《传感器》-传感器理实一体化实验报告

常州刘国钧高等职业技术学校第41页共41页项目一认识传感器与检测技术综合试验台■项目目标1．了解实验台配置的相关传感器2．会应用传感器实验系统软件3．知道出实验台各模块的作用及面板功能4.理解传感器的非线性误差及灵敏度的计算方法综合实验台组成实验台部分问题1：请写出实验台中的各组成部分。三源板部分问题2：请写出三源板的各组成部分。测量模块部分问题3：请写出本实验中的10个实验模块。数据采集、分析部分训练内容与步骤认识实验台配置的相关传感器。问题4：请写出本实验台所配置的传感器主要有哪些？认识实验台各模块的作用。项目二、位移量与位置的检测任务一电容式传感器的位移特性检测任务目标1.了解电容式传感器的工作原理、分类、特点及其应用2.理解电容式传感器的测量电路3.会使用千分尺、直流电压表进行测量预备知识传感器通常由、和三部分组成。能直接感受被测量的是，能将信号进行处理和转换，便于显示和记录的是。电容式传感器是指能将转换为的一种传感器，它实质上是具有一个的电容器。按照工作原理，电容式传感器可以分为、和三种，其中具有线性特征。判断图2-1-1上极板2上极板2上极板1下极板图2-1-1电容式传感器的位移特性实验原理本训练采用的电容式传感器见图2-1-1工作原理：△X1.传感器的灵敏度传感器的灵敏度是指其在稳态下输出增量Δy与增量Δx的比值，常用Sn来表示。Δy：输出的变化量Δx：输入的变化量2.线性误差非线性误差就是其输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离直线的程度，又称线性度。用公式表示为Δmax：最大非线性绝对误差yFS：输出量程范围任何传感器都有一定的线性范围，在线性范围内输出与输入呈比列关系。线性范围愈宽，则表明传感器的工作量程愈大。实验步骤按图2-1-2图2-1-2将电容传感器模块的输出Uo接到数显直流电压表。（将相关接线在图2-1-3图2-1-3接入±15V电源，合上主控台电源开关，将电容传感器调至中间位置，调节Rw，使得数显直流电压表显示为0。问题1：当电容传感器调到中间位置时，位移X=，若将位移量与电压值绘于坐标图中，则起始点在。旋动测微头推进电容传感器的共享极板（下极板），此时，影响传感器电容量的参量将改变，每隔0.2mm记下位移量X与输出电压值V的变化，填入表2-1-1:表2-1-1：X(mm)V(mV)讨论：试讨论位移量X与输出电压值V之间的关系特性。数据处理根据测量数据，在图2-1-4中绘出U-X曲线问题1：若根据实验测量数据绘制曲线如图2-1-5所示，试分析在数据测量过程中，可能导致此结果的操作是A调节了Rw1B线路接触不良图2-1-4图2-1-问题2：若根据实验测量数据绘制曲线如图2-1-6所示，试可能导致此结果的操作是图2-1-根据实验数据计算电容传感器的系统灵敏度S和非线性误差E。任务二电容式传感器动态特性检测任务目标了解电容式传感器的动态性能的测量原理。掌握电容式传感器动态性能的测量方法。会正确使用振动源、频率/转速表测量转速。预备知识电容式传感器常用的测量转换电路有哪几种？在任务“电容式传感器的位移特性检测”训练中，使用的电容式传感器为哪种类型，在这种传感器中输出的电压信号V与位移X之间的特性如何？电容式传感器动态特性检测实验原理请写出本训练中电容式传感器的工作原理及特点。实验步骤（实验电路及模块见图2-2-1图图2-2-图2-2-安装传感器如图2-2-2所示，传感器引线接入传感器模块，输出端Uo接相敏检波模块低通滤波器的输入Ui端，低通滤波器输出Uo接通信接口数据采集部分。问题1：本训练中电容式传感器模块采用哪种测量转化电路？主控台振荡器“低频输出”与振动台的“低频输入”相连，振动频率选“10-15Hz”之间，振动幅度初始调到零。问题2：试讨论此时，输出电压波形情况如何？电容器是否开始振动？将主控台±15V的电源接入实验模块，检查接线无误后，打开主控台总电源，调节振动源激励信号的幅度，借助外部设备观察实验模块输出波形。问题3：试讨论此时，输出电压波形情况如何？电容器是否开始振动？保持振荡器“低频输出”的幅度旋钮不变，改变振动频率，借助外部设备观察实验模块输出波形。问题4：试讨论此时，输出电压波形情况如何？电容器是否开始振动？问题5：试简述“低频输出”的频率与“幅度与输出电压波形之间的关系。实践操作1.电路连接正确2.主控台中┻和〨连接起来。数据处理试在图2-2-3图2-2-3图2-2-试在图2-2-4任务三差动变压器性能检测任务目标了解差动变压器的工作原理及特性。掌握差动变压器测量位移的方法。知道音频信号、频率/转速表的使用方法预备知识差动变压器传感器的工作原理是什么？差动变压器按结构可分为哪几类？画出差动变压器的等效电路图。差动变压器性能检测实验原理请写出本训练中差动变压器传感器的工作原理及特点。问题1：当差动变压器的衔铁位于中间位置时，输出电压信号Uo（0/非0），当衔铁向左或向右移动时，Uo（0/非0），Uo的大小与有关，方向与有关。实验步骤（实验电路及模块见图2-3-1所示）图2-3-根据图2-3-2图2-3-2连接实验台上的±15V电源线和地线。将差动变压器输出连接数据采集部分，连接音频信号源到激励电压两端。问题2：请在图2-3-1旋动测微头，观测输出电压波形，这时可以左右位移，假设其中一个方向为正位移，另一个方向位称为负。问题3：试简述随差动变压器位移量的变化与输出电压波形之间的关系。实践操作1.电路连接正确2.主控台中┻和〨连接起来。数据处理试在图2-3-3图2-3-任务四差动变压器的振动测量任务目标了解差动变压器测量振动的原理理解理解实验电路。知道移相、相敏、低通模块预备知识请简述差动变压器测量位移的工作原理。差动变压器常用的测量转换电路有哪几种？简述什么是相敏检波电路？二、差动变压器的振动测量（一）实验原理请写出本训练中差动变压器传感器测量振动的工作原理及特点。问题1：某一幅度下，当差动变压器处于静止时，则“低频输入”的f=，此时输出电压Uo=。（二）实验步骤（实验电路及模块见图2-4-1图图2-4-2图2-4-1.将差动变压器安装图2-4-22.连接实验台上±15V电源线和地线，参照教材P30图1-2-30完成差动变压器输入输出及中间环节连线，低通滤波器连接外部数据采集部分。问题2：请在图1中将相关接线完成。3.连接“音频振荡器”1~10kHz信号源到激励电压1，2端，调节幅度旋钮使峰值为2V，调节频率旋钮至某一值，观察低通滤波器输出电压波形。讨论：调节幅度和频率，观察波形有何变化?4.调节RW1，把波形拉回原点，调节RW2，把波形变成直线。问题3：记录此时RW1=，RW2=。问题4：试说明RW1、RW2的作用各是什么？5.将“低频输出”1~30Hz信号接到振动源，调节幅度、频率按钮，使振动平台振荡较为明显，观察此时波形。6.保持频率不变，改变振荡器的幅度，观察波形。问题5：此时波形有何变化？7.保持幅度不变，改变振荡器的频率，观察波形。问题6：此时波形有何变化？（三）数据处理1.请画出步骤5中的波形图。2.若没有接相敏检波模块，则波形如何？任务五电涡流传感器的位移特性检测任务目标了解电涡流传感器测量位移的工作原理。知道不同金属面对电涡流式传感器特性的影响。理解实验电路连接。知道稳压电压源的使用方法。预备知识什么是电涡流效应？2.电涡流式传感器实质上改变的是。A电阻B电容量C电感量二、电涡流传感器的位移特性检测（一）实验原理请写出本训练中电涡流式传感器的工作原理及特点。（二）实验步骤（实验电路及模块见图2-5-1图2-5-按下图2-5-2安装电涡流传感器。图2-52．在测微头端部装上铁质金属圆盘，作为电涡流传感器的被测体。调节测微头，使铁质金属圆盘的平面贴到电涡流传感器的探测端，固定测微头。3．传感器连接按图2-5-1，将电涡流传感器连接线接到模块上标有“”的两端，实验范本输出端Uo与数显单元输入端Ui相接。数显表量程切换开关选择电压20V文件，模块电源用连接导线从主控台接入+15V电源。4．合上主控台电源开关，记下数显表读数，然后每隔0.2mm读一个数，直到输出几乎不变为止。将结果列入表2-5-1表2-5-1X（mm）UO(V)5.在测微头端部装上铜质金属圆盘，作为电涡流传感器的被测体。调节测微头，使铁质金属圆盘的平面贴到电涡流传感器的探测端，固定测微头。6.合上主控台电源开关，记下数显表读数，然后每隔0.2mm读一个数，直到输出几乎不变为止。将结果列入表2-5-2表2-5-2X（mm）UO(V)讨论：试讨论位移量X与输出电压值V之间的关系特性。（三）数据处理根据表2-5-1测量数据，绘出U-X曲线2.根据表2-5-2测量数据，绘出U-X曲线任务六霍尔式传感器转速测量任务目标了解霍尔式传感器测量转速的工作原理。知道转动源和霍尔传感器合结使用的方法。理解转速与频率的对应关系。预备知识霍尔式传感器的工作原理是什么？霍尔电压与那些量有关？是何关系？请简述霍尔式转速计的工作过程？霍尔式传感器转速测量实验原理请写出本训练中霍尔式传感器的工作原理及特点。问题1：若产生的脉冲频率为f，被测圆盘上装有N只磁性体，则圆盘的转速n=。并就实验原理与转速表达式讨论。（二）实验步骤（实验电路及模块见图2-6-1图2-6-11．安装根据图2-6-2，霍尔传感器已安装于传感器支架上，且霍尔组件正对着转盘上的磁钢。图2-6-22．将+5V电源接及地线到三源板上“霍尔”端，“霍尔”输出接到频率/转速表（切换到测转速位置），并将霍尔输出接到数据采集部分。问题2：请在图2-6-13.将“2-24V”直流稳压电源接到“转动源”的“转动电源”输入端。问题3：请在图2-6-14.打开电源开关，调节“2-24V”电压输出，观察转动源转速变化，并通过上位机软件或示波器观察波形变化。问题4：当直流电压增大时，转速将，波形将（拉宽/压缩），说明其频率f。实践操作电路连接正确数据处理请将不同电压时的转速记录在表2-6-1表2-6-1电压(V)转速（r/min）频率（Hz）2.请在同一个坐标图中画出不同电压时的脉冲波形图。3.验证转速与频率之间的关系是否和理论计算一致。任务七霍尔式传感器振动测量任务目标了解霍尔式传感器测量振动的工作原理。了解霍尔式传感器测量振动的结构。知道直流激励源的使用方法。预备知识霍尔式位移传感器的工作原理是什么？霍尔式位移传感器的特点是什么？试讨论霍尔式位移传感器如何测量振动？霍尔式传感器振动测量实验原理请写出本训练中霍尔式传感器的工作原理及特点。问题1：当霍尔式传感器位移量为0时，传感器处于状态，振幅为。（二）实验步骤（实验电路及模块见图2-7-1图2-7-1．将霍尔式传感器按图2安装在振动台上，传感器引线接到霍尔传感器模块的9芯航空插座。。2.将±15V电源接及地线到实验模块上，参照图3完成实验模块接线。图2-7-3图2-7-2问题2：请将相应的连线在图1中标出。将霍尔式传感器的输出信号接到外部数据采集部分，便于观察波形。问题3：请将相应的连线在图2-7-1连接实验台上的±4V直流电源线到实验模块中的直流激励电压两端。问题4：请将相应的连线在图2-7-1问题5：此时，电路施加了直流激励电压，但是由于振动源没有连接激振信号，传感器处于静止状态，所以此时波形情况应为，位移量为，所以波形起点应在。调节Rw1，将波形调回到，此时Rw1约为。将实验台上的“低频输出”1~30Hz接到三源板的激振源输入，合上主控台电源。问题6：当“低频调频”频率为0时，调节“低频调幅”，能否使传感器振动？问题7：当“低频调幅”幅度为0时，调节“低频调频”，能否使传感器振动？调节“低频调幅”旋钮到最大位置。调节“低频调频”旋钮，使振动梁振动并达到振动幅度最大（达到共振），观察波形变化。问题8：当幅度一定时，增大频率，波形如何变化？问题9：当频率一定时，减少幅度，波形如何变化？（三）数据处理1.请在同一坐标系中画出同一频率下，不同幅度时的波形图。2.请在同一坐标系中画出同一幅度下，不同频率时的波形图。对比后，得出结论。任务八光电传感器的转速测量任务目标了解光电转速传感器测量转速的工作原理。理解实验电路连接。三源板上转动源的使用方法。预备知识光电式传感器的工作原理是什么？光电式传感器按照光线的传输方式可以分为哪几类？二、光电传感器的转速测量（一）实验原理请写出本训练中光电式传感器的工作原理及特点。问题1：若产生的脉冲频率为f，被测圆盘上有N个透射孔，则圆盘的转速n=。并就实验原理与转速表达式讨论。（二）实验步骤（实验电路及模块见图2-8-1所示）图2-8-1光电式传感器按图2-8-22.将+5V电源接及地线到三源板上“光电”端，“光电”输出接到频率/转速表（切换到测转速位置），并将光电输出接到数据采集部分。问题2：请在图2-8-1图2-8-23.将“2-24V”直流稳压电源接到“转动源”的“转动电源”输入端,将直流电源调节到最小。问题3：请在图1中完成接线。4.打开电源开关，逐步增大“2-24V”电压输出，观察转动源转速变化，并通过上位机软件或示波器观察波形变化。问题4：当直流电压增大时，转速将，波形将（拉宽/压缩），说明其频率f。5.观察不同电压时转速的变化，并通过切换按钮观察频率的变化。（三）数据处理1.请将不同电压时的转速记录在表2-8-1表2-8-1电压(V)转速（r/min）频率（Hz）请在同一个坐标图中画出不同电压时的脉冲波形图。3.验证转速与频率之间的关系是否和理论计算一致。项目三温度的检测任务一PT100温度控制任务目标了解智能仪表温度控制的几种常见方式。会设置温度控制仪的相关参数。了解自整定控制方式下的温度变化趋势。预备知识PT100代表什么含义？2.PT100属于。A热电阻B热敏电阻3.PT100的测温原理是什么？PT100温度控制实验原理1.请写出本训练中PT100测温的工作原理及特点。温度控制原理当温度源的温度发生变化时，温度源中的热电阻Pt100的发生变化，将变化量作为温度的反馈信号输给PID智能温度调节器，经调节器的电阻-电压转换后与温度设定值比较再进行数字PID运算输出可控硅触发信号（加热）和继电器触发信号（冷却），使温度源的温度趋近温度设定值。问题1：本实验中使用的智能调节仪使用和两种控制方式。实验步骤（实验电路及模块见图3-1-1所示）图3-1-1.在控制台上的“智能调节仪”单元中“控制对象”选择，连接“加热电源”、“风扇电源”和“温度传感器”。问题2：请在图3-1-12.将2-24V输出调节调到最大位置，打开调节仪电源。按住3秒，PV窗口显示“”进入智能调节仪参数设定，继续按键直到PV窗口显示“”，按、使SV窗口显示21，按“”可改变小数点位置。问题3：PV代表，SV代表，代表，代表。问题4：步骤3的参数设置操作，设置了参数的值为。4.继续按键使PV窗口显示“”，按、使SV窗口显示1。按住“”键同时按住3秒可回到初始状态，跳出参数设置。问题5：代表。问题6：步骤4的参数设置操作，设置了参数的值为。5.按住3秒，PV窗口显示“”进入智能调节仪参数设定，按、使SV窗口显示50（上限报警值），按“”可改变小数点位置。问题7：步骤5的参数设置操作，设置了参数的值为。6.继续按键直到PV窗口显示“”，按、使SV窗口显示0（下限报警值），按“”可改变小数点位置。问题8：步骤6的参数设置操作，设置了参数的值为。7.设定好参数值，回到初始测量状态，按或键可修改SV窗口的给定值，按“”键可改变小数点位置，设置为50.0。问题9：步骤6的参数设置操作，设置了参数的值为。8.回到初始测量状态按“”键3秒不放，可进入自整定状态，此时SV窗口交替显示“”字样和给定值。经过一段时间就可以将温度源的温度控制在500C左右。问题10：观察自整定过程中，数据的变化趋势。9．重复第5步和第7步，将给定值和上限报警值改为55，经过几个周期的振荡，可将温度源的温度稳定在新的给定值550（三）数据处理1.在温度由室温通过自整定控制方式达到设定值50℃ 任务二铂电阻温度特性检测任务目标了解铂热电阻的测温原理、特性和应用。会设置温度控制仪相关参数。知道温度源的使用方法。会查铂热电阻分度表。预备知识常用的热电阻有哪几种？铂热电阻的测温原理是什么？铂热电阻在测温时，其电阻值变化和被测温度之间有什么关系？铂电阻温度特性检测实验原理利用导体电阻随温度变化的特性，热电阻用于测量时，要求其材料，，，电阻与温度之间最好有关系。当温度变化时，感温元件的随温度而变化，这样就可将变化的通过测量电路转换电信号，即可得到被测温度。接+5V实验步骤（实验电路及模块见图3-2-1所示）接+5V接地图3-2-1接地1.重复任务十（PT100温度控制实验），将温度控制在5002.将±15V直流稳压电源线及地线接至温度传感器实验模块。温度传感器实验模块的输出Uo2接主控台直流电压表。问题1：请在图3-2-13．将温度传感器模块上差动放大器的输入端Ui短接，调节使直流电压表显示为零。问题2：在试验电路中，共有几个基本测量电路？（）A电桥电路B差动放大器电路C反相比例放大器D同相比列放大器E电荷放大器问题3：输入端Ui短接，则Ui=，经过测量电路后，Uo2=，直流电压表显示为。问题4：若此时电压表显示不为0，应调节。问题5：请在图3-2-1按P57图1—3—6接线，并将PT100的3根引线插入温度传感器实验模块中Rt两端（其中颜色相同的两个接线端是短路的）。打开智能调节仪电源和温度开关。连接实验台上的+5V电源线和地线到实验模块，拿掉短路线，将R6两端接到差动放大器的输入Ui，记下模块输出Uo2的电压值。问题6：请在图3-2-1改变温度源的温度每隔50C记下Uo2的输出值。直到温度升至（三）数据处理1.请将不同温度时的电压Uo2的输出值填入表3-2-1表3-2-1T（℃）Uo2（V）2.根据表3-2-13.分析PT100的温度特性曲线，并计算其非线性误差。 任务三K型热电偶温度检测任务目标了解K型热电偶的测温原理、特性与应用。会查阅K型热电偶分度表。预备知识请画出热电偶的组成主要有几部分？热电偶的测温原理是什么？3.常见的热电偶分度号有哪些？二、K型热电偶温度检测（一）实验原理问题1：在热电偶中，当冷端、热端温度不同时，回路中将产生，热电偶中，常用的定律有、和三种。（二）实验步骤（实验电路及模块见图3-3-1图3-3-1重复任务十（PT100温度控制实验），将温度控制在500C将±15V直流稳压电源线及地线接至温度传感器实验模块。温度传感器实验模块的输出Uo2接主控台直流电压表。问题1：请在图3-3-13．将温度传感器模块上差动放大器的输入端Ui短接，调节使直流电压表显示为零。问题2：在试验电路中，共有几个基本测量电路？（）A电桥电路B差动放大器电路C反相比例放大器D同相比列放大器E电荷放大器问题3：输入端Ui短接，则Ui=，经过测量电路后，Uo2=，直流电压表显示为。问题4：若此时电压表显示不为0，应调节。问题5：请在图3-3-14．拿掉短路线，按教材P64中图1—3—19接线，并将K型热电偶的两根引线，热端（红色）接a，冷端（绿色）接b，将Rw3打在最大，打开智能调节仪电源和温度开关，记下模块输出Uo2的电压值。问题6：请在图3-3-15.改变温度源的温度每隔50C记下Uo2的输出值。直到温度升至（三）数据处理1.请将不同温度时的电压Uo2的输出值填入表3-3-1表3-3-1T（℃）Uo2（V）2.根据表3-3-13.分析K型热电偶的温度特性曲线，并计算其非线性误差。任务四E型热电偶温度检测任务目标了解E型热电偶的测温原理、特性与应用。会查阅E型热电偶分度表。预备知识请画出热电偶的组成主要有几部分？热电偶的测温原理是什么？3.常见的热电偶分度号有哪些？二、E型热电偶温度检测（一）实验原理问题1：在热电偶中，当冷端、热端温度不同时，回路中将产生，热电偶中，常用的定律有、和三种。（二）实验步骤（实验电路及模块见图3-4-1图3-4-1重复任务十（PT100温度控制实验），将温度控制在500C，在另一个温度传感器插孔中插入将±15V直流稳压电源线及地线接至温度传感器实验模块。温度传感器实验模块的输出Uo2接主控台直流电压表。问题1：请在图3-4-13．将温度传感器模块上差动放大器的输入端Ui短接，调节使直流电压表显示为零。问题2：在试验电路中，共有几个基本测量电路？（）A电桥电路B差动放大器电路C反相比例放大器D同相比列放大器E电荷放大器问题3：输入端Ui短接，则Ui=，经过测量电路后，Uo2=，直流电压表显示为。问题4：若此时电压表显示不为0，应调节。问题5：请在图3-4-14．拿掉短路线，按教材P64中图1—3—19接线，并将E型热电偶的两根引线，热端（红色）接a，冷端（绿色）接b，打开智能调节仪电源和温度开关，记下模块输出Uo2的电压值。问题6：请在图3-4-15.改变温度源的温度每隔50C记下Uo2的输出值。直到温度升至（三）实践操作1.电路连接正确。2.正确智能仪表参数设置。（四）数据处理1.请将不同温度时的电压Uo2的输出值填入表3-4-1表3-4-1T（℃）Uo2（V）2.根据表3-4-13.分析E型热电偶的温度特性曲线，并计算其非线性误差。项目四力的检测任务一金属箔式应变片单臂电桥性能测试任务目标1.了解金属箔式应变片的应变效应与应用理解应变式传感器的测量电路，会进行金属箔式应变片单臂电桥性能测试能够对实验数据进行分析，计算传感器的灵敏度及非线性误差。一、预备知识1．电阻应变片是利用制成的元件。A压电效应B压阻效应C应变效应D霍尔效应2．电阻应变片受力后，将产生，应变片将转换成变化，在电阻应变式传感器中，再通过测量转化电路将转换成。3．在传感器中常用的测量转换电路有哪些？A电桥电路B差分放大器C反相比例放大器D同相比例放大器E电荷放大器4．试判断图4-1-1电路属于上述哪种测量转换电路。图4-1-二、金属箔式应变片单臂电桥性能测试（一）实验原理应变式传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，在本实验中，就是将砝码的质量转化悬臂梁的形变，然后由电阻应变片将变形转化成，再通过测量转换电路转化为。1.实验电路分析图4-1-2(I)(II)(III)问题1：分析图4-1-2中的基本测量电路有图4-1-(I)(II)(III)问题2：方框1所示电路中，R8、Rw1作用是。A限流B调节电桥平衡问题3：方框2所示电路中，Rw3作用是。A限流B调零C调节增益问题4：方框3所示电路中，Rw4作用是。A限流B调零C调节增益（二）实验步骤1．图4-1-3应变式传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R1、R2、R3、R4上，可用万用表测量判断，R1=R2=R3=R4=350Ω2．（1）从主控台接入±15V电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入端Ui短接。问题1：Ui短接，则Ui=，Uo1=，Uo2=。（2）输出端接数显电压表（选择2V档），调节使电压表显示为0。关闭主控台电源。图4-1-33．（1）将应变式传感器其中一个电阻R1接入电桥与R5、R6、R7构成一个单臂直流电桥。（2）接好电桥调零电位器Rw1，直流电源±4V（从主控台接入），电桥输出接到差动放大器的输入端Ui。问题1：判断图4-1-5问题2：请在图4-1-4图4-1-图4-1-（3）检查接线无误后，合上主控台电源开关。此时托盘上质量为0，电桥，则Ui=，调节使电压表显示。4．（1）在应变传感器托盘上放置一只砝码。问题1：放上砝码后，电桥（平衡/不平衡），Ui=(0/非0)，Uo2(0/非0)。（2）调节电压表示数为2mV，（注意：电压表选200mV档）。（3）保持电位器不变，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到100g（5个）砝码加完，计下实验结果，填入表4-1-表4-1-1重量(g)电压(mV)数据处理1.根据测量数据，在图4-1-6问题1：若根据实验测量数据绘制曲线如图4-1-7所示，试分析在数据测量过程中，可能导致此结果的操作是A调节了Rw1B调节了Rw2C调节了Rw3D调节了Rw4图4-1-图4-1-2.计算试验中应变式传感器的灵敏度S=ΔU/Δm，E=Δmax/yFS×100%。注：ΔU为电压变化量，Δm为砝码质量变化量。Δmax为输出电压（多次测量时的平均值）与拟合直线的最大偏差，yFS满量程输出，此处为100g。问题2：若根据实验测量数据绘制曲线如图4-1-8所示，试分析其灵敏度图4-1-任务二金属箔式应变片全桥性能测试任务目标1.了解金属箔式应变片的应变效应与应用2.理解应变式传感器的测量电路，会进行金属箔式应变片全桥性能测试3.能够对实验数据进行分析，计算传感器的灵敏度及非线性误差。一、预备知识1.电桥电路按照电阻值变化的不同可以分为、和三种。2.分别判断下列电桥属于哪种形式的电桥电路？3.本实验中采用的电桥电路为，它的特点是。二、金属箔式应变片全桥性能测试（一）实验原理将受力性质相同的两只应变片接到电桥的，不同的接入，当应变片初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出：，电桥输出与应变片阻值变化呈关系。（二）实验步骤图4-2-11．应变传感器已安装在应变传感器实验模块上，可参考项目四中任务一。2．（1）从主控台接入±15V电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入端Ui短接。问题1：Ui短接，则Ui=，Uo1=，Uo2=。（2）输出端接数显电压表（选择2V档），调节使电压表显示为0。关闭主控台电源。3．（1）将应变式传感器中受力相反(一片受拉，一片受压)的两只应变片接入电桥的邻边，电阻R1、R2、R3、R4构成一个全桥。（2）接好电桥调零电位器Rw1，直流电源±4V（从主控台接入），电桥输出接到差动放大器的输入端Ui。（3）检查接线无误后，合上主控台电源开关。此时托盘上质量为0，电桥，则Ui=，调节使电压表显示。问题2：请在图4-2-14．（1）在应变传感器托盘上放置一只砝码。问题3：放上砝码后，电桥（平衡/不平衡），Ui=(0/非0)，Uo2(0/非0)。（2）调节电压表示数为2mV，（注意：电压表选200mV档）。（3）保持电位器不变，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到100g（5个）砝码加完，计下实验结果，填入表4-2-表4-2-1重量(g)电压(mV)（三）数据处理根据测量数据，在图4-2-2图4-2-2.计算试验中应变式传感器的灵敏度S=ΔU/Δm，E=Δmax/yFS×100%。注：ΔU为电压变化量，Δm为砝码质量变化量。Δmax为输出电压（多次测量时的平均值）与拟合直线的最大偏差，yFS满量程输出，此处为100g。3.比较单臂、全桥测量电路的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。任务三制作电子秤任务目标了解电子秤测量质量的工作原理及直流电桥的应用。会对电路进行定标。理解实验电路连接。预备知识请简述单臂电桥和全桥在灵敏度和非线性度方面的区别。制作电子秤实验原理问题1：从任务二的测量结果可以看出，电路的输出电压与砝码质量之间呈关系。问题2：若要使直流电压表的输出与砝码质量一致，可以通过调节基本测量电路实现数据之间的对用关系，即调节电阻。实验步骤按任务二的步骤1、2、3接好线并将电路调零。将10只砝码全部置于传感器的托盘上，此时质量为g，则直流电压表显示示数应为。问题1：若直流电压表显示不为0，应调节。ARw1BRw2CRw3DRw43.拿去托盘上所有砝码，调节使数显电压表显示为0.00V。问题2：若质量为0，则数显电压表显示为V。问题3：若质量为0时，数显表没能达到应有的显示电压，应调节。ARw1BRw2CRw3DRw44.重复2、3步骤的定标过程，直到精确为止，把电压量纲改为重量量纲即可以称重。5．将砝码依次放到托盘上并读取相应的数显表值，直到200g砝码加完，计下实验结果，填入表4-3-1表4-3-重量(g)电压(mV)（三）数据处理1.根据测量数据，在图4-3-1图4-3-2.根据计入表4-3-1的实验数据，计算灵敏度L=ΔU/ΔW，非线性误差δ任务四压阻式压力传感器压力测量任务目标了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理。了解绝对压力、相对压力的概念。知道扩散硅压阻式压力传感器测量压力的方法。预备知识1.压阻式压力传感器的材料主要是。A金属材料B半导体材料2.什么是压阻效应？它和应变效应有何不同？压阻式压力传感器压力测量实验原理请写出本训练中压阻式压力传感器的工作原理及特点。实验步骤（实验电路及模块见图4-4-1所示）图4-4-1．扩散硅压力传感器MPX10已安装在压力传感器模块上，将气室1、2的活塞退