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压电加速度和电容传感器实验


实验六

压电加速度和电容传感器实验

一、压电加速度传感器实验
实验目的:了解压电加速度传感器的原理、结构及应用。 实验准备:预习 实验仪器和设备:低频振荡器(激振信号)、电荷放大器、低通滤波器、单芯屏蔽线、压电 加速度传感器、双踪示波器。 实验原理:质量块在加速度的作用下产生惯性力,惯性力作用于压电传感器则生成电荷。 实验注意

事项: 1.双平行梁振动时应无碰撞现象,否则将严重影响输出波形。必要时可松开梁的固 定端,小心调整一个位置再试。 2.低频振荡器的幅度应适当,避免失真。

实验内容: (1)观察装于双平行梁上的压电加速度传感器的结构,它主要由压电陶瓷片及惯性质量块 组成。 (2)低频振荡器的输出(V0、GND)接双平行梁的激振器Ⅱ。 (3)低频振荡器的输出(V0)接移相器,移相器的输出接相敏检波器的控制端 5(AC)。 (4)将压电加速度传感器的输出接到电荷放大器的输入端,引线要尽量地短,尽可能用屏 蔽线。 然后将电荷放大器的输出接到相敏检波器, 通过低通滤波接至电压表的输入端, 同时在电荷放大器的输出端用示波器观察输出波形(如图 14 所示)。 (低频振荡器 Vo) 振动信号

?1 / ? 2

加速度传感器 电荷放大器

V
图 13 压电式传感器的接线

(5)卸去测微头。 (6)开启电源,观察双平行梁是否振动,如无,检查低频振荡器的输出是否正确接到激振 器Ⅱ上,适当调节低频振荡器的幅度,不宜过大。 (7) 用示波器的观察电荷放大器的输出波形和电压表的读数 (需要按前面的方法调移相器) 。 (8)改变频率,观察输出波形的变化和电压表的读数。 (9)用手轻击试验台,观察输出波形的变化。可见敲击时输出波形会产生 ,试解 释原因。

二、电容传感器实验

实验目的:了解差动变面积式电容传感器的原理及其特性。 实验准备:预习 实验仪器和设备:电容传感器、电容变换器、差动放大器、F/V 表、低通滤波器、激振器、 示波器。 实验内容: (1)差动放大器调零,按图 14 接线。 电容变送器 差动放大器

C1 C1 C2 Vo

C2

V

图 14

差动变面积式电容传感器实验接线

(2)差动放大器增益旋钮置于中间,F/V 表打到 2V 档,调节测微头使输出为零。 (3)旋动测微头,每次位移 0.5mm,记下此时测微头的读数及电压表的读数,直至电容动片 与上(或下)静片复盖面积最大为止。 X(mm) V(V) 退回测微头至初始位置,并开始以相反方向旋动,同上法,记下 X(mm)及 V(mV)值。 X(mm) V(V) (4)计算系统灵敏度,并作出 V 一 X 曲线。 (5)卸下测微头,断开电压表,将低频振荡器的 V0、GND 接激振器Ⅰ,调整频率和幅度,使 梁的振动适中。用示波器观察差放的输出波形,分析观测结果。


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