❶ 應變片壓力感測器的基本原理
工作原理:
應變片式壓力感測器是電阻式壓力感測器的一種,其通過粘結在彈性元件上的應變片的阻值變化來測量壓力值的。用於力、扭矩。、張力、位移、轉角、速度、加速度和振幅等測量。
電阻應變式壓力感測器所運用的基本原理是電阻的應變效應:導體受機械變形時,其電阻值發生變化,稱為「應變效應」。
(1)如何使實驗裝置成為一個壓力計擴展閱讀:
應變式壓力感測器應用:
應變式壓力感測器是壓力感測器中應用比較多的一種感測器,它一般用於測量較大的壓力,廣泛應用於測量管道內部壓力、內燃機燃氣的壓力、壓差和噴射壓力、發動機和導彈試驗中的脈動壓力,以及各種領域中的流體壓力等。
電阻應變式壓力感測器結構:
膜片式、筒式、組合式。其中膜片式適用於低壓測量;筒式適用於高壓測量。
電阻應變式壓力感測器工作方式:
通過不平衡電橋把電阻的變化轉換成電流或電壓信號的輸出。
❷ 大學化學實驗報告範文
化學是一門以實驗為基礎的學科。化學上的許多理論和定律都是從實驗中發現歸納出來的。那麼你們知道大學的化學實驗 報告 要怎麼寫嗎?下面是我為大家帶來的大學化學實驗 報告 範文 _大學化學實驗 總結 怎麼寫,希望可以幫助大家。
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化學實驗報告格式範文
初中化學實驗報告範文
化學實驗報告格式範文
化學實驗報告論文
大學化學實驗報告範文3篇
大學化學實驗報告範文1:一、實驗目的
1. 了解復鹽的制備 方法 。2. 練習簡單過濾、減壓過濾操作方法。3. 練習蒸發、濃縮、結晶等基本操作。
二、實驗原理
三、實驗步驟
四、實驗數據與處理 1. 實際產量:
2. 理論產量:
3. 產率:
實驗二 化學反應速率、活化能的測定
姓名: 班級:學號: 指導老師: 實驗成績: 一、實驗目的
1. 通過實驗了解濃度、溫度和催化劑對化學反應速率的影響。 2. 加深對活化能的理解,並練習根據實驗數據作圖的方法。
二、實驗原理
三、實驗數據記錄及處理
1. 濃度對反應速率的影響,求反應級數 確定反應級數:m= n=
2. 溫度對反應速率的影響,求活化能
表2 溫度對反應速率的影響 利用表2中各次實驗的k和T,作lg 求出直線的斜率,進而求出反應活化能Ea。 ?k?-圖,
3. 催化劑對反應速率的影響
實驗三 鹽酸標准溶液的配製、標定及混合鹼的測定
1.了解間接法配製標准溶液的方法。2.學慣用雙指示劑法測定混合鹼中不同組分的含量。
二、實驗原理
三、實驗數據記錄及處理
1. HCl標准溶液的標定結果
2. 混合鹼的測量結果
大學化學實驗報告範文2:實驗日期: 20_ 年 11 月 18 日 開始時間: 9 時 30 分; 結束時間:11 時 30 分; 實驗題目:金屬的腐蝕 同 組 者:___
編號 NO: 1
一、實驗目的和要求
1) 2) 3) 掌握動電位掃描法測定陽極鈍化曲線的方法; 測量金屬在 0.5mol/L H2SO4 中的陽極極化曲線,確定有關特徵電位和電流密度; 測量金屬在 0.5mol/L H2SO4+0.5mol/LNaCl 中的陽極極化曲線並考察氯離子對金屬 鈍化行為的影響。
二、 實驗原理與方法
陽極極化曲線一般可分為四個區: 1)活性溶解區:從腐蝕電位( ? c )開始,金屬溶解按活性溶解的規律進行; 2)過渡區:金屬表面開始發生突變,由活態向鈍態轉化。此時,電流隨電位的正移而 急劇下降; 3)鈍化區:金屬處於穩定的鈍態,表面生成一層鈍化膜,此時陽極溶解電流密度( i p , 稱為維鈍電流密度)很小,並且基本與電位無關; 4)過鈍化區:電流密度又開始隨電位的正移而增大; 當介質中存在氯離子時, 不銹鋼等耐蝕金屬材料表面的鈍化膜容易被破壞, 存在點蝕電 位,此時,當 ? ? ?b 時,材料表面開始發生點蝕,電流迅速增大;當電流密度增大到一定 值時(如 1mA/cm2) ,改變掃描方向,開始向陰極方向掃描,可能形成一個滯後環。當 ? < ? s14rp 時,鈍化膜重新癒合,金屬恢復完全鈍化狀態;而當 ? s14rp < ?< ?b, 時已形成的點蝕繼續進行,但不會產生新的點蝕。
三、 主要儀器設備、材料和試劑
1)主要儀器設備 CorrTest 腐蝕電化學測試系統;電解池;玻璃活栓鹽橋;洗耳球、金相砂紙、 鑷子、丙酮棉球(處理電極表面) ;量筒;濾紙(保護電極表面不被腐蝕) 。 2)三電極種類、材料和有效工作面積 工作電極(電極材料為鎳、鈦或耐蝕合金) 、飽和甘汞電極(SCE) 、大面積鉑輔 助電極(有效截面積為 1cm2) ; 3)測試溫度及其控制方法 測試在室溫下進行
四、 實驗操作步驟
1)啟動CorrTest腐蝕測試系統軟體,打開恆電位儀的電源開關,開始預熱; 2)將玻璃活栓鹽橋洗凈、烘乾後,把玻璃活塞插入鹽橋,並使活塞孔對准鹽橋 的測試溶液端;將活栓插緊後,向鹽橋的參比電極室注入適量的過飽和 KCl 溶液。洗凈電 解池,安裝輔助電極、鹽橋和參比電極; 3)處理電極,將處理好的工作電極置於電解池中使鹽橋毛細管尖端對准工作電極 的中心,並且它到電極表面的距離為毛細管尖端外徑的
1倍。然後將三個電極連接到恆電位 儀; 4)打開「自腐蝕電位測量」窗口(快捷鍵F2 ) ,輸入數據文件名和注釋,設置測 量時間: 15分鍾, 采樣速率: 1Hz, 其他參數保持默認值。 然後, 向電解池內注入0.5mol/LH2SO4 溶液約200ml後,立即開始計時,並接通鹽橋,點擊窗口中的「開始」按鈕,開始開路電位 的測量; 5)當開路電位測量到所設置的測量時間後將自動停止。此時,打開「動電位掃描」 窗口(快捷鍵 F4 ) ,輸入數據文件名和注釋,設置初始電位:? 0.05V(相對於開 路電位) ,終止電位:1.5V(相對於開路電位) ,掃描速率:1mV/s,采樣速率:1Hz,其他 參數保持默認值。然後,立即點擊窗口中的「確定」按鈕,開始極化曲線的測量;
6)測量結束後,取下電極接線夾頭,取出工作電極和參比電極,清洗電解池和鹽橋 (測試溶液端內、外側) ,將工作電極按上述方法進行處理,更換 0.5mol/L+H2SO40.5mol/L NaCl 溶液而上述步驟進行下一次實驗。注意:此時,在設置「動電位掃描」控制參數時, 應設置回掃電流密度:1mA/cm2。在測量中,當回掃曲線與正掃曲線; 7)待實驗結束後,取下電極接線夾頭,取出工作電極和參比電極,觀察工作電極表 面腐蝕形態。然後,清洗電解池和鹽橋(測試溶液端內、外側) ,將工作電極按上述方法進 行處理,放入乾燥器備用。
5 實驗結果與討論
5.1 實驗結果
略
5.2 分析與討論 5.2.1 ?~i曲線圖分析 當工作電極在0.5mol/L H2SO4溶液中時,由圖1-2及表1-1的特徵值可知,從 腐蝕電位 ? c 開始,金屬的溶解規律呈現活性溶解規律,當電位達到-0.44283時 電流隨電位的增大而增大,基本符合tafel方程;當電極電位正移到鈍化電位?cp =-0.34824時,金屬表面開始發生突變,由活態向鈍態變化,此時電流隨電位正 移而急劇下降直至電位達到穩定鈍化電位即 ?p =0.43837,與鈍化電位?cp相對應 的陽極電流密度稱為鈍化電流密度icp =1.69644E-3;當電位正移到穩定鈍化電位 p =0.43837時,金屬處於穩定的鈍化狀態,表面生成一層鈍化膜,此時陽極溶 解電流密度ip =1.02569E-5(即維電流密度)很小且基本不隨電位變化;當電位 達到過鈍化電位?tp =0.8527時,由於金屬表面鈍化膜遭到破 壞,腐蝕再次加劇, 電流隨電位的正移而增大。 當工作電極在0.5mol/L H2SO4+0.5mol/LNaCl溶液中時,圖1-1以及表1-1中特 征值可知,活性溶解區基本不發生變化,而當電位正移到?cp之後電位先正移至穩 定鈍化電位?p =0.12504,而後迅速達到過鈍化電位?tp =0.26698,達到過鈍化電 位後由於點蝕的存在電流密度隨電位的正移而再次增大; 5.2.2 氯離子對鈍化過程的影響分析 由以上分析可知, 在溶液中不含氯離子時,由穩定鈍化電位正移至過鈍化電 位經歷的時間遠大於含有氯離子時的時間,可見,當溶液中存在氯離子時金屬表 面的鈍化膜溶液破壞從而過早進入過鈍化區,這是由於鈍化膜的溶解和修復(再 鈍化)處於動平衡狀態當介質中含有活性陰離子(常見的如氯離子)時,氯離子 能優先地有選擇地吸附在鈍化膜上,把氧原子排擠掉,然後和鈍化膜中的陽離子 結合成可溶性氯化物,使平衡便受到破壞,金屬表面鈍化膜發生破壞。 5.3 結論 1)金屬的陽極極化隨著電位的正移金屬表面會發生鈍化,但是隨著電位的 繼續正移金屬表面的鈍化膜會發生破壞從而使腐蝕從新加劇;
2)氯離子能時金屬表面的鈍化膜發生破壞從而加劇腐蝕;
六、 意見和建議
可以取含不同氯離子濃度的溶液進行實驗從而驗證氯離子濃度對鈍化膜破壞的影響; 可以取不同電極及鈍化劑進行實驗從而驗證鈍化介質對鈍化的影響;
大學化學實驗報告範文3:一.實驗目的
1.觀測 CO2 臨界狀態現象,增加對臨界狀態概念的感性認識; 2.加深對純流體熱力學狀態:汽化、冷凝、飽和態和超臨流體等基本概念的理 解;測定 CO2 的 PVT 數據,在 PV 圖上繪出 CO2 等溫線 3.掌握低溫恆溫浴和活塞式壓力計的使用方法。
二.實驗原理
純物質的臨界點表示汽液二相平衡共存的最高溫度 ( T C) 和最高壓力點 (PC) 。 純物質所處的溫度高於 TC,則不存在液相;壓力高於 PC,則不存在汽相;同時 高於 TC 和 PC,則為超臨界區。本實驗測量 TTC 三種溫度條 件下等溫線。其中 T
三.實驗裝置流程和試劑
實驗裝置由試驗台本體、壓力台和恆溫浴組成(圖 2-3-1) 。試驗台本體如圖 2-3-2 所示。實驗裝置實物圖見圖 2-3-3。 實驗中由壓力台送來的壓力油進入高壓容器和玻璃杯上半部 ,迫使水銀進入 預先裝有高純度的 CO2 氣體的承壓玻璃管(毛細管),CO2 被壓縮,其壓力和容積通 過壓力台上的活塞桿的進退來調節。溫度由恆溫水套的水溫調節,水套的恆溫水 由恆溫浴供給。
CO2 的壓力由壓力台上的精密壓力表讀出(注意:絕對壓力=表壓+大氣壓) ,溫 度由水套內精密溫度計讀出。比容由 CO2 柱的高度除以質面比常數計算得到。 試劑:高純度二氧化碳。
圖 2-3-1 CO2 PVT 關系實驗裝置圖
2-3-2 試驗台本體 1.高壓容器 2-玻璃杯 3-壓力油 4-水銀 5-密封填料 6-填料壓蓋 7-恆溫水套 8-承壓玻璃管 9-CO210精密溫度計
四、實驗操作步驟
1.按圖 2-3-1 裝好試驗設備。 2.接通恆溫浴電源,調節恆溫水到所要求的實驗溫度(以恆溫水套內精密溫度 計為准) 。 3.加壓前的准備——抽油充油操作 (1)關閉壓力表下部閥門和進入本體油路的閥門,開啟壓力台上油杯的進油閥。 (2)搖退壓力台上的活塞螺桿,直至螺桿全部退出。此時壓力台上油
筒中抽滿 了油。 (3)先關閉油杯的進油閥,然後開啟壓力表下部閥門和進入本體油路的閥門。 (4)搖進活塞桿,使本體充油。直至壓力表上有壓力讀數顯示,毛細管下部出 現水銀為止。 (5)如活塞桿已搖進到頭,壓力表上還無壓力讀數顯示,毛細管下部未出現水 銀,則重復 (1)--(4)步驟。
(6)再次檢查油杯的進油閥是否關閉,壓力表及其進入本體油路的二個閥門是 否開啟。溫 度是否達到所要求的實驗溫度。如條件均已調定,則可進行實驗測定。
4.測定低於臨界溫度下的等溫線(T= 20℃ 或 25℃ ) (1)將恆溫水套溫度調至 T= 23℃ 左右,並保持恆定。 (2)逐漸增加壓力,壓力為 4.0MPa 左右(毛細管下部出現水銀面)開始讀取 相應水銀柱上端液面刻度,記錄第一個數據點。讀取數據前,一定要有足夠的平 衡時間,保證溫度、壓力和水銀柱高度恆定。 (3)提高壓力約 0.2MPa,達到平衡時,讀取相應水銀柱上端液面刻度,記錄第 二個數據點。注意加壓時,應足夠緩慢的搖進活塞桿,以保證定溫條件,水銀柱 高度應穩定在一定數值,不發生波動時,再讀數。 (4)按壓力間隔 0.2MPa 左右,逐次提高壓力,測量第三、第四……數據點, 當出現第一小滴 CO2 液體時,則適當降低壓力,平衡一段時間,使 CO2 溫度和 壓力恆定,以准確讀出恰出現第一小液滴 CO2 時的壓力。 (5)注意此階段,壓力改變後 CO2 狀態的變化,特別是測准出現第一小滴 CO2 液體時的壓力和相應水銀柱高度及最後一個 CO2 小汽泡剛消失時的壓力和相應 水銀柱高度。此二點壓力改變應很小,要交替進行升壓和降壓操作,壓力應按出 現第一小滴 CO2 液體和最後一個 CO2 小汽泡剛消失的具體條件進行調整。 (6)當 CO2 全部液化後,繼續按壓力間隔 0.2MPa 左右升壓,直到壓力達到 8.0MPa 為止(承壓玻璃管最大壓力應小於 8.0MPa) 。 5.測定臨界等溫線和臨界參數,觀察臨界現象 (1)將恆溫水套溫度調至 T= 31.1℃ 左右,按上述 4 的方法和步驟測出臨界等溫 線,注意在曲線的拐點( P=7.376MPa)附近,應緩慢調整壓力(調壓間隔可為 0.05MPa) ,以較准確的確定臨界壓力和臨界比容,較准確的描繪出臨界等溫線上 的拐點。 (2)觀察臨界現象 a. 臨界乳光現象 保持臨界溫度不變,搖進活塞桿使壓力升至 Pc 附近處,然後突然搖退活塞桿(注意 勿使試驗台本體晃動)降壓,在此瞬間玻璃管內將出現圓錐型的乳白色的閃光現象, 這就是臨界乳光現象。這是由於 CO2 分子受重力場作用沿高度分布不均和光的 散射所造成的。可以反復幾次觀察這個現象。 b. 整體相變現象臨界點附近時,汽化熱接近
於零,飽和蒸汽線與飽和液體線接 近合於一點。 此時汽液的相互轉變不象臨界溫度以下時那樣逐漸積累,需要一定 的時間,表現為一個漸變過程;而是當壓力稍有變化時,汽液是以突變的形式相 互轉化。 c. 汽液二相模糊不清現象 處於臨界點附近的 CO2 具有共同的參數(P,V,T) ,不能區別此時 CO2 是汽 態還是液態。如果說它是氣體,那麼,這氣體是接近液態的氣體;如果說它是液 體,那麼,這液體又是接近氣態的液體。下面用實驗證明這結論。因為此時是處
於臨界溫度附近,如果按等溫過 程,使 CO2 壓縮或膨脹,則管內什麼也看不到。現在,按絕熱過程進行,先調 節壓力處於 7.4 MPa(臨界壓力)附近,突然降壓(由於壓力很快下降,毛細管 內的 CO2 未能與外界進行充分的熱交換,其溫度下降) , CO2 狀態點不是沿等 溫線,而是沿絕熱線降到二相區,管內 CO2 出現了明顯的液面。這就是說,如 果這時管內 CO2 是氣體的話,那麼,這種氣體離液相區很近,是接近液態的氣 體;當膨脹之後,突然壓縮 CO2 時,這液面又立即消失了。這就告訴我們,這 時 CO2 液體離汽相區也很近,是接近氣態的液體。這時 CO2 既接近氣態,又接 近液態,所以只能是處於臨界點附近。臨界狀態流體是一種汽液不分的流體。這 就是臨界點附近汽液二相模糊不清現象。 7. 測定高於臨界溫度的等溫線(T = 40℃ 左右) 將恆溫水套溫度調至 T=40.5℃ ,按上述 5 相同的方法和步驟進行。
五、實驗數據處理
表 1.1 原始數據表 23℃ 壓強 (Mpa)
略
將數據繪圖如下:
略
六、實驗結果討論
1.由於實驗器材的老化,實驗數據本身的准確度不高,所以根據實驗數據畫出來 的曲線誤差較大。 2.加壓的時候要緩慢加,不能過快,實驗操作的時候有一組加壓不夠緩慢出現了 較小的氣泡,使得實驗數據不夠准確。
七.注意事項
1.實驗壓力不能超過 10.0 MPa,實驗溫度不高於 41℃。 2.應緩慢搖進活塞螺桿,否則來不及平衡,難以保證恆溫恆壓條件。 3.一般,按壓力間隔 0.2MPa 左右升壓。但在將要出現液相,存在汽液二相和 汽相將完全消失以及接近臨界點的情況下,升壓間隔要很小,升壓速度要緩慢。 嚴格講,溫度一定時,在汽液二相同時存在的情況下,壓力應保持不變。
T2.
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var _hmt = _hmt || []; (function() { var hm = document.createElement("script"); hm.src = "https://hm..com/hm.js?"; var s = document.getElementsByTagName("script")[0]; s.parentNode.insertBefore(hm, s); })();❸ 如何用一台壓力計直接測實驗管段的動壓
壓力表顯示的是靜壓,即管內壓力相對於外界的表壓。管內的動壓靠常規的壓力表是無法測量的,一般測量動壓的方法是先測得管內流體的平均流速,然後根據公式Pd=1/2(ρυ^2)計算得出,此公式流體力學書上有介紹,可以去翻閱並確認一下。
管路的阻力損失實際上就是靜壓差,因為在一根直管段前後,動壓只與平均流速有關(看上面的公式就知道了),直管段每一個截面的動壓實際上是相等的,但壓力表顯示的直管段前後的壓力肯定不一樣,這個壓差就是該管段的靜壓差,也就是該管段的沿程阻力損失。
空調箱在註明機外余壓時,實際上指的也是機外靜壓,不包括動壓,當然也不是全壓。
既然管路的動壓只與平均流速有關,那麼,管路的動壓就不會像靜壓那樣越來越低,下游管段的動壓是有可能會比上游管路的動壓值高的,只要管內平均流速高即可。為什麼下游管路的動壓會比上游管路的動壓高,有一個專業術語叫「動壓復得」,它是靠損失一大部分靜壓以後,其中一部分靜壓轉換成了動壓,但總的全壓是下降的。
❹ 化工實驗中測量壓力的儀表有哪些
壓力測量儀表可分為液柱式壓力計、彈性式壓力計和活塞式壓力計等
(1)在測穩定壓力時,一般壓力表最大量程選擇在接近或大於正常壓力測量值的115倍。
(2)在測波動壓力時,一般壓力表最大量程選擇在接近或大於正常壓力測量值的2倍。
(3)在測機泵出口壓力時,一般壓力表最大量程選擇接近機泵出口最大壓力值。
(4)在測高壓壓力時,一般壓力表最大量程選擇應大於最大壓力測量值的1.7倍。
(5)為了保證壓力測量值的精度,最小壓力測量值應高於壓力測量量程的1/3處。 (1)指示壓力表的選擇
A、測壓 > 0.4MPa時,可選用彈簧管壓力表。
B、測壓 < 0.04MPa時,可選用波紋管或膜盒壓力表。
C、測粘稠、易結晶、腐蝕性、含固體顆粒的場合,可採用膜片壓力表或附帶化學密封裝置。
D、測蒸汽或高於60℃的介質壓力測量應選擇不銹鋼壓力表或安裝冷凝圈。
E、脈動壓力測量應附加阻尼器或耐震壓力表。
F、測含有粉塵氣體時應設置除塵器。
G、測含有液體的氣體壓力時應設置氣液分離器。
H、測某些化工介質應選用專用壓力表:對含氨介質壓力測量採用氨用壓力表;對氧氣壓力測量採用氧氣壓力表;對乙炔壓力測量採用乙炔壓力表;對含硫介質壓力測量採用抗硫壓力表。
I、高壓壓力表(>10MPa)應有滯壓安全措施。
(2)遠距離壓力傳送儀表的選擇
A、對需要遠距離測量或測量精度較高的場合,應選擇壓力感測器或壓力變送器;
B、在測量精度要求不高時,可選擇電阻式或電感式、霍爾效應式遠傳壓力表;
C、氣動基地式壓力指示調節器適宜作就地指示調節;
D、壓力變送器、壓力快關應根據安裝場所防爆要求合理選擇。 (1)一般用壓力表、膜盒壓力表和膜片壓力表,應選用115級或215級。
(2)精密測量用壓力表,應選用014級、0125級或0116級。 (1)在管道和設備上安裝的壓力表,表盤直徑100mm或150mm。
(2)在儀表氣動管路及其輔助設備上安裝的壓力表,表盤直徑為60mm。
(3)安裝在照明較低、位置較高或示值不易觀測場合壓力表,表盤直徑為150或200mm。
❺ 測試如何改善RCL信號低
《感測器原理及應用》
實驗一 金屬箔式應變片----單臂、半臂、全橋性能實驗
實驗目的:了解金屬箔式應變片的應變效應,單臂、半臂、全電橋工作原理和性能。
基本原理:電阻絲在外力作用下發生機械變形時,其電阻值發生變化,這就是電阻應變效應,描述電阻應變效應的關系式為:ΔR/R=Kε式中:ΔR/R為:ΔR/R電阻絲電阻相對變化, K為應變靈敏系數, ε=ΔL/L為電阻絲長度相對變化, 金屬箔式應變片就是通過光刻、腐蝕等工藝製成的應變敏感元件,通過它轉換被測部件受力狀態變化、電橋的作用完成電阻到電壓的比例變化,電橋的輸出電壓反映了相應的受力狀態。對單臂電橋輸出電壓Uο1=Ek?/4。在半橋性能實驗中,不同受力方向的兩只應變片接入電橋作為鄰邊,電橋輸出靈敏度提高,非線性得到改善。當應變片阻值和應變數相同時,其橋路輸出電壓Uο2=Ek?/2。在全橋測量電路中,將受力性質相同的兩應變片接入電橋對邊,不同的接入鄰邊,當應變片初始阻力值:R1=R2=R3=R4,其變化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4時,其橋路輸出電壓Uο3=Ek?。其輸出靈敏度比半橋又提高了一倍,非線性誤差和溫度誤差均得到改善。
實驗設備:應變式感測器實驗模板、應變式感測器、砝碼、數顯表、±15V、±4V直流電源、萬用表。
實驗方法和要求:
根據電子電路知識,實驗前設計出實驗電路連線圖。
獨力完成實驗電路連線。
找出這三種電橋輸出電壓與加負載重量之間的關系,並作出Vo=F(m)的關系曲線。
分析、計算三種不同橋路的系統靈敏度S=ΔU/ΔW(ΔU輸出電壓變化量,ΔW重量變化量)和非線性誤差:δf1=Δm/yF·s×100%式中Δm為輸出值(多次測量時為平均值)與擬合直線的最大偏差:yF·s滿量程輸出平均值,此處為200g。
實驗二 壓阻式壓力感測器的壓力測量實驗
實驗目的:了解擴散硅壓阻式壓力感測器測量壓力的原理和方法。
基本原理:擴散硅壓阻式壓力感測器在單晶硅的基片上擴散出P型或N型電阻條,接成電橋。在壓力作用下,根據半導體的壓阻效應,基片產生應力,電阻條的電阻率產生很大變化,引起電阻的變化,我們把這一變化引入測量電路,則其輸出電壓的變化反映了所受到的壓力變化。
實驗設備:壓力源、壓力表、壓阻式壓力感測器、壓力感測器實驗模板、流量計、三通連接導管、數顯單元、直流穩壓源±4V、±15V。
實驗方法和要求:
根據電子電路知識完成電路連接,主控箱內的氣源部分、壓縮泵、儲氣箱、流量計在主控箱內部已接好。將標准壓力表放置感測器支架上,三通連接管中硬管一端插入主控板上的氣源快速插座中(注意管子拉出時請用雙指按住氣源插座邊緣往內壓,則硬管可輕松拉出)。其餘兩根軟導管分別與標准表和壓力感測器接通。將感測器引線插頭插入實驗模板的插座中。
先松開流量計下端進氣口調氣閥的旋鈕,開通流量計。
合上主控箱上的氣源開關,啟動壓縮泵,此時可看到流量計中的滾珠浮子在向上浮起懸於玻璃管中。
逐步關小流量計旋鈕,使標准壓力表指示某一刻度,觀察數顯表顯示電壓的正、負,若為負值則對調感測器氣咀接法。
仔細地逐步由小到大調節流量計旋鈕,使壓力顯示在4—14KP之間,每上升1KP分別讀取壓力表讀數,記下相應的數顯表值。
計算本系統的靈敏度和非線性誤差。
思考題:
如果本實驗裝置要成為一個壓力計,則必須對其進行標定,如何標定?
實驗三 壓電式感測器測震動實驗
實驗目的:了解壓電式感測器的測量震動的原理和方法。
基本原理:壓電式感測器由慣性量塊和受壓的壓電片等組成。(仔細觀察實驗用壓電加速度計結構)工作時感測器感受與試件相同頻率的震動,質量塊便有正比於加速度的交變力作用在晶片上,由於壓電效應,壓電晶片上產生正比於運動加速度的表面電荷。
實驗設備:震動台、壓電感測器、檢波、移相、低通濾波器模板、壓電式感測器實驗模板、雙線示波器。
實驗方法和要求:
壓電感測器已裝在震動檯面上。
將低頻震盪器信號接入到檯面三源板震動源的激勵插孔。
將壓電感測器輸出兩端插入到壓電感測器實驗模板兩輸入端,與感測器外殼相連的接線端接地,另一端接R1。將壓電感測情實驗模板電路輸出端Vo1接R6。將壓電感測器實驗模板電路輸出端V02接入低通濾波器輸入端Vi,低通濾波器輸出Vo與示波器相連。
合上主控箱電源開關,調節低頻震盪器的頻率和幅度旋鈕使震動台震動,記錄示波器波形。
改變低頻震盪器的頻率,記錄輸出波形變化。
用示波器的兩個通道同時記錄低通濾波器輸入端和輸出端波形。
求出壓電感測器的振動方程。
實驗四 差動變壓器的性能實驗
實驗目的:差動變壓器的工作原理和特性。
基本原理:差動變壓器由一隻初級線圈和二隻次線圈及一個鐵芯組成,根據內外層排列不同,有二段和三段式,本實驗是三段式結構。當感測器隨著被測體移動時,由於初級線圈和次級線圈之間的互感發生變化促使次級線圈感應電勢產生變化,一隻次級感應電勢增加,另一隻感應電勢則減少,將兩只次級反向串接(同名端連接),就引出差動輸出。其輸出電勢反映出被測體的移動量。
實驗設備:差動變壓器實驗模板、測微頭、雙線示波器、差動變壓器、音頻信號源(音頻震盪器)、直流電源、萬用表。
實驗方法和要求:
將差動變壓器裝在差動變壓器實驗模板上。
將感測器引線插頭插入實驗模板的插座中,接好外圍電路,音頻震盪器信號必須從主控箱中的Lv端子輸出,調節音頻震盪器的頻率,輸出頻率為4—5KHZ(可用主控箱的頻率表輸入Fin來檢測)。調節輸出幅度為峰-峰值Vp-p=2V(可用示波器檢測)
旋轉測微頭,使示波器第二通道顯示的波形峰-峰值Vp-p最小,這時可以左右位移,假設其中一個方向為正位移,另一個方向位移為負,從Vp-p最小開始旋動測微頭,每隔0.2mm從示波器上讀出輸出電壓Vp-p值,至少記錄一個周期的數據。在實驗過程中,注意左、右位移時,初、次級波形的相位關系。
在實驗過程中注意差動變壓器輸出的最小值即為差動變壓器的零點殘余電壓大小。畫出輸出電壓峰值Vop-p—位移X曲線,作出量程為±1mm、±3mm靈敏度和非線性誤差。
實驗五 位移感測器特性實驗
-霍爾式、電渦流式、電容式
(一)霍爾式感測器位移特性實驗
實驗目的:了解霍爾式感測器原理與應用。
基本原理:根據霍爾效應,霍爾電勢Uн=KнIB,當霍爾元件處在梯度磁場中運動時,它就可以進行位移測量。
實驗設備:霍爾感測器實驗模板、霍爾感測器、直流電源、測微頭、數顯單元。
實驗方法和要求:
將霍爾感測器安裝於實驗模板的支架上。再將感測器引線插頭接入實驗模板的插座中,完成實驗電路的連線。
開啟電源,調節測微頭使霍爾片在磁鋼中間位置並使數顯表指示為零。
測微頭向軸向方向推進,每轉動0.2mm記下一個輸出電壓讀數,直到讀數近似不變。
作出V—X曲線,計算不同線性范圍時的靈敏度和非線性誤差。
思考題:
本實驗中霍爾元件位移的線性度實際上反映的是什麼量的變化?
(二) 電渦流感測器位移實驗
實驗目的:了解電渦流感測器測量位移的工作原理和特性。
基本原理:通以高頻電流的線圈產生磁場,當有導電體接近時,因導電體渦流效應產生渦流損耗,而渦流損耗與導電體離線圈的距離有關,因此可以進行位移測量。
實驗設備:電渦流感測器實驗模板、電渦流感測器、直流電源、數顯單元、測微頭、鐵圓片。
實驗方法和要求:
將電渦流感測器安裝在實驗模板的支架上。
觀察感測器結構,這是一個平繞扁線圈。
將電渦流感測器輸出線接入實驗模板標有L的兩端插孔中,作為震盪器的一個元件。
在測微頭端部裝上鐵質金屬圓片,作為電渦流感測器的被測體。
用連接導線從主控台接入±15V直流電源接到模板上標有 15V的插孔中。
使測微頭與感測器線圈端部接觸,開啟主控箱電源開關,記下數顯表讀數,然後每隔0.2mm讀一個數,直到輸出電壓幾乎不變為止。
畫出V—X曲線,根據曲線找出線性區域及進行正、負位移測量時的最佳工作點,試計算量程為1mm、3mm及5mm時的靈敏度和線性度(可以用端基法或擬合直線法)。
思考題:
1、電渦流感測器的量程與哪些因素有關?
2、電渦流感測器進行非接觸位移測量時,如何根據量程選用感測器。
(三) 電容式感測器的位移實驗
實驗目的:了解電容式感測器結構及其特點。
基本原理:利用平板電容C=εA/d和其它結構的關系式,通過相應的結構和測量電路可以選擇 ε、 A、d三個參數中,保持兩個參數不變,而只改變其中一個參數,則可以有測穀物乾燥度(ε變),測微小位移(d變)和測量液位(A變)等多種電容感測器。
實驗設備:電容感測器、電容感測器實驗模板、測微頭、相敏檢波、濾波模板、數顯單元、直流穩壓電源。
實驗方法和要求:
將電容感測器裝於電容感測器實驗模板上,將感測器引線插頭插入實驗模板的插座中。
將電容感測器實驗模板的輸出端Vo1與數顯表單元Vi相接,Rw調節到中間位置。
接入±15V電源,旋轉測微頭推進電容感測器動極板位置,每間隔0.2mm記下位移X與輸出電壓值。
計算電容感測器的系統靈敏度S和非線性誤差δf