传感器综合实验指导书

电子电气工程系

2015.6.2

目录

实验一 金属箔式应变片单臂电桥性能实验 1 实验二 金属箔式应变片半桥性能实验 3 实验三 金属箔式应变片全桥性能实验 4 实验四 金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较 6 实验五 直流全桥的应用—电子秤实验 6 实验六 电容式传感器的位移实验 7 实验七 电涡流传感器位移实验 8 实验八 被测体材质对电涡流传感器特性影响实验 10 实验九被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验 11 实验十 直流激励时接触式霍尔位移传感器特性实验 11 实验十一 霍尔转速传感器测速实验 13 实验十二 磁电式转速传感器测速实验 14 实验十三 热电偶测温性能实验 14 实验十四 热电阻测温特性实验 16 实验十五 集成温度传感器温度特性实验 17 实验十六 气敏(酒精)传感器气体浓度测量实验 20 实验十七 湿度传感器湿度测量实验 20

实验一 金属箔式应变片单臂电桥性能实验

一、实验目的:了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。

二、基本原理:电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为： ΔR/R=Kε

式中ΔR/R为电阻丝的电阻相对变化值，K为应变灵敏系数，ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，用它来转换被测部位的受力大小及状态，通过电桥原理完成电阻到电压的比例变化，对单臂电桥而言，电桥输出电压，U01=EKε/4。（E为供桥电压）。

三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码（每只约20g）、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)。 四、实验步骤：

1、根据图(1-1),应变式传感器已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板左上方的R1、R2、R3、R4标志端。加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω，加热丝阻值约为50Ω左右。

2、实验模板差动放大器调零，方法为:①接入模板电源±15V(从主控箱引入)，检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模板增益调节电位器Rw3顺时针调节到大致中间位置，②将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显电压表输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器RW4，使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2V档)，完毕关闭主控箱电源。

3、参考图（1-2）接入传感器，将应变式传感器的其中一个应变片R1(即模板左上方的R1)接入电桥作为一个桥臂，它与R5、R6、R7接成直流电桥(R5、R6、R7在模块内已连接好)，接好电桥调零电位器Rw1，接上桥路电源±4V(从主控箱引入)，检查接线无误后，合上主控箱电源开关，先粗调节Rw1，再细调RW4使数显表显示为零。

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