机械工程测试技术

1、机械工程测试技术实 验 指 导 书周 燕 陈 露 主编徐 刚 宋寿鹏 审 江苏大学工业中心测控实验室二三年十二月编制2目 录实验一 传感器的结构、工作原理特性及应用演示1（一）差动变压器式电感传感器1（二）电容式传感器特性2（三）磁电式传感器3（四）霍尔式传感器4（五）电涡流式传感器5（六）热电式传感器热电偶6（七）热敏式温度传感器7实验二 箔式应变片性能及三种桥路性能比较9实验三 压电加速度传感器特性及应用13实验四 光电传感器的结构、工作原理及应用15（一）光电传感器转速测试15（二）光纤传感器位移测量15（三）光敏三极管红外摇控LED循环彩灯16（四）光敏电阻暗光街灯实验18（五）硅光电

2、池测光19实验五 随机信号处理与分析21实验一 传感器的结构、工作原理特性及应用演示（一）差动变压器式电感传感器图1-1一、实验目的了解差动变压器的基本结构及原理，通过实验验证差动变压器的基本特性。二、实验原理差动变压器由铁芯、初级线圈、次级线圈和线圈骨架等组成。初级线圈作为差动变压器激励用，相当于变压器的原边，次级线圈由两个结构尺寸和参数相同的线圈反极性串接而成，相当于变压器的副边。差动变压器是开磁路，工作是建立在互感基础上的。其原理及输出特性见图1-1。三、实验所需部件差动变压器、音频振荡器、测微仪、示波器。图1-2四、实验步骤：1按图1-2接线，差动变压器初级线圈必须从音频振荡器LV端功

3、率输出，双线示波器第一通道灵敏度500mv/格，第二通道10mv/格。2音频振荡器输出频率4KH2，输出值Vp-p2V（调增益从示波器上读幅值）。3用手提压变压器磁芯，观察示波器第二通道波形是否能过零翻转，如不能则改变两个次级线圈的串接端。4旋动测微头，带动差动变压器衔铁在线圈中移动，从示波器中读出次级输出电压Vp-p值，读数过程中应注意初、次级波形的相位关系。记录在相应实验报告的表中。位移（mm）0电压（V）5仔细调节测微仪使次级线圈的输出波形为最小，这就是零点残余电压。可以看出它与输入电压的相位差约为/2，是基频分量。6根据表格所列结果，画出Vop-pX曲线，指出线性工作范围。五、注意事项

4、示波器第二通道为悬浮工作状态。（二）电容式传感器特性一、实验目的掌握电容式传感器的工作原理和测量方法。二、实验原理电容式传感器有多种型式，本仪器中是差动变面积式。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。三、实验所需部件电容传感器、电容变换器、差动放大器、低通滤波能、低频振荡器、测微仪。四、实验步骤1按图13接线，电容变换器

5、和差动放大器的增益适中。图l32装上测微仪，带动振动台位移，使电容动片位于两静片中，此时差动放大器输出应为零。3以此为起点，向上和向下位移动片，每次0.5mm，直至动片与一组静片全部重合为止。记录数据于实验报告表中，并作出V-X曲线，求得灵敏度。位移（mm）32.52.01.51.00.500.51.01.52.02.53.0电压（V）五、注意事项1电容动片与两定片之间的片间距离须相等，必要时可稍做调整。位移和振动时均不可有擦片现象，否则会造成输出信号突变。2如果差动放大器输出端用示波器观察到波形中杂波，请将电容变换器增益进一步减小。3由于悬臂梁弹性恢复滞后，虽然测微仪回到初始刻度，但差放输出

6、电压并不回零，此时可反方向旋动测微仪，使输出电压过零后再回到初始位置，反复几次，差放电压即为零，然后进行负方向实验。（三）磁电式传感器一、实验目的通过实验说明磁电式传感器的结构、原理、应用。二、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，匝线圈中的感应电动势e的大小决定于穿过线圈的磁通的变化率：。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。三、实验所需部件磁电式传感器、低频振荡器、激振器、涡流式

7、传感器、涡流变换器、双线示波器、差动放大器。四、实验步骤1低频振荡器接“激振I”，磁电式端口接差动放大器两输入端，差动放大器增益适当。差动放大器输出端接示波器。按图l4接线，开启电源，调节振荡频率和幅度，观察输出波形。磁电传感器差动放大器示波器图l-42安装好电涡流式传感器，因为不要求进行位置测量，所以平面线圈与金属涡流片的相对位置可以高些，以振动时不相碰为宜。3双线示波器的通道1和通道2分别接差动放大器输出端和涡流变换器的输出端，调节低频振荡器的振动频率和振幅，观察比较两波形。通过观察，可以得出结论：磁电式传感器对速度敏感：电涡流式传感器则对位置敏感，速度的变化对它影响不大。4将“激振I”与

8、“磁电”端接线互换，接通低频振荡器，观察差动放大器的输出波形。与原磁电式传感器波形比较。可以得出结论，磁电式传感器是一种磁电、电磁转换的双向式传感器。频率（吨）电压（V）（四）霍尔式传感器一、实验目的了解霍尔式传感器的结构、工作原理，学会用霍尔传感器做静态位移测试。二、实验原理霍尔式传感器是由两个环形磁钢组成梯度磁场和位于梯度磁场中的霍尔元件组成。当霍尔元件通过恒定电流时，霍尔元件就有电势输出。霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时，输出的霍尔电势V取决于共在磁场中的位移量X，所以测得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。三、实验所需部件直流稳压电源、电桥、霍尔传感器、差动放大器、电压表、测微仪。

9、四、实验步骤1按图15接线，开启电源，差放增益10，用手将振动圆盘压下，此时霍尔元件位于梯度磁场最边上，并放输出电压<10V。图l52装上测微仪，并调节使霍尔片位于磁场中间，使差放输出为零，上、下移动测微头各3.5mm，每变化0.5mm读取相应的电压值。并记人在实验报告的相应表中，作出V-X曲线，求出灵敏度及线性。位移（mm）3.53.02.52.01.51.00.50-0.5-1.0-1.5-2.0-2.5-3.0-3.5电压（V）五、注意事项直流激励电压须严格限定在2V，绝对不能任意加大，以免损坏霍尔元件。（五）电涡流式传感器一、实验目的了解电涡流传感器的结构、原理、工作特性二、实验

10、原理电涡流式传感器由平面线圈和金属涡流片组成，当线圈中通以高频交变电流后，与其平行的金属片上产生电涡流，电涡流的大小影响线圈的阻抗Z，而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关。当平面线圈、被测体（涡流片）、激励源已确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与X距离有关。将阻抗变化经涡流变换器变换成电压V输出，则输出电压是距离X的单值函数。三、实验所需部件电涡流线圈、金属涡流片、电涡流变换器、测微仪、示波器、电压表。四、实验步骤1安装好电涡流线圈和金属涡流片，注意两者必须保持平行。安装好测微头，将电涡流线圈接入涡流变换器输入端。涡流变换器输出端接电压表20V挡。2开启仪

11、器电源，用测微仪将电涡流线圈与涡流片分开一定距离，此时输出端有一电压值输出。用示波器接涡流变换器输入端观察电涡流传感器的高频波形，信号频率约为1MHz。3用测微仪带动振动平台使平面线圈完全贴紧金属涡流片，此时涡流变换器输出电压为零。涡流变换器中的振荡电路停振。4旋动测微仪使平面线圈离开金属涡流片，从电压表开始有读数起每位移0.25mm记录一个读数，并用示波器观察变换器的高频振荡波形。将V、X数据填入相应实验报告中的表中，作出V-X曲线，指出线性范围，求出灵敏度。位移（mm）00.250.50.751.01.251.51.752.02.252.52.753.0电压（V）五、注意事项当涡流变换器接

12、入电涡流线圈处于工作状态时，接入示波器会影响线圈的阻抗，使变换器的输出电压减小。或是使传感器在初始状态有一死区，工作电压范围变小。（六）热电式传感器热电偶一、实验目的观察了解热电偶的结构，熟悉热电偶的工作特性，学会查阅热电偶分度表。二、实验原理热电偶的基本工作原理是热电效应，当其热端和冷端的温度不同时，即产生热电动势。通过测量此电动势即可知道两端温差。如固定某一端温度（一般固定冷端为室温或0），则另一端的温度就可知，从而实现温度的测量。本仪器中热电偶为铜康铜热电偶，且两个铜康铜热电偶分别装在上、下梁表面，是串接工作的。三、实验所需部件热电偶、加热器、差动放大器、电压表、温度计（自备）四、实验步

13、骤1差动放大器双端输入接入热电偶，打开电源，差动放大器增益放100倍，调节调零电位器，使差放输出为零，同时用点温度计测量环境温度t1，并查分度值表得。2打开加热器，差动放大器输出如有微小变化，马上调节调零电位器再度调零。3随加热器温度上升，观察差动放大器的输出电压的变化，待加热温度不再上升时，记录电压表读数和此时点温度计的加热点温度。4本仪器上热电偶是由两只铜康铜热电偶串接而成，热电偶的冷端温度为室温，放大器的增益为100倍，计算热电势时均应考虑进去。并查阅热电偶分度表，求出。实验电动势测量所得电势温度修正电动势式中为热电偶的电动势，t为热电偶热端温度，t0为热电偶参考端温度为0，t1为热电偶

14、参考端所处的温度。查阅铜康铜热电偶分度表，求出加热端温度t。五、注意事项1因热电偶为两组串接而成，所以电压表显示的热电势是两组热电偶产生的电势的总和，公式计算时，应将电压显示值除以2。2因为仪器中差动放大器放大倍数100倍，所以用差动放大器放大后的热电势并非十分精确，因此查表所得到的热端温度也为近似值。3因仪器中差动放大器的放大倍数为100倍，所以电压表上的读数mV，需除以100，这才是热电偶产生的热电势，代入公式（1）中，最终通过查表求得另一端的温度。4点温度计的探头置于悬臂梁的上方，靠近热电偶点。附：铜康热电偶分度表铜康铜热电偶分度（自由端温度0）工作端温度0123456789de/dt（

15、vu）00.00000.0390.0780.1160.1550.1940.2340.2730.3120.35238.6100.3910.4310.4710.5100.5500.5900.6300.67l0.7110.75139.5200.7920.8320.8730.9140.9540.9951.0361.0771.1181.15940.4301.2011.2421.2841.3251.3671.4081.4501.4921.5341.57641.3401.6181.6611.7031.7451.7881.8301.8731.9161.9582.00142.4502.0442,0872.130

16、2.1742.2172.2602.3042.3472.39l243543.0602.4782.5222.5662.6102.6542.6982.7432.7872.83l2.87649.8703.9202.9653,0103.0543.0993.1443.1893.2343.2793.32544.5803.3703.4153.4913.5063.5523.5973.6433.6893.7353.78145.3903.8273.8733.9193.965401240584.1054.15l4.1984.24446.01004.29143384.3854.4324.4794.5294.5734.6

17、214.6684.71546.8（七）热敏式温度传感器一、实验原理应用半导体材料制成的热敏电阻具有灵敏度高，可以应用于各领域的优点，热电偶一般测高温线性较好，热敏电阻则用于200以下温度较为方便，本实验中所用热敏电阻为负温度系数热敏电阻。温度变化时热敏电阻阻值的变化导致运放组成的变换电路的输出电压发生相应变化。二、实验所需部件热敏电阻、温度变换器、电压表、半导体点温计（自备）、加热器。三、初始位置V/F表置于20V档，热敏增益旋钮置于某位置上。四、实验步骤1观察装于悬臂梁上封套内的热敏电阻，将热电阻接人温度变换器Rt端口，调节“增益”旋钮，使加热前电压输出V0端电压值尽可能大但不饱和。用温度计

18、测出环境温度T0并记录。2将半导体点温计探头置于两片应变梁上方的电加热器上，打开加热器，观察点温计的温升和温度变换器V0端的输出电压的变化情况，每升温1记录一下电压值于相应实验报告的表格中。待电压稳定后记下最终温度T。根据表中数据作出V-T曲线，求出灵敏度3负温度系数热敏电阻的电阻温度特性可表示为：式中，Rt、Rt0分别为温度T、T0的阻值，Bn为电阻常数，它与材料激活能有关，一般情况下，Bn=20006000k，在高温时使用，Bn值将增大。温度T（）电压V（V）五、注意事项热敏增益旋钮设定后，中间不能调动，否则影响灵敏度的精度。实验二 箔式应变片性能及三种桥路性能比较一、实验目的1观察了解箔

19、式应变片的结构及粘贴方式。2测试应变梁变形的应变输出。3比较各桥路间的输出关系。二、实验原理本实验说明箔式应变片及直流电桥的原理和工作情况。等强度梁的布片：平行梁上梁的上表面和下梁的下表面对应地贴有八片应变片，受力工作片分别用符号和表示。其中六片为金属箔式片（BHF350）。横向所贴的两片为温度补偿片，用符号和表示。片上标有“BY”字样的半导体式应变片，灵敏系数130。应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路，转换成电信号输出显示。电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一

20、种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别为、，当使用一个应变片时，；当二个应变片组成差动状态工作，则有；用四个应变片组成二个差动对工作；且R1=R2=R3=R4，。由此可见，单臂，半桥，全桥电路的灵敏度依次增大。已知单臂、半桥和全桥电路的分别为、。根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于，电桥灵敏度，于是对应于单臂、半桥和全桥的电压灵敏度分别为1/4E、1/2E和E.。由此可知，当E和电阻相对变化一定时，电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。测量电路如下图2-1。三、实验所需部件及有关旋钮的初始位置。直流稳压电

21、源（±4V档）、电桥、差动放大器、箔式应变片、测微仪、电压表。有关旋钮的初始位置：直流稳压电源输出置于±4V档，V/F表置于V表，20V档，差动放大器增益旋钮置于最大。四、实验步骤1凋零。开启仪器电源，差动放大器增益置100倍（顺时针方向旋到底），“+、”输入端用实验线对地短路。输出端接数字电压表，用“调零”电位器调整差动放大器输出电压为零，然后拨掉实验线。调零后电位器位置不要变化。如需使用毫伏表，则将毫伏表输入端对地短路，调整“调零”电位器，使指针居“零位。拔掉短路线，指针有偏转是有源指针式电压表输入端悬空时的正常情况。调零后关闭仪器电源。（a）单臂 （b）半桥 （c）全

22、桥图2-12按图2-2将实验部件用实验线连接成测试桥路。桥路中R1、R2、R3和WD为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器，RX为应变片（可任选上、下梁中的一片工作片），再取一片温度补偿片Ro接成差动形式，直流激励电源为±4V。图223将测微仪的初始位置“0”点放5mm上，再将测微仪装于悬臂梁前端的永久磁钢上，并调节使应变梁处于基本水平状态。4确认接线无误后开启仪器电源，并预热数分种。调整电桥WD电位器，使测试系统输出为零。5旋动测微仪，带动悬臂梁分别作向上和向下的运动，以水平状态下输出电压为零，向上或向下移动各5mm，测微头每移动1mm记录一个差动放大器输出电压值，并列表（注：测微仪

23、每转一圈为0.5mm）。6启动计算机，在桌面上，双击EXP图标，即可进入实验软件，根据实验项目进行正确“设置”选项：通讯约定（串行口RS232，COM1或COM2）；波特率为2400，确定采集坐标的单位及坐标值、单次，位移为1mm间隔。先加载，后卸载，先正向采集，后反向采集。分别用不同颜色的线条记录三种不同桥路的三组数据在相应实验报告上。位移(mm)电压(mv) 桥路012345单臂加载卸载半桥加载卸载全桥加载卸载参数桥路最大值（v）最小值（v）平均值（v）灵敏度（v/mm）线性度（）截距（v）最大误差（v）最大误差（v）单臂半桥全桥7在完成实验单臂测量的基础上，不变动差动放大器增益和调零电位

24、器位置，依次将图22中电桥固定电阻R0、R2、R3换成箔式应变片，分别接成半桥和全桥测试系统，如图23和图24。8重复46步骤，测出半桥和全桥输出电压并记录，计算灵敏度。9在同一坐标上描出VX曲线，比较三种桥路的灵敏度，并做出定性的结论。图23图24五、注意事项1实验前应检查实验接插线是否完好，连接电路时应尽量使用较短的接插线，以避免引入干扰。2接插线插入插孔时轻轻地做一小角度的转动，以保证接触良好，拔出时也轻轻地转动一下拔出，切忌用力拉扯接插线尾部，以免造成线内导线断裂。3由于悬臂梁弹性恢复的滞后，所以当螺旋测微仪回到初始位置时电压值并不回到起始点，此时可将测微仪反向旋一下再回到初始位置，以

25、保证电压值回到起始点。4实验操作中实验者在旋动测微仪后应将手离开，否则虽不改变刻度也会造成输出变化。5应变片接入电桥时注意其受力方向，一定要接成差动形式。6直流激励电压不能过大，以免造成应变片自然损坏。7仪器下部面板左下角处的开关控制处理电路的±15V工作原理，进行实验时请勿关掉，为保证仪器正常工作，严禁±15V电源间的相互短路。实验三 压电加速度传感器特性及应用一、实验目的1了解压电加速度计的结构、工作原理。2掌握压电加速度计的动态特性的测定方法。3了解振动实测系统的组成和操作方法。二、实验原理1压电式传感器是一种典型的有源传感器（发电型传感器）。压电传感元件是力敏感元件

26、，在压力、应力、加速度等外力作用下，在电介质表面产生电荷，从而实现非电量的电测。2压电加速度的动态特性的测定，是根据激振系统输出一组等幅的不同频率的稳态正弦信号给一个装有加速度计的振动系统，通过测定它的频响函数来描述该系统的动态特性的方法。3压电式加速度计的应用一般振动加速度的实测系统主要由压电式加速度传感器、电荷放器和微机信号处理系统组成。如图3-1。加速度传感器检拾到随机振动信号，经电荷放大器调理后，计算机可直接进行信号处理和分析。图3-1 振动加速度实测系统框图三、实验所需部件压电式传感器、电荷放大器（电压放大器）、低频振荡器、激振器、电压/频率表、示波器。四、实验步骤1观察了解压电式加

27、速度传感器的结构：由双压电陶瓷晶片、惯性质量块、压簧、引出电极组装于塑料外壳中。2按图3-2接线，低频振荡器输出接“激振端”，开启电源，调节振动频率与振幅，用示波器观察低通滤波器输出波形，并在相应实验报告的表格中记录数据。频率（Hz）VinppVoutpp图3-23当悬臂梁处于谐振状态时振幅最大，此时示波器所观察到的波形Vp-p也最大，由此可以得出结论：压电加速度传感器是一种对外力作用敏感的传感器。五、注意事项做此实验时，悬臂梁振动频率不能过低，否则电荷放大器将无输出。实验四 光电传感器的结构、工作原理及应用（一）光电传感器转速测试一、实验目的1了解光电开关的原理和应用。2掌握光电测速的方法。

28、二、实验原理光电开关由红外发射、接收及整形电路组成，为遮断式工作方式。三、实验所需部件光电传感器、光电变换器、测速电机及转盘、电压/频率表2KHz档、示波器。四、实验步骤1光电传感器“光电”端接光电变换器 端，V0端接示波器和电压/频率表2KHz。2安装好光电传感器位置，勿与转盘盘面相擦。3开启电源，打开电机开关，调节电机转速。用示波器观察光电转换器V0端，并读出波形频率，与频率表所示频率比较。4电机转速=方波频率÷2，并记录电机转速在下表中。5将一较强光源照射仪器转盘上方，观察测试方波是否正常。6由此可以得出结论，光电开关受外界影响较小，工作可靠性较高。方波周期电机转速（二）光纤传

29、感器位移测量一、实验原理反射式光纤位移传感器的工作原理如图4-1所示，光纤采用Y型结构，两束多模光纤一端合并组成光纤探头，另一端分为两束，分别作为接收光纤和光源光纤，光纤只起传输信号的作用。当光发射器发生的红外光，经光源光纤照射至反射体，被反射的光经接收光纤至光电转换元件将接收到的光信号转换为电信号。其输出的光强决定于反射体距光纤探头的距离，通过对光强的检测而得到位移量。图41 反射式光纤位移传感器原理图及输出特性曲线二、实验所需部件光纤、光电转换器、光电变换器、低频振荡器、示波器、电压表、支架、反射片、测微仪。三、实验步骤1观察光纤结构：本仪器中光纤探头为半圆型结构，由数百根光导纤维组成，一

30、半为光源光纤，一半为接收光纤。2将原装电涡流线圈支架上的电涡流线圈取下，装上光纤探头，探头对准镀铬反射片（即电涡流片），并使之与反射片保持平行。3振动台上装上测微仪，测微仪的起始点放于整数点（410mm之间），开启电源，光纤输出V0端接电压表。旋动测微仪，带动振动平台，使光纤探头端面紧贴反射镜面，此时V0输出为最小。然后旋动测微仪，使反射镜面离开探头，每隔0.25mm取-V0电压值填入下表，作出VX曲线。X00.250.50.751.01.251.51.752.02.252.52.753.03.253.53.754.0V得出输出电压特性曲线如图4-l所示，分前坡和后坡，通常测量是采用线性较好的

31、前坡。（三）光敏三极管红外摇控LED循环彩灯一、实验目的了解光敏三极管的结构、工作原理及应用。二、实验原理光敏三极管和普通晶体三极管相似具有电流放大作用，只是它的集电极电流不只是受基极电路的电流控制，还受光信号的控制。实验中发射电路驱动红外发光二极管发射某种编码的脉冲，该编码光信号由配对的（主要是峰值波长匹配）光敏三极管接受，转换为相应的电信号，经解码电路解码后输出所需的控制信号。三、实验所需单元直流稳压电源，红外发光二极管（红外LED），光敏三极管，红外遥控器，红外接收及控制电路，继电器，循环彩灯电路，发光二极管（LED）彩灯组。四、实验步骤（1）按图4-2所示连接各单元。并将红外LED与红

32、色按钮两端插孔连接。图4-2 红外遥控LED循环彩灯实验电路（2）检查无误后，开启电源。（3）点击一次红色按钮，可听到继电器开启声，之后6只红色LED随机地循环点亮，再点击一次红色按钮，继电器关闭，LED彩灯熄灭。在这里红色按钮实际上是遥控器的开关。五、注意事项1本实验接线较多，实验前请确信接线正确，且连线与连线接头之间没有搭接在一起。不要随便直接或间接地将某点接地。实验时最好在面板上垫张纸起绝缘作用。2实验过程中，可能发现某条线没有连续时实验也可照常进行，这是正常现象。因为我们为防止实验者的误操作可能带来某些不可预料的结果，事先将某些连线内部连通。（四）光敏电阻暗光街灯实验一、实验目的了解光

33、敏电阻的电阻变化特性及其应用二、实验原理光敏电阻是最典型的光电导器件。半导体光电导器件是利用半导体材料的光电导效应制成的光电探测器件，所谓光电导效应是表示材料（或器件）的电导率发生变化。本实验正是利用了光敏电阻的光电导效应来控制街灯的亮暗。三、实验所需单元直流稳压电源，光敏电阻，三极管放大电路，小灯泡（负载），万用表，数字电压表。四、实验步骤（1）在光敏电阻未与电路连接时，用万用表从其两端测定它在不同光照条件下的电阻，将测得的电阻值填入下表，分析掌握其变化规律。环境状况全暗日光灯照射台灯照射激光照射光敏电阻值（2）按图43所示连接各元件和单元，连接3V电源。（3）检查连接无误后，开启电源。（4

34、）用一挡光线（如黑纸片或手掌）慢慢靠近左侧实验台上的光敏电阻，也即将光敏电阻上的部分光线挡住时，可观察到小灯泡慢慢由暗变亮；当光敏电阻完全被挡住时，或者室内灯光全部熄灭时，小灯泡亮度达到最亮。这一实验过程与暗光街灯的自动亮暗控制完全相同。调节该单元的偏压旋钮。可改变小灯泡的亮度。图4-3 暗光街灯实验电路五、注意事项直流电源应确认为3V，否则有可能毁坏小灯泡。如房间内光线太强或太暗，请作适当调整，以使光敏电阻正常工作。（五）硅光电池测光一、实验目的了解硅光电池的工作原理、特性及应用。二、实验原理光电池是一种不需加偏压的能把光能转换成电能的pn结光电器件。光电池的短路光电流与光照度（光通量）成线

35、性关系，而开路电压与光照度的对数成正比。在线性测量中，光电池通常以电流形式使用，实际使用时都接有负载电阻，输出电流随照度（光通量）的增加而非线性缓慢地增加，并且随负载的增大线性范围也越来越小。本实验着重于光电池的照度电流电压特性。三、实验所需单元直流稳压电源，硅光电池，放大电路，数字电压表，台灯，激光器等光源。四、实验步骤（1）按图44所示连接各单元。图44 硅光电池测光实验电路（2）检查无误后开启电源，在不同环境条件下，将增益旋钮调整到适当位置，读出电路输出电压，将结果记人下表。环境状况全暗日光灯照射台灯照射激光照射测定电压（V）（3）分析硅光电池的光生电压的变化规律。五、注意事项1不要随意

36、触摸光电池的表面，以免污染光电池的光敏面。2实验室环境光太亮或太暗均可能影响实验测试结果，请严格按照表中所列的不同环境亮度状况进行实验。实验五 随机信号处理与分析一、实验目的1了解数据处理系统的设备和仪器的功用及特点。2了解采样原理，观察混淆现象。3加深对概率密度函数和概率分布函数等概念的理解。4初步了解相关功率谱函数的概念。二、实验义器和设备压电式传感器，DH5936振动测试系统，信号发生器，磁带机，示波器，微型计算机系统。三、实验系统框图图51随机信号与振动分析系统是由DH5936振动测试硬件系统，A/D转换器、滤波器以及微型计算机系统及DH5936振动测试软件系统等组成。可以用于机械振动

37、、冲击、噪声的数据采集、测量、频谱分析及系统分析、机械模态分析等。1DH5936振动测试系统该机有8个通道可同时对8点压电式传感器输出信号的调理，预处理和采样，并实时传送至计算机时信号存贮和处理，并可输出模拟信号量。2信号发生器：产生标准的周期性信号。3磁带机：把记录在磁带上的模拟信号回放出来。4低道滤波器：滤除高频干扰信号。四、实验步骤。1按图51系统框图联好线。2打开系统中各电源开关。3在计算机系统上选择参数以及测量范围和滤波器的上限频率开关。然后选择采样频率以及记录的方式等。4对信号分别进行幅值域、时差域、频率域的处理与分析。5观察处理结果，并作记录（图型、数据）。6分析处理结果。22机械工程测试技术实 验 报 告周 燕 陈 露 主编姓 名：_班级学号：_江 苏 大 学机械工程学院测控实验室二二年十二月编制实验报告一常见几种传感器的结构、工作原理特性及应用一、实验目的二、所需仪器设备