测试技术实验指导

第二部分 基本实验指导 1 机械参数综合测试系统的组成

一、 实验目的

1、建立对机械参数电测技术的感性认识，了解测试系统的基本组成。 2、了解计算机测试系统的组成。 3、巩固和加深理解电阻应变片测量原理。

4、认识常用的各类传感器，了解其工作原理及应用。

二、 实验原理

1、实验装置的组成：由一自由端受动载荷激振的等强度梁，并在其上安装了各种类型的传感器如图1所示。

1 等强度悬臂梁 2 电阻应变片 3 速度传感器 4位移传感器 5加速度传感器 6激振电机 7 光电转速传感器

图1 实验装置组成 2、典型的测试系统：

3、信号变换：

悬臂梁在动载激振力的作用下，其力学、运动学参数分别由各类传感器将这些待测的非

电参数的变化转换成电量的变化。

应变（ε）——电阻应变片的阻值变化(ΔR/R)-——电压变化 位移（S）——差动变压器传感器的电压变化 速度（V）——磁电式速度传感器的电压变化 加速度（a）——压电式加速度传感器的电荷的变化 频率（f）——光电转速传感器的光电流的变化 4、信号测量：

由于经传感器转换所得的电量一般都是很微弱的，不能直接显示或记录下来，必须经过测量电路将这些微弱信号进行放大处理，其测量所用的仪器如下：

5、信号分析

悬臂梁在受迫振动下，由上述方法测得的五个参数，根据示波图可进行计算、分析。 6、包含信号处理功能的测试系统

用典型的CRAS采集、分析处理系统，对信号测试过程的各个环节进行计算机采集、

分析处理实验。

三、 主要仪器及耗材

静态数字电阻应变仪、悬臂梁实验台、压电式加速度传感器、电荷放大器、ＹＤ２８－Ａ型动态电阻应变仪、DRVI虚拟仪器、计算机。

四、 实验内容和步骤

1、利用金属材料的特性，将非电量的变化转换成电量的变化，应变测量的转换元件为应变片，用粘结剂将应变片牢固地贴在试件上，当被测试件受到外力作用长度发生变化时，粘贴在试件上的应变片也发生相应变化，应变片的电阻值也随着发生了变化，这样就把机械量——变形，转换成电量——电阻值的变化。用灵敏的电阻测量仪器——电桥，测出电阻值的变化，就可以换算出相应的应变，如果这个电桥用应变来刻度，就可以直接读出应变，完成非电量的电测。

2、 将压电式传感器固定在被测物体上，利用压电晶体材料的压电效应，将被测振动量即加速度转化为电荷量，通过电荷放大器放大，由CRAS采集与分析系统数字化采集数据，由计算机将振动波形显示记录出来。

6 差动变面积式电容传感器的特性测试

一、 实验目的

1、了解差动变面积式电容传感器的原理及其特性。 2、掌握电容式传感器的工作原理和测量方法。 3、掌握电容式传感器的测量电路的构成和原理。

二、 实验原理

电容式传感器有多种型式，本仪器中是差动平行变面积式。传感器由两组定片和一组动片组成。当安装于振动台上的动片上、下改变位置，与两组定片之间的重叠面积发生变化，极间电容也发生相应变化，成为差动电容。如将上层定片与动片形成的电容定为Cx1，下层定片与动片形成的电容定为Cx2，当将Cx1和 Cx2接入桥路作为相邻两臂时，桥路的输出电压与电容量的变化有关，即与振动台的位移X有关。

三、 主要仪器及耗材

电容传感器、电容变换器（或电容放大器）、差动放大器、低通滤波器、电压表、测微头。

四、 实验内容和步骤

1、差动放大器调零。按图5接线，电容变换器和差动放大器的增益适中。

图5 电容式传感器实验电路图

2、装上测微仪，带动振动台位移，使电容动片位于两定片之间，此时差动放大器输出为零。 3、以此为起点，向上和向下位移电容动片，每次0.5mm，直至动片与一组静片全部重合为止。记录数据，分别填入表1、表2中。