电气测试技术实验指导书
图1-3 应变式传感器半桥实验接线图 表1-2 半桥测量时，输出电压与加负载重量值 重量（g） 电压(mv)
（三）全桥测量
1、传感器安装同（一），放大器增益必须与（一）、（二）相同。
2、根据图1-4 接线，实验方法（二）相同。将实验结果填入表1-3；进行灵敏度和非线性误差计
算。
图 1-4 全桥性能实验接线图 表1-3 全桥输出电压与加负载重量值 重量（g） 电压(mv) - 3 -
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五、思考题：
1、单臂电桥时，作为桥臂电阻应变片应选用:(1)正(受拉)应变片(2)负(受压)应变片(3)正、负应变片均可以。
2、半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电桥时，应放在:（1）对边 (2)邻边 。 3、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。 4、全桥测量中，当两组对边(R1、R3为对边)电阻值R相同时，即R1=R2，R3=R4，而Rl≠R2时，是否可以组成全桥:（1）可以（2）不可以。
5、某工程技术入员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片，如图1-5，如何利用这四片电阻应变片组成电桥，是否需要外加电阻。
图1-5 应变式传感器受拉时传感器圆周面展开图 实验二 电子秤实验
一、实验目的:了解应变片直流全桥的应用及电路的标定。
二、基本原理:电子秤实验原理为实验一全桥测量原理，通过对电路调节使电路输出的电压值为重量对应值，电压量纲(V)改为重量量纲(g)即成为--台原始电子秤。
三、需用器件与单元:应变式传感器实验模板、应变式传感器、珐码、±15V电源、±4V电源。 四、实验步骤:
1、按实验一中2的步骤将差动放大器调零:按图1-4全桥接线，合上主控箱电源开关调节电桥平衡电位器RWl，使数显表显示0.OOV。
2、将10只珐码全部置于传感器的托盘上，调节电位器RW3，(增益即满量程调节)，使数显表显示为0.200V(2V档测显)或-0.200V。
3、拿去托盘上的所有砝码，调节电位器RW4(零位调节)，使数显表显示为0.000V或-0.000V。 4、重复2、3步骤的标定过程，一直到精确为止，把电压量纲V改为重量量纲g就可秤重，成为一台原始的电子秤。
5、把珐码依次放在托盘上，填入下表1-4: 重量（g） 电压(v) 6、根据上表计算误差与非线性误差。
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综合实验二 动态位移测量实验
实验一 差动变压器的性能实验
一、实验目的:了解差动变压器的工作原理和特性。
二、基本原理：差动变压器由一只初级线圈和二只次级线圈及一个铁芯组成，根据内外层排列不同，有二段式和三段式，本实验采用三段式结构。当传感器随着被测体移动时，由于初级线圈和次级线圈之间的互感发生变化促使次级线圈感应电势产生变化，一只次级感应电势增加，另一只感应电势则减少，将两只次级反向串接(同名端连接)，就引出差动输出。其输出电势反映出被测体的移动量。
三、需用器件与单元:差动变压器实验模板、测微头、双踪示波器、差动变压器、音频信号源(音频振荡器)、直流电源、万用表。 四、实验步骤:
1、根据图2-1，将差动变压器装在差动变压器实验模板上。 2、在模块上按图2-2接线，音频振荡器信号必须从主控箱中的LV端子输出，调节音频振荡器的频率，输出频率为4一5KHz(可用主控箱的数显表的频率档Fin输入来监测)。调节幅度使输出幅度为峰一峰值Vp-p=2V(可用示波器监
测:X轴为0.2ms/Div、Y轴CHl为1V/div、CH2为2Omv/div)。图中1、2、3、4、5、6为连接线插座的插孔管脚编号。当然不看插座插孔号码，也可以判别初次级线圈及次级同名端。判别初次级线圈及次级线圈同名端方法如下:设任一线圈为初级线圈，并设另外两个线圈的任一端为同名端，按图3-2接线。当铁芯左、右移动时，观察示波器中显示的初级线圈波形，次级线圈波形，当次级波形输出幅值变化很大，基本上能过零点，而且相位与初级线圈波形(LV音频信号VP-P=2V波形)比较能同相和反相变化，说明已连接的初、次级线圈及同名端是正确的，否则继续改变连接再判别直到正确为止。图中(1)、（2）、（3）、（4）为模块中的实验插孔。
3、旋动测微头，使示波器第二通道显示的波形峰一
图2-2 双踪示波器与差动变压器连接示意图 图2-1 差动变压器、电容传感器安装示意图 - 5 -
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峰值VP-P为最小。这时可以左右位移，假设其中一个方间为正位移，则另一个方向位移为负。从VP-P最小开始旋动测微头，每隔0.2mm（从示波器上读出输出电压VP-P值填入下表2-1。再从VP-P最小处反向位移做实验，在实验过程中，注意左、右位移时，初、次级波形的相位关系。
表2-1 差动变压器位移△X值与输出电压VP-P数据表 V（mv） X(mm) -← 0mm VP-P最小 →+ 4、实验过程中注意差动变压器输出的最小值即为差动变压器的零点残余电压大小，根据表3-1画出V0P-P一X曲线，作出量程为±1mm、±3mm灵敏度和非线性误差。 五、思考题:
1、用差动变压器测量较高频率的振幅，例如lKHz的振动幅值，可以吗?差动变压器测量频率的上限受什么影响?
2、试分析差动变压器与一般电源变压器的异同?
实验二 振动测量实验
一、实验目的:了解差动变压器测量振动的方法。 二、基本原理:利用差动变压器测量动态参数与测位移量的原理相同。
三、需用器件与单元:音频振荡器、差动放大器模板、移相器/相敏检波器/滤波模板、数显单元、低频振荡器、示波器、直流稳压电源。 四、实验步骤:
1、将差动变压器按图2-3，安装在台面三源板的振动源单元上。
2、按图2-4接线，并调整好有关部分，调整如下:(1)检查接线无误后，合上主控台电源开关，用
图2-3 差动变压器振动测量安装图 差动变压器实验模板 移相、相敏、低通模板 图2-4 差动变压器振动测量实验接线图 - 6 - 电气测试技术实验指导书
示波器观察LV峰-峰值，调整音频振荡器幅度旋钮使V0P-P=2V。(2)利用示波器观察相敏检波器输出，调整传感器连接支架高度，使示波器显示的波形幅值为最小。(3)仔细调节RW1和RW2使示波器(相敏检波输出)显示的波形幅值更小，基本为零点。(4)用手按住振动平台(让传感器产生一个大位移)仔细调节移相器和相敏检波器的旋钮，使示波器显示的波形为一个接近全波整流波形。(5)松手，整流波形消失变为一条接近零点线(否则再调节RW1和RW2)。低频振荡器输出引入振动源的低频输入，调节低频振荡器幅度旋钮和频率旋钮，使振动平台振荡较为明显。用示波器观察放大器V0相敏检波器的V0及低通滤波器的V0波形。
3、保持低频振荡器的幅度不变，改变振荡频率用示波器观察低通滤波器的输出，读出峰-峰电压值，记下实验数据。
4、根据实验结果作出梁的f-VP-P特性曲线，指出自振频率的大致值，并与用应变片测出的结果相比较。
5、保持低频振荡器频率不变，改变振荡幅度，同样实验，可得到振幅—VP-P曲线（定性）。 注意事项:低频激振电压幅值不要过大，以免梁在自振频率附近振幅过大。 五、思考题:
1、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？ 2、利用差动变压器测量振动，在应用上有些什么限制?
综合实验三 静态测位移实验
实验一 电涡流传感器位移实验
一、实验目的:了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。
二、基本原理:通以高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。
三、需用器件与单元:电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、直流电源、数显单元、测微头、铁圆片。 四、实验步骤:
1、根据图3-1安装电涡流传感器。
图3-1 电涡流传感器安装示意图 图3-2 电涡流传感器位移实验接线图 - 7 -