测试技术实验指导书(2017年04)

测试技术实验指导书交通运输工程学院测控室2005年5月10日实验一应变片的粘贴与检验一、实验目的：1、了解应变敏感元件——应变片的构造、特点。

2、掌握箔式应变片的粘贴方法。

3、掌握对已粘贴好的应变片的检验方法。

二、实验设备：电桥一个万用表一个兆欧表一个应变片连接片粘结剂502清洗剂酒精或丙酮红外线灯三、实验要求：1、观察、选择和检验应变片：1）、观察各种类型和规格的应变片的构造、了解其特点。

2）、根据测试需要选择不同阻值和类型的应变片。

3）、先检查应变片完好后，先用万用表、再用电桥测出应变片的准确阻值、要求组成同一电桥的各应变片的灵敏度系数相同，其阻值相差应小于0.5欧。

2、试件表面的清洗及处理：1）、除去试件表面的铁锈、油漆和污物。

2）、用锉刀、砂布等打磨试件的粘贴处、光洁度应达到5左右。

3）、用划针在测点处划出应变片的定位线。

4）、用清洗剂对试件进行清洗。

3、粘贴应变片1）、在测点和应变片的反面均匀的涂上一层502胶，将应变片涂胶的一面放到测点上并对好定位线。

2）、在应变片的正面复盖上一小片滤纸或塑料薄膜，防止粘手，然后用手指沿应变片的纵向、向一个方向滚压，挤出应变片下的气泡和多余的胶水。

3）、按住应变片不动，保持3分钟左右即可（注：如果不是瞬干胶，则要晾干24小时）3、安装接线：1）、在应变片的引出线端约2厘米处粘一小块联接片。

2）、将应变片的引出线烫上锡并套上套管。

3）、将应变片的引出线在联接片上焊接好4、贴片质量检查：1）、用万用表测量应变片的引出线，检查在贴片的过程是否造成短路、断路。

2）、用兆欧表测量应变片与试件间的绝缘电阻，要求达到或大于100兆欧，如果未达到，可用红外线灯烘烤，直到达到要求为止。

5、应变片的防潮处理：测试前一般要对应变片进行防潮保护。

方法一：将防潮剂（配方：松香50%、石蜡40%、黄油10%）在容器中加热熔化、搅拌均匀、涂在应变片上，完全盖住应变片。

方法二：直接用703胶涂盖即可。

测试技术实验指导书李锐广东海洋大学工程学院实验一. 金属泊式应片：直流单臂、半桥、全桥比较实验目的：验证单臂、半桥、全桥的性能，比较它们的测量结果。

实验所需单元：直流稳压电源、差动放大器、电桥、F/V(频率/电压)表。

实验注意事项：（1）电桥上端虚线所示的四个电阻实际并不存在。

（2）在更换应变片时应关闭电源。

（3）实验过程中如发现电压表过载，应将量程扩大。

（4）接入全桥时，请注意区别各应变片的工作状态，桥路原则是：对臂同性，邻臂异性。

（5）直流电源不可随意加大，以免损坏应变片。

实验步骤：（1）直流电源旋在±2V档。

F/V表置于2V，差动放大器增益打到最大。

（2）观察梁上的应变片，转动测微头，使梁处于水平位置（目测），接通总电源及副电源。

放大器增益旋至最大。

（3）差动放大器调零，方法是用导线将放大器正负输入端与地连接起来，输出端接至F/V表输入端，调整差动放大器上的调零旋钮，使表头指示为零。

（4）根据图1的电路，利用电桥单元上的接线和调零网络连接好测量电路。

图中r及w1为调平衡网络，先将R4设置为工作片。

（5）直流电源打到±4V，调整电桥平衡电位器使电压表为零（电桥调零）。

（6）测微头调整在整刻度（0mm）位置，开始读取数据。

图1 应变片直流电桥电路（8）保持差动放大器增益不变，将R3换为与R4工作状态相反的另一个应变片，形成半桥电（9）保持差动放大器增益不变，将R1、R2两个电阻换成另外两个应变片，接成一个直流全（10）观察正反行程的测量结果，解释输入输出曲线不重合的原因。

（11）在同一坐标上描绘出X—V曲线，比较三种接法的灵敏度。

思考题1．根据X—V曲线，计算三种接法的灵敏度K=∆V/∆X，说明灵敏度与哪些因素有关？2．根据X—V曲线，描述应变片的线性度好坏。

3．如果相对应变片的电阻相差很大会造成什么结果，应采取怎样的措施和方法？4．如果连接全桥时应变片的方向接反会是什么结果，为什么？霍尔式传感器霍尔元件的结构中，矩型薄片状的立方体称为基片，在它的两侧各装有一对电极。

机械工程测试技术基础》实验指导书广州大学2017.4测试技术顾名思义是测量和试验的技术。

测试技术学习的最终目的是要解决实际问题，所以和理论课程相比，测试技术的实践环节显得更为关键。

《机械工程测试技术实验》旨在提高学生综合应用从各门课程中学到的单元技术知识，独立构建、调试测试系统的能力，强化学生对测试系统工程实际的感性认识。

它综合体现了各种单元技术在测试工程实际中的应用，是测试专业的学生接触工程实际的开始。

测试技术覆盖了很多知识领域，从测试信号的基本概念到现代测试信号分析方法，从传感器的基本原理到一个复杂大型的测试系统的建立，但在实际中，无法在一门课程里囊括所有这些知识和经验。

本指导书根据目前实验室现有的实验条件及教学计划中的学时数，紧密结合理论教学，选择了一些重要的基本内容，实验主要为验证性实验，采用传统的实验模式，由实验教师指导学生完成实验。

通过实验，希望能够使学生牢固、熟练地掌握各种测试仪器的使用，学会调试测试系统的基本方法，包括传感器的使用，信号调理电路、数字化电路及显示单元的调试，在此基础上初步学会自行组建测试系统，并能够独立调试。

具体内容应包括：a.常用测试仪器的使用：在传感器使用及系统组建、调试的过程掌握示波器、数字万用表、信号发生器、稳压电源等的使用。

b.传感器的使用：熟悉热电偶传感器、加速度传感器、液位传感器、转速传感器等原理及使用。

c.常见物理量测试实验：温度测试实验、转速测试实验、液位测试实验、振动测试实验。

由于条件限制，以上的实验内容还只能部分涉及。

实验完成后按要求应提交实验报告。

实验报告是一种工程技术文件，是实验研究的产物。

学生完成教学实验写出的报告，会为将来进行工程实验、科学研究书写实验报告打下基础，乃至于养成一种习惯，因此应按工程实际要求学生：内容如实，数据可靠；语言明确、简洁；书写工整、规范。

实验报告的基本内容应包括实验题目、实验目的、实验仪器和设备（必要时画出连接图）、实验方法、实验结果（包括图表、数字、文字、表达式等）、对实验方法或结果的讨论、结论、参考资料、附录（实验中的图表等）。

检测技术实验指导书实验五交流全桥的应用——振动测量实验一、实验目的了解交流全桥测量动态应变参数的原理与方法。

二、实验仪器传感器实验箱，信号源、万用表、应变片传感器模块、虚拟示波器、振动源和应变输出、应变输出专用连接线。

三、实验原理将应变传感器模块电桥的直流电源E换成交流电源E，则构成一个交流全桥，其输出 u= E ，用交流电桥测量交流应变信号时，桥路输出为一调制波。

四、实验内容与步骤1．将实验箱的“应变输出”插座用“应变式”连接线接到“应变传感器实验模块”的黑色插座上。

因振动梁上的四片应变片已组成全桥，引出线为四芯线，因此可直接接到实验模板上的四个插孔上。

四个插孔上对角线插孔的阻值为350Ω左右，若两组对角线阻值均为350Ω左右则接线正确。

RR图5-12．根据图5-1，接好交流电桥调平衡电路及系统，R8、Rw1、C、Rw2为交流电桥调平衡网络。

从实验台上接入±15V直流电源到实验箱“直流电源”插座上。

确保无误后，开启实验台电源开关。

将音频信号源的频率调节到1KHz左右，幅度峰-峰值调节到Vp-p=10V。

3．调节Rw1、Rw2使虚拟示波器检测到一条在零点的直线。

5．将低频信号源输出接入振动台激励源插孔，调节低频输出幅度和频率使振动台(圆盘) 有明显振动。

6．低频信号源幅度调节不变，改变低频信号源输出信号的频率。

用虚拟示波器读出频率改变时差动放大器输出调制波包络的电压峰－峰值，填入表5-1。

表5-1 f(Hz) Vo(p-p) 五、实验报告从表5-1的实验数据得出振动梁的共振频率。

实验十差动变压器的应用——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、实验仪器传感器实验箱(二)、信号源、差动变压器传感器、差动变压器模块、音频信号源、相敏检波模块、频率/转速表、振动源、直流稳压电源、虚拟示波器。

三、实验原理差动变压器测量动态参数与测量位移的原理相同，不同的是输出的调制信号要经过检波才能观测到所测的动态参数。

测试技术实验指导书测试技术实验指导书赵爱琼编付俊庆审长沙理工大学测控教研室07 年 3 月 1 前言测试技术是一门实践非常强的技术基础课，通过实验，了解测试系统中各环节的作用与特点，加深同学们对测试技术基本内容和基本概念的理解。

本实验指导书适用于交通运输、机电、机制、测控、自控、车辆工程，汽车服务工程、电子信息等专业的测试技术课、检测与传感器技术课、传感器与自动检测课、传感器原理及应用等课的实验。

各专业可根据课时的需要适当取舍，要求同学们在实验中要动脑动手，以达到提高实验动手能力的目的。

本实验指导书赵爱琼老师编写，付俊庆教授审稿，并经测控教研室全体老师讨论定稿于编写仓促，水平有限，书中缺点错误在所难免，恳请读者批评指正测控教研室07年3月 2 目录实验一霍尔传感器特性实验实验二电涡流传感器特性实验实验三电容传感器特性实验实验四压电式传感器特性实验与振动实验实验五电阻应变片及电桥性能实验实验六动应力测量实验七振动测量实验八应变式传感器测量系统的设计附一：CSY——2000系列传感器与检测技术实验台组成附二：实验报告格式与要求 3 霍尔传感器特性实验一、实验目的：1、掌握霍尔传感器的工作原理及特性2、掌握霍尔传感器的静态标定方法3、了解霍尔传感器在振幅测量中的应用二、实验器材：1、CSY-2000传感器与检测技术实验台，其中所取单元：霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、直流源±4v、±15v、测微头、数显单元、低频振荡器2、电子示波器、工控机数据采集系统三、实验原理：根据霍尔效应，霍尔电势U=KIBsinα。

若保持霍尔元件的激励电流I不变，而使其在一均匀梯度磁场中移动时，则输出霍尔电势值U 只决定于它在磁场B中的位移量。

本实验即通过对U大小的测量来得其位移。

四、实验内容及步骤：1、将霍尔传感器按图1安装。

霍尔传感器与实验模板的连接见图2进行。

1、3为电源±4v，2、4为输出图1 4 图2 2、开启电源，调节测微头使霍尔片在磁钢中间位置再调节Rw1使数显表指示为零。

检测技术实验指导书机电学院，2019.3目录CSY－2000系列传感器与检测技术实验台 (3)预习实验（一）移相器相敏检波器的使用 (6)预习实验（二）温度源的温度控制调节实验 (8)实验一应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验 (38)实验二差动变压器测位移实验 (44)实验三电容式传感器的位移实验 (51)实验四霍尔传感器特性研究 (53)实验五压电式传感器测振动实验 (57)实验六光纤传感器的位移特性实验 (59)实验七K热电偶测温性能实验 (63)实验八集成温度传感器的特性实验 (68)CSY－2000系列传感器与检测技术实验台说明书一、实验台的组成CSY－2000系列传感器与检测技术实验台由主机箱、温度源、转动源、振动源、传感器、相应的实验模板、数据采集卡及处理软件、实验台桌等组成。

1、主机箱：提供高稳定的±15V、±5V、＋5V、±2V－±10V（步进可调）、＋2V－＋24V（连续可调）直流稳压电源；音频信号源（音频振荡器）1KHz～10KHz （连续可调）；低频信号源（低频振荡器）1Hz～30Hz（连续可调）；气压源0－20KPa（可调）；温度（转速）智能调节仪；计算机通信口；主机箱面板上装有电压、频率转速、气压、计时器数显表；漏电保护开关等。

其中，直流稳压电源、音频振荡器、低频振荡器都具有过载切断保护功能，在排除接线错误后重新开机恢复正常工作。

2、振动源：振动台振动频率1Hz－30Hz可调（谐振频率9Hz左右）。

转动源：手动控制0－2400转／分；自动控制300－2400转／分。

温度源：常温－180℃。

3、传感器：基本型有电阻应变式传感器、扩散硅压力传感器、差动变压器、电容式位移传感器、霍尔式位移传感器、霍尔式转速传感器、磁电转速传感器、压电式传感器、电涡流传感器、光纤传感器、光电转速传感器（光电断续器）、集成温度(AD590)传感器、K型热电偶、E型热电偶、Pt100铂电阻、Cu50铜电阻、湿敏传感器、气敏传感器共十八个。

《测试技术》实验指导目录目录 (1)实验一电阻式传感器电桥性能比较实验 (2)实验二差动变压器特性实验 (5)实验三变面积式电容传感器特性实验 (8)实验四涡流传感器的位移特性实验 (11)实验五涡流传感器的振动测量实验 (13)实验一电阻式传感器电桥性能比较实验一、实验目的1、了解电阻应变式传感器的基本结构与使用方法。

2、掌握电阻应变式传感器放大电路的调试方法。

3、掌握单臂电桥电路的工作原理和性能。

4、比较单臂、半桥和全桥电路的输出特性和灵敏度。

二、实验所用单元电阻应变式传感器、调零电桥、差动放大器板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。

三、实验原理及电路1、电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其阻值发生变化，这就是电阻应变效应，其关系为：ΔR/ R＝Kε，ΔR 为电阻丝变化值，K为应变灵敏系数，ε为电阻丝长度的相对变化量ΔL/ L。

通过测量电路将电阻变化转换为电流或电压输出。

2、电阻应变式传感如图3-1 所示。

传感器的主要部分是下、下两个悬臂梁，四个电阻应变片贴在梁的根部，可组成单臂、半桥与全桥电路，最大测量范围为±3mm。

3、电阻应变式传感的单臂电桥电路如图3-2 所示，图中R1、R2、R3为固定，R为电阻应变片，输出电压UO＝EKε，E为电桥转换系数。

四、实验步骤1、固定好位移台架，将电阻应变式传感器置于位移台架上，调节测微器使其指示15mm左右。

将测微器装入位移台架上部的开口处，旋转测微器测杆使其与电阻应变式传感器的测杆适度旋紧，然后调节两个滚花螺母使电阻式应变传感器上的两个悬梁处于水平状态，两个滚花螺母固定在开口处上下两侧。

2、将实验箱（实验台内部已连接）面板上的±15V 和地端，用导线接到差动放大器上；将放大器放大倍数电位器RP1旋钮（实验台为增益旋钮）逆时针旋到终端位置。

3、用导线将差动放大器的正负输入端连接，再将其输出端接到数字电压表的输入端；按下面板上电压量程转换开关的20V档按键（实验台为将电压量程拨到20V 档）；接通电源开关，旋动放大器的调零电位器RP2旋钮，使电压表指示向零趋近，然后换到2V 量程，旋动调零电位器RP2旋钮使电压表指示为零；此后调零电位器RP2旋钮不再调节，根据实验适当调节增益电位器RP1。

北京理工大学珠海学院工程测试技术实验指导书前言测试技术是具有实验性质的测量技术,与计算机技术、自动控制技术、通信技术构成完整的信息技术学科，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号的分析处理方法,是进行各种科学实验研究和生产过程参数检测等必不可少的手段。

随着现代信息技术的不断发展,机械工程测试作为一门与之密切相关的课程,其（ Laboratory Virtual Instrument Engineering Work Bench）是NI公司开发的、采用图形化程序语言——G语言, 通过各功能图标间的逻辑连接实现程序功能的图形化程序设计软件,是虚拟仪器的主要支持技术之一。

该软件提供了灵活强大的函数库，在数据处理控制方面有动态连接库、共享库、数字信号处理和产生、频谱分析、滤波、平滑窗口、概率统计等VI。

LabVIEW也提供了大量的通过ActiveX等与外部代码或软件进行连接的功能。

例如可以与C/C++、VC、VB、Matlab 等软件相连。

二.LabVIEW在机械工程测试实验教学中的应用机械工程测试课程的主要教学内容包括信号时域波形的统计分析、频域的频谱和功率谱分析、时差域的相关分析等信号分析方法和信号的滤波、采样、截断、调制与解调等信号的调理方法，以及信号发生、存储、显示等辅助设计。

实验项目可分为验证性实验和综合性、设计性实验。

2.1验证性虚拟实验系统设计图1 虚拟测试实验系统总体结构图2.2 LabVIEW在综合性、设计性虚拟测试实验中的应用综合性、设计性实验主要体现机械工程测试技术的工程实际应用价值，按照实际测试信号的特点由学生综合运用所学的测试知识，自行设计完成对信号的分析处理，来提取反映被测对象状态和特征的明确信息。

LabVIEW在综合性、设计性虚拟实验项目中的应用更加广泛，在熟练掌握LabVIEW软件运用技巧的前提下，学生可以以工程实际应用为例，自主设计工程实际测试信号采集和处理系统，从而综合考查学生对机械工程测试技术的掌握程度和运用能力。

测试技术基础实验说明书北京航空航天大学机械学院机械制造实验室实验一光栅传感器测位移实验１）.实验目的１.了解光栅传感器的基本结构、特点、工作原理。

２.掌握光栅传感器测量位移的原理及方法。

２）．实验原理光栅位移传感器由光源、聚光灯、标尺光栅、指示光栅和光电元件组成。

光源发出的光线经过透镜照射在光栅上，再通过光栅照射在光电元件上，把光信号转换成电信号。

光栅测量位移的工作原理是基于莫尔条纹现象。

两块栅距w相同，黑白宽度相同的长光栅，当它们的刻线面彼此平行互相靠近，且沿刻线方向保持成一个很小的夹角θ时，由于遮光效应或光的衍射作用，在a-a线上，两块光栅的黑色刻线相交，透光缝隙相重，因此形成一条亮带。

在b-b线上，一块光栅上的黑色刻线正好将另一块光栅的透光部分挡住，形成一条暗带。

这些明暗相间的条纹就是所谓的莫尔条纹。

当光栅透过的光线越多，光电元件的输出越大，当光栅透过的光线越少，输出信号与位移间的关系可近似的用正弦函数表示。

即： V=Vo+VmSin(2πx/w)式中：V --光电元件输出的电压信号；Vo--输出信号中的平均直流分量；Vm--输出正弦信号的幅值； W --栅距。

X --两光栅间的瞬时相对位移量。

由上式可见，光电元件的输出电压的大小反映了光栅瞬时位移量的大小，从而实现了位移量向电量的转换。

在实际应用中，被测物体的移动方向是经常改变的，而莫尔条纹的明暗变化只与位移有关，而与位移方向无关，为了辨别位移的方向必须增加一个观测点，然后根据两个观测点输出信号U1、U2间的相位关系来定位移的方向。

当光栅正向运动时，U1超前U2 90度，当光栅反向运动时，U2超前U1 90度，利用这一特点，便可构成简单的辨向电路。

通常采用的是“四倍频辨向电路”。

所谓四倍频电路是一种位置细分法，就是使正弦信号在0度、90度、180度、270度都有脉冲输出，可使测量精度提高四倍。

将辨向电路输出信号（Y 1、Y2）送到加、减计数电路进行记数，再通过译码驱动电路，将位移量显示出来。

实验三悬臂梁应变综合实验一、试验目的1)掌握电阻应变片的粘贴工艺过程及方法。

2)掌握应变传感单元（电桥）测量的工作原理。

3)通过对悬臂梁的应变测量，掌握动静态应变测量的基本方法。

二、实验原理电阻应变测量技术是一种确定构件表面应力状态的实验应力分析方法。

其原理是将电阻应变片粘贴在被测构件表面上，当构件受力变形时．应变片的电阻值发生相应的变化。

通过电阻应变仪测定应变片中电阻值的改变，井换算成应变值或者输出与应变成正比的电信号，用模拟或数字记录设备记录信号，就可得到被测量的应变或应力。

目前，电阻应变测量技术已成为实验应力分析中广泛应用的一种方法，具有如下特点：●应变片尺寸小、重量轻．一股不影响构件的工作状态和应力分布。

●测量灵敏度、精度高。

应变最小分辨率可达1微应变。

●测量应变的范围广。

可由1微应变到几万微应变。

●频率响应好。

可测量0 ～10万赫的动应变。

●可在高温、低温、高速旋转及强磁场等环境下进行测量。

●由于测量过程中输出的是电信号，因此容易实现自动化、数字化，并能进行远距离测量和无线电遥测。

●通用性好。

不但适用于测量应变，而且可制成各种高精度传感器，用于测量载荷、位移、加速度、扭矩等力学量。

不过该测量方法也有它的缺点，主要表现在只能测量构件表面某一方向的应变，应变计有一定栅长，只能测定栅长范围内的平均应变。

在应力集中的部位，若应力梯皮很陡，则测量误差较大。

电阻应变片由于构件变形而发生的电阻变化ΔR用惠斯顿电桥来测量，如图所示。

电阻应变片是将被测点的应变量转换为电阻变化率ΔR/R（以应变片的灵敏度S g来衡量）。

电阻应变仪是将这电参量，经放大处理后再转换成应变量。

电阻应变测量分析系统（仪），主要由传感单元（应变计与电桥）、信号放大/调理器、数据采集和输出（显示/记录）三部分所组成。

电桥的输出电压u y与各桥臂上应变片的应变（ε1、ε2、ε3、ε4）代数和成线性关系,计算公式如下：其中：S g — 应变片的灵敏度u 0 — 供桥电压(V) 上式表明：相邻桥臂的电阻变化率（或应变）相减，相对桥臂的电阻变化率（或应变）相加。

实验三悬臂梁应变综合实验一、试验目的1)掌握电阻应变片的粘贴工艺过程及方法。

2)掌握应变传感单元（电桥）丈量的工作原理。

3)经过对悬臂梁的应变丈量，掌握动静态应变丈量的基本方法。

二、实验原理电阻应变丈量技术是一种确立构件表面应力状态的实验应力剖析方法。

其原理是将电阻应变片粘贴在被测构件表面上，当构件受力变形时．应变片的电阻值发生相应的变化。

经过电阻应变仪测定应变片中电阻值的改变，井换算成应变值或许输出与应变为正比的电信号，用模拟或数字记录设施记录信号，便可获得被丈量的应变或应力。

目前，电阻应变丈量技术已成为实验应力剖析中宽泛应用的一种方法，拥有以下特色：应变片尺寸小、重量轻．一股不影响构件的工作状态和应力散布。

丈量敏捷度、精度高。

应变最小分辨率可达 1 微应变。

丈量应变的范围广。

可由 1 微应变到几万微应变。

频次响应好。

可丈量0 ～ 10 万赫的动应变。

可在高温、低温、高速旋转及强磁场等环境下进行丈量。

因为丈量过程中输出的是电信号，所以简单实现自动化、数字化，并能进行远距离丈量和无线电遥测。

通用性好。

不只合用于丈量应变，并且可制成各样高精度传感器，用于丈量载荷、位移、加快度、扭矩等力学量。

可是该丈量方法也有它的弊端，主要表此刻只好丈量构件表面某一方向的应变，应变计有必定栅长，只好测定栅长范围内的均匀应变。

在应力集中的部位，若应力梯皮很陡，则丈量偏差较大。

电阻应变片因为构件变形而发生的电阻变化ΔR用惠斯顿电桥来丈量，以下图。

电阻应变片是将被测点的应变量变换为电阻变化率ΔR/R（以应变片的敏捷度S g来权衡）。

电阻应变仪是将这电参量，经放大办理后再变换成应变量。

电阻应变丈量剖析系统（仪），主要由传感单元（应变计与电桥）、信号放大 / 调治器、数据收集和输出（显示 / 记录）三部分所构成。

电桥的输出电压u y与各桥臂上应变片的应变（ε1、ε2、ε3、ε4）代数和成线性关u0 S (buy1234)14g R R2系 , 计算公式以下：a I abcc此中： S g—应变片的敏捷度I adcu yu0—供桥电压 (V)4R3R上式表示：相邻桥臂的电阻变化率（或应d变）相减，相对桥臂的电阻变化率（或应变）相u加。

篇一：检测技术实验指导书使用说明（仪器使用前请详阅此章）csy系列(csy.csy10.csy10a.csy10b)传感器系统实验仪是用于检测仪表类课程教学实验的多功能教学仪器。

其特点是集被测体、各种传感器、信号激励源、处理电路和显示器于一体，可以组成一个完整的测试系统。

通过实验指导书所提供的数十种实验举例，能完成包含光、磁、电、温度、位移、振动、转速等内容的测试实验。

通过这些实验，实验者可对各种不同的传感器及测量电路原理和组成有直观的感性认识，并可在本仪器上举一反三开发出新的实验内容。

实验仪主要由实验工作台、处理电路、信号与显示电路三部分组成。

各款实验仪的传感器配置及布局是：(具体布局详见各款仪器工作台布局图)一、位于仪器顶部的实验工作台部分，左边是一副平行式悬臂梁，梁上装有应变式、热敏式、p-n结温度式、热电式和压电加速度五种传感器。

平行梁上梁的上表面和下梁的下表面对应地贴有八片应变片，受力工作片分别用符号和表示。

其中六片为金属箔式片（bhf-350）。

横向所贴的两片为温度补偿片，用符号和by”字样的为半导体式应变片，灵敏系数130。

（csy10b型应变梁上只贴有半导体应变计。

）热电式（热电偶）：串接工作的两个铜一康铜热电偶(t分度)分别装在上、下梁表面，冷端温度为环境温度。

分度表见实验指导书。

（csy10b 型上梁表面安装一支k分度标准热电偶。

）热敏式：上梁表面装有玻璃珠状的半导体热敏电阻mf-51，负温度系数，25℃时阻值为8~10k。

p-n结温度式：根据半导体p-n结温度特性所制成的具有良好线性范围的集成温度传感器。

压电加速度式：位于悬臂梁自由端部，由pzt-5双压电晶片、铜质量块和压簧组成，装在透明外壳中。

实验工作台左边是由装于机内的另一副平行梁带动的圆盘式工作台。

圆盘周围一圈安装有（依逆时针方向）电感式（差动变压器）、电容式、磁电式、霍尔式、电涡流式、压阻式等传感器。

电感式（差动变压器）：由初级线圈li和两个次级线圈l。

测试技术综合实验指导书狄长安编南京理工大学2007年1月概述1课程的地位与作用《测试技术综合实验》是测控技术与仪器专业的必修实验课程，旨在提高学生综合应用从各门课程中学到的单元技术知识，独立构建、调试测试系统的能力，强化学生对测试系统工程实际的感性认识。

它综合体现了各种单元技术在测试工程实际中的应用，是测试专业的学生接触工程实际的开始。

主要先修课程：传感器原理及应用、测控电路设计、测控工程学或测试技术。

适用测控技术与仪器、机械工程及自动化及其它相关专业。

2课程的教学目标与基本要求在实验的基础上，牢固、熟练地掌握各种测试仪器的使用，学会调试测试系统的基本方法，包括传感器的使用，信号调理电路、数字化电路及显示单元的调试，在此基础上初步学会自行组建测试系统，并能够独立调试。

3 课程内容a.常用测试仪器的使用在传感器使用及系统组建、调试的过程掌握示波器、数字万用表、信号发生器、稳压电源等的使用。

b.传感器的使用熟悉热电偶传感器、加速度传感器、液位传感器、转速传感器等原理及使用c.常见物理量测试实验温度测试实验、转速测试实验、液位测试实验、振动测试实验4 实验报告的要求及书写（1）实验报告要求实验报告是一种工程技术文件，是实验研究的产物，报告中内容及书写质量的好坏，对实验价值的影响很大。

书写质量不好会有损于实验的价值，学生完成教学实验写出的报告，尽管不是正式的工程技术文件，但会为学生将来进行工程实验、科学研究书写实验报告打下基础，仍至于养成一种习惯，因此应按工程实际要求学生：内容如实，数据可靠；语言明确、简洁——与文学作品不同；书写工整、规范；（2）实验报告的基本内容实验题目实验名称不能随意更改，否则不能表达实验内容引言（实验意义、题目来源等内容）实验目的：实验和书写实验报告的基础，紧紧围绕实验仪器和设备：必要时画出连接图实验方法实验方法：不是罗列实验步骤，而是得到结果的过程实验结果实验结果：包括图表、数字、文字、表达式等对实验方法、结果的讨论结论结论及分析：紧紧围绕实验目的写、实验现象参考资料附录（实验中的图表等）5 考核方式实验及答辩6 实验计划学生自选其中一项实验题目,实验计划安排如下。

实验一：金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较一、实验目的：验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间的特点及关系。

二、实验所需设备：1、直流稳压电源——开关打到4V2、差动放大器——旋钮到增益最大3、平衡电桥4、F/V表——开关拨到20V5、测微头6、双单引梁7、应变片三、实验原理实验原理如图2所示，W1为平衡电位器，用来调节电桥电路的初始平衡状态，当应变片RX发生形变时，RX的电阻发生变化，电桥的平衡被打破，（2）（11）两点的将有与形变成正比的电压输出，将该电压送入差动放大器，差放输出接电压表，显示的电压值的大小反映了应变片形变的大小，因此，可利用它来测量位移、压力等参数。

四、实验步骤：1、按实验一的方法将差动放大器调零后，关闭电源。

按图2接线，图中R4=Rx为工作片，r和w为电桥平衡网络。

2、调整测微头，使双行梁处于水平位置（目测），直流稳压电源打到±4档，差动选择适当的放大增益。

一般增益电位器旋在中间位置，然后，调整电桥平衡电位器W，使表头显示零。

3、旋转测微头，使梁移动，每隔0.5mm，读F/V表电压值，填下表并关闭电源：4、保持放大器增益不变，将R3固定电阻换为与R4工作状态相反的另一应变片即二片受力方向不同应变片，形成半桥，调节测微头使梁到水平位置（目测），调节电桥W1使F/V表显示为零，重复（3）过程同样测得读数，填入下表：5、保持放大器增益不变，将R1，R2两个固定电阻换成另两片受力应变片（即R1↑换成，R2↓换成，）组桥时中要掌握对臂应变片的受力方向相同，邻臂应变征的受力方向相反即可，否则相互抵消没有输出。

接成一个直流全桥，调节测微头使梁到水平位置，调节电桥W1同样使F/V表显示零。

重复（3）过程将读出数据填入下表：6、同一个坐标纸上描出X-V曲线，比较三种接法的灵敏度。

注意事项：1、在更换应变片时应将电源关闭。

2、在实验过程中如有发现电压、过载，应将电压量程扩大。

3、在本实验中只能将放大器接成差动形式，否则系统不能正常工作。

测试技术实验指导教材成都大学工业制造学院实验中心目录实验一应变片单臂电桥性能实验 (1)一、实验目的 (1)二、实验设备和工具 (1)三、实验原理 (1)四、实验步骤 (1)五、思考题 (2)实验二应变片半桥性能实验 (3)一、实验目的 (3)二、实验设备和工具 (3)三、实验原理 (3)四、实验步骤 (3)五、思考题 (4)实验三应变片全桥性能实验 (5)一、实验目的 (5)二、实验设备和工具 (5)三、实验原理 (5)四、实验步骤 (5)五、思考题 (2)实验一应变片单臂电桥性能实验一、实验目的1．从理论上了解金属箔式应变片的直流单臂桥的工作原理和工作情况；2．了解金属箔式应变片的实际应用—测力。

二、实验设备和工具1．CSY2000D型传感器系统实验仪（直流稳压电源、电桥、差动放大器、称重传感器、电压表等）；2．砝码、导线等。

三、实验原理1．金属箔式应变片可以把应变的变化转化为电阻的变化，如果应变是由外力引起的，则电阻变化反映了外力的变化；2．为了显示和记录应变的大小，就必须将电阻的变化通过测量电桥电路转化为电压或电流的变化。

3．测量电桥主要有平衡电桥和不平衡电桥两种，前者常用直流供电，并且在测试前和测试时需要两次平衡，一般用于静态应变测量；后者是利用电桥输出电流或电压与电桥各参数间的关系进行工作的，可满足动态应变的测量需要。

四、实验步骤1．观察整个传感实验仪的结构。

2．接入模板电源±15V（从主控台引入），在确保线路正确接好之后才能开启电源。

3．旋钮初始位置为直流稳压电源±2V档，电压表2V档。

4．将实验模板调节增益电位器RW3顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正负输入端与地短接，输出端与主控台面板上数显表输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器RW4，使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V档）。

5．差动放大器调零后，关闭电源，拆除接线。

实验一光电感测传感器性能实验一、实验目的了解光敏晶体管、光遮断器的特性二、实验仪器设备1、KL-62001 实验器。

2、模板KL-64001，KL-64002，KL-64003。

3、连接线2mm-0.65mm。

4、附件：小磁铁三、实验电路原理说明（一）、光电晶体光控电路本电路由光电晶体所构成的光控开关电路。

当光电晶体不受光时，C、E 两端为截止状态，因此输出端为高电位。

当受光时，受光强度的大小，输出电压随之做大小变化。

（二）、光遮断器当光遮断器的检测口没有物体通过时，发光二极管加一偏压，产生一光源，此一光源，照射光电晶体，集电极电流变大，使集电极电位（Vo）下降。

一旦光束被检测物阻断时，光电晶体的集电极电路下降，集电极电压（Vo）上升。

利用集电极电压的高低变化，并将输出波形加以调整，即可侦测物体的有无。

四、实验步骤与记录（一）、光电晶体1、依图所示，取出KL-64001 模板的PHOTO TRANSISTOR 区域。

2、输出Vo1 端接KL-62001 STATUS DISPLAY & DCV INPUT 正端，接地接INPUT 负端。

3、KL-62001 接线图4、将KL-62001 主机的电源打开，此时显示器应亮。

5、将KL-62001 STATUS DISPLAY & DCV MODE 选在DCV，RANGE 定在20V。

6、当光电晶体不受光时（用手将光电晶体的受光面遮住），量测Vo1 端的电压值，记录。

7、当光电晶体受光时（以日光灯直射时），量测Vo1 端的电压值，记录。

8、光源打开，移动光电晶体与光源的距离，记录。

距离 0cm 5cm 10cm 15cm 20cm 30cm 40cm 50cmVo1（二）、光遮断器1、依图所示，找出KL-64001 模板的PHOTO INTERRUPTOR 区域。

Vo2 端接至KL-62001 STATUS DISPLAY & DCV INPUT 正端，接地端接至INPUT 负端。