1、tankertanker designtankertanker design 壓阻式壓力傳感器的壓力測量壓阻式壓力傳感器的壓力測量 1.實驗目的實驗目的2.實驗儀器實驗儀器3.實驗原理實驗原理4.實驗內容與步驟實驗內容與步驟5.實驗報告實驗報告6.注意事項注意事項tankertanker design 了解擴散硅壓阻式壓力傳感器測量了解擴散硅壓阻式壓力傳感器測量壓力的原理和方法。壓力的原理和方法。 一一.實驗目的實驗目的 tankertanker design二、實驗原理 alr 等式兩邊取等式兩邊取微分微分：壓阻效應:是指當半導體受到應力作用時，由于載流子遷移率的變化，使其電阻率發生變化的現

2、象。從上面可以看出，從上面可以看出，電阻率發生變化，半半導體的電阻也就發生變化。導體的電阻也就發生變化。tankertanker design采用單晶硅為傳感器的彈性元件，在它上面直采用單晶硅為傳感器的彈性元件，在它上面直接蒸鍍半導體電阻應變薄膜，用導線將其構成接蒸鍍半導體電阻應變薄膜，用導線將其構成平衡電橋。平衡電橋。tankertanker design初始狀態電橋平衡，輸出為初始狀態電橋平衡，輸出為0，受力，受力p后，電后，電橋輸出與橋輸出與p相對應。相對應。tankertanker design 主控箱主控箱 壓阻式壓力傳感器壓阻式壓力傳感器 壓力傳感器實驗模塊壓力傳感器實驗模塊 氣源

3、連接導管氣源連接導管三三.實驗儀器實驗儀器tankertanker design1.按照下圖連接管路和電路按照下圖連接管路和電路 四四.實驗內容與步驟實驗內容與步驟 壓阻式壓力傳感器測壓實驗安裝、接線圖tankertanker design2 2、顯示選擇開關撥到、顯示選擇開關撥到20v20v檔，合上主機箱電源開關，檔，合上主機箱電源開關，rw1 rw1 旋到滿度的旋到滿度的1 13 3位置（逆時針轉到底再順時針轉兩位置（逆時針轉到底再順時針轉兩 圈），仔細調節圈），仔細調節rw2rw2使主機箱電壓表顯示為零使主機箱電壓表顯示為零,rw3,rw3調到調到 中間位置。中間位置。3 3、順時針旋轉

4、主控臺面板的流量計旋鈕到底（此時主控、順時針旋轉主控臺面板的流量計旋鈕到底（此時主控 箱內壓力罐壓力最大）。箱內壓力罐壓力最大）。4 4、合上主控箱上的氣源開關（啟動壓縮泵），此時主控合上主控箱上的氣源開關（啟動壓縮泵），此時主控 臺壓力表同步顯示當前的氣源壓力值，同時記錄當前的臺壓力表同步顯示當前的氣源壓力值，同時記錄當前的 vo2的輸出電壓值。的輸出電壓值。 5 5、逐步關小流量計旋鈕（逆時針旋轉流量計旋鈕），使逐步關小流量計旋鈕（逆時針旋轉流量計旋鈕），使 在在420kp之間每下降之間每下降2kp分讀取壓力表讀數，同步記錄數分讀取壓力表讀數，同步記錄數據據。6 6、實驗完畢，關閉電源。、

5、實驗完畢，關閉電源。整理實驗器材，放回原處。整理實驗器材，放回原處。 tankertanker design1、 整理實驗數據圖整理實驗數據圖,畫出畫出p-vp-v實驗曲線實驗曲線。 2、計算本系統的靈敏度、計算本系統的靈敏度s和非線性誤差和非線性誤差 。 su/p （u為輸出電壓變化量，為輸出電壓變化量，p為壓力變化量）為壓力變化量） = m/ yfs 100（ m為輸出值與擬合直線的最大偏差：為輸出值與擬合直線的最大偏差： yfs滿量程輸出平均值，此處為滿量程輸出平均值，此處為20kpa時的輸出值）時的輸出值）3、思考：如何使本實驗裝置成為一個壓力計？、思考：如何使本實驗裝置成為一個壓力計

6、？5.實驗報告實驗報告 tankertanker design 電容式傳感器位移特性試驗電容式傳感器位移特性試驗 1.實驗目的實驗目的2.實驗儀器實驗儀器3.實驗原理實驗原理4.實驗內容與步驟實驗內容與步驟5.實驗報告實驗報告6.注意事項注意事項tankertanker design 一一.實驗目的實驗目的 了解電容式傳感器結構及其特點。了解電容式傳感器結構及其特點。tankertanker design二二.實驗儀器實驗儀器 主機箱主機箱 電容傳感器電容傳感器 電容傳感器實驗模塊電容傳感器實驗模塊 測微頭測微頭 數顯單元（主控臺電壓表） 直流電壓表tankertanker design三三.

7、 .實驗原理實驗原理 平板電容的電容量計算公式： c=s/d=s/4kd利用平板電容利用平板電容 和其他結構的關系式通過相應和其他結構的關系式通過相應的結構和測量電路可以選擇的結構和測量電路可以選擇 、a a、d d三個三個參數中，保持兩個參數不變，而只改變其中參數中，保持兩個參數不變，而只改變其中一個參數，則可以有測谷物干燥度（一個參數，則可以有測谷物干燥度（ 變）、變）、測微小位移（測微小位移（d d變）和測量液位（變）和測量液位（a a變）等多變）等多種電容傳感器。種電容傳感器。tankertanker design圓筒式電容里的圓筒式電容里的d d和和不變，變的是有效面積，不難看出有效

8、不變，變的是有效面積，不難看出有效面積面積s s與與x x成正比，當成正比，當x x變化變化xx時，電容時，電容cc的變化與的變化與xx成正成正比。比。設圓筒的半徑為設圓筒的半徑為r r，圓柱的半徑為，圓柱的半徑為r r，圓筒的長為，圓筒的長為l l，圓柱的長，圓柱的長為為x x，則圓筒的電容量為，則圓筒的電容量為c=2x/in(r/r)c=2x/in(r/r)。xrr 圓筒圓筒圓柱圓柱tankertanker design 本實驗采用的傳感器為圓筒式變面積差動結構的電容式位移傳感器，如圖所示，它是由兩個圓筒和一個圓柱組成。設外圓筒的半徑為r，內圓筒的半徑為r，圓筒的長都為l，則圓筒的電容量為

9、c=2l/in(r/r) 圖中c1和c2是差動連接，當圖中的圓柱，當圖中圓筒產生位移x位移時，總電容量變化為c=c1-c2=22x/in(r/r)，其中2和in(r/r)為常數，說明c與x成正比，配上配套測量電路就能測量位移。tankertanker design四四.實驗內容與步驟實驗內容與步驟 1.安裝示意圖將電容傳感器裝于電容傳感器實驗模塊上安裝示意圖將電容傳感器裝于電容傳感器實驗模塊上tankertanker design2.按照下圖連接線路按照下圖連接線路 電容傳感器位移實驗安裝、接線圖 tankertanker design 3、打開主控箱電源，打開主控箱電源，rwrw調節到中間位

10、置調節到中間位置, ,調節測微調節測微頭位置使電壓表顯示為零，再轉動測微頭（同一個頭位置使電壓表顯示為零，再轉動測微頭（同一個方向）方向）5 5圈，記錄此時的測微頭讀數和電壓表顯示值圈，記錄此時的測微頭讀數和電壓表顯示值為實驗起點值。以后，反方向每轉動測微頭為實驗起點值。以后，反方向每轉動測微頭1 1圈即圈即x=0.5mmx=0.5mm位移讀取電壓表讀數（這樣轉位移讀取電壓表讀數（這樣轉1010圈讀取圈讀取相應的電壓表讀數）記下數據，并作出相應的電壓表讀數）記下數據，并作出x-vx-v實驗曲線。實驗曲線。 4 4、實驗完畢、實驗完畢, ,關閉電源。整理實驗器材，放回原處。關閉電源。整理實驗器材，放回原處。 tankertanker design五五.實驗報告實驗報告 1、整理實驗數據，作出、整理實驗數據，作出-實驗曲線實驗曲線 。2