传感器与自动检测技术实验指导书
传感器实验指导书2023

传感器实验指导书
一、实验目的
本实验旨在帮助学生了解和掌握各种传感器的原理及应用,通过实际操作加深对传感器技术的理解,提高实践能力和创新思维。
二、实验器材
电阻式传感器
电容式传感器
电感式传感器
压电式传感器
磁电式传感器
热电式传感器
光电式传感器
光纤传感器
化学传感器
生物传感器
三、实验步骤与操作方法
电阻式传感器实验:
(1)将电阻式传感器接入电路,测量其阻值;
(2)改变被测物体的电阻值,观察电路中电压或电流的变化;
(3)记录实验数据,分析电阻式传感器的输出特性。
电容式传感器实验:
(1)将电容式传感器接入电路,测量其电容值;
(2)改变被测物体的介电常数,观察电路中电压或电流的变化;
(3)记录实验数据,分析电容式传感器的输出特性。
电感式传感器实验:
(1)将电感式传感器接入电路,测量其电感值;
(2)改变被测物体的磁导率,观察电路中电压或电流的变化;
(3)记录实验数据,分析电感式传感器的输出特性。
压电式传感器实验:
(1)将压电式传感器接入电路,测量其输出电压;(2)施加压力或振动,观察电路中电压的变化;(3)记录实验数据,分析压电式传感器的输出特性。
磁电式传感器实验:
(1)将磁电式传感器接入电路,测量其输出电压;(2)改变磁场强度,观察电路中电压的变化;
(3)记录实验数据,分析磁电式传感器的输出特性。
传感器与检测技术综合实验指导书

《传感器与检测技术综合实验》教学大纲编号:04262400课程名称:传感器与检测技术综合实验英文名称:Comprehensive Experiments of Sensors and Measurement Technology 实验指导书名称:传感器与检测技术综合实验指导书一、学时学分总学时:1周学分:1 实验学时:30 开课学期:6二、实验目的传感器与检测技术综合实验是自动化专业和生物医学专业的一门重要的专业性实验。
其任务是学生在学习专业理论课之后,需要对实际的传感器和检测技术有一个全面的认识,对传感器结构和组成以及工作原理有一个详细的了解,在此基础上能初步掌握各种传感器的使用,完成自动检测任务,为以后的学习和工作打好基础。
使学生熟悉和掌握电阻应变传感器、电感式传感器、电容式传感器、霍尔式传感器、电涡流式传感器、磁电式传感器、光纤、光电传感器、热电阻、热电偶传感器、压电传感器及半导体扩散硅压阻式压力传感器等传感器的使用,使学生了解双平行梁的动态特性—正弦稳态响应和力平衡式传感器的使用。
三、实验基本原理CSY-998B+传感器实验仪提供了12个综合实验项目。
该实验仪主要由四部分组成:传感器安装台、显示与激励源、传感器符号及引线单元、处理电路单元。
1.传感器安装台部分:装有双平行振动梁(应变片、热电偶、PN结、热敏电阻、加热器、压电传感器、梁自由端的磁钢)、激振线圈、双平行梁测微头、光纤传感器的光电变换座、光纤及探头、小机电、电涡流传感器及支座、电涡流传感器引线Φ3.5插孔、霍尔传感器的二个半圆磁钢、振动平台(圆盘)测微头及支架、振动圆盘(圆盘磁钢、激振线圈、霍尔片、电涡流检测片、差动变压器的可动芯子、电容传感器的动片组、磁电传感的可动芯子)、半导体扩散硅压阻式差压传感器、气敏传感器及湿敏元件安装盒,热释电传感器、光电开关、硅光电池、光敏电阻元件安装盒。
2.显示及激励源部分:电机控制单元、主电源、直流稳压电源(±2V - ±10V分5档调节)、F/V数字显示表(可作为电压表和频率表)、(5mV-500mV)、音频振荡器、低频振荡器、±15V不可调稳压电源。
传感器与检测技术综合实验指导书

工业生产流水线自动化测控综合实验台传感器与检测技术综合实验实验指导书主编:梁森,王洋,计丽霞liangsen163@适用专业:电气技术及其自动化(请预习后再来实验)实验地点:技术中心 A 5062010-12-27,29传感器与自动检测技术(本科)综合实验指导书上海电机学院电气学院目录第一章流水线自动化测控综合实验台综述 (1)1.1 结构和功能综述 (1)1.2实验项目 (6)1.3实验台的配置 (7)1.4 技术参数 (8)第二章传感器与检测技术综合实验台的动作过程综述 (9)2.1 整机工作流程和步骤 (9)2.2 送料机构说明 (11)2.3 机械手搬运机构说明 (11)2.4 工件传送和分选知识 (12)2.5涉及到的其他气动元件知识 (13)第三章传感器与检测技术综合实验的目的、步骤及结果 (18)3.1 系统的初始化操作 (18)3.2 分选实验 (20)3.3 电容接近开关实验及性能测试 (26)3.4 电涡流位移传感器实验及线性化的研究 (28)3.5 应变传感器称重实验及非线性和温漂的研究 (32)第一章流水线自动化测控综合实验台综述1.1 结构和功能综述1.1.1YL237型工业流水线自动化测控综合实验台的特点本实验设备是中国亚龙科技有限公司生产的,名称为“工业流水线自动化测控综合实验台”,简称为“传感器与检测技术综合实验台”,配置了电脑和三菱PLC。
本实验指导书阐述了工业生产流水线自动化测控综合实验台的基本结构、工作原理、工作过程和操作步骤,给出了较详细的使用说明。
阅读和理解本实验指导书,也是机电一体化知识学习的一部分。
本实验台将多门理论课中学到的机械、电子、传感器、检测、PLC、电气控制等课程有关知识加以综合。
为了进行研究性实验,本实验系统还允许进行模块化拆分和组合,可以通过重新定义输入/输出口地址,重新对PLC进行编程,完成学生自己想要的动作和功能。
图1-1 流水线自动化测控综合实验台示意图图1-2 传感器与检测技术综合实验室1.1.2传感器与检测技术综合实验台总体实验目的①验证学过的几种常用传感器的原理;②对几种常用传感器的特性进行测试;③学习几种常用传感器的调试;④学习传感器在气动、流水线运行中的测控方法;⑤学习气动系统的组成;⑥学习如何组成综合测试系统等。
传感器与自动检测技术实验实训教程课程设计

传感器与自动检测技术实验实训教程课程设计一、课程简介本课程是以传感器和自动检测技术为核心内容,重点学习传感器的工作原理、分类、接口特性、应用场景等知识,同时深入学习自动检测技术的控制模型、算法、信号处理等实践技术。
学习本课程需要具备基本的电路、信号、控制等学科知识。
本课程旨在帮助学生掌握基本的传感器应用技术和自动检测技术,并提高独立解决技术难点的能力。
二、实验教学目标1.理解传感器的工作原理和分类,了解传感器的接口特性和应用场景。
2.掌握传感器的接口电路设计,并能够对传感器信号进行采集和处理。
3.理解自动检测技术的基本概念和实现方法,掌握控制模型、算法、信号处理等技术。
4.培养学生的实践动手能力,提高独立解决技术难点的能力。
三、实验器材和软件1.实验器材:传感器模块、单片机开发板、显示器、电机等。
2.软件:Keil C51、Proteus、MATLAB等。
四、实验教学内容与步骤实验1 传感器的分类与接口电路1. 实验内容通过学习,了解传感器的分类和应用场景,并设计并测试传感器的接口电路。
2. 实验步骤1.学习传感器的分类和应用场景。
2.利用电路设计软件设计并画出传感器的接口电路。
3.利用示波器测试传感器的输出信号。
4.分析并对比测试结果。
实验2 传感器信号采集与处理1. 实验内容通过学习,了解单片机对传感器的采集和处理技术,并熟练掌握相应的编程技巧。
2. 实验步骤1.学习单片机对传感器的采集和处理技术。
2.利用Keil C51编写相应的程序代码。
3.利用示波器测试采集的传感器数据。
4.分析并显示传感器采集的数据。
实验3 自动检测控制模型与算法1. 实验内容通过学习,了解自动检测控制模型和算法,并掌握具体的应用技术。
2. 实验步骤1.学习自动检测控制模型和算法。
2.利用MATLAB等工具编写算法模型。
3.进行控制实验,并对结果进行分析。
4.优化算法模型,提高控制精度。
五、实验评分标准本课程实验总成绩包括实验报告、实验操作、实验成绩等综合考核。
传感器与检测技术实验指导书

实验一金属箔式应变片性能研究一、实验目的1、了解金属箔式应变片,单臂电桥的工作原理和工作情况。
2、了解金属箔式应变片,半桥的工作原理和工作情况。
3、了解金属箔式应变片,全桥的工作原理和工作情况。
4、验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间的关系。
二、实验原理电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成,一种利用电阻材料的应变效应工程结构件的内部变形转化为电阻变化的传感器。
此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的形变,然后由电阻应变片将弹性元件的形变转化为电阻的变化,再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或者电流变化信号输出。
它可用于能转化成形变的的各种物理量的检测。
本实验以金属箔式应变片为研究对象。
箔式应变片的基本结构:金属箔式应变片是在用苯酚、环氧树脂等绝缘材料的基板上,粘贴直径为0.025mm左右的金属丝或者金属箔制成,如图所示:(a)丝式应变片(b) 箔式应变片图1-1金属箔式应变片结构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,与丝式应变片工作原理相同。
电阻丝在外力的作用下发生机械形变时,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△R/R=Kε。
式中△R/R为电阻丝电阻的相对变化,K为应变灵敏系数,ε=△L/L为电阻丝长度相对变化。
为了将电阻应变式传感器的电阻变化转化成电压或者电流信号,在应用中一般采用电桥电路作为测量电路。
电桥电路具有结构简单、灵敏度高、测量范围宽、线性度好且易实现温度补偿等优点。
能较好地满足各种应变测量要求,因此在测量应变中得到了广泛的应用。
电路电桥按其工作方式分有单臂、半桥、全桥三种,单臂工作输出信号最小,线性、稳定性较差;双臂输出是单臂的两倍,性能比单臂有所改善;全桥工作时的输出是单臂的四倍,性能最好。
因此,为了得到较大的输出电压一般采用半桥或者全桥工作。
三、需用器件与单元:可调直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、测微头、应变片、电压/频率表、主、副电源。
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传感器与检测技术实验指导书电气与电子工程技术系2006年10月20日一、 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、 实验原壬里: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:△R/R = K£ 式中:4R/R 为电阻丝电阻相对变化,K 为应变灵敏系数, £二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U o i= EKs /4o三、 实验仪器和设备:主机箱(±4V 、±15V.电压表)、应变式传感器实验模板、托盘、袪码、41 位数显万用表(自备b图1 应变片单臂电桥性能实验安装.接线示意图A p次振动桀应变拖座加热电困托聂支点/+5v加热器U1U ——CSO —7011—4 in 1 1-4 IB应变片 托接主机箱±15V接 机 箱接主机箱-创:Rw3 S 左338应变传感器实验模板四、实验内容和步骤:应变传感器实验模板说明:实验模板中的Rl、R2、R3、R4为应变片,没有文字标记的5个电阻符号下面是空的,其中4个组成电桥模型是为实验者组成电桥方便而设,图中的粗黑曲线表示连接线。
1、根据图1〔应变式传感器(电子秤传感器)已装于应变传感器模板上。
传感器中4片应变片和加热电阻已连接在实验模板左上方的Rl、R2、R3、R4和加热器上。
传感器左下角应变片为R1 ;右下角为R2;右上角为R3 ;左上角为R4o 当传感器托盘支点受压时,Rl、R3阻值增加,R2、R1阻值减小,可用四位半数显万用进行测量判别。
常态时应变片阻值为350Q,加热丝电阻值为50Q左右。
〕安装接线。
2、放大器输岀调零:将图1实验模板上放大器的两输入端口引线暂时脱开,再用导线将两输入端短接(Vi = 0);调节放大器的增益电位器Rw3大约到中间位置(先逆时针旋到底,再顺时针旋转2圈);将主机箱电压表的量程切换开关打到2V档,合上主机箱电源开关;调节实验模板放大器的调零电位器R W4 ,使电压表显示为零。
传感器与检测实验指导书2013

传感器与检测技术实验指导书电气工程学院自动化专业专业名称_____________________________班级_______________________学生姓名_____________________________学号_______________________实验成绩_____________________________辽宁工业大学2013年9月目录实验一电阻应变式传感器特性实验 (1)实验二电容传感器特性实验 (5)实验三电涡流式传感器特性实验 (8)实验四压电式传感器特性实验 (12)实验五光电式传感器特性实验 (15)实验六热电式传感器特性实验 (20)附录一CSY2000系列传感器实验台说明书 (26)附录二CSY-V8.1 软件操作说明书 (27)实验一电阻应变式传感器特性实验一、实验目的1.熟悉电阻应变式传感器的结构。
2.了解单臂、半桥和全桥测量电路工作原理和性能。
3.比较单臂与半桥、全桥的不同性能,了解各自特点及全桥测量电路的优点。
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:△ R/R = K £,式中△ R/R为电阻丝电阻相对变化,K为应变灵敏系数,& = △ 1/1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U oi= EK £ /4。
2•对半桥测量电路而言,不同受力方向的两只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。
当应变片阻值和应变量相同时,其桥路输出电压U O2 =EK £/ 2。
3.全桥测量电路中,将受力性质相同的两应变片接入电桥对边,当应变片初始阻值:R i = R2= R3= R4,其变化值△ R i=A R2=A R3=A R4时,其桥路输出电压U03 = EK £。
传感器与检测技术传感器与自动检测技术实验指导书

传感器与自动检测技术CSY-998型传感器系统实验仪使用说明一、实验仪简介CSY-998型传感器系统实验仪是由浙江大学杭州高联传感技术有限公司研制生产的一种专门用于传感器与自动检测技术课程实验教学的仪器,该实验仪如图一所示。
它主要由各类传感器(包括应变式、压电式、磁电式、电容式、霍尔式、热电偶、热敏电阻、差动变压器、涡流式、气敏、湿敏、光纤传感器等)、测量电路(包括电桥、差动放大器、电容放大器、电压放大器、电荷放大器、涡流变换器、移相器、相敏检波器、低通滤波器等)及其接口插孔组成。
该系统还提供了直流稳压电源、音频振荡器、低频振荡器、F/V表、电机控制等。
图一CSY-998型传感器系统实验仪二、可开设的实验目前,根据教学工作的需要和实验大纲要求,基于该实验平台,可以向学生开设9个操作实验,即:实验一金属应变片:单臂、半桥、全桥功能比较(验证)实验二差动变压器特性及应用(综合)实验三差动螺线管电感式传感器特性(设计)实验四差动变面积式电容传感器特性(验证)实验五压电加速度传感器特性及应用(验证)实验六磁电式传感器特性(验证)实验七霍尔式传感器特性(验证)实验八热敏电阻测温特性(设计)实验九光纤位移传感器特性及应用(验证)三、主要技术指标1、差动变压器量程:≥5mm2、电涡流位移传感器量程:≥1mm3、霍尔式传感器量程:≥1mm4、电容式传感器量程:≥2mm5、热电偶:铜-康铜6、热敏电阻温度系数:负25℃阻值:10K7、光纤传感器:半圆分布、LED发光管8、压阻式压力传感器量程:10Kpa(差压)供电:≤6V9、压电加速度计:安装共振频率:≥10KHz10、应变式传感器:箔式应变片阻值:350欧11、PN结温度传感器:灵敏度约-2.1mV/℃12、差动放大器:放大倍数1~100倍可调四、使用注意1、应在确保接线无误后才能开启电源。
2、迭插式插头应避免拉扯,以防插头折断。
3、对从电源、振荡器引出的线要特别注意,不要接触机壳造成断路,也不能将这些引线到处乱插,否则,很可能引起仪器损坏。
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传感器与自动检测技术实验指导书张毅李学勤编著重庆邮电学院自动化学院2004年9月目录C S Y-2000型传感器系统实验仪介绍 (1)实验一金属箔式应变片测力实验(单臂单桥) (3)实验二金属箔式应变片测力实验(交流全桥) (6)实验三差动式电容传感器实验 (9)实验四热敏电阻测温实验 (12)实验五差动变压器性能测试 (14)实验六霍尔传感器的特性研究 (17)实验七光纤位移传感器实验 (21)CSY-2000型传感器系统实验仪介绍本仪器是专为《传感器与自动检测技术》课程的实验而设计的,系统包括差动变压器、电涡流位移传感器、霍尔式传感器、热电偶、电容式传感器、热敏电阻、光纤传感器、压阻式压力传感器、压电加速度计、压变式传感器、PN结温度传感器、磁电式传感器等传感器件,以及低频振荡器、音频震荡器、差动放大器、相敏检波器、移相器、低通滤波器、涡流变换器等信号和变换器件,可根据需要自行组织大量的相关实验。
为了更好地使用本仪器,必须对实验中使用涉及到的传感器、处理电路、激励源有一定了解,并对仪器本身结构、功能有明确认识,做到心中有数。
在仪器使用过程中有以下注意事项:1、必须在确保接线正确无误后才能开启电源。
2、迭插式插头使用中应注意避免拉扯,防止插头折断。
3、对从各电源、振荡器引出的线应特别注意,防止它们通过机壳造成短路,并禁止将这些引出线到处乱插,否则很可能引起一起损坏。
4、使用激振器时注意低频振荡器的激励信号不要开得太大,尤其是在梁的自振频率附近,以免梁振幅过大或发生共振,引起损坏。
5、尽管各电路单元都有保护措施,但也应避免长时间的短路。
6、仪器使用完毕后,应将双平行梁用附件支撑好,并将实验台上不用的附件撤去。
7、本仪器如作为稳压电源使用时,±15V和0~±10V两组电源的输出电流之和不能超过1.5A,否则内部保护电路将起作用,电源将不再稳定。
8、音频振荡器接小于100Ω的低阻负载时,应从LV插口输出,不能从另外两个电压输出插口输出。
9、本仪器应与电网地线可靠连接,不能只用两根线供电,否则将会有严重的干扰,对人身也不安全。
实验一金属箔式应变片测力实验(单臂单桥)一、实验目的1、从理论上了解金属箔式应变片的平衡电桥直流单臂桥的工作原理和工作情况。
2、了解金属箔式应变片的实际应用—测力。
二、实验器材CSY2000型传感器系统实验仪,本实验使用部件及单元有:直流稳压电源、电桥、差动放大器、称重传感器、电压表、砝码三、实验原理1、金属箔式应变片可以把应变的变化转化为电阻的变化,如果应变是由外力引起的,则电阻变化反映了外力的变化。
2、为了显示和记录应变的大小,就必须将电阻的变化通过测量电桥电路转化为电压或电流的变化。
3、测量电桥主要有平衡电桥和不平衡电桥两种,前者常用直流供电,并且在测试前和测试时需要两次平衡,一般用于静态应变测量;后者是利用电桥输出电流或电压与电桥各参数间的关系进行工作的,可满足动态应变的测量需要。
四、实验步骤1、观察整个传感实验仪的结构。
2、在确保线路正确接好之后才能开启电源。
3、旋钮初始位置为直流稳压电源±2V档,电压表2V档。
4、 将差动放大器调零。
差动放大器调零方法:用实验线将差动放大器的正负输入端和地端连接起来,将增益顺时针调到最大位置,然后将差动放大器输出端接到电压表的输入插口,打开电源,调整差动放大器的调零旋钮使电压表的示数为零。
5、 差动放大器调零后,关闭电源,拆除接线,差动放大器增益置中。
6、 根据图1所示的电路结构,利用电桥单元上的接线插孔和调零网络连接好测量线路(差动放大器接成同相或反相均可)。
图1 系统接线图7、 装上传感器称重托盘。
8、 将直流稳压电源转换到±4V 档,预热数分钟,调整电桥平衡电位器使电压表示数为零。
9、 为保证实验中输出指示不溢出,可先将10只20克的砝码全部放到托盘上,如果指示溢出,适当减小差动放大器增益直至不溢出。
10、在传感器托盘上放上一只砝码,记下此时的电压数值,然后每增加一个砝码记下一个数值,根据所得数据计算系统灵敏度S ,并作出V-W 关系曲线。
WVS ΔΔ=,ΔV 为电压变化率,ΔW 为相应的重量变化率。
五、实验数据及处理W(g)V(v)六、注意事项1、电桥上端虚线表示的四个电阻实际并不存在,仅作为一个标记供学生参考。
2、为确保实验中输出指示不溢出,可先将砝码加到最大重量,如果溢出则适当减小差动放大器的增益。
3、在做此实验时,低频振荡器的幅度关到最小,以减小它对直流电桥的影响。
七、问题与思考1、本实验电路对直流稳压电源有什么要求?对差动放大器有什么要求?2、根据图2的差动放大原理图,分析其工作原理,说明它既能做差动放大,又能做同相或反相放大器的原理。
实验二金属箔式应变片测力实验(交流全桥)一、实验目的1、交流供电的不平衡电桥的工作原理和工作情况。
2、了解交流供电的四臂电桥的原理和工作情况。
3、了解交流供电的金属箔式应变片的实际应用—测力。
二、实验器材CSY2000型传感器系统实验仪,本实验使用部件及单元有:音频振荡器、电桥、差动放大器、移相器、低通滤波器、电压表、砝码三、实验原理4、金属箔式应变片可以把应变的变化转化为电阻的变化,如果应变是由外力引起的,则电阻变化反映了外力的变化。
5、为了显示和记录应变的大小,就必须将电阻的变化通过测量电桥电路转化为电压或电流的变化。
6、测量电桥主要有平衡电桥和不平衡电桥两种,前者常用直流供电,并且在测试前和测试时需要两次平衡,一般用于静态应变测量;后者是利用电桥输出电流或电压与电桥各参数间的关系进行工作的,可满足动态应变的测量需要。
7、为了补偿电桥电路的非线性误差,可以采用差动电桥的方法,差动电桥分为半桥差动和全桥差动,在全桥差动的情况下,电桥的电压灵敏度比单臂电桥的灵敏度提高了四倍,并且还能起到温度补偿的作用,因此全桥差动电路得到了广泛的应用。
8、 本实验中就是采用交流差动全桥,其原理图如图1所示。
9、 全桥差动电路的输出电压为:11210R R U U U U Δ=−=四、实验步骤1、 将差动放大器调零,方法见实验一。
2、 按照图2接线。
图2 系统接线图图中,R1~R4为应变片,W1、W2、C 、r 为调平衡网络,电桥激励必须从LV 插口输出。
3、 调好移相器。
方法是将音频振荡器的信号引入移相器的输入端(音频信号从0°或180°输出均可),然后将示波器的两根输入线分别接到移相器的输入端和输出端,调整示波器,观察示波器的波形。
旋转移相器上的旋钮,观察两个波形间的相位的变化,使信号与输入相同。
4、在传感器上加上砝码进行标定,并记录标定数据。
5、在传感器上加上一个重量未知的重物,记下电压表的读数。
6、根据记录的数据,得出重物的重量。
五、实验数据及处理1、梁标定数据W(g)V(v)2、传感器标定数据W(g)V(v)3、重物在梁端时的电压表读数为(),重物在传感器上的电压表读数为()。
4、根据数据,得出重物的重量为()六、注意事项4、砝码应该放在梁端的磁铁上。
5、在悬臂梁系统的自由端部不能与外界碰擦。
七、问题与思考如果将该交流全桥作为电子秤的方案投入实际的应用,你认为还有哪些部分需要改进。
实验三 差动式电容传感器实验一、实验目的4、 了解差动式电容传感器的原理5、 了解差动式电容传感器的特性6、 通过实验计算出系统的灵敏度二、实验器材1、CSY2000型传感器系统实验仪,本实验使用部件及单元有: 电容传感器、差动放大器、低通滤波器、V/F 表、激振器2、示波器三、实验原理电容传感器是以电容为传感元件,将被测物理量变化转变为电容量变化进行测量的,平板电容器的电容为:ddC r 0AAεεε==式中,A 为极板面积,ε为极板间介电系数,r ε为相对介电系数,0ε为真空介电系数(常数),为极板间距离,由上式可知,d r ε、A 、d 发生变化就会引起电容变化。
变面积式电容传感器就是利用极板面积A 的变化进行位移变化测量的。
图1为直线位移电容传感器原理。
当动极板移动x Δ后,面积A 就改变,电容也发生改变,值为:x dbC dx a b C X Δ−=Δ−=εε0)(从而电容的变化值为:ax C C C C X Δ−=−=Δ00 灵敏度为:dbx C S n ε=ΔΔ−= 由此可见,变面积电容式传感器的输出特性是线性的,其灵敏度为常数,增大极板边长,减小极板间隙可以提高灵敏度,为了避免边沿电场影响其线性特性,极板另一边长度不宜过小。
四、实验步骤1、 差动放大器调零。
2、 实验接线图如图2所示。
图2 实验接线图3、 差动放大器增益旋钮置于中间,V/F 表打到2V ,调节测微头,使输出为零。
4、 旋动测微头,每次0.5mm ,记下此时测微头的读数以及电压表的读数,直到电容动片与上(或下)静片覆盖面积最大为止。
5、 退回测微头至初始位置,并开始以反方向旋动,重复上述步骤4,并记下测微头的读数以及电压表的读数X (mm )和V (mV )。
6、 根据实验数据计算系统的灵敏度xCS n ΔΔ−=,并作出V-X 曲线。
7、卸下测微头,断开电压表,接通激振器,用示波器观察输出波形。
五、数据记录和处理1、第一组V-X数据X(mm)V(mV)2、第二组V-X数据X(mm)V(mV)3、作出V-X曲线S4、计算灵敏度(自行设计表格并计算)n实验四热敏电阻测温实验一、 实验目的1、了解NTC热敏电阻的热敏现象,即观察其电阻值随温度的变化情况。
2、了解热敏电阻的类别、特性和主要参数。
二、实验器材CSY2000型传感器系统实验仪,本实验使用部件及单元有:加热器、热敏电阻、直流稳压电源、电压表三、实验原理1、热敏电阻分类及主要用途热敏电阻的温度系数有正有负,因此分为PTC热敏电阻(正温度系数)和NTC 热敏电阻(负温度系数)。
PTC突变型热敏电阻的温度范围较窄,常用于恒温加热控制或温度开关,也可用于彩电中自动消磁元件,功率型PTC也可作为发热元件使用,缓变型PTC则用于温度补偿或温度测量。
NTC热敏电阻的测量范围通常较宽,在-50℃-+300℃,主要用于温度测量,在点温、表面温度、温差、温场等测量中得到日益广泛的应用,同时也广泛用于自动控制和电子线路的热补偿线路中,具有体积小,重量轻,热惯性小,工作寿命长,价格便宜等优点,并且本身电阻值大,可忽略引线长度带来的误差,适用于远距离传输。
其缺点主要是非线性大,稳定性差,有老化现象,误差较大,一致性差等,一般只用于低精度的温度测量。
2、热敏电阻的特性和参数热敏电阻的主要特性包括:电阻-温度特性、伏-安特性和安-时特性,主要参数包括标称电阻值、电阻温度系数(热敏电阻的温度变化1℃时电阻值的变化率)、耗散系数、热容量、能量灵敏度和时间常数。