（2）示波器的两个通道分别接到差动放大器和相敏检波器的输出端。

（3）开启电源、观察示波器上显示的波形，适当调节低频振荡器的幅度旋钮，使差动放大器的输出波形较大且没有明显失真。

（4）观察相敏检波器输出波形，解释所看到的现像。调整电位器，使差动放大器的直流成份减少到零，这可以通过观察相敏检波器输出波形而达到，为什么？

（5）适当增大差动放大器的增益，使电压表的指示值为某一整数值（如1.5V）。 （6）将电压放大器与压电加速度计间的屏蔽线换成试验线，读出电压表的读数。 （7）将电压放大器换成电荷放大器。重复（5）（6）两步骤。 注意事项：

（1）低频振荡器的幅度要适当，以免引起波形失真。

（2）梁振动时不应发生碰撞，否则将引起波形畸变，不再是正弦波。

3）由于梁的相频特性影响，压电式传感器的输出与激励信号一般不为180°故表头有较大跳动，此时，可以适当改变激励信号频率，使相敏检波输出的两个半波尽可能平衡，以减少电压表跳动。 思考：

（1）相敏检波器输入含有一 些直流成份与不含直流成分对电压表读数是否有影响，为什么？

（2）根据实验数据，计算灵敏度的相对变化值，比较电压放大器和电荷放大器受引线电容的影响程度，并解释原因。

（3）根据所得数据，结合压电传感器原理和电压、电荷放大器原理，试回答引线分布电容对电压放大器和电荷放大器性能有什么影响？

实验三十 差动变面积式电容传感器的静态及动态特性

实验目的：了解差动变面积式电容传感器的原理及其特性。

实验原理：电容式传感器有多种形式，本仪器中差动变面积式。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，与两组静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，即与振动台的位移有关。

所需单元及部件：电容传感器、电压放大器、低通滤波器、F/V表、激振器、示波器。 有关旋钮的初始位置：差动放大器增益旋钮置于中间，F/V表置于2V档，

实验步骤：

(1)按图30接线。

（2）F/V表打到20V，调节测微头，使输出为零。

（3）转动测微头，每次0.1mm，记下此时测微头的读数及电压表的读数，直至电容动片与上（或下）静片复盖面积最大为止。

X（mm） V（mv）

退回测微头至初始位置。并开始以相反方向旋动，同上法，记下X（mm）及V(mv)值。

（4）计算系统灵敏度S。S=△V/△X（式中△V为电压变化，△X为相应的梁端位移变化），并作出V-X关系曲线。 X（mm） V（mv）

（5）卸下测微头，断开电压表，接通激振器，用示波器观察输出波形。

实验三十一 双平行梁的动态特性—正弦稳态响应

（910型 998B型）

实验目的：本实验说明如何用传感器来测量系统的动态特性。

所需单元：低频振荡器、激振线圈、示波器、前述实验用过的适当的传感器系统。 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2K档。 实验步骤：

①低频振荡器接通激振线圈，使用双平行梁振动、幅度适中，用合适的传感器测量系统，作出梁的幅频和相频特性曲线。

②由于梁的振幅变化很大，为了提高测量准确度，不同的振幅可以用不同的传感器来测量。

③相位差可用示波器测量，如用双踪示波器直接比较或用李萨育图形来进行。当然精确的专用仪器更好。

④由于低频振荡器频率不很正确，请用频率计来测量。

⑤输出电压幅值用示波器测量。如需精确，可用峰值电压表或低频交流电压表进行测量。

注意事项：

（1）低频振荡器的幅度旋钮要适当控制，以免在自振频率附近振幅过大。 （2）所选取用的传感器应按前面实验的方法正确使用。 问题：

（1）在本实验仪所用的几种传感器中，哪些传感器灵敏度高？哪种可测位移最大？

（2）为 了得出相频特性和幅频特性，在实验中应读上哪些数据？

实验三十二 综合传感器—力平衡式传感器

（910型 998B型）

实验目的：掌握利用多种传感器和电路单元测试系统的原理。 实验原理：

图32A是一带有反馈的闭环系统传感器，它与一般传感器的区别在它有一个“反向传感器”的反馈回路，把系统的输出信号反馈到系统输入进行比较和平衡。由于此系统中所用的传感器主要是力或力矩平衡的方式，所以称为力平衡传感器。力平衡式传感器主要用于能将测量转换成敏感元件的微小位移的场合，如力、压力、加速度、振动等。

实验所需部件：电涡流传感器、涡流变换器、电桥、稳压电源、差动放大器、低频振荡器（作为电流放大器作用）、激振Ⅱ线圈、电压表、测微头。

图 32A 图 32B

实验步骤：

（1）图32B是系统示意图。在此系统中用电涡流传感器、差动放大器、电流放大器和激振器组成一个负反馈测量系统。

（2）按实验二十一的方法安装和调试好电涡流传感器，使差动放大器输出为零。差动放大器还是作为电平移动单元使用。差动放大器输出用所提供的 3.5mm插头的实验芯线接出， 3.5mm插头插入低频振荡器Vi插座，另一头连接屏蔽层的插头接地。电流放大器的输出端即低频振荡器的输出端Vo分别接电压表的“激振”线圈的一端，“激振”线圈另一端接地。 （3）确认接线无误后开启电源，如发现振动平台偏向一边或成正反馈震荡，将“激振”两线端接线对换，使其形成负反馈。

（4）用手提压振动台，如系统输出电压能正负两方向过零变化，则说明系统接线正确。此时可装上测微头带动振动台作测试实验。

（5）调节系统（电桥、测微头）使输出为零且正负变化对称。分别向上、下各移动1.5mm，每隔0.2mm记录一数据并填入下表，做出V-X曲线，求出灵敏度和线性度。 Xmm V(v) （6）将力平衡式传感器与前述几种传感器做性能比较。 注意事项：

（1）差动放大器不能和激振器直接连接，因为差动放大器无电流放大作用。 （2）实验后 φ3.5mm的插头应及时拨出低频振荡器的Vi插座，如φ3.5mm拨出后低频振荡器Vo端无输出，则可能是φ3.5mm的插座中的静合接点分开，可松开面板固定螺丝，调整这对静合接点，使之接触良好。

实验三十三 半导体扩散硅压阻式压力传感器实验

实验目的：了解扩散硅压阻式压力传感器的工作原理和工作情况。

基本原理：扩散硅压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应制成的器件，也就变元件，当它受到压力作用时，应变元件的电阻发生变化，从而使输出电压变化。

所需单元及部件：主、副电源、直流稳压电源、差动放大器、F/V显示表、压阻式传感器（差压）、压力表及加压配件。

旋钮初始位置：直流稳压电源±4V档，F/V表切换开关置于2V档，差放增益适中或最大，主、副电源关闭。 实验步骤：

（1）了解所需单元、部件、传感器的符号及在仪器上的位置。(见附录三）

（2）如图33A将传感器及电路连好，注意接线正确，否则易损坏元器件，差放接成同相反相均可：

（3）如图33B接好传感器供压回路，传感器具有两个气咀、一个高压咀一个低压咀，当高压咀接入正压力时（相对于低压咀）输出为正，反之为负；

（4）将加压皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝拧松。

（5）开启主、副电源，调整差放零位旋钮，使电压表指示尽可能为零，记下此时电压表读数。

（6）拧紧皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝，轻按加压皮囊，注意不要用力太大，当

压力表达到4Kpa左右时，记下电压表读数，然后每隔这一刻度差，记下读数，并将数据填入下表：

压力(kpa) 4 8 12 ?? 电压(Mv) 根据所得的结果计算系统灵敏度S=△V/△P，并作出V-P关系曲线，找出线性区域。当作为压力计使用时，请进行标定。

标定方法：拧松皮囊上的锁紧螺丝，调差放调零旋钮使电压表的读数为零，拧紧锁紧螺丝，手压皮囊使压力达到所需的最大值40Kpa，调差动放大器的增益使电压表的指示与压力值的读数一致，这样重复操作零位、增益调试几次到满意为止。 注意事项：

（1）如在实验中压力不稳定，应检查加压气体回路是否有漏气现象。气囊上单向调节阀的锁紧螺丝是否拧紧。

（2）如读数误差较大，应检查气管是否有折压现象，造成传感器的供气压力不均匀。

（3）如觉得差动放大器增益不理想，可调整其“增益”旋钮，不过此时应重新调整零位。调好以后在整个实验过程中不得再改变其位置。

（4）实验完毕必须关闭主、副电源后再拆去实验连接线。（拆去实验连接线时要注意手要拿住连接线头部拉起，以免拉断实验连接线。） 问题：

差压传感器是否可用作真空度以及负压测试？

实验三十四 光纤位移传感器静态实验

实验目的：了解光纤位移传感器的原理结构、性能。

实验原理：反射式光纤位移传感器的工作原理如图34A所示，光纤采用Y型结构，