金属箔式应变片——半桥性能实验
一． 实验目的：比较半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点。
二． 基本原理：不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，电桥输出
三． 灵敏度提高，非线性得到改善。
当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电
压U02=EK/ε2。
四． 需用器件和单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、+15V
电源、+-4V 电源、万用表 五． 实验步骤：
① 按要求将应变式传感器装与传感器模板上。
② 按要求进行电路接线，将两个应变片接入桥路。
③ 进行测量，将数据记录到表格中。
六．实验数据
所以可知灵敏度δ=0.3639，非线性误差为δf1=Δm/Y F.s =1.112/65=1.71% 七、思考题：
1、半桥侧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。
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。
答：都是。
但是调零值可以通过记录最初的非零值来消除此误差
金直流全桥的应用——电子秤实验
一． 实验目的：了解应变片直流全桥的应用电路的标定。
二． 基本原理：电子秤实验原理为实验三全桥测量原理，通过对电路调节
三． 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)即成为一台原始
电子秤。
四． 需用器件和单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、±15V 电源、±
4V 电源
五． 实验步骤：
1、按实验一中2的步骤将差动放大器调零：参考图1-2将四个应变片按正确的接法接成全桥形式，合上主控箱电源开关调节电桥平衡电位器Rw1，使数显表显示0.00V 。
2、将10只砝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、拿去托盘上的所有法码，调节电器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。
6、根据上表计算误差与非线性误差。
所以可知灵敏度δ=1，非线性误差为δ
f1=Δm/Y F.s =0
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、根据如下图1示安装电涡流传感器。
图１电涡流传感器安装示意图
图２电涡流传感器位移实验接线图
2、观察传感器结构，这是一个扁平绕线圈。
３、将电涡流传感器输出线接入实验模板上标有Ｌ的两端插孔中，作为振荡器的一个元件（传感器屏蔽层接地）。
４、在测微头端部装上铁质金属圆片，作为电涡流传感器的被测体。
５、将实验模板输出端V0与数显单元输入端Vi相接。
数显表量程切换开关选择电压20V档。
６、用连接导线从主控台接入＋15V直流电源到模板上标有+15V 的插孔中。
７、使测微头与传感器线圈端部接触，开启主控箱电源开关，记下数显表读数，然后每隔0.2mm读一个数，直到输出几乎不变为止。
将结果列入下表。
8、根据表8-1数据，画出V-X曲线，根据曲线找出线性区域及进行正、负位移测量时的佳工作点，试计算量程为1mm、3mm及5mm 时的灵敏度和线性度（可以用端基法或其它拟合直线）。
由图可知：斜率区别出前中后三个部分，通过标识可以大概分为如下三个区间：6.4~9.4 9.8~11.8 14.8~19.4。
由于14.8mm~19.4mm之间量程范围较为广泛，因而进行正、负位移测量时的最佳工作点应设在这个区间中间为17.1mm
分别研究这三段得到结果如下：
由上图可知，选取的区间具有较好的线性度，其中由第三部分的放大图可知，第三部分的数据有较为明显的来回波动，凭经验看来属于随机误差。
而第一区间的6.4~9.4线性度最好
量程为1mm、3mm及5mm时的灵敏度和线性度取14.8~15.8mm：
灵敏度为：0.1，线性度为δf1=Δm/Y F.s=6.1%
量程为3mm时的灵敏度和线性度取14.8~17.8mm(如图2)：
灵敏度为：0.0913，线性度为δf1=Δm/Y F.s=0.00894/0.28=3.19%
量程为5mm时的灵敏度和线性度取14.4~19.4mm(如图3)：
灵敏度为：0.0806，线性度为δf1=Δm/Y F.s=0.03804/0.4=9.51%
五、思考题：
1、电涡流传感器的量程与哪些因素有关，如果需要测量±5mm的量程应如何设计传感器？
答：和差动线圈间距，线圈中电流强度以及别测物体的形状有关；
如果要测量±5mm的量程至少应该保证两个差动线圈的间距大于10mm，由于以上实测数据，在实际测量的中间位置左右均会有较大的灵敏度变化，因而即要保证线性区至少10mm，实际的差动线圈之间的间距要求26mm左右；另外由于间距的增大，线圈中电流或者是线圈的层数应该适当增大。
２、用电涡流传感器进行非接触位移测量时，如何根据量程使用选用传感器
电涡流传感器的量程必须尽可能靠近测量要求的范围，但是又
不能小于测量要求的范围。
光纤传感器的位移特性实验
一、实验目的：了解光纤位移传感器的工作原理和性能。
二、基本原理：本实验采用的是导光型多模光纤，它由两束光纤组成Y型光纤，探头为半圆分布，一束光纤端部与光源相接发射光束，另一束端部与光电转换器相接接收光束。
两光束混合后的端部是工作端亦即探头，它与被测体相距Ｘ，由光源发出的光通过光纤传到端部射出后再经被测体反射回来，由另一束光纤接收反射光信号再由光电转换器转换成电压量，而光电转换器转换的电压量大小与间距Ｘ有关，因此可用于测量位移。
三、需用器件与单元：光纤传感器、光纤传感器实验模板、数显单元、测微头、直流源±15V、反射面。
四、实验步骤：
1、根据图9-1安装光纤位移传感器，二束光纤插入实验板上光电变换座孔上。
其内部已和发光管Ｄ及光电转换管T相接。
图9-1 光纤传感器安装示意图
四、实验步骤：
1、根据图9-1安装光纤位移传感器，二束光纤插入实验板上光电变换座孔上。
其内部已和发光管Ｄ及光电转换管T相接。
2、将光纤实验模板输出端V01与数显单元相连，见图9-2。
图9-2 光纤传感器位移实验接线图
3、调节测微头，使探头与反射平板轻微接触。
4、实验模板接入±15V电源，合上主控箱电源开关，调R W使数显表显示为零。
5、旋转测微头,被测体离开探头,每隔0.1mm读出数显表值,将其填入表9-1。
表9-1光纤位移传感器输出电压与位移数据
6、根据表9-1数据，作光纤位移传感器的位移特性，计算在量程1mm时灵敏度和非线性误差。
由于光纤测量的时候接收器与发射器之间有一定的距离，所以在一定距离内反射光强度受反射光的散射范围的局限是无法测出实际反射光的光强，因为在12.4mm以前均不在线性区域。
进过选择可以得到12.6~14.4mm的拟合曲线如下
可以看出在这之间前五个点和后五个点分别大概组成两个斜率相近的直线，可能是由于螺旋测微仪的松动或者是位置的偏差造成的，截取前五个点再分析如下面第二个图。
拟合度明显上升，表面在12.6~14.4mm之间都有较好的线性度。
由此可以大概判定量程在1mm的灵敏度为1.8，非线性误差为：δf1=Δm/Y F.s=7.64%
五、思考题：
光纤位移传感器测位移时对被测体的表面有些什么要求？答：表面要求光滑且正对着移动方向的轴线。