传感器与自动检测技术实验指导书
2、桥路（差动电桥）测量时存在非线性误差，是因为：（1）电桥测量原理上存在非线性（2）应变片应变效应是非线性的（3）调零值不是真正为零。
实验三 金属箔式应变片——全桥性能实验
一、实验目的：了解全桥测量电路的优点。
二、基本原理：全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，不同的接入邻边，当应变片初始阻值：R1= R2= R3= R4，其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时，其桥路输出电压Uo3=KE?。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。
三、需用器件和单元：同实验一。 四、实验步骤：
1、传感器安装同实验一。
2、根据图3-1实验方法与实验二相同。将实验结果填入表三；进行灵敏度和非线性误差计算。
表三全桥输出电压与加负载重量值
重量（g） 电压（mv）
图红河学院工学院自动化系 第 6 页 共 22 页 3-1
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五、思考题：
1、全桥测量中，当两组对边（R1、R3为对边）电阻值R相同时，即R1= R3， R2= R4，而R1≠R2时，是否可以组成全桥：（1）可以 （2）不可以。
2、某工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片，如何利用这四片电阻应变片组成电桥，是否需要外加电阻?
F F R3 R1 R3 R1 R4 R2 R4 R2 F F 图3-2 应变式传感器受拉时传感器圆周面展开图
实验四 电容式传感器的位移特性实验
一、实验目的：了解电容式传感器结构及其特点。
二、基本原理：利用平板电容C??A/d和其他结构的关系式通过相应的结构和测量电路可以选择?、A、d三个参数中，保持两个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（?变）、测微小位移（d变）和测量也为（A变）等多种电容传感器。
三、需用器件与单元：电容传感器、电容传感器实验模块、测微头、相敏检波、滤波模块、数显单元、直流稳压源。
四、实验步骤：
1、按图3-1安装示意图将电容传感器装于电容传感器实验模块上。 2、将电容传感器连线插入电容传感器实验模块，实验线路见图4-1。
3、将电容传感器实验模块的输出端Vo1与数显表单元Vi相接（插入主控箱Vi孔），Rw调节到中间位置。
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接主控箱电源输出
Vi 接
主控箱数显地 表
图4-1 电容传感器位移实验接线图
4、接入±15V电源，旋动测微头推进电容传感器动极板位置，每隔0.2mm（参考测量间隔）记下位移X与输出电压值，填入表4-1。
表4-1 电容传感器位移与输出电压值
X（mm） V（mv） 5、根据表4-1数据计算电容传感器的系统灵敏度S和非线性误差?f。 五、思考题：
试设计利用?的变化测谷物湿度的传感器原理及结构。能否叙述一下在设计中应考虑哪些因素？
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实验五 直流激励时霍尔式传感器的位移特性实验
一、实验目的：了解霍尔式传感器原理与应用。
二、基本原理：根据霍尔效应、霍尔电势UH = KHIB，当霍尔元件处在梯度磁场中运动时，它就可以进行位移测量。
三、需用器件与单元：霍尔传感器实验模块、霍尔传感器、直流源±4V、±15V、测微头、数显单元。
四、实验步骤：
1、将霍尔传感器按图5-1安装。霍尔传感器与实验模块的连接按图5-2进行。1、3为电源±4V，2、4为输出。
霍尔元件 模块 测量架 测微头
磁钢 图5-1 霍尔传感器安装示意图
2、开启电源，调节测微头使霍尔片在磁钢中间位置，Rw3旋到满度的中间位置,再调节Rw1使数显表指示为零。
2 1 1 3 2 3 4 Vi 主控箱
数显表
连线插座编号 1、3为电源线 2、4为信号输出
4 图5-2 霍尔传感器位移直流激励接线图
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3、旋转测微头向轴向方向推进，每转动0.2mm（参考测量间隔）记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入表5-1。
表5-1
X（mm） V（mv） 作出V-X曲线，计算不同线性范围时的灵敏度和非线性误差。 五、思考题：
本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的是什么量的变化？
实验六 霍尔传感器应用——电子秤实验
一、实验目的：了解霍尔传感器用于称重实验的方法。
二、基本原理：利用霍尔式位移传感器和振动台加载时悬臂梁产生位移，通过测位移来称重。
三、需用器件与单元：霍尔传感器实验模块、振动台、直流电源、砝码、数显单元。 四、实验步骤：
1、传感器安装、线路接法与实验五相同。
2、在霍尔元件上加直流电压±4V，数显表为2V档。
3、调节传感器连接支架高度，使传感器在磁钢中点位置（要求当振动台无重物时，调节传感器高度使它在线性段起点），调节Rw2使数显表输出为零。
4、在振动台面上中间部分分别加砝码：20g、40g、60g、80g、100g，读出数显表上的相应值，依次填入表5-2。
表5-2
W（g） V（mv） 5、根据表计算该称重系统的灵敏度。 6、放上未知重物，读出数显表电压值。 7、计算出未知重物为 g。 五、思考题：
1、该电子秤系统所加重量受到什么限制？ 2、试分析本称重系统的误差。
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