（5）上下旋动测微头，记下电压表的读数，建议每0.5mm读一个数，将读数填入下表：

X（mm）V（v）X(mm)V(v)

作出V-X曲线指出线性范围，求出灵敏度，关闭主、副电源。

可见，本实验测出的实际上是磁场情况，磁场分布为梯度磁场与磁场分布有很大差异，位移测量的线性度，灵敏度与磁场分布有很大关系。 （6）实验完结关闭主、副电源，各旋钮置初始位置。 注意事项：

（1）由于磁路系统的气隙较大，应使霍尔片尽量靠近极靴，以提高灵敏度。 （2）一旦调整好后，测量过程中不能移动磁路系统。 （3）激励电压不能过2V，以免损坏霍尔片。

实验二十四 霍尔式传感器的应用—电子秤之四

实验目的：了解霍尔式传感器在静态测量中的应用。

所需单元及部件：霍尔片、磁路系统、差动放大器、直流稳压电源、电桥、砝码、F/V表（电压表）、主、副电源、振动平台。

有关旋钮初始位置：直流稳压电源置±2V档，F/V表置2V档，主、副电源关闭。 实验步骤：

（1）开启主、副电源将差动放大器调零，关闭主、副电源。 （2）调节测微头脱离平台并远离振动台。

（3）按图23接线，开启主、副电源，将系统调零。 （4）差动放大器增益调至最小位置，然后不再改变。 （5）在称重平台上放上砝码，填入下表：

W（g）V（v）

（6）在平面上放一个未知重量之物，记下表头读数。根据实验结果作出V-W曲线，求得未知重量。 注意事项：

（1）此霍尔传感器的线性范围较小，所以砝码和重物不应太重。 （2）砝码应置于平台的中间部分。

实验二十五 霍尔式传感器的交流激励特性

实验目的：了解交流激励霍尔片的特性 所需单元及部件：

霍尔片、磁路系统、音频振荡、差动放大器、测微头、电桥、移相器、相敏检敏、低通滤波器、主、副电源、F/V表、示波器、振动平台。

有关旋钮初始位置：音频振荡器1KHz，放大器增益最大，主、副电源关闭。 实验步骤：

（1）开启主、副电源将差放调零，关闭主、副电源。

（2）调节测微头脱离振动平台并远离振动台。按图25接线，开启主、副电源，将音频振荡器的输出幅度调到5Vp-p值，差放增益值最小。根据实验七（3）的方法利用示波器和F/V表（F/V表置20V档）。按照实验十一的方法调整好W1、W2及移相器。再转动测微头，使振动台吸合并继续调节测微头使F/V表显示零。

（3）旋动测微头，每隔0.1mm记下表头读数填入下表： X（mm) V(v) X(mm) V(v)

找出线性范围，计算灵敏度。 注意事项：

（1）交流激励信号必须从电压输出端0或LV输出，幅度应限制在峰-峰值5V以下，以免霍尔产片产生自热现象。

实验二十六 霍尔式传感器的应用—振幅测量之四

实验目的：了解霍尔式传感器在振动测量中的应用。

所需单元及部件：

霍尔片、磁路系统、差动放大器、电桥、移相器、相敏检波器、低通滤波、低频振荡器、音频振荡、振动平台、主、副电源、激振线圈、双线式波器。 有关旋钮初始位置：差动放大器增益旋最大，音频振荡器1KHz。 实验步骤：

（1）开启主、副电源，差动放大器输入短接并接地，调零后，关闭主、副电源。 （2）根据电路图26结构，将霍尔式传感器，电桥平衡网络，差动放大器，电压表连接起来，组成一个测量线路（电压表应置于20V档，基本保持实验25电路），并将差放增益置最小。

（3）开启主、副电源转动测微头，将振动平台中间的磁铁与测微头分离并远离，使梁振动时不至于再被吸住（这时振动台处于自由静止状态）。 （4）调整电桥平衡电位器W1和W2，使F/V表指示为零。

（5）去除差动放大器现电压表的连线，将差动放大器的输出与示波器相连，将F/V表置2KHz档，并将低频振荡器的输出端与激振线圈相连后再用频率表监测频率。 （6）低频振荡器的幅度旋钮固定至某一位置，调节低频振荡频率（频率表监测频率），用示波器读出低通滤波器输出的峰峰值填入下表：

f(Hz) Vp-p

思考：

（1）根据实验结果，可以知道振动平台的自振频率大致为多少。

（2）在某一频率固定时，调节低频振荡器的幅度旋钮，改变梁的振动幅度，通过示波器读出的数据是否可以推算出梁振动时的位移距离。

（3）试想一下，用其他方法来测振动平台振动时的位移范围，并与本实验结果进行比较验证。 注意事项：

应仔细调整磁路部分，使传感器工作在梯度磁场中，否则灵敏度将大大下降。

实验二十七 磁电式传感器的性能

实验目的：了解磁电式传感器的原理及性能

实验原理：磁电式传感器是一种能将非电量的变化转为感应电动势的传感器，所以也称为感应式传感器。根据电磁感应定 律，ω匝线圈中的感应电动势e的大小决定于穿

过线圈的磁通ψ的变化率：。仪器中的磁电式传感器由动铁与感应线圈

组成，永久磁钢做成的动铁产生恒定 的直流磁场，当动铁与线圈有相对运动时，线圈与磁场中的磁通交链产生感应电势,e与磁通变化率成正比，是一种动态传感器。 所需单元及部件：

差动放大器、涡流变换 器、激振器、示波器、磁电式传感器、涡流传感器、振动平台、主、副电源。

有关旋钮的初始位置：差动放大器增益旋钮置于中间，低频振荡器的幅度旋钮置于最小，F/V表置2KHz档。 实验步骤：

（1）观察磁电式传感器的结构，根据图27的电路结构，将磁电式传感器，差动放大器，低通滤波器，双线示波器连接起来，组成一个测量线路，并将低频振荡器的输出端与频率表（F/V表置2K档）的输入端相连，开启主、副电源。

（2）调整好示波器，低频率振荡器的幅度旋钮固定至某一位置，调节频率，调节时用频率表监测频率，用示波器读出峰峰值填入下表：

f（Hz） 3 4 5 6 7 8 9 10 20 25Vp-p

（3）拆去磁电传感器的引线，把涡流传感器经涡流变换器后接入低通滤波器，再用示波器观察输出波形（波形好坏与涡流伟感器的安装位置有关，参照涡流传感器实验）并与磁电传感器的输出波形相比较。 思考：

（1）试回答磁电式传感器的特点？

（2）比较磁电式传感器与涡流传感器输出波形的相位，为什么？

实验二十八 压电传感器的动态响应实验

实验目的：了解压电式传感器的原理、结构及应用。

实验原理：压电式传感器是一种典型的有源传感器（发电型传感器）。压电传感器元件是力敏感元件，在压力、应力、加速等外力作用下，在电介质表面产生电荷，从而实验非电量的电测。 所需单元及设备：

低频振荡器、电荷放大器、低通滤波器、单芯屏蔽线、压电传感器、双线示波器、激振线圈、磁电传感、F/V表、主、副电源、振动平台。

有关旋钮的初始位置：低频振荡器的幅度旋钮置于最小，F/V表置于2K档。 实验步骤：

（1）观察压电式传感器的结构，根据图28的电路结构，将压电式传感器，电荷放

大器，低通滤波器，双踪示波器连接起来，组成一个测量线路。并将低频振荡器的输出端与频率表的输入端相连。

（2）将低频振荡器信号接入振动台的激振线圈。

（3）调整好示波器，低频振荡器的幅度旋钮固定至最大，调节频率，调节时用频率表监测频率，用示波器读出峰峰值填入下表。

F(Hz) 5 7 12 15 17 20

Vp-p

（4）示波器的另一通道观察磁电式传感器的输出波形，并与压电波形相比较观察其波形相位差。 思考

（1）根据实验结果，可以知道振台的自振频率大致多少？

（2）试回答压电式传感器的特点。比较磁电式传感器输出波形的相位差△ 大致为多少，为什么？

实验二十九 压电传感器引线电容对

电压放大器的影响、电荷放大器

实验目的：验证引线电容对电压放大器的影响，了解电荷放大器的原理和使用。 所需单元及部件：低频振荡器、电压放大器、电荷放大器、低通滤波器、相敏检波器、F/V表、单芯屏蔽线、差动放大器、直流稳压电源、双踪示波器。

有关旋钮的初始位置：低档频振荡器的幅度旋钮置于最小，F/V表置于20V档，差动放大器增益旋钮至最小，直流稳压电源输出置于4V档。 实验步骤：

（1）按图29接线，相敏检波器参考电压应从直流输入插口输入，差动放大器的增益旋钮到适中。直流稳压电源打到±4V档。