根据实验结果作出梁的振幅——频率(幅频)特性曲线,指出振动平台自振频率(谐振频率)的大致值,并与用应变片测出实验(实验13)的结果相比较。 实验完毕,关闭主、副电源。? 注意事项:?
适当选择低频激振电压,以免振动平台在自振频率附近振幅过大。? 问题:如果用直流电压表来读数,需增加哪些测量单元,测量线路该如何?
实验十四 差动变压器的作用—电子秤之二?
实验目的:了解差动变压器的实际应用。? 所需单元及部件:?
音频振荡器、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、F/V表、电桥、砝码、振动平台、主、副电源。?
有关旋钮初始位置:?音频振荡器5kHz、F/V表打到2V档。? 实验步骤:?
(1) 按图12接线并调整好电路各个部分的零位。
(2)开启主、副电源,利用示波器观察调节音频振荡器的幅度钮,使音频振荡器的输出为峰一峰值2V。 (3) 将测量系统调零(与实验7相同)。?
(4) 适当调整差动放大器的放大倍数,使在秤重平台上放上数量的砝码时电压表指示不溢出。 (5) 去掉砝码,必要的话将系统重新调零。然后逐个加上砝码,读出表头读数 ,记下实验数据,填入下表:
Wq Vp-p(V) (6) 去掉砝码,在平台上放一个重量未知的重物,记下电压表读数。关闭主、副电源。? (7) 利用所得数据,求得系统灵敏度及重物的重量。? 注意事项:?
(1) 砝码不宜太重,以免梁端位移过大。?
(2) 砝码应放在平台中间部位,为使操作方便,可将测微头卸掉。?
实验十五 差动螺管式电感传感器的静态位移性能?
实验目的:了解差动螺管式传感器的原理? 所需单元及部件:?
音频振荡器、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低频滤波器、电压表、测微头、示波器、差动变压器二组次级线圈与铁芯、主、副电源。?
有关旋钮的初始位置:?音频振荡器5kHz,幅度旋到适中位置,差动放大器增益适当,主、副电源关闭。? 实验步骤:?
(1) 按图15接线,组成一个电感电桥测量系统。?
图15
(2) 装上测微头,调整铁芯到中间位置。?
(3) 开启主、副电源,音频振荡器频率置5-8KHZ之间,以差放输出波形不失真为好,音频幅度为2VP-P。用类似于实验十三的方法,利用示波器和电压表,调整各平衡及调零旋钮,使F/V表读数。 为零(F/V表始终调不到零,说明差动变压器的铁芯不处在中间位置,可适当调节测微头)。? (6) 转动测微头,同时记下实验数据,填入下表: 位移(mm) 电压(mV) 作出V-X曲线,计算出灵敏度,比较此实验与实验十六的异同。关闭主、副电源。? 注意事项:?
(1) 此实验只用原差动变压器的两次线圈,注意接法。? (2) 音频振荡器必须从LV插口输出。?
?实验十六 差动螺管式电感传感器振动时的动态性能
实验目的:了解差动螺管式电感传感器振动时幅频性能和工作情况。
所需单元和部件:差动螺管式电感传感器、音频振荡器、电桥、差动放大器、相敏检波器、移相器、低通滤波器、F/V表、低频振荡器、双线示波器、振动平台。 有关旋钮的初始位置:
音压荡器频率为5KHZ,LV输出幅度为峰峰值2V,差动放大器的增益旋钮旋至中间,V/F表置于2KHZ档,低频振荡器的幅度旋钮置于最小。 注意事项:
(1) 音频振荡器的信号必须从LV输出端输出。 (2) 差动螺管式电感的两个线圈注意接法。
(3) 实验中,电桥平衡网络的电位器W1和W2的调整,是配调的。 (4) 实验中,为了便于观察,需要调整示波器的灵敏度。 实验步骤:
(1) 根据图15的结构,将差动螺管式电感传感器,音频振荡器,电桥平衡网络,差动放大器,
相敏检波器、移相、低通滤波器连接起来,组成一个测量电路。将示波器探头分别接至差动放大器的输出端和相敏检波器的输出端。
(2) 转动测微头,脱离振动平台并远离,(使振动台振动时不至于再被吸住,这时振动平台处于自
由静止状态)开启主、副电源。
(3) 调整电桥平衡网络的电位器W1和W2,使差动放大器的输出端输出的信号最小,这时差动
放大器的增益旋钮旋至最大。(如果电桥平衡网络调整不过零,则需要调整电感中铁芯上下的位置)
(4) 为了使相敏检波器输出端的两个半波的基准一致,可调整差动放大器的调零
电位器。将低频振荡器输出接入激振线圈。
(5) 调节低频振荡器的频率旋钮、幅度旋钮固定至某一位置,使梁产生上下振动。 (6) 调整移相器上的移相电位器,使得相敏检波器输出端的波形如图16所示。
图16 (8) 调节频率,调节时可用频率表监测频率,用示波器读出峰峰值填入下表,并作幅频特性曲线,
关闭主、副电源。 F(HZ) VO(P-P) 思考:
本实验与实验十九比较相似,请指出它们的各自特点?
3 4 5 6 7 8 9 10 20 30 (7) 将示波器探头换接至低通滤波器的输出端。
实验十七 电涡流式传感器的静态标定
实验目的:了解电涡流式传感器的原理及工作性能
所需单元及部件:涡流变换器、F/V表、测微头、铁测片、涡流传感器、示波器、振动平台、主、副电源。 实验步骤:
(1) 装好传感器(传感器对准铁测片安装)和测微头。 (2) 观察传感器的结构,它是一个扁平线圈。
(3) 用导线将传感器接入涡流变换器输入端,将输出端接至F/V表,电压表置于20V档,见图
17,开启主、副电源。
图17
(4) 用示波器观察涡流变换器输入端的波形。如发现没有振荡波形出现,再将被测体移开一些。
可见,波形为 波形,示波器的时基为 us/cm,故振荡频率约为 。
(5) 适当调节传感器的高度,使其与被测铁片接触,从此开始读数,记下示波器及电压表的数值,
填入下表:
建议每隔0.10mm读数,到线性严重变坏为止。根据实验数据。在座标纸上画出V-X曲线,指出大致的线性范围,求出系统灵敏度。(最好能用误差理论的方法求出线性范围内的线性度、灵敏度)。可见,
涡流传感器最大的特点是 ,传感器与被测体间有一个最佳初始工作点。这里采用的变换电路是一种 。实验完毕关闭主、副电源。
X(mm) Vp-p(v) V(v) 注意事项:
被测体与涡流传感器测试探头平面尽量平行,并将探头尽量对准被测体中间,以减少涡流损失。
实验十八 被测体材料对电涡流传感器特性的影响
实验目的:了解被测体材料对涡流传感器性能的影响。
所需单元及部件:涡流传感器、涡流变换器、铁测片、F/V表、测微头、铝测片、振动台、主、副电源。 实验步骤:
(1) 安装好涡流传感器,调整好位置。装好测微头。 (2) 按图18接线,检查无误,开启主、副电源。
图18
(3) 从传感器与铁测片接触开始,旋动测微头改变传感器与被测体的距离,记录F表读数,到出
现明显的非线性为止,然后换上铝测片重复上述过程,结果填入下表(建议每隔0.05mm读数):
X(mm) V铝(v) V铁(v) 根据所得结果,在同一座标纸上画出被测体为铝和铁的两条V-X曲线,照实验二十二的方法计算灵敏度与线性度,比较它们的线性范围和灵敏度。关闭主、副电源。
可见,这种电涡流式传感器在被测体不同时必须重新进行 工作。 注意事项:
(1) 传感器在初始时可能为出现一段死区。
(2) 此涡流变换线路属于变频调幅式线路,传感器是振荡器中一个元件,因此材料与传感器输出
特性之间的关系与定频调幅式线路不同。
实验十九 电涡流式传感器的应用-振幅测量
实验目的:了解电涡流式传感器测量振动的原理和方法 所需单元及部件:
电涡流传感器、涡流变换器、差动放大器、电桥、铁测片、直流稳压电源、低频振荡器、激振线圈、F
/V表、示波器、主、副电源。
有关旋钮的初始位置:差动放大器增益置最小(逆时针到底),直流稳压电源置4V档。 实验步骤:
(1) 转动测微器,将振动平台中间的磁铁与测微头分离,使梁振动时不至于再被吸住(这时振动
台处于自由静止状态),适当调节涡流传感器头的高低位置(目测),以实验二十三的结果(线性范围的中点附近为佳)为参考。
(2) 根据图19的电路结构接线,将涡流传感器探头、涡流变换器、电桥平衡网络、差动放大器、
F/V表、直流稳压电源连接起来,组成一个测量线路(这时直流稳压电源应置于±4V档),F/V表置20V档,开启主、副电源。
图19
(3) 调节电桥网络,使电压表读数为零。
(4) 去除差动放大器与电压表连线,将差动放大器的输出与示波器连起来,将F/V表置2KHZ
档,并将低频振荡器的输出端与频率表的输入端相连。
(5) 固定低频振荡器的幅度旋钮至某一位置(以振动台振动时不碰撞其他部件为好),调节频率,
调节时用频率表监测频率,用示波器读出峰峰值填入下表,关闭主、副电源。 F(HZ) V(P-P) 思考:
(1) 根据实验结果,可以知道振动台的自振频率大致为多少?
(2) 如果已知被测梁振幅为0.2mm,传感器是否一定要安装在最佳工作点? (3) 如果此传感器仅用来测量振动频率,工作点问题是否仍十分重要?
3HZ 25HZ 实验二十 电涡传感器应用-电子秤之三
实验目的:了解电涡流传器在静态测量中的应用。
所需单元及部件:涡流传感器、涡流变换器、F/V表、砝码、差动放大器、电桥、铁测片、主、副电源。
有关旋钮初始位置:电压表置20V档,差动放大器增益旋至最小。 实验步骤:
(1) 按图17的电路接线。
(2) 调整传感器的位置,使其处于线性范围的终点距离附近处(与被测体之间的距离为线性终端
处附近,目测)。
(3) 开启主、副电源,调整电桥单元上的电位器W1,使电压表为零。 (4) 在平台上放上砝码,读出表头指示值,填入下表: