传感器实验参考资料解析

光电传感器测转速实验

实

验

指

导

书

简 介

一、本实验装置的设计宗旨：

本实验装置具有设计性、趣味性、开放性和拓展性，实验中大量重复的接线、调试和后续数据处理、分析、可以加深学生对实验仪器构造和原理的理解，有利于培养学生耐心仔细的实验习惯和严谨的实验态度。非常适合大中专院校开设开放性实验。本实验装置采用了性能比较稳定，品质较高的敏感器件，同时采用布局较为合理且十分成熟的电路设计。 二、光电传感器测转速实验实验装置 1．传感器实验台部分

2．九孔实验板接口平台部分：九孔实验板作为开放式和设计性实验的一个桥梁（平台）； 3．JK-19型直流恒压电源部分：提供实验时所必须的电源；

4．处理电路模块部分：差动放大器、电压放大器、调零、增益、移相等模块组成。 三、主要技术参数、性能及说明：

（1）光电传感器：由一只红外发射管与接收管组成。

（2）差动放大器：通频带kHz 10~0可接成同相、反相、差动结构，增益为100~1倍的直流放大器。

（3）电压放大器：增益约为5位，同相输入，通频带kHz 10~0。 （4）19JK -型直流恒压电源部分：直流V 15±，主要提供给各芯片电源：

V 6 ,V 4 ,V 2±±±分三档输出，提供给实验时的直流激励源；V 12~0：A 1ax Im =作

为电机电源或作其它电源。

光电传感器测转速实验

【实验原理】

如图所示：光电传感器由红外发射二极管、红外接收管、达林顿出管及波形整形组成。

发射管发射红外光经电机转动叶片间隙，接收管接收到反射信号，经放大，波形整形输出方波，再经转换测出其频率，。

图1

【实验目的】

了解光电传感器测转速的基本原理及运用。

【实验仪器】

如图所示，光电式传感器、JK-19型直流恒压电源、示波器、差动放大器、电压放大器、频率计和九孔实验板接口平台。

图2 图3

【实验步骤】

1．先将差动放大器调零，按图1接线；

2．光电式-+,端分别接至直流恒压电源V 12~0的-+,端；

3．-+Vi ,Vi 分别接直流恒压电源的V 6+和GND ，并与V 15±处的GND 相连； 4．调节电压粗调旋钮使电机转动；

5．根据测到的频率及电机上反射面的数目算出此时的电机转速；

即：)/(660P N 分转÷⨯=（式中P 是频率计显示值 转/6秒）填入表1中； 6．实验完毕，先关闭直流恒压电源。

【数据处理】

表1

【思考题】

1．光电传感器测转速产生差大的和稳定性差的原因是什么？主要有哪些因素？ 2．通过本实验的学习，是否能够实验对家用电风扇测速如果可行，如何实验，需要注意哪些问题，请给出方案和必要的电路图和文字说明。

温度传感器的温度特性研究

实

验

讲

义

前言

“温度”是一个重要的热学物理量，它不仅和我们的生活环境密切相关，在科研及生产过程中，温度的变化对实验及生产的结果也是至关重要的，所以温度传感器的应用更是十分广泛的。

【实验目的】

AD典型温度传感器的温度特性。

1．测量590

2．了解温度传感器的原理与应用，学会用温度传感器组装数字式温度测量仪表。

3. 用几种常用的温度传感器组装温度测量仪表（显示）与温度控制装置。

【实验仪器】

FB716型物理设计性（热学）实验装置 1套。

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Ⅰ

【实验原理】

温度传感器是利用一些金属、半导体等材料与温度相关的特性制成的。本实验将通过测量常用的温度传感器的特征物理量随温度的变化，来了解这些温度传感器的工作原理。电流

型集成电路温度传感器（590AD ）：

590AD 是一种电流型集成电路温度传感器。其输出电流大小与温度成正比。它的线性

度极好，590AD 温度传感器的温度适用范围为C 150~55︒-，灵敏度为K /A 1μ。它具有高准确度、动态电阻大、响应速度快、线性好、使用方便等特点。590AD 是一个二端器件，符号如图1所示：

图1 图2

590AD 等效于一个高阻抗的恒流源，其输出阻抗Ω>M 10，能大大减小因电源电压变

动而产生的测温误差。

590AD 的工作电压为V 30~4++，

测温范围是C 150~55︒-。对应于热力学温度T ，每变化K 1，输出电流变化A 1μ。其输出电流)A (I o μ与热力学温度)K (T 严格成正比。其电流灵敏度表达式为：

ln8R

e 3k T I ••= （7） 式（7）中e ,k 分别为波尔兹曼常数和电子电量，R 是内部集成化电阻。将

Ω==538R ,K /mV 0862.0e /k 代入（9）中得 到

K /A 000.1T

I

μ= （8） 在C 0T ︒=时其输出为A 15.273μ (590AD 有几种级别，一般准确度差异在

A 5~3μ±)。因此， 590AD 的输出电流o I 的微安数值就代表着被测温度的热力学温度值

（K ）。590AD 的电流-温度（T ~I ）特性曲线如图2所示：其输出电流表达式为： B T A I +•= (9)

式（9）中A 为灵敏度，B 为K 0时输出电流。如需显示摄氏温标)C (︒则要加温标转换电路，其关系式为：

15.273T t += (10) 590AD 温度传感器其准确度在整个测温范围内C 5.0︒±≤，线性极好。利用590AD 的上述特性，在最简单的应用中，用一个电源，一个电阻，一个数字式电压表即可用于温度的测量。由于590AD 以热力学温度K 定标，在摄氏温标应用中，应该进行C ︒的转换。