977-实验3.2 压力传感器特性研究及其应用.ppt
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1、实验3.2 压力传感器特性研究及其应用,实验目的 实验仪器 实验原理 实验内容和步骤 思考题,实验目的:,1.了解非电量电测的一般原理和测量方法 2. 掌握压力传感器的构造、原理、测量方法及特性,1. PF-1传感器特性仪 2. PF-2传感器特性数显仪 3. PF-3传感器特性平衡器,实验仪器:,实验原理:,PF-1传感器特性仪是由4个应变电阻片组成的压力传感器。它的作用是把被测的非电量信号(压力)转换成与之成比例的电量信号(电压)。非电量电测系统如图1所示。,1、压力传感器,在一定的范围内电阻的相对变化和电阻丝轴向相对长度的变化成正比,即,如图2,应变电阻片被拉伸电阻变大,被挤压时电阻变小
2、,将四个电阻片粘贴在弹性横梁上下表面的适当位置 ,如图3所示,当受力F时,R1, R3被拉伸, R2, R4被挤压。,增大,减小,2、测量电路,为了消除电桥电路的非线性误差,采用不平衡电桥进行测量。把传感器上的电阻 接成如图4所示的直流电桥电路。ab两端为电桥电压的输出端,输出电压为U0 ,cd两端接稳压电源E。,由图5知,电桥平衡时,四只电阻片相同有:,受外力时,假设,得:,电桥输出的不平衡电压是和电阻的变化成正比的,这就是不平衡电桥的工作原理。显然测量出的大小即可反映外力F的大小;另外,若要获得较大输出电压,可以采用较高的电源电压E即可;同时也说明电源电压不稳定将给测量结果带来误差,因此电
3、源电压一定要稳定。,实验内容及步骤:,1.仪器的连接,(1)按图连线; (2)调零:PF-1传感器特性仪上不放砝码,先将PF-2传感 器特性数显仪电压调节旋钮反时针调小,然后打开 电源开关,调PF-3传感器特性平衡器旋钮,使输出 电压为“零”; (3)调“电压调节”旋钮使工作电压为10V,再重新调一 次零;,2.测量载荷力F与电桥输出电压U0的关系,保持电源 输出电压E=10.0V.,用逐差法求灵敏度S,3.用压力传感器测量任意物体的重量,将未知重量的物体放在传感器上,测出电压U0, 测三次取平均值,代入 求物体重量。,4.测量传感器电源电压E与电桥输出电压关系,保持 加载砝码的质量为1000克。,改变电源电压,使其从1.0V至10.0V,每增加1.0V对应记录 一个输出电压,作出EU0关系曲线,分析是否为线性关系。,数据处理:,1.在实验前应将仪器预热15分钟以上。 2.实验时不能超载,所加砝码不能超过8Kg,加减 砝码时应轻拿轻放,以免损坏传感器。,注意事项:,思考题:,1.传感器的灵敏度与电源电压有何关系?电源电压 能无限制地加大吗?为什么? 2.本实验所用系统能当电子秤使用吗?,作业:,完成本次实验的数据处理,预习下一次实验内容。,
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