电子测量实验指导书22390

实验一PN结温度传感器测温实验
一、基本原理及应用
晶体二极管或三极管的PN结是随随温度变化的。

例如硅管的PN结的结电压在温度每升高1℃时，下降约2.1mV，利用这种特性可做各种各样的PN结温度传感器。

它具有线性好、时间常数小（0.2～2秒），灵敏度高等优点，测温范围为-50℃～+150℃。

其不足之处是离散性大，互换性较差。

二、实验目的：了解PN结温度传感器的特性及工作情
况。

三、所需单元及器件：可调直流稳压电源、-15V稳压电
源、差动放大器、电压放大器、F/V表、加热器、
水银温度计(自备)。

旋钮实验位置：直流稳压电源±6V档，差放增益
最小，逆时针到底(1倍)，电压放大器幅度致4.5倍。

四、实验步骤：
1.了解PN结、加热器、电桥在实验仪所在的位置及
它们的符号。

2.观察PN结传感器结构，用万用表“二极管”档测量
PN结反向的结电压，得出其结果。

3.把直流稳压电源V+插口用所配的专用电阻线(51K)
与PN结传感器的正向端相连，并按图接好放大器，注意各旋钮的初始位置，电压表置2V档。

4.开启电源，调节W1电位器，使电压表指示为零，
同时记下此时水银温度计的室温值（t）。

5.将-15V接入加热器，观察电压表读数的变化，因
PN结温度传感器的温度变化灵敏度约为：-2.1 mV/℃，随着温度的升高，其PN结电压将下降△V，该△V电压经差动放大器隔离传送（增益为1），至电压放大器放大4.5倍，此时的系统灵敏度S≈10 mV/℃。

待电压表读数稳定后，即可利用这一结果，
将电压值转换成温度值，从而演示出加热器在PN
结温度传感器处产生的温度值班（△T）。

此时该点
的温度为△T+t。

五、注意事项：
1.该实验仅作为一个演示实验。

2.加热器不要长时间的接入电源，此实验完成后应立
即将-15电源拆去，以免影响梁上的应变片性能。

实验二、光电传感器测速实验
一、本实验在电子技术中的应用
光电传感器也称光偶，分反射型和对射型两种。

它们在电子技术中常用作耦合型开关。

本实验中只用对射型来作测速用，它在工控和电机转速测量中应用较广泛。

二、实验目的：利用光耦探头和速度/V电路，帮助学
生理解和掌握测速的方法和计算。

三、实验部件和单元电路：
1．光电传感器探头，它安装在轴流电机的左下角。

2．轴流电机，它由开关控制，并由可调电压钮对其进行速度调节，轴流电机上的圆盘边上有一缺
口，光耦对射时，贺盘、缺口对光耦的通断进行控
制。

四、实验原理图：
五、实验步骤：
1．按图2连线，将光耦探头的1、2、3分别与速度/V处理电路的1、2、3连接。

速度/V处理电路
的输出端与示波器相连。

2．开启电源和轴流电机开关，调节电机调压钮，使电机转速为：
（1）慢速胜（目测），用示波器观察：T= ms，速度V= 转/分。

（2）中速（目测），用示波器观察：T= ms，速度V= 转/分。

（3）高速（目测），用示波器观察：T= ms，速度V= 转/分。

3．注意：速度V=1000/T×60= 转/分。

4．关闭电源。