壓電式感測器測振動實驗報告

壓電式感測器測振動實驗報告

　　篇一：壓電式感測器實驗報告

　　一、實驗目的：瞭解壓電感測器的測量振動的原理和方法。

　　二、基本原理：壓電式感測器由慣性質量塊和受壓的壓電片等組成。（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振動，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。

　　三、需用器件與單元：振動臺、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。雙蹤示波器。

　　四、 實驗步驟：

　　1、壓電感測器裝在振動檯面上。

　　2、將低頻振盪器訊號接入到檯面三源板振動源的激勵源插孔。

　　3、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。將壓電感測器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V0與示波器相連。

　　3、合上主控箱電源開關，調節低頻振盪器的頻率和幅度旋鈕使振動臺振動，觀察示波器波形。

　　4、改變低頻振盪器的頻率，觀察輸出波形變化。

　　光纖式感測器測量振動實驗

　　一、實訓目的： 瞭解光纖感測器動態位移效能。

　　二、實訓儀器： 光纖位移感測器、光纖位移感測器實驗模組、振動源、低頻振盪器、通訊介面（含上位機 軟體） 。

　　三、相關原理： 利用光纖位移感測器的位移特性和其較高的頻率響應，用合適的測量電路即可測量振動。

　　四、實訓內容與操作步驟

　　1、光纖位移感測器安裝如圖所示，光纖探頭對準振動平臺的反射面，並避開振動平 臺中間孔。

　　2、根據“光纖感測器位移特性試驗”的結果，找出線性段的中點，透過調節安裝支架高度將光纖探頭與振動臺臺面的距離調整線上性段中點（大致目測）。

　　3、參考“光纖感測器位移特性試驗”的實驗連線，Vo1與低通濾波器中的Vi相接，低通輸出Vo接到示波器。

　　4、將低頻振盪器的幅度輸出旋轉到零，低頻訊號輸入到振動模組中的低頻輸入。

　　5、將頻率檔選在6~10Hz左右，逐步增大輸出幅度，注意不能使振動檯面碰到感測器。保持振動幅度不變，改變振動頻率，觀察示波器波形及鋒-峰值。保持頻率振動不變，改變振動幅度，觀察示波器波形及鋒-峰值。

　　篇二：實驗六壓電式感測器測振動實驗

　　一、實驗目的：瞭解壓電感測器的測量振動的原理和方法。

　　二、基本原理：壓電式感測器由慣性質量塊和受壓的壓電陶瓷片等組成。（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振動，質量塊便有正比於加速度的交變力作用在壓電陶瓷片上，由於壓電效應，壓電陶瓷片上產生正比於運動加速度的表面電荷。

　　三、需用器件與單元：振動臺、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。

　　四、實驗步驟：

　　1、壓電感測器已裝在振動檯面上。

　　2、將低頻振盪器訊號接入到檯面三源板振動源的低頻輸入源插孔。

　　壓電式感測器效能實驗接線圖

　　3、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，見圖7-1，遮蔽線接地。將壓電感測器實驗模板電路輸出端V01（如增益不夠大則V01接入IC2, V02接入低通濾波器）接入低通濾波器輸入端VI，低通濾波器輸出V0與示波器相連。

　　4、合上主控箱電源開關，調節低頻振盪器的頻率與幅度旋扭使振動臺振動，觀察示波器波形。

　　5、改變低頻振盪器頻率，觀察輸出波形變化。

　　篇三：實驗二 壓電式感測器測量振動

　　一、實驗目的

　　（1）瞭解壓電式感測器原理和測量振動的方法。

　　（2）瞭解虛擬儀器的組成和使用。

　　二、基本原理

　　壓電式感測器是一種典型的發電型感測器，其感測元件是壓電材料，它以壓電材料的壓電效應為轉換機理實現力到電量的轉換。壓電式感測器可以對各種動態力、機械衝擊和振動進行測量，在聲學、醫學、力學、導航方面都得到廣泛應用。

　　壓電加速度感測器測量振動的實驗原理如圖1所示。其中，電荷放大器原理如圖2所示。

　　圖1 壓電加速度感測器測量振動原理圖

　　圖2 電荷放大器原理圖

　　三、需用器件與單元

　　主機箱±15V直流穩壓電源、低頻振盪器；壓電感測器、壓電感測器實驗模板、移相/相敏檢波器/濾波器模擬板；振動源、雙蹤示波器。

　　四、實驗步驟

　　1、按圖3所示將壓電感測器安裝在振動檯面上(與振動檯面中心的磁鋼吸合)，振動源的低頻輸入接主機箱中的低頻振盪器，其它連線按圖示意接線。

　　圖3 壓電感測器測量振動安裝、接線示意圖

　　2、將主機箱上的低頻振盪器幅值旋鈕逆時針轉到底（低頻輸出幅值為零），調節低頻振盪器的頻率在6～8Hz左右。檢查接線無誤後合上主機箱電源開關。再調節低頻振盪器的.幅值使振動臺明顯振動（如振動不明顯可調頻率）。注意：振動源振動幅度合適即可，不可讓其振幅過大，以免損壞裝置。

　　3、用示波器的兩個通道（正確選擇雙蹤示波器的“觸發”方式，TIME/DIV在50mS～20mS範圍內選擇，VOLTS/DIV在0.5～50mV範圍內選擇）同時觀察低通濾波器輸入端和輸出端波形，在振動臺正常振動時用手指敲擊振動臺同時觀察輸出波形變化。

　　4、改變低頻振盪器的頻率（調節主機箱低頻振盪器的頻率），觀察輸出波形變化。記錄幾組波形曲線。

　　5、將低通濾波器輸入端和輸出端的訊號分別接到資料採集卡的A、B兩個埠。執行虛擬儀器軟體。用虛擬示波器替代示波器，改變低頻振盪器的頻率（調節主機箱低頻振盪器的頻率），觀察輸出波形的變化。（虛擬儀器軟體的使用，課堂上詳細講解。）

　　6.改變低頻振盪器的頻率（調節主機箱低頻振盪器的頻率），利用實驗軟體，記錄幾組波形曲線。（該軟體的使用，課堂上詳細講解。）

　　五、思考題

　　（1）低頻振盪器的作用是什麼？

　　（2）實驗中壓電感測器的測量電路取樣電壓放大器還是電荷放大器？

　　（3）分析所記錄波形曲線。（例如：波形的頻率或幅值發生什麼變化，這樣的變化可能是什麼原因造成的？或者從中可得出什麼推論或結論，等等。）