C1??RwC2?2tg?2?由正切三角函数半角公式tg??1?tg2可得

21??2RwR2C1C2??2arctg()?RwC2??R2C1 （6-6）

Rw?11时，输出相位滞后于输入，当时，输出相位超前输入。 R?w?2R2C1C2?2R2C1C2四、实验步骤

1． 连接实验台与实验模块电源线，信号源U S1音频信号源幅值调节旋钮居中，频率调节旋钮最小，信号输出端US1 00连接移相器输入端。

2． 打开实验台电源，示波器通道1和通道2分别接移相器输入与输出端，调整示波器，观察两路波形。

3． 调节移相器“移相”电位器，观察两路波形的相位差，并填入下表。

4． 改变音频信号源频率(频率转速表频率档监测)，观察频率不同时移相器移相范围的变化。 频率(kHz) ΔФ 五、实验报告

根据实验所得的数据，对照移相器电路图分析其工作原理。 六、注意事项

实验过程中正弦信号通过移相器后波形局部有失真，这并非仪器故障。

5． 实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。