传感器原理与应用实验报告
传感器实验报告
传感器原理及应用实验报告实验一 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， 并掌握单臂电桥工作原理和性能。
二、 基本原理:1、 应变片的电阻应变效应所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。
以圆柱形导体为例：设其长为：L 、半径为 r 、材料的电阻率为ρ 时，根据电阻的定义式得)2^r /(/πρρL A L R ==（ 1—1）当导体因某种原因产生应变时，其长度 L 、截面积 A 和电阻率ρ 的变化为 dL 、dA 、 d ρ相应的电阻变化为 dR 。
对式（1—1）全微分得电阻变化率dR/R 为： ρρ//2//d d r dr L dL R R +-= （1—2）式中：dL/L 为导体的轴向应变量εL;dr/r 为导体的横向应变量εr 。
由材料力学得：εL= -μεr(1—3)，式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3～0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。
将式（1—3）代入式（1—2）得：ρρξμ/)21(/dR d R ++=（1—4）式（1—4）说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变（几何效应）和本身特有的导电性能（压阻效应）。
2、 应变灵敏度它是指电阻应变片在单位应变作用下所产生的电阻的相对变化量。
金属导体的应变灵敏度 K ：主要取决于其几何效应；可取 ξμ)21(/d +≈R R （ 1—5）其灵敏度系数为：)21()/(d μξ+=R R)21()/(d K μξ+==R R金属导体在受到应变作用时将产生电阻的变化，拉伸时电阻增大，压缩时电阻减小，且与其轴向应变成正比。
金属导体的电阻应变灵敏度一般在2左右。
3、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左右的金属丝或金属箔制成，如图1—1所示。
传感器原理及实验报告
传感器原理及实验报告传感器原理及实验报告引言：传感器是一种能够将非电气量转化为电信号的装置，广泛应用于各个领域，如工业自动化、环境监测、医疗设备等。
本文将介绍传感器的基本原理，并通过实验报告展示传感器在温度检测方面的应用。
一、传感器的基本原理传感器的基本原理是利用物理、化学等原理将被测量的非电气量转化为电信号。
常见的传感器类型包括温度传感器、压力传感器、光敏传感器等。
以温度传感器为例，其工作原理是基于物体的温度变化对电阻值的影响。
二、实验目的本实验旨在通过使用温度传感器，测量不同物体的温度变化，并分析实验结果。
三、实验装置1. Arduino开发板2. 温度传感器3. 连接线4. 电脑四、实验步骤1. 将温度传感器连接到Arduino开发板上的模拟输入引脚。
2. 打开Arduino开发环境，编写程序以读取传感器的电压值。
3. 将温度传感器接触不同物体的表面，记录下相应的电压值。
4. 将电压值转化为温度值，并记录下实验结果。
5. 分析实验结果，探讨不同物体的温度变化规律。
五、实验结果与讨论实验中，我们将温度传感器接触了三种不同物体的表面：水杯、金属块和塑料块。
记录下的电压值如下表所示：物体电压值（V）水杯 1.23金属块 0.98塑料块 1.67通过将电压值转化为温度值的公式，我们得到了如下结果：物体温度值（℃）水杯 25.6金属块 20.3塑料块 34.8从实验结果可以看出，不同物体的温度值存在明显的差异。
这是因为不同物体的导热性质不同，导致温度传感器接触到的表面温度也不同。
六、结论通过本次实验，我们了解了传感器的基本原理，并通过温度传感器的实验展示了其在温度检测方面的应用。
实验结果表明，温度传感器可以准确地测量不同物体的温度变化，并为我们提供了有价值的信息。
七、进一步探讨除了温度传感器，还有许多其他类型的传感器可以用于不同的应用。
例如，压力传感器可以用于测量液体或气体的压力变化，光敏传感器可以用于检测光线强度的变化。
传感器的原理与应用物理实验报告
传感器的原理与应用物理实验报告实验目的掌握传感器的基本原理，并通过实验了解传感器在物理应用中的具体应用。
实验器材和试剂•传感器模块•Arduino开发板•Jumper wires•电脑或笔记本电脑实验原理传感器是一种能够感知、判断和响应外界物理量的装置。
它能够将感受到的物理量转换为可被电子设备识别的信号，并通过算法进行处理。
本实验主要介绍两种常见的传感器：温度传感器和光敏传感器。
温度传感器温度传感器是一种可以测量环境温度的传感器。
它采用了温度和电阻之间的线性关系，通过测量电阻值的变化来反映所测量物体的温度。
常用的温度传感器有NTC（Negative Temperature Coefficient）和PTC（Positive Temperature Coefficient）两种类型。
光敏传感器光敏传感器是一种可以感知环境中光照强度的传感器。
它可以将光的能量转化为电能，并输出相应的电压信号。
根据工作原理的不同，光敏传感器分为光敏电阻和光电二极管两种。
实验步骤1.将Arduino开发板与电脑连接，并通过Arduino IDE软件编写代码。
2.将温度传感器模块连接到Arduino开发板的数字引脚。
3.编写代码，读取从温度传感器传输的数据，并将其转换为实际温度值。
4.将光敏传感器模块连接到Arduino开发板的模拟引脚。
5.编写代码，读取从光敏传感器传输的数据，并将其转换为实际光照强度。
6.运行代码，观察温度和光照强度的变化，并记录数据。
7.根据记录的数据，分析温度和光照强度之间的关系。
实验结果与分析通过实验我们得到了一组温度和光照强度的数据。
通过分析这些数据，我们可以得出温度和光照强度之间的关系。
例如，随着温度的升高，光照强度可能会增加或减少。
这个关系可以被用来设计和控制一些具有温度敏感性的系统，如温室控制系统或温度调节器。
实验总结通过本实验，我们了解了传感器的基本原理，并学会了如何使用传感器进行物理实验。
传感器实验总结报告范文(3篇)
第1篇一、实验背景随着科技的飞速发展，传感器技术在各个领域都得到了广泛的应用。
传感器作为一种将非电学量转换为电学量的装置，对于信息采集、处理和控制具有至关重要的作用。
本实验旨在通过一系列传感器实验，加深对传感器基本原理、工作原理和应用领域的理解。
二、实验目的1. 了解传感器的定义、分类和基本原理。
2. 掌握常见传感器的结构、工作原理和特性参数。
3. 熟悉传感器在信息采集、处理和控制中的应用。
4. 培养动手操作能力和分析问题、解决问题的能力。
三、实验内容本次实验共分为以下几个部分：1. 压电式传感器实验- 实验目的：了解压电式传感器的测量振动的原理和方法。
- 实验原理：压电式传感器由惯性质量块和受压的压电片等组成。
工作时传感器感受与试件相同频率的振动，质量块便有正比于加速度的交变力作用在晶片上，由于压电效应，压电晶片上产生正比于运动加速度的表面电荷。
- 实验步骤：1. 将压电传感器装在振动台面上。
2. 将低频振荡器信号接入到台面三源板振动源的激励源插孔。
3. 将压电传感器输出两端插入到压电传感器实验模板两输入端，与传感器外壳相连的接线端接地，另一端接R1。
将压电传感器实验模板电路输出端Vo1，接R6。
将压电传感器实验模板电路输出端V02，接入低通滤波器输入端Vi，低通滤波器输出V0与示波器相连。
4. 合上主控箱电源开关，调节低频振荡器的频率和幅度旋钮使振动台振动，观察示波器波形。
5. 改变低频振荡器的频率，观察输出波形变化。
2. 电涡流传感器位移特性实验- 实验目的：了解电涡流传感器测位移的原理和方法。
- 实验原理：电涡流传感器利用电磁感应原理，当传感器靠近被测物体时，在物体表面产生涡流，通过检测涡流的变化来测量物体的位移。
- 实验步骤：1. 将电涡流传感器安装在实验平台上。
2. 调整传感器与被测物体的距离，观察示波器波形变化。
3. 改变被测物体的位移，观察示波器波形变化。
3. 光纤式传感器测量振动实验- 实验目的：了解光纤传感器动态位移性能。
传感器原理及应用实验报告的
传感器原理及应用实验报告的传感器原理及应用实验报告1. 引言传感器是一种能够将物理量转化为可测量的电信号的装置，广泛应用于各个领域，如工业控制、医疗监护、环境监测等。
本实验旨在探究传感器的工作原理，并通过一系列的应用示例，展示传感器在实际应用中的优势和价值。
2. 传感器的工作原理传感器的工作原理基于不同的物理原理，常见的有电阻、电容、磁性、光电等原理。
以电阻式传感器为例，其基本原理是通过测量感应电阻的变化来获得目标物理量的信息。
当被测量物理量发生变化时，传感器内部的电路会产生相应的变化，这种变化可以通过电压、电流等形式的输出信号来实现。
3. 传感器的分类与应用3.1 光电传感器光电传感器利用光敏元件（如光电二极管、光电三极管等）对光信号进行感知，并将其转化为电信号。
光电传感器广泛应用于工业自动化控制、安防监控、光电测距等领域。
3.2 压力传感器压力传感器通过测量物体受到的外部压力，将其转化为电信号。
压力传感器在汽车制造、气体检测、医疗器械等领域有着重要的应用。
3.3 温度传感器温度传感器通过测量物体的温度变化，将其转化为电信号。
温度传感器广泛应用于气象观测、温控设备、冷链物流等领域。
3.4 加速度传感器加速度传感器用于测量物体的加速度或振动状态，常见于汽车安全系统、运动监测、智能手机等设备中。
3.5 湿度传感器湿度传感器用于测量空气中的湿度水分含量，广泛应用于农业、气象观测、室内环境监测等领域。
4. 传感器应用实例4.1 工业领域在工业自动化领域，传感器起着至关重要的作用。
通过使用温度传感器和压力传感器，可以实现对生产过程中温度和压力的监测与控制，提升生产效率和质量。
4.2 医疗监护传感器在医疗监护领域也广泛应用。
心电传感器可以实时监测患者的心电图数据；血氧传感器可以测量血氧饱和度；体温传感器可以监测患者体温的变化，及时发现异常情况。
4.3 环境监测传感器在环境监测领域具有重要作用。
空气质量传感器可以检测空气中的恶劣气体浓度；水质传感器可以监测水质的污染程度；土壤湿度传感器可以及时监测土壤的湿度状况。
传感器原理及应用一实验报告
传感器原理及应用（一）工程物理系 工物22 方侨光 022041【实验一】热电传感器——热电偶一、实验目的观察了解热电偶的结构，熟悉热电偶的工作特性，学会查阅热电偶分度表。
二、实验原理热电偶是热电式传感器种的一种，它可将温度变化转化成电势的变化，其工作原理是建立在热电效应的基础上的。
即将两种不同材料的导体组成一个闭合回路，如果两个结电的温度不同，则回路中将产生一定的电流（电势），其大小与材料的性质和结点的温度有关。
因此只要保持冷端温度T 0不变，当加热结点时，热电偶的输出电势E 会随温度T 变化，通过测量此电势即可知道两端温差，从而实现温度的测量。
电势E 和温度T 之间的关系是利用分度表的形式来表达的，在制分度表时，通常采用热电偶的冷端温度T 0=0℃条件下测得的，所以在使用热电偶时，只有满足T 0=0℃的条件，才能直接使用分度表。
在实际工况环境中，由于冷端温度不是0℃而是某一温度Tn ，因此在使用分度表前要对所测电动势进行修正。
E(T ，T 0) = E(T ，T n ) + E(T n ，T 0) 即： 实际电动势 = 仪表指示值 + 温度修正值 式中E 为热电偶的电动势，T 为热电偶的热端温度，T 0为热电偶参考端温度为0℃，T n 为热电偶参考端所处的温度。
三、实验结果T n =21.0℃ 查表得到修正值：E(T n ，T 0)=0.832mV 加热前，电压表读数：0.008V 加热后，电压表读数：-0.171V于是得到：E(T ，T n )=179/200mV=0.895mV 从而得到实际电动势：E(T ，T 0)=1.727mV 查表可得：T=42.7℃【实验二】热敏电阻测温度一、实验目的观察了解热敏电阻的结构，熟悉热敏电阻的工作特性，学会使用热敏电阻测温。
二、实验原理本实验中所用热敏电阻为负温度系数。
其定义为热敏电阻在其自身温度变化1℃时，电阻值的相对变化量，可用下式表示为：21T T dR BR dT Tα==-式中B 为热敏电阻常数。
《传感器原理及应用》电涡流传感器的位移特性实验
《传感器原理及应用》电涡流传感器的位移特性实验报告1.实验功能要求了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性；了解不同的被测材料对电涡流传感器性能的影响：了解电涡流传感器在实际应用中其位移与被测体的形状和尺寸有关。
2.实验所用传感器原理基本原理：电涡流式传感器是一种建立在涡流效应源理上的传感器。
电涡流式传感器由传感器线圈和被测物体(导电体一金属涡流片)组成，根据电磁感应原理，当传感器线圈(一个扁平线圈)通以交变电流(频率较高，一般为1MHz~2MHz)I₁时，线圈周围空间会产生交变磁场H₁，当线圈平面靠近某一导体面时，由于线圈磁通链穿过导体，使导体的表面层感应出呈旋涡状自行闭合的电流J₂，而I₂所形成的磁通链又穿过传感器线圈，这样线圈与涡流“线圈”形成了有一定耦合的互感，最终原线圈反馈一等效电感，从而导致传感器线圈的阻抗Z发生变化。
我们可以把被测导体上形成的电涡等效成一个短路环。
图中R₁、L₁为传感器线圈的电阻和电感。
短路环钉以认为是一匝短路线圈，其电阻为R₂、电感为L₂。
线圈与导体间存在一个互感M，它随线圈与导体间距的减小而增大。
电涡流变换器原理图3.实验电路图2 电涡流传感器安装示意图图3 电涡流传感器接线图3.实验过程1、接线：按图3-1-5示意接线，将测微头钉始位置调到0mm或者1mm，作为位移起点(也可以选择15mm左右作为位移起点，从0mm逆时针测到15mm，与从15mm顺时针测到0mm，效果相似)，调整电涡流传感器高度与电涡流检测片(大圆振动台上的小圆片)相贴时拧紧轴套紧固螺钉。
2、计数：将电压表(F/V表)量程切换开关切换到20V档，检查接线无误后扛开主、副电源(在涡流变换器输入端可接示波器观测振荡波形)，记下电压表读数，然后从0mm逆时针(此时电涡流线圈与其检测片间距为零，互感为零，M=0)调节测微头微分筒每隔0.2mm读一个数，直到输出Vo变化很小为止并记入表1.3、根据表1数据作出V-X实验曲线。
《传感器原理及应用》扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验报告
《传感器原理及应用》扩散硅压阻式压力传感器的压力测
量实验报告
1.实验功能要求
了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法。
2.实验所用传感器原理
压阻压力传感器是指利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。
单晶硅材料在受到力的作用后，电阻率发生变化，通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。
它又称为扩散硅压阻压力传感器，它不同于粘贴式应变计需通过弹性敏感元件间接感受外力，而是直接通过硅膜片感受被测压力的。
3.实验电路
4.实验过程
1.按图10-2接好“差动放大器”与“电压放大器”，“电压放大器”输出端接数显直流电压表，选择20V档，打开直流开关电源。
2.调节“差动放大器”与“电压放大器”的增益调节电位器到适当位置并保持不动，用导线将“差动放大器”的输入端短接，然后调节调零电位器使直流电压表20V档显示为零。
3.取下短路导线，并按图10-2连接“压力传感器”与“分压器”。
4.气室的活塞退回到刻度“17”的小孔后，使气室的压力相对大气压均为0，气压计指在“零”刻度处，将“压力传感器”的输出接到差动放大器的输入端，调节Rw1使直流电压表20V档显示为零。
5.增大输入压力到0.01MPa，每隔0.005Mpa记下“电压放大器”输出的电压值U。
直到压强达到0.095Mpa；填入表。
5.实验结果
绘制P1-Uo2曲线：
y=p1*x+p2
P1=110.3
P2=0.87657
由图读出m=0.392
故灵敏度S=△U/ΔP =P1=110.3v/kp
非线性误差δf=(0.392/11.4)X100%=3.5%。
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传感器原理与应用
实验报告
分校：
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实验一 电阻应变式传感器实验
实验成绩 批阅教师
一． 实验目的
1．熟悉电阻应变式传感器在位移测量中的应用
2．比较单臂电桥、双臂电桥和双差动全桥式电阻应变式传感器的灵敏度 3．比较半导体应变式传感器和金属电阻应变式传感器的灵敏度 4．通过实验熟悉和了解电阻应变式传感器测量电路的组成及工作原理 二．实验内容
1．单臂电桥、双臂电桥和双差动全桥组成的位移测量电路， 2．半导体应变式传感器位移测量电路。
三．实验步骤
1．调零。
开启仪器电源，差动放大器增益置100倍（顺时针方向旋到底），“＋、－”输入端用实验线对地短路。
输出端接数字电压表，用“调零”电位器调整差动放大器输出电压为零，然后拔掉实验线。
调零后电位器位置不要变化。
如需使用毫伏表，则将毫伏表输入端对地短路，调整“调零”电位器，使指针居“零”位。
拔掉短路线，指针有偏转是有源指针式电压表输入端悬空时的正常情况。
调零后关闭仪器电源。
2．按图（1）将实验部件用实验线连接成测试桥路。
桥路中R 1、R 2、R 3、和W D
为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器，R 为应变片（可任选上、下梁中的一片工作片）。
直流激励电源为±4V 。
图（1）
测微头装于悬臂梁前端的永久磁钢上，并调节使应变梁处于基本水平状态。
3．接线无误后开启仪器电源，预热数分钟。
调整电桥W D 电位器，使测试系统输出为零。
1． 旋动测微头，带动悬臂梁分别作向上和向下的运动，以悬臂梁水平状态下电路输出电压为零起点，向上和向下移动各6mm ，测微头每移动1mm 记录一
＋
个差动放大器输出电压值，并列表。
2．计算各种情况下测量电路的灵敏度S。
S＝△U／△x
表1 金属箔式电阻式应变片单臂电桥
表2 金属箔式电阻式应变片双臂电桥
表3 半导体应变片双臂电桥
实验二 差动变压器实验
实验成绩 批阅教师
一．实验目的：
了解差动变压器的基本结构及原理，通过实验验证差动变压器的基本特性。
二．实验原理：
差动变压器由衔铁、初级线圈、次级线圈和线圈骨架等组成。
初级线圈做为差动变压器激励用，相当于变压器的原边，次级线圈由两个结构尺寸和参数相同的线圈反相串接而成，相当于变压器的副边。
差动变压器是开磁路，工作是建立在互感基础上的。
其原理及输出特性见图（1）
图（1）
1．变压器由一只初级线圈和二只次线圈及铁芯组成，根据内外层排列不同，有二段式和三段式，
本实验采用三段式结构。
当传感器随着被测体移动时，由于初级线圈和次级线圈之间的互感发生变化促使次级线圈感应电势产生变化，一只次级感应电势增加，另一只感应电势则减少，将两只次级反向串接，就引出差动输出。
其输出电势则反映出被测体的移动量。
2．由于差动变压器二只次级线圈的等效参数不对称，初级线圈的纵向排列的不均匀性，二次级的不均匀、不一致，铁芯B －H 特性的非线性等，因此在铁芯处于差动线圈中间位置时其输出电压并不为零。
称其为零点残余电压。
3．压电式传感器由惯性质量块和受压的压电片等组成。
(观察实验用压电加速度结构)工作时传感器感受与试件相同频率的振动，质量块便有正比于加速度的交变力作用在晶片上，由于压电效应，压电晶片上产生正比于运动加速度的表面电荷。
示波器
三、实验所需部件：
差动变压器、音频振荡器、测微头、示波器。
四、实验步骤：
1．按图（2）接线，差动变压器初级线圈必须从音频振荡器LV端功率输出，双线示波器第一通道灵敏度500mv/格，第二通道10mv／格。
2．音频振荡器输出频率5KHZ，输出值V
为1.5V。
P-P
3．用手提压变压器磁芯，观察示波器第二通道波形是否能过零翻转，如不能则改变两个次级线圈的串接端。
4．旋动测微头，带动差动变压器衔铁在线圈中移动，从示波器中读出次级输出电压V
值，读数过程中应注意初、次级波形的相位关系。
P-P
5．仔细调节测微头使次级线圈的输出波形至不能再小，这就是零点残余电压。
可以看出它与输入电压的相位差约为π／2，是基频分量。
表1 相敏检波器输入/输出关系
实验三热敏式温度传感器测温实验
实验成绩批阅教师
一、实验原理：
用半导体材料制成的热敏电阻具有灵敏度高，可以应用于各领域的优点，热电偶一般测高温线性较好，热敏电阻则用于200℃以下温度较为方便，本实验中所用热敏电阻为负温度系数。
温度变化时热敏电阻阻值的变化导致运放组成的压/阻变换电路的输出电压发生相应变化。
二、实验所需部件：
热敏电阻、温度变换器、电压表、温度计（可用仪器中的P－N结温度传感器或热电偶作测温参考）。
三、实验步骤：
1．观察装于悬臂梁上封套内的热敏电阻，将热敏电阻接入温度变换器Rt 端口，调节“增益”旋钮，使加热前电压输出Vo端电压值尽可能大但不饱和。
用温度计测出环境温度To 并记录。
2. 打开加热器，观察温度的温升和温度变换器Vo端的输出电压的变化情况，每升温1℃记录一个电压值，待电压稳定后记下最终温度T。
电压稳定时的温度为，此时电压为
求出灵敏度S。
S＝△V／△T=
3．负温度系数热敏电阻的电阻温度特性可表示为：
Rt ＝ Rto exp Bn (1/T – 1/To)
式中Rt、Rto分别为温度T、To时的阻值，Bn为电阻常数，它与材料激活能有关，一般情况下，Bn=2000~6000K，在高温时使用，Bn值将增大。