传感器系统实验仪

一、产品简介

传感器系统实验仪主要由四部分组成：传感器安装台、显示与激励源、传感器符号及引线单元、处理电路单元。

传感器安装台部分：装有双平行振动梁（应变片、热电偶、PN结、热敏电阻、加热器、压电传感器、梁自由端的磁钢）、激振线圈、双平行梁测微头、光纤传感器的光电变换座、光纤及探头小机电、电涡流传感器及支座、电涡流传感器引线Φ3.5插孔、霍尔传感器的二个半圆磁钢、振动平台（圆盘）测微头及支架、振动圆盘（圆盘磁钢、激振线圈、霍尔片、电涡流检测片、差动变压器的可动芯子、电容传感器的动片组、磁电传感器的可动芯子）、扩散硅压阻式传感器、气敏传感器及湿敏元件安装盒.

显示及激励源部分：电机控制单元、主电源、直流稳压电源（±2V－±10V档位调节）、F／V数字显示表（可作为电压表和频率表）、动圈毫伏表（5mV-500mV）及调零、音频振荡器、低频振荡器、±15V不可调稳压电源。

实验主面板上传感器符号单元：所有传感器（包括激振线圈）的引线都从内部引到这个单元上的相应符号中，实验时传感器的输出信号（包括激励线圈引入低频激振器信号）按符号从这个单元插孔引线。

处理电路单元：电桥单元、差动放大器、电容放大器、电压放大器、移相器、相敏检波器、电荷放大器、低通滤波器、涡流变换器等单元组成。

本实验仪配上一台双线（双踪）通用示波器(用户自配)可做几十种实验。教师也可以利用传感器及处理电路开发实验项目。

二、产品特点：

☆能满足大部分高校的传感器实验要求

☆结构紧凑，小巧轻便，容易搬动采用线性电源，纹波干扰小，安全系数高

☆可完成40多项实验内容

☆尺寸：520*390*300单位：mm

三、传感器系统实验仪组成：

传感器安装台部分：

双平行振动梁的自由端及振动圆盘下面各装有磁钢，通过各自测微头或激振线圈接入低频激振器可做静态或动态测量。

应变梁：应变梁采用不锈钢片，双梁结构端部有较好的线性位移。

<一>、传感器

1、金属应变式传感器

铂式应变电阻值：350Ω×4，温度补偿片×2

2、热电偶(热电式)传感器

直流电阻：10Ω左右，由两个铜一康铜热电偶串接而成，分度号为T冷端温度为环境温度

3、差动变压器

量程:≥5mm直流电阻：5Ω－10Ω由一个初级、二个次级线圈绕制而成的透明空心线圈，铁芯为软磁铁氧体，暗电阻≥0.1mΩ

4、电涡流位移传感器：

量程：3mm，直流电阻:1Ω－2Ω,多股漆包线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成

5、霍尔式传感器

日本JVC公司生产的线性半导体霍尔片，它置于环形磁钢构成的梯度磁场中,量程:±3mm

6、磁电式传感器

直流电阻：30Ω－40Ω，由线圈和铁芯组成，灵敏度：0.5v/m/s

7、压电加速度传感器

PZT-5双压电晶片和铜质量块构成。谐振频率：>-35KHz

8、电容式传感器

量程：±5mm，由两组定片和一组动片组成的差动变面积式电容传感器

<二>、信号及变换：

电桥：

用于组成应变电桥，提供组桥插座，标准电阻和交，直流调平衡网络。

差动放大器：

通频带0-10kHz，可接成同相，反相，差动输入结构，增益为1-100倍的直流放大器。

电容变换器：

由高频振荡，放大和双T电桥组成的处理电路。

电压放大器：

增益约为5倍，同相输入，通频带0-10KHz

移相器：

允许最大输入电压10Vp-p，移相范围≥±20°（50kHz时）

相敏检波器：

可检波电压频率0-10kHz，允许最大输入电压10Vp-p，极性翻转整形电路与电子开关构成的检波电路。

电荷放大器：

电容反馈型放大器，用于放大压电传感器的输出信号。

低通滤波器：

由50Hz陷波器和RC滤波器组成，转折频率35Hz。

涡流变换器：

输出电压≥∣8∣V（探头离开被测物）。变频式调幅变换电路，传感器线圈是振荡电路中的电感元件。

光电变换座：

由红外发射、接收管组成。

<三>、二套显示仪表

数字式电压/频率表：

3位半显示，电压范围0—200V、0—20V，频率范围3Hz—2KHz、10Hz—20KHz。

指针式毫伏表：

分500mV、50mV、5mV三档，精度2.5%。

<四>、二种振荡器

音频振荡器：

0.4KHz—10KHz输出连续可调，V-p-p值20V，0°、180°反相输出，Lv端最大功率输出电流0.5A。

低频振荡器：

1—30Hz输出连续可调，Vp-p值20V，最大输出电流0.5A，Vi端可提供用做电流放大器。

<五>、二套悬臂梁、测微头

双平行式悬臂梁二副（其中一副为应变梁，另一副装在内部与振动圆盘相连），梁端装有磁钢、激振线圈和可拆卸式螺旋测微头，可进行压力位移与振动实验。

<六>、电加热器二组

由电热丝组成，加热时可获得高于环境温度30℃左右的升温。

<七>、测速电机一组

由可调的低噪声高速轴流风扇组成，与光电、光纤、涡流传感器配合进行测速实验。

<八>、二组稳压电稳

直流±15V，主要提供高性能低文波小数温度实验时的加热电源，最大激励1.5A。±2v~±10v五档输出，最大输出电流1A。提供直流激励源。

<九>资料与附件

实验指南、实验附件（实验叠插线、多种涡流被测体片、称重砝码）

四、实验项目：

1、应变片性能——单臂电桥

2、应变片：单臂、半桥、全桥比较

3、应变片的温度将就及补偿

4、热电偶的原理及现象

5、移相器实验

6、相敏检波器实验

7、应变片——交流全桥

8、交流全桥的应用——振幅测量

9、流全桥的应用——电子称之一

10、差动变压器（互感式）的性能

11、差动变压器（互感式）零点残余电压补偿实验

12、差动变压器（互感式）的标定

13、差动变压器（互感式）的应用——振动测量

14、差动变压器（互感式）的应用——电子秤之二

15、差动螺管式（自感式）传感器的静态位移性能

16、差动螺管式（自感式）传感器的动态位移性能

17、电涡流式传感器的静态标定

18、被测体材料对电涡流传感器特性的影响

19、电涡流传感器的应用——振幅测量

20、电涡流传感器的应用——电子秤之三

21、霍尔传感器的直流激励静态位移特性

22、霍尔传感器的应用——电子秤之四

23、霍尔传感器的交流激励静态位移特性实验

24、霍尔传感器的应用——振幅测量

25、磁电式传感器的性能

26、压电传感器的动态响应实验

27、压电传感器引线电容对电压放大器的影响、电荷放大器

28、差动面积式电容传感器的静态及动态特性

29、双平行梁的动态特性——正弦稳态影响