目 录
试验台介绍 ………………………………………………………………… (2)
实验一 金属箔式应变片单臂电桥性能实验 ………………………………… (3) 实验二 金属箔式应变片半桥性能实验 ……………………………………… (5)
实验三 金属箔式应变片全桥性能实验 ……………………………………… (6)
扩展实验 直流全桥的应用—电子秤实验 ……………………………………… (7)
实验四 直流激励时霍尔式位移传感器特性实验 …………………………… (8) 电阻丝扩展实验 霍尔式位移传感器的应用—电子秤实验 …………………………… (9)
实验五 霍尔转速传感器测速实验 ……………………………………………(10)
实验六 磁电式转速传感器测速实验 ……………………………………………(11)
实验七 光纤传感器的位移特性实验 ……………………………………………(12)
实验八 光纤传感器测量转速实验 ……………………………………………(13)
实验九 光电转速传感器的转速测量实验 ………………………………………(13)
实验十 压电式传感器振动测量实验 ……………………………………………(14)
实验十一 气敏（酒精）传感器气体浓度测量实验…………………………………(15)
实验十二 湿度传感器湿度测量实验…………………………………………………(15)
实验十三 电容式传感器的位移实验…………………………………………………(16)
实验十四 电容式传感器的动态特性实验……………………………………………(17)
试验台介绍
CSY2000型系列传感器与检测（控制）技术实验台由主控台、测控对象、传感器、实验模板、数据采集卡及处理软件、实验桌等六部分组成。
1、主控台部分：提供高稳定的±15V、+5V、±2V～±10V、+2V～+24V可调四种直流稳压电源，主控台面板上装有数显电压、频率、转速、压力表。0.4KHz～10KHz可调音频信号源；1Hz～30Hz可调低频信号源；0～20kpa可调气压源；高精度温度控制仪表，电源故障报警指示，RS232计算机串行接口；浮球流量计。
2、测控对象有：振动台1Hz～30Hz(可调)；旋转源0~2400转/分(可调)；温度源<200℃(可调)。
3、传感器： 1.电阻应变式传感器、2.扩散硅压力传感器、3.差动变压器、4.电容式传感器、5.霍尔式位移传感器、6.霍尔式转速传感器、7.磁电转速传感器、8.压电式传感器、9.电涡流位移传感器10.光纤位移传感器、11.光电转速传感器、12.集成温度传感器、13.K
型热电偶、14.E型热电偶、15.Pt100铂电阻、16.湿敏传感器、17气敏传感器。
4、实验模块部分：应变式、压力、差动变压器、电容式、电涡流、光纤位移、温度、移相/相敏检波/滤波、气敏、湿敏。
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， =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。
图1-1应变式传感器安装示意图
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)，完毕后关闭主控箱电源。
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。
图1-2应变式传感器单臂电桥实验接线图
4、在传感器托盘上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码并读取相应的数显表数值，记下实验结果填入表（1-1）。
表1-1：单臂测量时，输出电压与负载重量的关系：
5、根据表（1-1）计算系统灵敏度S：S=ΔV/ΔW(ΔV为输出电压平均变重量化量；ΔW重量变化量)，计算非线性误差：，式中Δm为输出电压值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大电压偏差量：为满量程时电压输出平均值。
五、思考题：
单臂电桥时，作为桥臂的电阻应变片应选用：(1)正(受拉)应变片(2)负(受压)应变片(3)正、负应变片均可以。
实验二 金属箔式应变片半桥性能实验
一、实验目的：比较半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点。
二、基本原理：不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压U02=EK/ε2，比单臂电桥灵敏度提高一倍。
三、需用器件与单元：同实验一。
四、实验步骤：
1、保持实验（一）的各旋钮位置不变。
2、根据图2-1接线，R1、R2为实验模板左上方的应变片，注意R2应和R1受力状态相反，即桥路的邻边必须是传感器中两片受力方向相反(一片受拉、一片受压)的电阻应变片。接入桥路电源±4V，先粗调Rw1，再细调Rw4，使数显表指示为零。注意保持增益不变。
3、同实验一（4）步骤，将实验数据记入表2-1，计算灵敏度S=ΔV/ΔW，非线性误差δf2。若实验时数值变化很小或不变化，说明R2与R1为受力状态相同的两片应变片，应更换其中一片应变片。
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