传感器实验指导书【选
传感器实验指导书
实验指导书实验一、箔式应变片的温度效应及补偿实验目的：1、认识环境温度变化对传感器输出的影响(零点漂移、灵敏度漂移)；2、 掌握差动电桥电路对温漂的抑制；3、 了解差动电桥电路抗干扰能力。
实验原理：传感器输出不仅反映被测量，环境的其它物理量（温度、电磁、偏载等等）也会对传感器的输出产生影响，即产生干扰。
为了提高测量精度，需提高传感器抗干扰能力，即干扰补偿。
一种有效的补偿措施是差动传感器方法。
含干扰的传感器静态数学模型为：)(3210T f X a X a X a a Y n n +++++=若传感器采用差动方法则有：)()(2222155331T f T f X a X a X a Y -++++=式中，)(T f 为干扰量产生的输出，)(1T f 、)(2T f 为两差动转换元件产生的输出。
通常干扰为共模干扰，即)(1T f 、)(2T f 同号，这样差动传感器的干扰减小，若传感器转换元件完全对称，即)(1T f 、)(2T f 完全相等，则干扰输出为零。
由工艺原因，传感器结构不可能完全对称，即通过差动方法不能完全消除干扰，或是传感器不能采用差动结构，传感器的干扰通常还需采取其它补偿措施。
实验步骤：1、连接主机与模块电源连接线，差动放大器增益置于最大位置(顺时针方向旋到底)，差动放大器“+”“-”输入端对地用实验线短路。
输出端接电压表2V 档。
开启主机电源，用调零电位器调差动放大器输出电压为零，然后拔掉实验线，调零后模块上的“增益、调零”电位器均不应再变动。
2、 观察贴于悬臂梁根部的应变片的位置与方向，按图(1)将所需实验部件连接成测试桥路，图中R1、R2、R3分别为固定标准电阻，R 为应变片(可选上梁或下梁中的一个工作片)，图中每两个节之间可理解为实验连接线，注意连接方式，勿使直流电源激励电源短路。
将螺旋测微仪装于应变悬臂梁前端永久磁钢上，并调节测微仪使悬臂梁基本处于水平位置。
3、确认接线无误后开启主机，并预热数分钟，使电路工作趋于稳定。
传感器实验指导书
传感器实验指导书 Revised at 2 pm on December 25, 2020.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。
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。
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。
实验二声音传感器应用实验-声控LED旋律灯一、实验目的：1、了解声音传感器的工作原理及应用；2、掌握声音传感器与三极管的组合电路调试。
二、实验仪器与元件：1、直流稳压电源、数字万用表、电烙铁等；2、电子元件有：声音传感器（带脚咪头）1个；弯座1个；线1个；5MM白发蓝LED 5个；9014三极管 2个1M电阻 1个；10K电阻 1个；电阻 1个；1UF电解电容 1个；47UF电解电容1个；万能电路板一块。
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。
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使用说明实验仪主要由实验工作台、处理电路、信号与显示电路三部分组成。
一、实验仪的传感器配置及布局是：四片金属箔式应变计：位于仪器顶部的实验工作台部分，左边是一副双孔称重传感器，四片金属箔式应变计贴在双孔称重传感器的上下两面，受力工作片分别用符号和表示。
可以分别进行单臂、半桥和全桥的交、直流信号激励实验。
请注意保护双孔悬臂梁上的金属箔式应变计引出线不受损伤。
电容式：由装于圆盘上的一组动片和装于支架上的两组定片组成平行变面积式差动电容，线性范围≥3mm。
电感式（差动变压器）：由初级线圈Li和两个次级线圈L。
绕制而成的空心线圈，圆柱形铁氧体铁芯置于线圈中间，测量范围>10mm。
电涡流式：多股漆包线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成的传感器，线性范围>1mm。
压电加速度式：位于悬臂梁自由端部，由PZT-5双压电晶片、铜质量块和压簧组成，装在透明外壳中。
磁电式：由一组线圈和动铁（永久磁钢）组成，灵敏度0.4V/m/s。
热电式（热电偶）：位于仪器顶部的实验工作台部分，左边还有一副平行悬臂梁，上梁表面安装一支K分度标准热电偶，冷端温度为环境温度。
热敏式：平行悬臂梁的上梁表面还装有玻璃珠状的半导体热敏电阻MF-51，负温度系数，25℃时阻值为8~10K。
光电式传感器装于电机侧旁。
为进行温度实验，左边悬臂梁之间装有电加热器一组，加热电源取自15V直流电源，打开加热开关即能加热，加热温度通常高于环境温度30℃左右，达到热平衡的时间随环境温度高低而不同。
需说明的是置于上梁上表面的温度传感器所感受到的温度与在两片悬臂梁之间电加热器处所测得的温度是不同的。
霍尔式：半导体霍尔片置于两个半环形永久磁钢形成的梯度磁场中，线性范围≥3mm 。
MPX 压阻式：摩托罗拉扩散硅压力传感器，差压工作，测压范围0~50KP 。
精度1%。
（CSY10B ）湿敏传感器：高分子湿敏电阻，测量范围：0~99%RH 。
气敏传感器：MQ3型，对酒精气敏感，测量范围10-2000PPm ，灵敏度RO/R ＞5。
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传感器特性实验目录传感器特性实验目录 (1)一、基础型实验部分 (3)实验一金属箔式应变片单臂电桥性能实验 (3)实验二金属箔式应变片半桥性能实验 (5)实验三金属箔式应变片全桥性能实验 (6)实验四金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较 (7)实验五金属箔式应变片全桥温度影响实验 (8)实验六直流全桥的应用—电子秤实验 (9)实验七交流全桥的应用—振动测量实验 (9)实验八压阻式压力传感器压力测量实验 (11)* 实验九扩散硅压阻式压力传感器差压测量 (13)实验十差动变压器位移性能实验 (14)实验十一激励频率对差动变压器特性的影响 (16)实验十二差动变压器零点残余电压补偿实验（1、2） (17)实验十三差动变压器的应用—振动测量实验 (19)实验十四电容式位移传感器位移测量实验 (21)实验十五电容式位移传感器的动态特性实验 (23)实验十六直流激励时接触式霍尔位移传感器特性实验 (25)实验十七交流激励时霍尔式位移传感器特性实验 (26)实验十八霍尔位移传感器振动测量 (27)实验十九霍尔式位移传感器的应用―电子秤实验 (28)实验二十霍尔转速传感器测速实验 (28)实验二十一磁电式转速传感器测速实验 (29)* 实验二十二用磁电式传感器测量振动实验 (30)实验二十三压电式传感器振动测量实验 (31)实验二十四电涡流传感器位移实验 (32)实验二十五被测体材质对电涡流传感器特性影响实验 (33)实验二十六被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验 (34)实验二十七电涡流传感器测量振动实验 (35)实验二十八电涡流传感器的应用―电子秤实验 (36)* 实验二十九电涡流转速传感器 (37)实验三十光纤传感器的位移特性实验 (38)实验三十一光纤传感器测量振动实验 (39)实验三十二光纤传感器测量转速实验 (40)实验三十三光电转速传感器的转速测量实验 (41)实验三十四利用光电传感器测转速的其它方案* (43)实验三十五热电偶测温性能实验 (43)实验三十六热电偶冷端温度补偿实验 (45)实验三十七热电阻测温特性实验 (46)实验三十八集成温度传感器温度特性实验 (48)实验三十九气体流量的测定实验* (51)实验四十气敏(酒精)传感器气体浓度测量实验 (52)实验四十一湿度传感器湿度测量实验 (53)实验四十二移相器实验 (53)实验四十三相敏检波器实验 (55)实验四十四SET传感器特性实验软件操作 (59)二、增强型实验部分 (65)实验一热释电远红外传感器辐射特性 (65)实验二--- 实验五、光电传感器特性实验（光敏电阻、光电池、光敏二极管、光敏三极管） (67)实验六光纤温度传感器实验 (70)实验七光纤压力传感器实验 (71)实验八光栅位移传感器（原理型）实验 (71)实验九增量型光电编码器传感器（原理型）实验 (73)实验十超声测距传感器实验 (74)* 实验十一超声波传感器的运用 (75)实验十二矩传感器原理实验 (75)* 实验十三扭矩传感器的不同形式 (77)实验十四PSD位置传感器位置测量实验 (77)实验十五PSD位置传感器微振动测量实验 (79)* 实验十六PSD位置传感器用于自动定位 (79)实验十七CCD图像传感器线（圆）径测量实验 (79)实验十八J型热电偶温度特性实验 (83)实验十九T型热电偶温度特性实验 (83)实验二十半导体热敏电阻温度特性实验 (83)实验二十一表面无损探伤实验 (83)实验二十二指纹传感器（带控制输出）认知实验 (84)* 实验二十三指纹传感器计算机图像采集实验 (88)* 实验二十四红外辐射温度传感器实验 (88)* 实验二十五颜色识别传感器颜色识别实验 (89)* 实验二十六微波传感器运用实验 (90)* 实验二十七zigbee无线传感器网络实验 (90)* 实验二十八光栅位移传感器（测量型）实验（1） (90)* 实验二十九光栅位移传感器（测量型）实验（2） (91)* 实验三十环境监测实验（另附）一、基础型实验部分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。
传感器实训指导书
扬州高等职业技术学校实训指导书2011—2012学年第二学期课程名称传感器课程类别实训专业模具授课班级10205授课教师胡冯仪《传感器》实训指导书实验一、YL-CG2003型传感器实验台仪器的使用一、电源部分1.总电源空气式带漏电保护开关切换整个实验台的单相220V电源，额定电流最大为3A，安全可靠。
2.指示灯—电源插入电网后即亮，表示实验台已接入电源。
3.AC220输出双路多功能插座可输出220V单相电源，功率不大于300W二、温度控制部分1.温度控制仪面板说明（1）将K型热电偶接入主控箱面板温度中的Ei（+、-）标准值插孔中，合上热源开关。
仪表将首先按A、B、C程序自检2.通过切换开关可控制直流电压表输入端。
当为内接输入位置可测量指示2V-15V直流稳压输出电压。
外接输入分两档0-2V或0-20V。
A、所有数码管及所有指示灯全部点亮，用来检测发光系统是否正常，此时如发现有不能点亮的发光文件，请停止使用该仪表送修。
B、PV窗口显示“TYPE”，SV窗口显示仪表目前所应配输入类型。
C、显示仪表的控制范围，SV窗口显示下限测量控制值，PV窗口显示上限控制值。
（2）仪表进行完以上三步自检后，即投入正常测控状态，上排PV窗口显示测量值，下排SV 窗口设定值。
（3）要想修改设定值，请在正常显示方式下，按一下SET键，PV窗口显示，“SP”，SV窗口显示已设置的值，此时按▲键向上调节设定值,按键▼向下调节设定值。
2.温控仪电源开关—控制整个温控部分电源开或关。
（1）指示灯一亮表示电源部分总电源开关已打开，实验仪在工作。
（2）温控传感器输入插口一通过JK插头与9号温度实验模块E型热电偶连接用。
（3）加热源电源输出端—可提供20V交流5A功率电源。
与9号实验模块电源输入端进行加热温控。
控制温度精度±1℃。
三、数显单元和2V～15V直流电源部分1.直流电压显示为132数字电压表读数V。
2.通过切换开关可控制直流电压表输入端。
《传感器》实验指导书
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、实验仪器双杆式悬臂梁应变传感器、托盘、砝码、数显电压表、±5V 电源、差动放大器、电压放大器、万用表（自备） 三、实验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ε⋅=∆k RR（1-1） 式中RR∆为电阻丝电阻相对变化； k 为应变灵敏系数；ll∆=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组件。
如图1-1所示，将四个金属箔应变片（R1、R2、R3、R4）分别贴在双杆式悬臂梁弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随悬臂梁形变被拉伸或被压缩。
图1-1 双杆式悬臂梁称重传感器结构图通过这些应变片转换悬臂梁被测部位受力状态变化，可将应变片串联或并联组成电桥。
电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图1-2所示R6=R7=R8=R 为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压RR RR E U ∆⋅+∆⋅=211/40 （1-2）E 为电桥电源电压；式1-2表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为L=%10021⋅∆⋅-RR 。
图1-2 单臂电桥面板接线图四、实验内容与步骤1．悬臂梁上的各应变片已分别接到调理电路面板左上方的R1、R2、R3、R4上，可用万用表测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω。
2．按图1-2只接好“差动放大器”和“电压放大器”部分，将“差动放大器”的输入端短接并与地相连，“电压放大器”输出端接数显电压表（选择200mV档），开启直流电源开关。
将“差动放大器”增益电位器与“电压放大器”增益电位器调至最大位置（顺时针最右边），调节调零电位器使电压表显示为0V。
关闭直流开关电源。
（两个增益调节的位置确定后不能改动）3．按图1-2接好所有连线，将应变式传感器的其中一个应变电阻（如R1）接入电桥与R6、R7、R8构成一个单臂直流电桥。
传感器实验指导书
前言CSY系列传感器与检测技术实验台主要用于各大、中专院校及职业院校开设的“传感器原理与技术”“自动化检测技术”“非电量电测技术”“工业自动化仪表与控制”“机械量电测”等课程的实验教学。
CSY系列传感器与检测技术实验台上采用的大部分传感器虽然是教学传感器（透明结构便于教学），但其结构与线路是工业应用的基础，希望通过实验帮助广大学生加强对书本知识的理解，并在实验的进行过程中，通过信号的拾取，转换，分析，掌握应具有的基本的操作技能与动手能力。
CSY2000与3000系列传感器与检测技术实验台是本公司多年生产传感技术教学实验装置的基础上，为适应不同类别、不同层次的专业需要而设计的新产品。
其优点在于：1、适应不同专业的需要，不同专业可以有不同的菜单，本公司还可以为用户的特殊要求制作模板。
2、能适应不断发展的形势，作为信息拾取的工具，传感器发展很快，可以不断补充新型的传感器模板。
3、可以利用实验台的信号源、实验电路、传感器用于学生课程设计、毕业设计和自制装置。
为了让老师、学生尽快熟悉掌握实验台的使用方法，本手册列举了一些实验示范例子，老师、学生通过实验示范例子举一反三可以自己组织开发很多实验顶目。
本手册由于编写时间、水平所限，难免有疏漏错误之处，热切期望老师与学生们提出宝贵的意见，予以完善，谢谢。
目录CSY－2000型传感器与检测技术实验台说明书 (5)CSY－3000型传感器与检测技术实验台说明书 (8)示范实验目录2000系列基本实验举例实验一应变片单臂电桥性能实验 (11)实验二应变片半桥性能实验 (17)实验三应变片全桥性能实验 (18)实验四应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验 (20)实验五应变片直流全桥的应用—电子秤实验 (21)实验六应变片温度影响实验 (22)实验七移相器、相敏检波器实验 (23)实验八应变片交流全桥(应变仪)的应用—振动测量实验 (27)实验九压阻式压力传感器测量压力特性实验 (30)*实验十压阻式压力传感器应用—压力计实验 (32)实验十一差动变压器的性能实验 (32)实验十二激励频率对差动变压器特性影响实验 (37)实验十三差动变压器零点残余电压补偿实验 (38)实验十四差动变压器测位移特性实验 (39)实验十五差动变压器的应用—振动测量实验 (41)实验十六电容式传感器测位移特性实验 (43)实验十七线性霍尔传感器测位移特性实验 (45)实验十八线性霍尔传感器交流激励时位移特性实验 (48)实验十九开关式霍尔传感器测转速实验 (50)实验二十磁电式转速传感器测转速实验 (51)实验二十一压电式传感器测振动实验 (53)实验二十二电涡流传感器测量位移特性实验 (57)实验二十三被测体材质对电涡流传感器特性影响实验 (60)实验二十四被测体面积大小对电涡流传感器特性影响实验 (61)实验二十五电涡流传感器测量振动实验 (62)实验二十六光纤位移传感器测位移特性实验 (63)实验二十七光电传感器测量转速实验 (66)实验二十八光电传感器控制电机转速实验 (67)实验二十九温度源的温度调节控制实验 (75)实验三十 Pt100铂电阻测温特性实验 (79)实验三十一Cu50铜电阻测温特性实验 (85)实验三十二 K热电偶测温特性实验 (86)实验三十三 K热电偶冷端温度补偿实验 (92)实验三十四 E热电偶测温特性实验 (95)实验三十五集成温度传感器(AD590)的温度特性实验 (96)实验三十六气敏传感器实验 (99)实验三十七湿度传感器实验 (100)实验三十八数据采集系统实验—静态举例 (102)实验三十九数据采集系统实验—动态举例 (104)3000系列实验(包含2000系列基本实验外，还包含以下实验。
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目录实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 (2)实验二电容式传感器的位移特性实验 (4)实验三霍尔转速传感器测速实验 (6)实验四压电式传感器测量振动实验 (7)实验五电涡流传感器位移特性实验 (8)实验六光纤传感器的位移特性实验 (10)实验七Cu50温度传感器的测温特性实验 (12)实验八湿敏传感器实验 (14)附录一温控仪表操作说明 (15)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 /∆为电阻丝电阻的相对变化，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的受力状态变化，电桥的作用是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。
单臂电桥输出电压U O14/εEK =。
三．需用器件与单元CGQ-001实验模块、CGQ-013实验模块、应变式传感器、砝码、电压表、±15V 电源、±4V 电源、万用表（自备）。
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块上。
传感器中各应变片已接入模块的左上方的R 1、R 2、R 3、R 4。
加热丝也接于模块上，可用万用表进行测量判别，R 1= R 2= R 3= R 4=350Ω，加热丝阻值为50Ω左右。
2．实验模块接入模块电源±15V （从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将CGQ-001实验模块调节增益电位器Rw 1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的电压表电压输入端Vi 相连，调节实验模块上调零电位器Rw 2，使电压表显示为零（电压表的切换开关打到2V 档）。
关闭主控箱电源。
3．将CGQ-013实验模块上应变式传感器的其中一个应变片R 1（即模块左上方的R 1）接入电桥作为一个桥臂与R 5、R 6、R 7接成直流电桥（R 5、R 6、R 7模块内已连接好），接好电桥调零电位器Rw 1，接上桥路电源±4V（从主控箱引入）如图1-2所示。
检查接线无误后，合上主控箱电源开关。
调节Rw图1-1 应变式传感器安装示意图1，使电压表显示为零。
图1-2 单臂电桥实验接线图4．在电子秤上放置一只砝码，读取电压表数值，依次增加砝码和读取相应的电压表值，直到200g 砝码加完。
记下实验结果填入表1-1，关闭电源。
重量（g ）电压（mv ）5．根据表1-1计算系统灵敏度S ，S=（输出电压变化量；重量变化量）计算线性误差：δf1=y m /∆ F •S ×100%，式中m ∆为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差：y F •S 满量程输出平均值，此处为200g 。
五．思考题单臂电桥时，作为桥臂电阻应变片应选用：（1）正（受拉）应变片（2）负（受压）应变片（3）正、负应变片均可。
实验二 电容式传感器的位移特性实验一．实验目的了解电容式传感器结构及其特点。
二．基本原理利用平板电容d A C /ε=和其他结构的关系式通过相应的结构和测量电路可以选择ε、A 、d 三个参数中，保持两个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（ε变）、测微小位移（d 变）和测量也为（A 变）等多种电容传感器。
三．需用器件与单元电容传感器、CGQ-004电容传感器实验模块、测微头、电压表、直流稳压源。
四．实验步骤1．按图3-1安装示意图将电容传感器装于电容传感器实验模块上。
2．将电容传感器连线插入电容传感器实验模块，实验线路见图4-1。
3．将电容传感器实验模块的输出端V o 与电压表单元V i 相接（插入主控箱V i 孔），Rw2调节到中间位置。
4．接入±15V 电源，旋动测微头推进电容传感器动极板位置，每隔0.2mm 记下位移X 与输出电压值，填入表4-1。
5．根据表4-1数据计算电容传感器的系统灵敏度S 和非线性误差f 。
五．思考题试设计利用ε的变化测谷物湿度的传感器原理及结构。
能否叙述一下在设计中应考虑哪些因素？R W 2Ti35126487C G Q -004+15V-15VG N DV o+12VL1L2C X 1C X 2C 4C 3C 2C 1D 2R 2R 1R W 1D 1R 4U 1R 5R 3C 5R W 2555电容传感器实验模块接电压表A图4-1 电容传感器位移实验接线图实验三霍尔转速传感器测速实验一．实验目的了解霍尔转速传感器的应用。
二．基本原理利用霍尔效应表达式U H = K H IB，当被测圆盘上装上N只磁性体时，圆盘每转一周，磁场就变化N次，霍尔电势相应变化N次，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物的转速。
三．需用器件与单元霍尔转速传感器、CGQ-05转动源模块、可调电源2-24V、频率/转速表。
四．实验步骤1．根据图5-3，将霍尔转速传感器装于传感器支架上，探头对准反射面的磁钢。
图5-3霍尔、光电转速传感器安装示意图2．将直流源加于霍尔元件电源输入端。
红（+）接+15V，黑（┴）接地。
3．将霍尔转速传感器输出端（蓝）插入数显单元F in端。
4．将可调电源2-24V引到CGQ-05转动源的2-24V插孔。
5．将数显单元上的转速/频率表波段开关拨到转速档，此时转速/频率表指示转速。
6．调节电压使转动速度变化。
观察转速/频率表转速显示的变化。
五．思考题1．利用霍尔元件测转速，在测量上是否有限制？2．本实验装置上用了十二只磁钢，能否用一只磁钢？实验四 压电式传感器测量振动实验一．实验目的了解压电传感器的测量振动的原理和方法。
二．基本原理压电式传感器由惯性质量块和受压的压电陶瓷片等组成。
（观察实验用压电加速度计结构）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压电陶瓷片上，由于压电效应，压电陶瓷片上产生正比于运动加速度的表面电荷。
三．需用器件与单元压电传感器、CGQ-006压电式传感器实验模块、CGQ-012移相、检波、低通滤波模块、CGQ-05振动源模块、双线示波器。
四．实验步骤接入压电传感器R WG N D-15V+15VC G Q -006+15V -15VV o2V o1V iR 1U 1C 1R 8R 9R WR 6R 5C 2R 2R 4R 3C 3U 2R 7压电传感器实验模块AA图6-1 压电传感器性能实验接线图1．首先将压电传感器装在振动源模块上。
实验模块接入模块电源±15V（从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关。
2．将低频振荡器信号接入到振动源的低频输入源插孔。
3．将压电传感器输出两端插入到压电传感器实验模块两输入端，见图6-1，屏蔽线接地。
将压电传感器实验模块电路输出端V o1（如增益不够大，则V o1接入U2，V o2接入低通滤波器）接入低通滤波器输入端V i ，低通滤波器输出V o 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与幅度旋钮使振动台振动，观察示波器波形。
5．改变低频振荡器频率，观察输出波形变化。
6．用示波器的两个通道同时观察低通滤波器输入端和输出端波形。
实验五电涡流传感器位移特性实验一．实验目的了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。
二．基本原理通以高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。
三．需用器件与单元CGQ-007电涡流传感器实验模块、电涡流传感器、直流电源、电压表、测微头、铁圆片。
四．实验步骤1．根据图7-1安装电涡流传感器。
2．观察传感器结构，这是一个扁平绕线圈。
3．将电涡流传感器输出线接入实验模块上标有Ti的插孔中，作为振荡器的一个元件。
4．在测微头端部装上铁质金属圆片，作为电涡流传感器的被测体。
5．将实验模块输出端V o与电压表输入端V i相接。
数显表量程切换开关选择电压20V档。
6．用连接导线从主控台接入+15V直流电源到模块上标有+15V的插孔中。
7．使测微头与传感器线圈端部接触，开启主控箱电源开关，记下数显表读数，然后每隔0.2mm 读一个数，直到输出几乎不变为止。
将结果列入表7-1。
+15VV oLLL2L1LbLaLbLaT iG N D+15VC G Q -007T 1R 9R 8T 2R 7C 6R 6C 5R 1C 1D 1R 2R 3R 4R 5C 2C 3C 4电涡流传感器实验模块接电压表图7-2 电涡流传感器性能实验接线图8．根据表7-1数据，画出V-X 曲线，根据曲线找出线性区域及进行正、负位移测量时的最佳工作点，试计算量程为1mm 、3mm 、5mm 时的灵敏度和线性度（可以用端基法或其它拟合直线）。
五．思考题1．电涡流传感器的量程与哪些因素有关，如果需要测量±5mm 的量程应如何设计传感器？ 2．用电涡流传感器进行非接触位移测量时，如何根据使用量程选用传感器？实验六 光纤传感器的位移特性实验一．实验目的了解光纤位移传感器的工作原理和性能。
二．基本原理本实验采用的是导光型多模光纤，它由两束光纤混合组成Y 型光纤，探头为半圆分布，一束光纤端部与光源相接发射光束，另一束端部与光电转换器相接接收光束。
两光束混合后的端部是工作端，即探头，它与被测体相距X ，由光源发出的光通过光纤传到端部射出后再经被测体反射回来，由另一束光纤接收反射光信号再由光电转换器转换成电压量，而光电转换器转换的电压量大小与间距X 有关，因此可用于测量位移。
三．需用器件与单元光纤传感器、CGQ-008光纤传感器实验模块、电压表、测微头、±15V 直流源、反射面。
四．实验步骤1．根据图8-1安装光纤位移传感器，两束光纤插入实验板上的光电变换座孔上。
其内部已和发光管D 及光电转换管T 相接。
2．将光纤实验模块输出端V o 与直流电压表相连，见图8-2。
图8-1 光纤传感器安装示意图传感器G N D-15V+15VC G Q -008V o-15VG N D +12VR W 1R 8R 10R 9U 2BR W 2R 11U 2AR 6R 7R 5U 1R 2R 1D W C 1R 3T 1DR 4TR W 1光纤座光纤传感器实验模块AA AR W 2接电压表图8-2 光纤传感器位移实验接线图3．调节测微头，使探头与反射平板轻微接触。
4．实验模块接入±15V 电源，合上主控箱电源开关，将RW1旋至中间位置，调Rw2使电压表显示为零。