CSY-9XX型传感器系统实验仪实验指南

波器、F/V表、主、副电源。

有关旋钮的初始位置:F/V表置20K档。音频振荡器频率为4KHz,幅度置最小(逆时针到底),直流稳压电源输出置于±2V档,主、副电源关闭。 实验步骤:

(1) 了解相敏检波器和低通滤波器在实验仪面板上的符号。

(2) 根据图6A的电路接线,将音频振荡器的信号0°输出端输出至相敏检波器的输入端(1),

把直流稳压电源+2V输出接至相敏检波器的参考输入端(5),把示波器两根输入线分别接至相敏检波器的输入端(1)和输出端(3)组成一个测量线路。

图6A

(3) 调整好示波器,开启主、副电源,调整音频振荡器的幅度旋钮,示波器输出电压为峰峰值4V。

观察输入和输出波的相位和幅值关系。

(4) 改变参考电压的极性(除去直流稳压电源+2V输出端与相敏检波器参考输入端(5)的连线,

把直流稳压电源的-2V输出接至相敏检波器的参考输入端(5)),观察输入和输出波形的相位和幅值关系。由此可得出结论,当参考电压为正时,输入和输出 相,当参考电压为负时,输入和输出 相,此电路的放大倍数为 倍。

(5) 关闭主、副电源,根据图6B电路重新接线,将音频振荡器的信号从0°输出端输出至相敏

检波器的输入端(1),将从0°输出端输出接至相敏检波器的参考输入端(2),把示波器的两根输入线分别接至相敏检波器的输入(1)和输出端(3),将相敏检波器输出端(3)同时与低通滤波器的输入端连接起来,将低能滤波器的输出端与直流电压表连接起来,组成一个测量线路。(此时,F/V表置于V表20V档)。

图6B

(6) 开启主、副电源,调整音频振荡器的输出幅度,同时记录电压表的读数,填入下表。 单位:V

Vip-p Vo

0.5 1 2 4 8 16

(7) 关闭主、副电源,根据图6C的电路重新接线,将音频振荡器的信号从0°输出端输出至相

敏检波器的输入端(1),将人180°输出端输出接至移相器的输入端,将从移相器输出端接至相敏检波器的参考输入端(2),把示波器的两根输入线分别接至相敏检波器的输入端(1)和输出端(3),将相敏检波器输出端(3)同时与低通滤波器输入端连接起来,将低通滤波器的输出端与直流电压表连接起来,组成一测量线路。

图6C

(8) 开启主、副电源,转动移相器上的移相电位器,观察示波的显示波形及电压表的读数,使得

输出最大。

(9) 调整音频振荡器的输出幅度,同时记录电压表的读数,填入下表。单位:V

Vip-p Vo 思考:

(1) 根据实验结果,可以知道相敏检波器的作用是什么?移相器在实验线路中的作用是什么?(即

参考端输入波形相位的作用)

(2) 在完成第五步骤后,将示波器两根输入线分别接至相敏检波器的输入端(1)和附加观察端(6)

和(2),观察波形来回答相敏检波器中的整形电路是将什么波转换成什么波,相位如何?起什么作用?

(3) 当相敏检波器的输入与开关信号同相时,输出是什么极性的什么波,电压表的读数是什么极

性的最大值。

0.5 1 2 4 6 8 16 实验七 金属箔式应变片―交流全桥 ( )型

实验目的:了解交流供电的四臂应变电桥的原理和工作情况。

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、低通滤波器、F/V 双平行梁、应变片、测微头、主、副电源、示波器。

有关旋钮的初始位置:音频振荡器5KHZ,幅度关至最小,F/V表打到20V档,差动放大器增益旋至最大。 实验步骤:

(1) 差动放大器调整为零:将差动放大(+)、(-)输入端与地短接,输出端与F/V 表输入端

Vi相连,开启主、副电源后调差放的调零旋钮使F/V表显示为零,再将F/V表切换开关置2V档,再细调差放调零旋钮使F/V表显示为零,然后关闭主、副电源。

(2) 按图7接线,图中R1、R2、R3、R4为应变片;W1、W2、C、r为交流电桥调节平

表、

衡网络,电桥交流激励源必须从音频振荡器的LV输出口引入。

图7

(3) 用手按住振动梁(双平行梁)的自由端。旋转测微头使测微头脱离振动梁自由端并远离。将F

/V表的切换开关置20V档,示波器X轴扫描时间切换到0.1--0.5ms(以合适为宜),Y轴CH1或CH2切换开关置5V/div,音频振荡器的频率旋钮置5KHZ,幅度旋钮置1/4幅度。开启主、副电源,调节电桥网络中的W1和W2,使F/V表和示波器显示最小,再把F/V表和示波器Y轴的切换开关分别置2V档和50mv/div,细调W1和W2及差动放大器调零旋钮,使F/V表的显示值最小,示波器的波形大致为一条水平线(F/V表显示值与示波器图形不完全相符时二者兼顾即可)。再用手按住梁的自由端产生一个大位移。调节移相器的移相旋钮,使示波器显示全波检波的图形:放手后,梁复原,示波器图形基本成一条直线。

(4) 在双平行梁的自由端装上测微头,旋转测微头使F/V表显示为零,以后每转动测微头一周即

0.5mm,F/V表显示值记录下表: Xmm Vo 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 根据所得数据,作出V-X曲线,找出线性范围,计算灵敏度S=ΔV/ΔX,并与以前直流全桥实验结果相比较。

(5) 实验完毕,关闭主、副电源,所有旋钮置初始位置。 而引起的。

* 实验七 金属箔式应变片―交流全桥 ( )型

实验目的:了解交流供电的四臂应变电桥的原理和工作情况。

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、低通滤波器、F/V 双孔悬臂梁称重传感器、应变片、砝码、主、副电源、示波器。

有关旋钮的初始位置:音频振荡器5KHZ,幅度关至最小,F/V表打到20V档,差动放大器增益旋至最大。 实验步骤:

(1) 动放大器调整为零:将差动放大(+)、(-)输入端与地短接,输出端与F/V 表输入端

Vi相连,开启主、副电源后调差放的调零旋钮使F/V表显示为零,再将F/V表切换开关置2V档,再细调差放调零旋钮使F/V表显示为零,然后关闭主、副电源。

思考:在交流电桥中,必须有 两个可调参数才能使电桥平衡,这是因为电路存在

表、

(2) 按图7接线,图中R1、R2、R3、R4为应变片;W1、W2、C、r为交流电桥调节平

衡网络,电桥交流激励源必须从音频振荡器的LV输出口引入。

图7

(3) 将F/V表的切换开关置20V档,示波器X轴扫描时间切换到0.1--0.5ms(以合适为宜),

Y轴CH1或CH2切换开关置5V/div,音频振荡器的频率旋钮置5KHZ,幅度旋钮置1/4幅度。开启主、副电源,调节电桥网络中的W1和W2,使F/V表和示波器显示最小,再把F/V表和示波器Y轴的切换开关分别置2V档和50mv/div,细调W1和W2及差动放大器调零旋钮,使F/V表的显示值最小,示波器的波形大致为一条水平线(F/V表显示值与示波器图形不完全相符时二者兼顾即可)。再用手按住双孔悬臂梁称重传感器托盘的中间产生一个位移,。调节移相器的移相旋钮,使示波器显示全波检波的图形:放手后,梁复原,示波器图形基本成一条直线。

(4) 在传感器托盘上放上一只砝码,记下此时的电压数值,然后每增加一只砝码记下一个数值并将

这些数值填入下表。根据所得结果计算系统灵敏度S=ΔV/ΔW,并作出V-W关系曲线,ΔV为电压变化率,ΔW为相应的重量变化率。 重量(g) 电压(mV) (5) 实验完毕,关闭主、副电源,所有旋钮置初始位置。 而引起的。

思考:在交流电桥中,必须有 两个可调参数才能使电桥平衡,这是因为电路存在

实验八 交流全桥的应用―振幅测量( )型

实验目的:本实验了解交流激励的金属箔式应变片电桥的应用。

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、低通滤波器、低频振荡器、电压表、示波器、主、副电源、激振线圈。

有关旋钮的初始位置:音频振荡器5KHz,低频振荡器频率旋钮置5Hz左右,幅度置最小,差放增益置最大,主副电源关闭。 实验步骤:

(1) 按图7接线,并且保持实验(1)、(2)、(3)的步骤。

(2) 关闭主副电源,将低频振荡器的输出V0引入激振线圈的一端,激振线圈的另一端接地,低

频振荡器的幅度旋钮置中间位置,开启主副电源,双平行梁在振动,慢慢调节低频振荡器频率

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