《光电检测技术》实验指导书
《光电检测技术》实验指导书
丁松
南京工业大学自动化学院
2006-04-17
目录
实验一光敏电阻特性实验 (1)
实验二光敏电阻开关设计实验 (4)
实验三光栅位移实验 (6)
实验四面阵CCD电荷耦合器件应用实验——线径测量 (9)
实验五光电二极管、三极管特性实验 (12)
实验六光电池特性实验 (16)
实验一光敏电阻特性实验
一．实验目的
1.了解光敏电阻的光电特性、伏安特性。
二．实验内容
1．偏置电压一定时，光敏电阻的阻值和照度的对应关系。
2．照度一定时，光敏电阻的偏置电压与其电流的对应关系。
3．照度改变时，光敏电阻的偏置电压和电流的对应关系。
三．实验设备及仪器
1．直流稳压电源。
2．光敏电阻。
3．相关信号处理单元。
四. 实验线路及原理
光敏电阻是一种当光照射材料表面被吸收后，在其中激发载流子，使材料导电性能发生变化的内光电效应器件。当加上一定电压后，光生载流子在电场的作用下沿一定方向运动在电路中产生电流，达到光电转换的目的。
当入射光的照度一定时，电路中的电流与光敏电阻的偏置电压存在一定的关系。
由于光激发所产生的载流子会改变光敏电阻的电导值，而在没有光照的情况下热激发所产生的载子同样也会改变光敏的电导值，只是对于光敏电阻而言光电导起主要作用。所以，光敏电阻在光照条件下，总电流由两部分组成：亮电流=光电流+暗电流。
- 1 -
光敏电阻单元接线图
五. 实验方法与步骤
±V档，光敏电阻探头用专用导线一端连接后，插入照度实验架
1、直流稳压电源置12
上传感器安装孔，导线另一端插入面板上“光敏电阻Ti”插口。
2、开启电源及光强开关，并将“光强/加热”开关置5档，此时入射照度最大。同时检
查加热开关是否关闭。
3、在“光敏电阻单元”如图1-1接线。
4、检查接线是否正确。
5、关闭光强开关，记下电流表度数（暗电流），将数据记录。随后将“光强/加热”开
关置“1”档。
6、开启光强开关，记录电流表读数，并逐步将“光强/加热”开关转换到“5”档，记
录每一档所对应的电流表读数，并填入下表。
±V档。
7、将光强/加热开关置于“5”档，直流稳压电源置于4
±V，并逐
8、保持光强/加热开关在“5”档，将“直流稳压电源”分档逐步调整至12
一记下电流表读数并填入下表
9、将光强/加热开关分别调至“4”和“3”档，重做步骤8，记录电流表读数填入下表
光强/加热开关置“4”档
光强/加热开关置“3”档
六. 实验报告内容与要求
1．填写实验数据表格。
2．12V偏置电压下的照度-电流曲线。
3．5档照度下，光敏电阻的V-I特性曲线。
4．4档照度下，光敏电阻的V-I特性曲线。
5．3档照度下，光敏电阻的V-I特性曲线。
七. 思考
1．12V偏置电压下的照度-电流曲线可以分析得出照度与电阻的关系如何？
2．照度对于光敏电阻的伏安特性有何影响？
- 3 -
实验二光敏电阻开关设计实验
一．实验目的
1.光敏电阻的应用方式。
2.光电开关的工作原理。
3.LED驱动电路的应用。
二．实验内容
1.光敏电阻检测电路的使用。
2.设计电路控制LED的亮灭。
三．实验设备及仪器
1.直流稳压电源。
2.光敏电阻。
3.相关信号处理单元。
4.LED指示灯。
四. 注意事项
1.LED指示灯需要接保护电阻，否则极易烧毁。
2.晶体管放大电路中集电极不可与电源短接。
五. 实验线路及原理
光敏电阻是一种当光照射材料表面被吸收后，在其中激发载流子，使材料导电性能发生变化的内光电效应器件。当加上一定电压后，光生载流子在电场的作用下沿一定方向运动在电路中产生电流，达到光电转换的目的。当入射光的照度一定时，电路中的电流与光敏电阻的偏置电压存在一定的关系。常用的光敏电阻测量电路有恒流电路和恒压电路。LED驱动电路的相关知识见书本有关章节。
六. 实验方法与步骤
1.参考书本关于光敏电阻检测（恒流/恒压）电路，设计一电路，由实验台光源照度
控制LED指示灯的亮灭。
V档，光敏电阻探头用专用导线一端连接后，插入照度实验
2.直流稳压电源置12
架上传感器安装孔，导线另一端插入面板上“光敏电阻Ti”插口。
3.按预先设计的电路选择合适电路元件搭建开关电路。
4.将保护电阻和毫安表与LED串接，便于记录LED中的电流大小。
5.光强/加热开关置5档，开启光强/加热开关。
6.将光强/加热开关逐步转至4-1档，记录指示灯的亮灭情况填入下表
7.转动光谱调整架测微头使传感器透光狭缝进入光谱带红光一侧。
8.转动测微杆，在光谱带内移动狭缝，注意LED指示灯的闪亮情况
七. 实验报告内容与要求
1.绘制设计的光明电阻开关电路。
2.实验数据填入表格。
八. 思考
1.控制方式是否只有一种？
2.不同的控制方式灵敏度是否一样？
3.不同波长的光源对光敏电阻的光电特性是否有影响？
- 5 -
实验三 光栅位移实验
一．实验目的
1. 了解光栅结构与位移测量的原理。
二．实验内容
1. 利用光栅的光学放大原理测量微小位移。
三．实验设备及仪器
1. 光栅实验模块。
2. 直流稳压电源。
3. 细分计数板。
4. 螺旋测微仪。
5. 示波器。
四. 实验线路及原理
光栅是由标尺光栅和指示光栅组成的。光栅在本质是指在光学玻璃上平行均匀地刻出的直线条纹。在标尺光栅和指示光栅上，通常他们的线纹密度一样，一般10-100线/毫米。
图3-1 标尺光栅和指示光栅
把指示光栅平行放在标尺光栅上面，再使两者线纹之间形成一位小夹角，在光照过光栅时，在指示光栅上就会产生若干粗的明暗条纹，称为莫尔条纹。
当指示光栅和标尺光栅之间
作相对左右移动时，莫尔条纹也作上下移动。假设莫尔条纹宽度是W，并按W/4处分别放置两个光敏三极管，随着指示光栅的移动，在光敏三极管中就感应出和光线亮度相应的电流。
图3-2 光栅及莫尔条纹的形成
显见，指示光栅每移动一个栅距，则会使莫尔条纹移动一个纹距，而一个移距会在光敏三极管中产生一个周期的正弦波。对于50线光栅，每移动1/50mm的距离，则产生一个正弦波输出。为了提高计数分辨率，通常对光栅输出信号方波进行四倍频细分。对于移动一个栅距而形成TP1、TP2方波，在一个周期内，其信号幅值变化为：11→10→00→01→11，或10→11→01→00→10，即每一周期有4个电平变化，利用D触发器可获得4个边缘脉冲信号，若计数器是对这样的边缘脉冲计数，则将使光栅计数分辨率（精度）提高四倍。例如，采用50线光栅传感器，经过4倍频电路后，计数分辨率将变成：1/50×1/4=5μm。
图3-3 光栅传感器输出方波
- 7 -
五. 实验方法与步骤
1、按实验要求接线：光栅实验模块和细分计数板的电源接直流稳压电源输出，电源置
V档，螺旋测微仪与指示光栅固定，起始位置置0mm处。
12
2、光栅输出端子接细分计数板，细分计数板A（TP1）、B（TP2）端分别接示波器。
3、检查接线是否正确，打开电源开关。
4、旋转螺旋测微仪使指示光栅产生一定量的位移，观察细分计数板的C（TP3）、D（TP4）
端的边缘脉冲输出结果，填入下表。
5、按细分计数板清零键，将当前显示值清为0.000状态。
6、螺旋测微仪起始位置置150μm，反向位移，重复第4步，记录数据填入下表。
六. 实验报告内容与要求
1.填写实验数据表格。
七. 思考
1.分析光栅的光学放大原理
2.分析细分原理
实验四面阵CCD电荷耦合器件应用实验
——线径测量
一．实验目的
1.了解电荷耦合器件测径系统的结构与工作特性。
2.学会线径测试仪的使用。
二．实验内容
https://www.360docs.net/doc/f87093179.html,D线径仪的使用。
三．实验设备及仪器
1.成像传感器及电子处理模块。
2.成像光学系统。
3.照明光源。
4.螺旋测微仪。
5.测量仪支架。
6.机械调节器。
7.电源适配器。
https://www.360docs.net/doc/f87093179.html,B接口线。
9.直流稳压源。
10.测量软件。
11.计算机。
四. 实验线路及原理
光源从一端发射，照到被测量物体，通过光学系统在另一端成像（成像的精度由光学系统控制，即调焦）。由于各物体在成像端的像与该被测物体的真实尺寸具有一定的比例，经
- 9 -
过标准件的测量，得出相应的比例因子，这样通过计算就能测出被测量物体的尺寸。
五. 实验方法与步骤
1、CCD测量仪主要在底座两端分别支起光源支架和传感器支架，光源支架上安装有电源适配器和光源座，传感器支架上安装有传感器盒和调焦环，并通过遮光筒将光源座和调焦环联结起来。其具体结构参见图4-1
图4-1 CCD线径仪结构图
2、电源适配器接±12V直流电源，用USB线连接测径仪和计算机。
3、开启计算机测量程序。
4、按“定标”按钮，在侧量窗口插入标准具，调整调焦环至清晰成像。
5、输入标准具的标称量；取出标准具。
6、按“开始”按钮，在测量窗口插入待测物件，调焦至清晰成像。
7、按“暂停”按钮使测量窗口显示静止，读取测量数据。
8、按“继续”按钮恢复测量窗口的动态显示；按“结束”按钮可以退出。
9、选择多个样品，分别用螺旋测微仪和CCD线径仪进行测量。
六. 实验报告内容与要求
1.根据所选样品，分别测量，记录结果数据，计算误差。
七. 思考
1.光学调焦的CCD线径仪的精度如何？
- 11 -
实验五光电二极管、三极管特性实验
一．实验目的
1.了解光电二极管光电特性、伏安特性。
2.了解光电三极管光电特性，当光电管的工作偏压一定时，光电管输出光电流与入
射光的照度（或通量）的关系。
二．实验内容
1.分别测试光电二极管、三极管的光电特性和伏安特性。
2.比较两种器件的相同点和区别。
三．实验设备及仪器
1.光电二极管。
2.光电二极管变换单元。
3.电压表。
4.光电三极管。
5.光电三极管变换单元。
四. 注意事项
1．为使实验直观，该实验没有在封闭的黑盒中进行，所以具有一定的外界因素干扰，实验时请注意不要使正面干扰光较大，同时注意人员移动时的影响。
2．因光电二极管产生的光电流比较小，为便于读数，所以采用I/V变换器将光电流
I Li转换成电压，其关系为：I Li=|V/R f|
五. 实验线路及原理
光电二极管是一种典型的光伏器件，用高阻P型硅作为基片，表面掺杂生长一层极薄的N型层（大约1μm），从而形成一很浅的表面PN结，而空间电荷区较宽，所以保证大部
图5-1 光电二极管测量电路
分光子能够入射到耗尽层内。由光子激发的电子-空穴对在反向偏置电压V BB作用下形成二极管的反向光电流。此光电流通过外加负载R L后产生电压信号输出。
图5-2 光电三极管测量电路
光电三极管是一种光生伏特器件，用高阻P型硅作为基片，然后在基片表面进行掺杂形成PN结。N区扩散得很浅为1um左右，而空间电荷区（即耗尽层）较宽，所以保证了大部分光子入射到耗尽层内。光子入射到耗层内被吸收而激发电子-空穴对，电子-空穴对在外加反向偏置电压V BB作用下，空穴流向正极，形成了三极管的反向电流即光电流。光电流通过外加负载电阻R L后产生电压信号输出。
六. 实验方法与步骤
- 13 -
验架上传感器安装孔，导线另一端插入面板上“光敏二极管Ti”插口。
2.开启光强开关，并将光强/加热开关置“5”档，此时入射照度最大。
3.在“光电二极管单元”如图5-1接线，并在负载单元中选择R=__200K_作为R f
接入I/V变换器。
4.关闭光强开关，记下电压表的读数（暗电流），并将数据填入下表。随后将光强/
加热开关置“1”档。
5.开启光强开关，记下电压表读数，并逐步将“光强/加热”开关转换到“5”档，记
下每一档的电压表读数并填入上表。
6.作出照度—电流曲线（I Li= V/R f）。
7.将光电二极管的“+”极与“| ”之间联线拆去，在“+”极接入-4V电压使光电
二极管出负偏压状态。重复4-5过程，比较一下与零偏压是有什么区别？
8.开启光强开关，并将光强/加热开关置“5”档，同时检查加热开关是否关闭，仍按
图5-1接线（零偏压）。
9.记录下这时电压表读数，并填入下表
10.将光电二极管的“+”极与“| ”之间联线拆去，将“直流稳压电源”单元中“-V o”
端口与光电二极管“+”极相连，给二极管加上偏压。
11.直流稳压电从-4V逐步调整至-10V，记录下每一步的电压表读数值。并填入上表。
12.做出V-I曲线。
13.将光强/加热开关分别调至“4—3”档，重复上述9-12步，比较三条V-I曲线有
什么不同？
- 15 -
验架上传感器安装孔，导线另一端插入面板上“光电二极管Ti ”插口。
15. 开启电源及光强开关，并将光强/加热开关置“5”档，此时入射照度最大。同时检
查加热开关是否关闭。
16. 在“光电三极管单元”如图6-1接线，选择R e =__200Ω ,Rb= 2K 。
17. 关闭光强开关，记下电流表的读数（暗电流），并将数据填入下表。随后将光强/
加热开关置“1”档。
18. 开启光强开关，记下电流表读数，并逐步将“光强/加热”开关转换到“5
”档，记
下每一档的电流表读数并填入上表。 19. 作出照度—电流曲线。
20. 重复1-2步，记录下这时电流表读数，并填入下表
21. 直流稳压电源从12±V 逐步降至4±V ，每隔一步记录下电压表读数，并填入上表。 22. 作出V-I 曲线。
23. 将光强/加热开关分别调至“4—3”档，重复上述7-9步，比较三条V-I 曲线有什么
不同？
七. 实验报告内容与要求
1. 填写实验数据表格。
2. 作出光电二极管不同档位伏安特性曲线图。
3.
作出光电三极管不同档位伏安特性曲线图。
八. 思考
1. 比较光电二极管、三极管的伏安特性曲线图的不同之处。
实验六光电池特性实验
一．实验目的
1.了解光电池的光电特性，即短路电流及开路电压与照度的关系。
二．实验内容
1.了解光电池的光电特性。
2.了解光电池的光谱特性
三．实验设备及仪器
1.光电池。
2.光电池变换单元。
3.照明光源。
4.光谱调较支架。
四. 实验线路及原理
硅光电池在原理结构上类似于光电二极管，其区别在于硅光电池用的衬底材料的电阻率低，约为0.1~0.01Ω.cm，而硅光电二极管衬底材料的电阻率约为1000Ω.cm，光敏面从0.1Ω.cm2~10Ω.cm2不等，光敏面积达则接收辐射能量多。输出光电流大。
五. 实验方法与步骤
1.将光电池用专用导线连接后，插入照度实验架上传感器安装孔，导线另一端插入面
板上“光电池”插口。
2.开启电源及光强开关，并将光强/加热开关置“5”档，此时入射照度最大。同时检
查加热开关是否关闭。
3.在“光电池单元”如图7-1接线。
- 17 -
图 6-1 光电池电流特性
4. 关闭光强开关，记下电流表的读数（暗电流），并将数据填入下表。随后将光强/
加热开关置“1”档。
5. 开启光强开关，并逐步将“光强/加热”开关转换到“5”档，记下每一档的电流表
读数并填入上表。 6. 作出照度—短路电流曲线。 7. 如图7-2接线，做开路电压试验。
8. 关闭光强开关，记下电压表的读数，并将数据填入下表。随后将光强/加热开关置
“1
”档。
图6-2 光电池开路电压特性
9.
开启光强开关，并逐步将“光强/加热”开关转换到“5”档，记下每一档的电压表读数并填入上表。 10. 作出照度-开路电压曲线。 11. 如图7-3接线，选择R L =__50Ω 。
图7-3 光电池电流/电压特性
12.记录下这时电压/电流表读数，并填入下表。
13.将R L换成50Ω、2KΩ、200K。
14.分别记录下电压/电流标的读数并填入上表。
15.作出随负载电阻变化的V-I曲线。
16.将“光强/加热”开关逐步调至“4—3”档，重复上述12-16步，比较三条V-I曲线
有什么不同？
17.转动光谱支架测微杆使光谱带进入传感器的透光狭缝中。
18.在“光电池单元”如图7-3接线，选择R L=__200Ω。
19.转动光谱支架测微头，使传感器透光狭缝处于红光外侧，并使电压表指示输出最小
（光谱指针指示在红外区域）。
21.转动微杆，使透光狭缝慢慢进入有效光谱区域。从电压表数字开始变化起，参考光
谱分布图每隔一定的Δλ记下一数值，直到紫光外侧。并记录下每一步的电压表读数。
22.作出λ—V响应曲线。
23.根据该曲线，对照光谱分布图可得出该光电三极管大致的光谱响应范围及峰值波
电子技术基础实验指导书
《电子技术基础》实验指导书 电子技术课组编 信息与通信工程学院
实验一常用电子仪器的使用 一、实验类型-操作型 二、实验目的 1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。 2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。 三、实验原理 在模拟电子电路实验中，经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起，可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试。 实验中要对各种电子仪器进行综合使用，可按照信号流向，以连线简捷，调节顺手，观察与读数方便等原则进行合理布局，各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如图1－1所示。接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的共公接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线用普通导线。
图1－1 模拟电子电路中常用电子仪器布局图 1、示波器 示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。现着重指出下列几点： 1）、寻找扫描光迹 将示波器Y轴显示方式置“Y1”或“Y2”，输入耦合方式置“GND”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：①适当调节亮度旋钮。②触发方式开关置“自动”。③适当调节垂直（）、水平（）“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。（若示波器设有“寻迹”按键，可按下“寻迹”按键，判断光迹偏移基线的方向。） 2）、双踪示波器一般有五种显示方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1＋Y2”三种单踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较低时使用。 3）、为了显示稳定的被测信号波形，“触发源选择”开关一般选为“内”触发，使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。 4）、触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后，若被显示的波形不稳定，可置触发方式开关于“常态”，通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压，使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。 有时，由于选择了较慢的扫描速率，显示屏上将会出现闪烁的光迹，但被
光电检测技术课程作业及答案(打印版)
思考题及其答案 习题01 一、填空题 1、通常把对应于真空中波长在（0.38m μ）围的电磁辐射称 μ）到（0.78m 为光辐射。 2、在光学中，用来定量地描述辐射能强度的量有两类，一类是（辐射度学量），另一类是(光度学量)。 3、光具有波粒二象性，既是（电磁波），又是（光子流）。光的传播过程中主要表现为（波动性），但当光与物质之间发生能量交换时就突出地显示出光的（粒子性）。 二、概念题 1、视见函数：国际照明委员会（CIE）根据对许多人的大量观察结果，用平均值的方法，确定了人眼对各种波长的光的平均相对灵敏度，称为“标准光度观察者”的光谱光视效率V(λ),或称视见函数。 2、辐射通量：辐射通量又称辐射功率，是辐射能的时间变化率，单位为瓦(1W=1J/s)，是单位时间发射、传播或接收的辐射能。 3、辐射亮度：由辐射表面定向发射的的辐射强度，除于该面元在垂直于该方向的平面上的正投影面积。单位为(瓦每球面度平方米) 。 4、辐射强度：辐射强度定义为从一个点光源发出的，在单位时间、给定方向上单位立体角所辐射出的能量，单位为W／sr(瓦每球面度)。 三、简答题 辐射照度和辐射出射度的区别是什么？ 答：辐射照度和辐射出射度的单位相同，其区别仅在于前者是描述辐射接
收面所接收的辐射特性，而后者则为描述扩展辐射源向外发射的辐射特性。 四、计算及证明题 证明点光源照度的距离平方反比定律，两个相距10倍的相同探测器上的照度相差多少倍？答： 2 22 4444R I R I dA d E R dA d E R I I ===∴=ππφπφφπφ＝的球面上的辐射照度为半径为又＝的总辐射通量为在理想情况下，点光源设点光源的辐射强度为 ()1 2222222221 122 12 11001001010E E L I E L I L I L I E R I E L L L L =∴====∴= = 又的距离为第二个探测器到点光源， 源的距离为设第一个探测器到点光 习题02 一、填空题 1、物体按导电能力分（绝缘体）（半导体）（导体）。 2、价电子的运动状态发生变化,使它跃迁到新的能级上的条件是（具有能向电子提供能量的外力作用）、（电子跃入的那个能级必须是空的）。 3、热平衡时半导体中自由载流子浓度与两个参数有关：一是在能带中（能态的分布），二是这些能态中（每一个能态可能被电子占据的概率）。 4、半导体对光的吸收有（本征吸收）（杂质吸收）（自由载流子吸收）（激子吸收）（晶格吸收）。半导体对光的吸收主要是（本征吸收）。 二、概念题 1、禁带、导带、价带：
现代传感器检测技术实验-实验指导书doc
现代(传感器)检测技术实验 实验指导书 目录 1、THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介 2、实验一金属箔式应变片——电子秤实验 3、实验二交流全桥振幅测量实验 4、实验三霍尔传感器转速测量实验 5、实验四光电传感器转速测量实验 6、实验五 E型热电偶测温实验 7、实验六 E型热电偶冷端温度补偿实验 西安交通大学自动化系 2008.11
THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介 一、概述 “THSRZ-2 型传感器系统综合实验装置”是将传感器、检测技术及计算机控制技术有机的结合，开发成功的新一代传感器系统实验设备。 实验装置由主控台、检测源模块、传感器及调理（模块）、数据采集卡组成。 1.主控台 (1)信号发生器：1k～10kHz 音频信号，Vp-p=0～17V连续可调； (2)1～30Hz低频信号，Vp-p=0～17V连续可调，有短路保护功能； (3)四组直流稳压电源：+24V,±15V、+5V、±2～±10V分五档输出、0～5V可调，有短路保护功能； (4)恒流源：0～20mA连续可调，最大输出电压12V； (5)数字式电压表：量程0～20V，分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级； (6)数字式毫安表：量程0～20mA，三位半数字显示、精度0.5级，有内侧外测功能； (7)频率/转速表：频率测量范围1～9999Hz，转速测量范围1～9999rpm； (8)计时器：0～9999s，精确到0.1s； (9)高精度温度调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法，温度控制精度±0.50C。 2.检测源 加热源：0～220V交流电源加热，温度可控制在室温～1200C； 转动源：0～24V直流电源驱动，转速可调在0～3000rpm； 振动源：振动频率1Hz～30Hz（可调），共振频率12Hz左右。 3.各种传感器 包括应变传感器：金属应变传感器、差动变压器、差动电容传感器、霍尔位移传感器、扩散硅压力传感器、光纤位移传感器、电涡流传感器、压电加速度传感器、磁电传感器、PT100、AD590、K型热电偶、E型热电偶、Cu50、PN结温度传感器、NTC、PTC、气敏传感器（酒精敏感，可燃气体敏感）、湿敏传感器、光敏电阻、光敏二极管、红外传感器、磁阻传感器、光电开关传感器、霍尔开关传感器。包括扭矩传感器、光纤压力传感器、超声位移传感器、PSD位移传感器、CCD电荷耦合传感器：、圆光栅传感器、长光栅传感器、液位传感器、涡轮式流量传感器。 4.处理电路 包括电桥、电压放大器、差动放大器、电荷放大器、电容放大器、低通滤波器、涡流变换器、相敏检波器、移相器、V/I、F/V转换电路、直流电机驱动等 5.数据采集 高速USB数据采集卡：含4路模拟量输入，2路模拟量输出，8路开关量输入输出，14位A/D 转换，A/D采样速率最大400kHz。 上位机软件：本软件配合USB数据采集卡使用，实时采集实验数据，对数据进行动态或静态处理和分析，双通道虚拟示波器、虚拟函数信号发生器、脚本编辑器功能。
传感器实验指导书(实际版).
实验一 金属箔式应变片性能实验 （一）金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 二、基本原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为： εK R R =? 式中R R ?为电阻丝电阻相对变化， K 为应变灵敏系数， l l ?=ε为电阻丝长度相对变化， 金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受 力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。对单臂电桥输出电压4 1ε EK U O =。 三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、士15V 电源、土4V 电源、万用表（自备）。 四、实验步骤： 1．应变式传感器已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板的左上方的1R 、2R 、3R 、4R 。加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别， Ω====3504321R R R R ，加热丝阻值为Ω50左右。 2．接入模板电源上15V （从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模板调节增益电位器3W R 顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显表电压输入端i V 相连，调节实验模板上调零电位器4W R ，使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V 档）。关闭主控箱电源。 3．将应变式传感器的其中一个应变片1R (模板左上方的1R )接入电桥作为一个桥臂与5R 、6R 、7R 接成直流电桥（5R 、6R 、7R 模块内已连接好） ，接好电桥调零电位器4W R ，接上桥路电源上4V （从主控箱引入）如图1—2所示。检查接线无误后，合上主控箱电源
电子技术实验指导书
实验一常用电子仪器的使用方法 一、实验目的 了解示波器、音频信号发生器、交流数字毫伏表、直流稳压电源、数字万用电表的使用方法。二实验学时 2 学时 三、实验仪器及实验设备 1、GOS-620 系列示波器 2、YDS996A函数信号发生器 3、数字交流毫伏表 4、直流稳压电源 5、数字万用电表 四、实验仪器简介 1、示波器 阴极射线示波器（简称示波器）是利用阴极射线示波管将电信号转换成肉眼能直接观察的随时间变化的图像的电子仪器。示波器通常由垂直系统、水平系统和示波管电路等部分组成。垂直系统将被测信号放大后送到示波管的垂直偏转板，使光点在垂直方向上随被测信号的幅度变化而移动；水平系统用作产生时基信号的锯齿波，经水平放大器放大后送至示波管水平偏转板，使光点沿水平方向匀速移动。这样就能在示波管上显示被测信号的波形。 2、YDS996A函数信号发生器通常也叫信号发生器。它通常是指频率从0.6Hz至1MHz的正弦波、方波、三角波、脉冲波、锯齿波，具有直流电平调节、占空比调节，其频率可以数字直接显示。适用于音频、机械、化工、电工、电子、医学、土木建筑等各个领域的科研单位、工厂、学校、实验室等。 3、交流数字毫伏表 该表适用于测量正弦波电压的有效值。它的电路结构一般包括放大器、衰减器（分压器）、检波器、指示器（表头）及电源等几个部分。该表的优点是输入阻抗高、量程广、频率范围宽、过载能力强等。该表可用来对无线电接收机、放大器和其它电子设备的电路进行测量。 4、直流稳压电源： 它是一种通用电源设备。它为各种电子设备提供所需要的稳定的直流电压或电流当电网电压、负载、环境等在一定范围内变化时，稳压电源输出的电压或电流维持相对稳定。这样可以使电子设备或电路的性能稳定不变。直流电源通常由变压、整流、滤波、调整控制四部分组成。有些电源还具有过压、过流等保护电路，以防止工作失常时损坏器件。 6、计频器 GFC-8010H是一台高输入灵敏度20mVrms，测量范围0.1Hz至120MHz的综合计频器，具备简洁、高性能、高分辨率和高稳定性的特点。 5、仪器与实验电路的相互关系及主要用途：
光电检测技术期末试卷试题大全
1、光电器件的基本参数特性有哪些? （响应特性噪声特性量子效率线性度工作温度） 响应特性分为电压响应度电流响应度光谱响应度积分响应度响应时间频率响应 噪声分类：热噪声散粒噪声产生-复合噪声1/f噪声信噪比S/N 噪声等效功率NEP 2、光电信息技术是以什么为基础，以什么为主体，研究和发展光电信息的 形成、传输、接收、变换、处理和应用。 （光电子学光电子器件） 3、光电检测系统通常由哪三部分组成 （光学变换光电变换电路处理） 4、光电效应包括哪些 外光电效应和内光电效应） 外光电效应：物体受光照后向外发射电子——多发生于金属和金属氧化物。 内光电效应：物体受到光照后所产生的光电子只在物质内部而不会逸出物体外部——多发生在半导体。 内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。 光电导效应：半导体受光照后，内部产生光生载流子，使半导体中载流子数显著增加而电阻减少的现象。 光生伏特效应：光照在半导体PN结或金属—半导体接触面上时，会在PN结或金属—半导体接触的两侧产生光生电动势。 5、光电池是根据什么效应制成的将光能转换成电能的器件，按用途可分为 哪几种？ （光生伏特效应太阳能光电池和测量光电池） 6、激光的定义，产生激光的必要条件有什么？ （定义：激光是受激辐射的光放大粒子数反转光泵谐振腔） 7、热释电器件必须在什么样的信号的作用下才会有电信号输出？ （交变辐射） 8、CCD是一种电荷耦合器件，CCD的突出特点是以什么作为信号，CCD的 基本功能是什么？ （电荷CCD的基本功能是电荷的存储和电荷的转移。） 9根据检查原理，光电检测的方法有哪四种。 （直接作用法差动测量法补偿测量法脉冲测量法） 10、光热效应应包括哪三种。 （热释电效应辐射热计效应温差电效应） 11、一般PSD分为两类，一维PSD和二维PSD，他们各自用途是什么？ （一维PSD主要用来测量光点在一维方向的位置；二维PSD用来测定光点在平面上的坐标。） 12、真空光电器件是基于什么效应的光电探测器，它的结构特点是有一个真空管，其他元件都在真空管中，真空光电器件包括哪两类。 （外光电效应光电管光电倍增管） 二、名词解释 1、响应度 （响应度（或称灵敏度）：是光电检测器输出信号与输入光功率之间关系的度量。）2、信噪比 （是负载电阻上信号功率与噪声功率之比）
最新传感器原理与应用实验指导书
传感器原理与应用实 验指导书
实验一压力测量实验 实验目的： 1．了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 2．比较半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点，了解全桥测量电路的优点。 3．了解应变片直流全桥的应用及电路标定。 二、基本原理： 1．电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为： ΔR/R=Kε 式中ΔR/R为电阻丝的电阻相对变化值，K为应变灵敏系数，ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，用它来转换被测部位的受力大小及状态，通过电桥原理完成电阻到电压的比例变化，对单臂电桥而言，电桥输出电压，U01=EKε/4。（E为供桥电压）。 2．不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，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，比单臂电桥灵敏度提高一倍。 3．全桥测量电路中，将受力状态相同的两片应变片接入电桥对边，不同的接入邻边，应变片初始阻值是R1= R2= R3=R4，当其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4
时，桥路输出电压U03=KEε，比半桥灵敏度又提高了一倍，非线性误差进一步得到改善。 4. 电子秤实验原理为实验三的全桥测量原理，通过对电路调节使电路输出的电压值为重量对应值，将电压量纲(V)改为重量量纲(g)即成为一台原始电子秤。 三、实验所需部件：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码（每只约20g）、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)、自备测试物。 四、实验步骤： 1、根据图(1-1),应变式传感器已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板左上方的R1、R 2、R 3、R4标志端。加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω，加热丝阻值约为50Ω左右。 2、实验模板差动放大器调零，方法为:①接入模板电源±15V(从主控箱引入)，检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模板增益调节电位器Rw3顺时针调节到大致中间位置，②将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显电压表输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器RW4，使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2V档)，完毕关闭主控箱电源。 3、参考图（1-2）接入传感器，将应变式传感器的其中一个应变片R1(即模板左上方的R1)接入电桥作为一个桥臂，它与R5、R6、R7接成直流电桥(R5、 R6、R7在模块内已连接好)，接好电桥调零电位器Rw1，接上桥路电源±4V(从主控箱引入)，检查接线无误后，合上主控箱电源开关，先粗调节Rw1，再细调RW4使数显表显示为零。
无线传感网智能组网设计实践_实验指导书
无线传感网智能组网设计实验指导书（实验类）实验 1.Zigbee基本通信实验 1.1实验目的 ?了解实Zigbee的原理及在软件上如何方便使用； ?掌握在Windows CE 6.0下进行UART编程的方法。 1.2实验设备 ?硬件：EduKit-IV嵌入式教学实验平台、Mini270核心子板、Zigbee模块、PC 机； ?软件：Windows 2000/NT/XP 以及Windows 平台下的VS2005开发环境。 1.3实验容 ?利用Microsoft Visual Studio 2005编写一个可运行于EduKit-IV型实验箱Windows CE 6.0操作系统上的应用程序； ?学习和掌握EduKit-IV教学实验平台过UART与Zigbee模块通信，实现对Zigbee 模块的配置和对等网模式下的通信。 1.4实验原理 1.4.1Zigbee起源 无线网络系统源自美国军方的“电子尘埃(eMote)”技术，是目前国、外研究的热点技术之一。该系统基于IEEE802.15.4规的无线技术，工作在2.4 GHz或868／928 MHz，用于个人区域网和对等网状网络。ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。它是一种介于红外无线技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。它依据802.15.4标准。在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。相对于现有的各种无线通信技术，无线ZigBee网络技术将是近距离通信最低功耗和成本的技术。这一技术目前正向工业、民用方向推广和发展，
数字电子技术实验指导书
数字电子技术实验指导书 （韶关学院自动化专业用） 自动化系 2014年1月10日 实验室：信工405
数字电子技术实验必读本实验指导书是根据本科教学大纲安排的，共计14学时。第一个实验为基础性实验，第二和第七个实验为设计性实验，其余为综合性实验。本实验采取一人一组，实验以班级为单位统一安排。 1．学生在每次实验前应认真预习，用自己的语言简要的写明实验目的、实验原理，编写预习报告，了解实验内容、仪器性能、使用方法以及注意事项等，同时画好必要的记录表格，以备实验时作原始记录。教师要检查学生的预习情况，未预习者不得进行实验。 2．学生上实验课不得迟到，对迟到者，教师可酌情停止其实验。 3．非本次实验用的仪器设备，未经老师许可不得任意动用。 4．实验时应听从教师指导。实验线路应简洁合理，线路接好后应反复检查，确认无误时才接通电源。 5．数据记录 记录实验的原始数据，实验期间当场提交。拒绝抄袭。 6．实验结束时，不要立即拆线，应先对实验记录进行仔细查阅，看看有无遗漏和错误，再提请指导教师查阅同意，然后才能拆线。 7．实验结束后，须将导线、仪器设备等整理好，恢复原位，并将原始数据填入正式表格中，经指导教师签名后，才能离开实验室。
目录实验1 TTL基本逻辑门功能测试 实验2 组合逻辑电路的设计 实验3 译码器及其应用 实验4 数码管显示电路及应用 实验5 数据选择器及其应用 实验6 同步时序逻辑电路分析 实验7 计数器及其应用
实验1 TTL基本逻辑门功能测试 一、实验目的 1、熟悉数字电路试验箱各部分电路的基本功能和使用方法 2、熟悉TTL集成逻辑门电路实验芯片的外形和引脚排列 3、掌握实验芯片门电路的逻辑功能 二、实验设备及材料 数字逻辑电路实验箱，集成芯片74LS00（四2输入与非门）、74LS04（六反相器）、74LS08(四2输入与门)、74LS10（三3输入与非门）、74LS20（二4输入与非门）和导线若干。 三、实验原理 1、数字电路基本逻辑单元的工作原理 数字电路工作过程是数字信号，而数字信号是一种在时间和数量上不连续的信号。 （1）反映事物逻辑关系的变量称为逻辑变量，通常用“0”和“1”两个基本符号表示两个对立的离散状态，反映电路上的高电平和低电平，称为二值信息。（2）数字电路中的二极管有导通和截止两种对立工作状态。三极管有饱和、截止两种对立的工作状态。它们都工作在开、关状态，分别用“1”和“0”来表示导通和断开的情况。 （3）在数字电路中，以逻辑代数作为数学工具，采用逻辑分析和设计的方法来研究电路输入状态和输出状态之间的逻辑关系，而不必关心具体的大小。 2、TTL集成与非门电路的逻辑功能的测试 TTL集成与非门是数字电路中广泛使用的一种逻辑门。实验采用二4输入与非门74LS20芯片，其内部有2个互相独立的与非门，每个与非门有4个输入端和1个输出端。74LS20芯片引脚排列和逻辑符号如图2-1所示。
无线传感器网络实验指导书
无线传感器网络 实验指导书 信息工程学院
实验一 质心算法 一、实验目的 掌握合并质心算法的基本思想； 学会利用MATLAB 实现质心算法； 学会利用数学计算软件解决实际问题。 二、实验容和原理 无需测距的定位技术不需要直接测量距离和角度信息。定位精度相对较低，不过可以满足某些应用的需要。 在计算几何学里多边形的几何中心称为质心，多边形顶点坐标的平均值就是质心节点的坐标。 假设多边形定点位置的坐标向量表示为p i = (x i ，y i )T ，则这个多边形的质心坐标为： 例如，如果四边形 ABCD 的顶点坐标分别为 (x 1, y 1)，(x 2, y 2), (x 3, y 3) 和(x 4,y 4)，则它的质心坐标计算如下： 这种方法的计算与实现都非常简单，根据网络的连通性确定出目标节点周围的信标参考节点，直接求解信标参考节点构成的多边形的质心。 锚点周期性地向临近节点广播分组信息，该信息包含了锚点的标识和位置。当未知结点接收到来自不同锚点的分组信息数量超过某一门限或在一定接收时间之后，就可以计算这些锚点所组成的多边形的质心，作为确定出自身位置。由于质心算法完全基于网络连通性，无需锚点和未知结点之间的协作和交互式通信协调，因而易于实现。 三、实验容及步骤 该程序在Matlab 环境下完成无线传感器中的质心算法的实现。在长为100米的正方形区域，信标节点（锚点）为90个，随机生成50个网络节点。节点的通信距离为30米。 需完成： 分别画出不同通信半径，不同未知节点数目下的误差图，并讨论得到的结果 所用到的函数： 1. M = min(A)返回A 最小的元素. 如果A 是一个向量，然后min(A)返回A 的最小元素. 如果A 是一个矩阵，然后min(A)是一个包含每一列的最小值的行向量。 2. rand X = rand 返回一个单一均匀分布随机数在区间 (0，1)。 X = rand(n)返回n--n 矩阵的随机数字。 ()12341234,,44x x x x y y y y x y ++++++??= ???
光电检测技术课程作业及答案(打印版)
光电检测技术课程作业及答案(打印版)
思考题及其答案 习题01 一、填空题 1、通常把对应于真空中波长在（0.38m μ）范围内的电磁辐 μ）到（0.78m 射称为光辐射。 2、在光学中，用来定量地描述辐射能强度的量有两类，一类是（辐射度学量），另一类是(光度学量)。 3、光具有波粒二象性，既是（电磁波），又是（光子流）。光的传播过程中主要表现为（波动性），但当光与物质之间发生能量交换时就突出地显示出光的（粒子性）。 二、概念题 1、视见函数：国际照明委员会（CIE）根据对许多人的大量观察结果，用平均值的方法，确定了人眼对各种波长的光的平均相对灵敏度，称为“标准光度观察者”的光谱光视效率V(λ),或称视见函数。 2、辐射通量：辐射通量又称辐射功率，是辐射能的时间变化率，单位为瓦(1W=1J/s)，是单位时间内发射、传播或接收的辐射能。 3、辐射亮度：由辐射表面定向发射的的辐射强度，除于该面元在垂直于该方向的平面上的正投影面积。单位为(瓦每球面度平方米) 。 4、辐射强度：辐射强度定义为从一个点光源发出的，在单位时间内、给定方向上单位立体角内所辐射出的能量，单位为W／sr(瓦每球面度)。 三、简答题 辐射照度和辐射出射度的区别是什么？ 答：辐射照度和辐射出射度的单位相同，其区别仅在于前者是描述辐射接
收面所接收的辐射特性，而后者则为描述扩展辐射源向外发射的辐射特性。 四、计算及证明题 证明点光源照度的距离平方反比定律，两个相距10倍的相同探测器上的照度相差多少倍？答： 2 22 4444R I R I dA d E R dA d E R I I ===∴=ππφπφφπφ＝的球面上的辐射照度为半径为又＝的总辐射通量为在理想情况下，点光源设点光源的辐射强度为ΘΘ ()1 2222222221 122 12 11001001010E E L I E L I L I L I E R I E L L L L =∴====∴= =ΘΘ又的距离为第二个探测器到点光源， 源的距离为设第一个探测器到点光 习题02 一、填空题 1、物体按导电能力分（绝缘体）（半导体）（导体）。 2、价电子的运动状态发生变化,使它跃迁到新的能级上的条件是（具有能向电子提供能量的外力作用）、（电子跃入的那个能级必须是空的）。 3、热平衡时半导体中自由载流子浓度与两个参数有关：一是在能带中（能态的分布），二是这些能态中（每一个能态可能被电子占据的概率）。 4、半导体对光的吸收有（本征吸收）（杂质吸收）（自由载流子吸收）（激子吸收）（晶格吸收）。半导体对光的吸收主要是（本征吸收）。 二、概念题 1、禁带、导带、价带：
传感器原理实验指导书
《传感器原理及应用》实验指导书闻福三郭芸君编著 电子技术省级实验教学示范中心
实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 一、 实验目的 了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 二、 实验仪器 1、传感器特性综合实验仪 THQC-1型 1台 2、万用表 MY60 1个 三、 实验原理 金属丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值会发生变化，这就是金属的电阻应变效应。 金属的电阻表达式为： S l R ρ = （1） 当金属电阻丝受到轴向拉力F 作用时，将伸长l ?，横截面积相应减小S ?，电阻率因晶格变化等因素的影响而改变ρ?，故引起电阻值变化R ?。 用应变片测量受力时，将应变片粘贴于被测对象表面上。在外力作用下，被测对象表面产生微小机械变形时，应变片敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化。通过转换电路转换为相应的电压或电流的变化，可以得到被测对象的应变值ε，而根据应力应变关系 εσE = （2） 式中：ζ——测试的应力； E ——材料弹性模量。 可以测得应力值ζ。通过弹性敏感元件，将位移、力、力矩、加速度、压力等物理量转换为应变，因此可以用应变片测量上述各量，从而做成各种应变式传感器。电阻应变片可分为金属丝式应变片，金属箔式应变片，金属薄膜应变片。 四、 实验内容与步骤 1、应变式传感器已装到应变传感器模块上。用万用表测量传感器中各应变片R1、R 2、R 3、R4，R1=R2=R3=R4=350Ω。 2、将主控箱与模板电源±15V 相对应连接，无误后，合上主控箱电源开关，按图1-1顺时针调节Rw2使之中间位置，再进行放大器调零，方法为：将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显电压表输入端Vi 相连，调节实验模板上调零电位器Rw3，使数显表显示为零，（数显表的切换开关打到2V 档）。关闭主控箱电源。（注意：当Rw2的位置一旦确定，就不能改变。） 3、应变式传感器的其中一个应变片R1（即模板左上方的R1）接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥，（如四根粗实线），把电桥调零电位器Rw1，电源±5V ，此时应将±5V 地与±15V 地短接（因为不共地）如图1-1所示。检查接线无误后，合上主控箱电源开关。调节Rw1，使数显表显示为零。 4、按表1-1中给出的砝码重量值，读取数显表数值填入表1-1中。
传感器实验指导书11
实验平台介绍 传感器教学实验系列nextsense是针对传感器教学，虚拟仪器教学等基础课程设计的教学实验模块。nextsense系列配合泛华通用工程教学实验平台nextboard使用，可以完成热电偶、热敏电阻、RTD热电阻、光敏电阻、霍尔元件等传感器的课程教学。课程提供传感器以及调理电路，内容涵盖传感器特性描绘、电路模拟以及实际测量等。 图1 nextboard实验平台 nextboard具有6个实验模块插槽；提供两块标准尺寸的面包板，用户可自搭实验电路；为NI 数据采集卡提供信号路由，可完全替代NI数据采集卡接线盒功能，轻松使用数据采集卡资源；还为实验模块和自搭电路提供电源，既可用于有源电路供电，也可作为外接设备供电。 实验模块区共有6个插槽，分别为4个模拟插槽Analog Slot 1-4，2个数字插槽Digital Slot 1-2。数据采集卡的模拟通道和数字通道分配到实验模块区的Analog Slot 和Digital Slot 上。Analog Slot 模拟插槽用于那些需要使用模拟信号的实验模块。Digital Slot 数字插槽用于那些需要同时使用多个数字信号或脉冲信号的实验模块。 图2 模拟插槽和数字插槽
特别需要注意的是： （1）在使用所有模块之前，都要先区分模块的类型：带有正弦波标记的为模拟实验模块，需要插在Analog Slot 上使用；带有方波标记的为数字模块，需要查在Digital Slot 上使用。如果插错插槽，会导致模块工作不正常，甚至损坏模块。 （2）插拔实验模块前关闭nextboard电源。 （3）开始实验前，认真检查模块跳线连接，避免连接错误而导致的输出电压超量程，否则会损坏数据采集卡。 Nextboard的连线： （1）电源线，把220V的电源通过一个15V的直流变压器，送到实验台上。 （2）数据采集卡，将数据采集卡的插头与实验台可靠连接。
15电力电子实验指导书
《电力电子技术》 实 验 指 导 书
实验一锯齿波同步移相触发电路实验 一、实验目的 (1)加深理解锯齿波同步移相触发电路的工作原理及各元件的作用。 (2)掌握锯齿波同步移相触发电路的调试方法。 二、实验所需挂件及附件 三、实验线路及原理 锯齿波同步移相触发电路的原理图参见挂件说明。锯齿波同步移相触发电路由同步检测、锯齿波形成、移相控制、脉冲形成、脉冲放大等环节组成，其工作原理可参见挂件说明和电力电子技术教材中的相关内容。 四、实验内容 (1)锯齿波同步移相触发电路的调试。 (2)锯齿波同步移相触发电路各点波形的观察和分析。 五、预习要求 (1)阅读电力电子技术教材中有关锯齿波同步移相触发电路的内容，弄清锯齿波同步移相触发电路的工作原理。 (2)掌握锯齿波同步移相触发电路脉冲初始相位的调整方法。 六、思考题 (1)锯齿波同步移相触发电路有哪些特点? (2)锯齿波同步移相触发电路的移相范围与哪些参数有关? (3)为什么锯齿波同步移相触发电路的脉冲移相范围比正弦波同步移相触发电路的移相范围要大? 七、实验方法 (1)将DJK01电源控制屏的电源选择开关打到“直流调速”侧,使输出线电压为200V（不能打到“交流调速”侧工作，因为DJK03-1的正常工作电源电压为
220V 10%，而“交流调速”侧输出的线电压为240V。如果输入电压超出其标准工作范围，挂件的使用寿命将减少，甚至会导致挂件的损坏。在“DZSZ-1型电机及自动控制实验装置”上使用时，通过操作控制屏左侧的自藕调压器，将输出的线电压调到220V左右，然后才能将电源接入挂件），用两根导线将200V交流电压接到DJK03-1的“外接220V”端，按下“启动”按钮，打开DJK03-1电源开关，这时挂件中所有的触发电路都开始工作，用双踪示波器观察锯齿波同步触发电路各观察孔的电压波形。 ①同时观察同步电压和“1”点的电压波形，了解“1”点波形形成的原因。 ②观察“1”、“2”点的电压波形，了解锯齿波宽度和“1”点电压波形的关系。 ③调节电位器RP1，观测“2”点锯齿波斜率的变化。 ④观察“3”～“6”点电压波形和输出电压的波形，记下各波形的幅值与宽 度，并比较“3”点电压U 3和“6”点电压U 6 的对应关系。 (2)调节触发脉冲的移相范围 将控制电压U ct 调至零(将电位器RP2顺时针旋到底)，用示波器观察同步电压 信号和“6”点U 6的波形，调节偏移电压U b (即调RP3电位器)，使α=170°，其波 形如图2-1所示。 图2-1锯齿波同步移相触发电路 (3)调节U ct （即电位器RP2）使α=60°，观察并记录U 1 ～U 6 及输出“G、K” 脉冲电压的波形，标出其幅值与宽度，并记录在下表中(可在示波器上直接读出，读数时应将示波器的“V/DIV”和“t/DIV”微调旋钮旋到校准位置)。 (4)
光电检测技术知识点
1、光电效应应按部位不同分为内光电效应和外光电效应，内光电效应包括（光电导）和（光生伏特效应）。 2、真空光电器件是一种基于（外光电）效应的器件，它包括（光电管）和（光电倍增管）。结构特点是有一个真空管，其他元件都放在真空管中 3、光电导器件是基于半导体材料的（光电导）效应制成的，最典型的光电导器件是（光敏电阻）。 4、硅光电二极管在反偏置条件下的工作模式为（光电导），在零偏置条件下的工作模式为（光生伏特模式）。 5、变象管是一种能把各种（不可见）辐射图像转换成为可见光图像的真空光电成像器件。 6、固体成像器件（CCD）主要有两大类，一类是电荷耦合器件（CCD），另一类是（SSPD）。CCD电荷转移通道主要有：一是SCCD（表面沟道电荷耦合器件）是电荷包存储在半导体与绝缘体之间的界面，并沿界面传输；二是BCCD称为体内沟道或埋沟道电荷耦合器件，电荷包存储在离半导体表面一定深度的体内，并沿着半导体内一定方向传输 7、光电技术室（光子技术）和（电子技术）相结合而形成的一门技术。 8、场致发光有（粉末、薄膜和结型三种形态。 9、常用的光电阴极有正电子亲合势光电阴极（PEA）和负电子亲合势光电阴极（NEA），正电子亲和势材料光电阴极有哪些（Ag-O-Cs,单碱锑化物，多碱锑化物）。 10、根据衬底材料的不同，硅光电二极管可分为（2DU）型和（2CU）型两种。 11、像增强器是一种能把微弱图像增强到可以使人眼直接观察的真空光电成像器件，因此也称为（微光管）。 12、光导纤维简称光纤，光纤有（纤芯）、（包层）及（外套）组成。 13、光源按光波在时间，空间上的相位特征可分为（相干）和（非相干）光源。 14、光纤的色散有材料色散、（波导色散）和（多模色散）。 15、光纤面板按传像性能分为（普通OFP）、（变放大率的锥形OFP）和（传递倒像的扭像器）。 16、光纤的数值孔径表达式为，它是光纤的一个基本参数、它反映了光纤的（集光）能力，决定了能被传播的光束的半孔径角 17、真空光电器件是基于（外光电）效应的光电探测器，他的结构特点是有一个（真空管），其他元件都置于（真空管）。
传感器实验指导书
传 感 器 实 验 指 导 书 实验一电位器传感器的负载特性的测试 一、实验目的： 1、了解电桥的工作原理及零点的补偿； 2、了解电位器传感器的负载特性； 3、利用电桥设计电位器传感器负载特性的测试电路,并验证其功能。 二、实验仪器与元件： 1、直流稳压电源、高频毫伏表、示波器、信号源、数字万用表； 2、电阻若干（1k, 100K）；电位器(10k)传感器（多圈线绕）； 3、运算放大器LM358；
4、电子工具一批（面包板、斜口钳、一字螺丝刀、导线）。 三、基本原理： ?电位器的转换原理 ?电位器的电压转换原理如图所示，设电阻体长度为L，触点滑动位移量为x，两端输入电压为U i，则滑动端输出电压为 电位器输出端接有负载电阻时，其特性称为负载特性。当电位器的负载系数发生变化时，其负载特性曲线也发生相应变化。 ?电位器输出端接有负载电阻时，其特性称为负载特性。 四、实验步骤： 1、在面包板上设计负载电路。 3、改进电路的负载电阻RL，用以测量的电位器的负载特性。 4、分别选用1k电阻和100k电阻，测试电位器的负载特性，要求每个负载至少有5个测试点，并计入所设计的表格1，如下表。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
五、实验报告 1、 画出电路图，并说明设计原理。 2、 列出数据测试表并画出负载特性曲线。电源电压5V ，测试表格1. 曲线图：画图说明，x 坐标是滑动电阻器不带负载时电压；y 坐标是对应1000欧姆（负载两端电压）或100k 欧姆（负载两端电压），100欧和100K 欧两电阻可以得到两条曲线。 O 1 2 3 4 5 UK UR1UR2 3、 说明本次设计的电路的不足之处，提出改进思路，并总结本次实验中遇到困 难及解决方法。
物联网实验指导书
物联网 实验指导书 四川理工学院通信教研室 2014年11月
目录 前言 (1) 实验一走马灯IAR工程建立实验 (5) 实验二串口通信实验 (14) 实验三点对点通信实验 (18) 实验四 Mesh自动组网实验 (21) 附录 (25) 实验一代码 (25) 实验二代码 (26) 实验三代码 (28) 实验四代码 (29)
前言 1、ZigBee基础创新套件概述 无线传感器网络技术被评为是未来四大高科技产业之一，可以预见无线传感器网络将会是继互联网之后一个巨大的新兴产业，同时由于无线传感网络的广泛应用，必然会对传统行业起到巨大的拉动作用。 无线传感器网络技术，主要是针对短距离、低功耗、低速的数据传输。数据节点之间的数据传输强调网络特性。数据节点之间通过特有无线传输芯片进行连接和转发形成大范围的覆盖容纳大量的节点。传感器节点之间的网络能够自由和智能的组成，网络具有自组织的特征，即网络的节点可以智能的形成网络连接，连接根据不同的需要采用不同的拓扑结构。网络具有自维护特征，即当某些节点发生问题的时候，不影响网络的其它传感器节点的数据传输。正是因为有了如此高级灵活的网络特征，传感器网络设备的安装和维护非常简便，可以在不增加单个节点成本同时进行大规模的布设。 无线传感器网络技术在节能、环境监测、工业控制等领域拥有非常巨大的潜力。目前无线传感器网络技术尚属一个新兴技术，正在高速发展，学习和掌握新技术发展方向和技术理念是现代化高等教育的核心理念。 “ZigBee基础创新套件”产品正是针对这一新技术的发展需要，使这种新技术能够得到快速的推广，让高校师生能够学习和了解这项潜力巨大的新技术。“ZigBee基础创新套件”是由多个传感器节点组成的无线传感器网络。该套件综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等多种技术领域，用户可以根据所需的应用在该套件上进行自由开发。 2、ZigBee基础创新套件的组成 CITE 创新型无线节点（CITE-N01 ）4个 物联网创新型超声波传感器（CITE-S063）1个 物联网创新型红外传感器（CITE-S073）1个 物联网便携型加速度传感器（CITE-S082）1个 物联网便携型温湿度传感器（CITE-S121 ）1个 电源6个 天线8根 CC Debugger 1套（调试器，带MINI USB接口的USB线，10PIN排线）物联网实验软件一套
《电子技术实验1》实验指导书
实验一仪器使用 一、实验目的 1．明确函数信号发生器、直流稳压稳流电源和交流电压表的用途。 2．明确上述仪器面板上各旋钮的作用，学会正确的使用方法。 3．学习用示波器观察交流信号波形和测量电压、周期的方法。 二、实验仪器 8112C函数信号发生器一台 DF1731SC2A可调式直流稳压稳流电源一台 DF2170B交流电压表一台 双踪示波器一台 三、实验内容 1．调节8112C函数信号发生器输出1KHZ、100mV的正弦波信号，将操
2．将信号发生器输出的信号接入交流电压表测量，配合调节函数信号发生器的“MAPLITUDE POWER”旋钮，使其输出为100mV。 3．将上述信号接入双踪示波器测量其信号电压的峰峰值和周期值，并将操作方法填入下表。
四、实验总结 1、整理实验记录、分析实验结果及存在问题等。 五、预习要求 1．对照附录的示意图和说明，熟悉仪器各旋钮的作用。 2．写出下列预习思考题答案： （1）当用示波器进行定量测量时，时基扫描微调旋钮和垂直微调旋钮应处在什么位置？
（2）某一正弦波，其峰峰值在示波器屏幕上占垂直刻度为5格，一个周期占水平刻度为2格，垂直灵敏度选择旋钮置0.2V/div档，时基扫速选择旋钮置0.1mS/div档，探头衰减用×1，问被测信号的有效值和频率为多少？如何用器其他仪器进行验证？
附录一：8112C函数信号发生器 1．用途 （1）输出基本信号为正弦波、方波、三角波、脉冲波、锯齿波。输出幅值从5mv～20v，频率范围从0.1HZ～2MHZ。 （2）作为频率计数器使用，测频范围从10HZ～50MHZ，最大允许输入为30Vrms。 2．面板说明
电力电子技术仿真实验指导书
《电力电子技术实验》指导书 合肥师范学院电子信息工程学院
实验一电力电子器件 仿真过程： 进入MATLAB环境，点击工具栏中的Simulink选项。进入所需的仿真环境，如图所示。点击File/New/Model新建一个仿真平台。点击左边的器件分类，找到Simulink和SimPowerSystems，分别在他们的下拉选项中找到所需的器件，用鼠标左键点击所需的元件不放，然后直接拉到Model平台中。 图 实验一的具体过程： 第一步：打开仿真环境新建一个仿真平台，根据表中的路径找到我们所需的器件跟连接器。 元件名称提取路径
触发脉冲Simulink/Sources/Pulse Generator 电源Sim Power Systems/Electrical Sources/ DC Voltage Source 接地端子Simulink/Sinks/Scope 示波器Sim Power Systems/Elements/Ground 信号分解器Simulink/Signal Routing/Demux 电压表Sim Power Systems/Measurements/ Voltage Measurement 电流表Sim Power Systems/Measurements/Current Measurement 负载RLC Sim Power Systems/Elements/ Series RLC Branch GTO器件Sim Power Systems/Power Electronics/Gto 提取出来的器件模型如图所示： 图 第二步，元件的复制跟粘贴。有时候相同的模块在仿真中需要多次用到，这时按照常规的方法可以进行复制跟粘贴，可以用一个虚线框复制整个仿真模型。还有一个常用方便的方法是在选中模块的同时按下Ctrl键拖拉鼠标，选中的模块上会出现一个小“+”好，继续按住鼠标和Ctrl键不动，移动鼠标就可以将模块拖拉到模型的其他地方复制出一个相同的模块，同时该模块名后会自动加“1”，因为在同一仿真模型中，不允许出现两个名字相同的模块。 第三步，把元件的位置调整好，准备进行连接线，具体做法是移动鼠标到一个器件的连接点上，会出现一个“十字”形的光标，按住鼠标左键不放，一直到你所要连接另一个器件的连接点上，放开左键，这样线就连好了，如果想要连接分支线，可以要在需要分支的地方按住Ctrl键，然后按住鼠标左键就可以拉出一根分支线了。 在连接示波器时会发现示波器只有一个接线端子，这时可以参照下面示波器的参数调整的方法进行增加端子。在调整元件位置的时候，有时你会遇到有些元件需要改变方向才更方便于连接线，这时可以选中要改变方向的模块，使用Format菜单下的Flip block 和Rotate