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1、第二部分基本實驗指導1機械參數綜合測試系統(tǒng)的組成一、實驗目的1、建立對機械參數電測技術的感性認識，了解測試系統(tǒng)的基本組成。2、了解計算機測試系統(tǒng)的組成。3、鞏固和加深理解電阻應變片測量原理。4、認識常用的各類傳感器，了解其工作原理及應用。二、實驗原理1、實驗裝置的組成：由一自由端受動載荷激振的等強度梁，并在其上安裝了各種類型的傳感器如圖1所示。1等強度懸臂梁2電阻應變片3速度傳感器4位移傳感器5加速度傳感器6激振電機7光電轉速傳感器圖1實驗裝置組成2、典型的測試系統(tǒng)：3、信號變換：懸臂梁在動載激振力的作用下，其力學、運動
2、學參數分別由各類傳感器將這些待測的非電參數的變化轉換成電量的變化。應變（ε）——電阻應變片的阻值變化(ΔR/R)-——電壓變化位移（S）——差動變壓器傳感器的電壓變化速度（V）——磁電式速度傳感器的電壓變化加速度（a）——壓電式加速度傳感器的電荷的變化頻率（f）——光電轉速傳感器的光電流的變化4、信號測量：由于經傳感器轉換所得的電量一般都是很微弱的，不能直接顯示或記錄下來，必須經過測量電路將這些微弱信號進行放大處理，其測量所用的儀器如下：5、信號分析懸臂梁在受迫振動下，由上述方法測得的五個參數，根據示波圖可進行計算、分析
3、。6、包含信號處理功能的測試系統(tǒng)用典型的CRAS采集、分析處理系統(tǒng)，對信號測試過程的各個環(huán)節(jié)進行計算機采集、分析處理實驗。一、主要儀器及耗材靜態(tài)數字電阻應變儀、懸臂梁實驗臺、壓電式加速度傳感器、電荷放大器、ＹＤ２８－Ａ型動態(tài)電阻應變儀、DRVI虛擬儀器、計算機。二、實驗內容和步驟1、利用金屬材料的特性，將非電量的變化轉換成電量的變化，應變測量的轉換元件為應變片，用粘結劑將應變片牢固地貼在試件上，當被測試件受到外力作用長度發(fā)生變化時，粘貼在試件上的應變片也發(fā)生相應變化，應變片的電阻值也隨著發(fā)生了變化，這樣就把機械量——變形
4、，轉換成電量——電阻值的變化。用靈敏的電阻測量儀器——電橋，測出電阻值的變化，就可以換算出相應的應變，如果這個電橋用應變來刻度，就可以直接讀出應變，完成非電量的電測。2、將壓電式傳感器固定在被測物體上，利用壓電晶體材料的壓電效應，將被測振動量即加速度轉化為電荷量，通過電荷放大器放大，由CRAS采集與分析系統(tǒng)數字化采集數據，由計算機將振動波形顯示記錄出來。6差動變面積式電容傳感器的特性測試一、實驗目的1、了解差動變面積式電容傳感器的原理及其特性。2、掌握電容式傳感器的工作原理和測量方法。3、掌握電容式傳感器的測量電路的構成
5、和原理。二、實驗原理電容式傳感器有多種型式，本儀器中是差動平行變面積式。傳感器由兩組定片和一組動片組成。當安裝于振動臺上的動片上、下改變位置，與兩組定片之間的重疊面積發(fā)生變化，極間電容也發(fā)生相應變化，成為差動電容。如將上層定片與動片形成的電容定為Cx1，下層定片與動片形成的電容定為Cx2，當將Cx1和Cx2接入橋路作為相鄰兩臂時，橋路的輸出電壓與電容量的變化有關，即與振動臺的位移X有關。三、主要儀器及耗材電容傳感器、電容變換器（或電容放大器）、差動放大器、低通濾波器、電壓表、測微頭。四、實驗內容和步驟1、差動放大器調零。
6、按圖5接線，電容變換器和差動放大器的增益適中。圖5電容式傳感器實驗電路圖2、裝上測微儀，帶動振動臺位移，使電容動片位于兩定片之間，此時差動放大器輸出為零。3、以此為起點，向上和向下位移電容動片，每次0.5mm，直至動片與一組靜片全部重合為止。記錄數據，分別填入表1、表2中。一、數據處理與分析1、根據表中所測數據計算靈敏度S，并分析非線性誤差，說明誤差產生的原因。。2、在坐標紙上描出X-V關系曲線。二、實驗注意事項1、實驗前應檢查實驗接插線是否完好，連接電路時應盡量使用較短接插線，以避免引入干擾。2、接插線插入插孔，以保證
7、接觸良好，切忌用力拉扯接插線尾部，以免造成線內導線斷裂。3、穩(wěn)壓電源不要對地短路。所有單元電路的地均須與電源地相連。4、電容動片與兩定片之間的片間距離須相等，必要時可稍做調整。位移或振動時均應避免擦片現象，否則會造成輸出信號突變。5、如果差動放大器輸出跳動幅度或者輸出幅值較大，請將電容變換器增益進一步減小。6、電容變換器1、2為差動電容輸入，3為輸出。三、思考題1、為什么要采用差動電容結構？2、觀察差動電容傳感器，試推導覆蓋面積而變化的表達式。（設差動電容分別為C1、C2）3、在測量數據時，測微頭向上和向下移動時，電路的
8、輸出有何不同？輸入輸出關系曲線是否重合？為什么？5螺管型差動變壓器式電感傳感器的性能與位移測量一、實驗目的1、了解差動變壓器的基本結構及工作原理，驗證差動變壓器的基本特性。2、了解差動變壓器零點殘余電壓產生的原因及補償方法；3、掌握差動變壓器測量系統(tǒng)的組成和標定方法。4、掌握位移量的測量方法。二、實驗原理電感式傳感器
