2011传感器实训指导书
传感器实验指导书(a4) (1)
目录实验一电阻应变式传感器位移测量、温度补偿和性能比较 (4)实验二差动变压器的标定和振动测量 (9)实验三热电式传感器――热电偶 (11)实验四电容式传感器特性 (13)实验五光纤位移传感器――位移测量 (14)使用说明CSY10B传感器系统实验仪是用于检测仪表类课程教学实验的多功能教学仪器。
其特点是集被测体、各种传感器、信号激励源、处理电路和显示器于一体，可以组成一个完整的测试系统。
通过实验指导书所提供的数十种实验举例，能完成包含光、磁、电、温度、位移、振动、转速等内容的测试实验。
通过这些实验，实验者可对各种不同的传感器及测量电路原理和组成有直观的感性认识，并可在本仪器上举一反三开发出新的实验内容。
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、位于仪器顶部的实验工作台部分，左边是一副平行式悬臂梁和一个称重台。
悬臂梁梁上装有半导体式应变片。
称重台平行梁上梁的上表面和下梁的下表面对应地贴有八片应变片，受力工作片分别用符号和表示。
其中六片为金属箔式片（BHF-350）。
横向所贴的两片为温度补偿片，用符号和表示。
实验工作台右边是由装于机内的另一副平行梁带动的圆盘式工作台。
圆盘周围一圈安装有（依逆时针方向）电感式（差动变压器）、电容式、磁电式、霍尔式、电涡流式、压阻式等传感器。
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。
磁电式：由一组线圈和动铁（永久磁钢）组成，灵敏度0.4V/m/s。
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。
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。
两副平行式悬臂梁顶端均装有置于激振线圈内的永久磁钢，右边圆盘式工作台由“激振I”带动，左边平行式悬臂梁由“激振II”带动。
传感器实训报告及指导
实训内容课题一超音波检测系统一、实训目的：1、了解超音波传感器的工作原理。
2、熟悉常用信号调理电路原理、以及信号处理过程。
3、熟悉超音波检测系统的基本运行规律及原理。
二、实训说明：本课题所需的传感器是超音波传感器（BDX-3CS-SB1）。
首先介绍一下什么是超音波。
我们知道，人体可以感觉到的音波范围是频率在16~2×104Hz之间的机械波，而超音波则是高于2×104Hz 的机械波（约16KHz）。
利用超音波在超声场中的物理特性和各种效应而研制的装置可称为超音波换能器、探测器或传感器。
它是为了检测物体是否存在，超音波利用波的反射原理。
因为金属、木材、混凝土、橡胶等几乎都能将超音波百分之百的反射回来，所以它能够很容易的检测上述物体。
超音波探头按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等，其中以压电式最为常用，本课题中运用的就是压电式超音波探头，它是利用压电材料的压电效应来工作的：逆压电效应将高频电振动转换成高频机械振动，从而产生超音波，可作为发射探头；而正压电效应是将超声振动波转换成电信号，可作为接收探头。
在这里我们采用TC40-16T(发射型)、TC40-16R(接收型)。
利用超音波传感器不但可以单纯的检测物体的存在，还可以广泛应用在物位（液位）监测，机器人防撞，各种超音波接近开关，以及防盗报警等相关领域，产生了超音波测距仪、超音波探鱼器、B超、超音波探伤仪三、实训原理：我们可以将电路以框图的形式表示出来（如下图所示）：将整个系统分为信号采集（转换）、信号处理与控制两个部分。
1、信号采集（转换）：主要由超音波探测器构成，超音波探测器的探头，分别担任着发射和接收的任务。
通电后向发射探头施加一个电信号，它会因此发射超音波信号，信号遇到物体则被物体反射回来，由接收探头接收，由此构成一条回路，说明在超音波传送的过程中有物体阻碍，接收探头在接收超音波信号的同时会产生一个电信号，并将电信号发送到信号处理与控制部分。
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》综合实验指导书
《传感器技术》综合实验指导书茂名学院自动化教研室实验一热电偶的校验一、实验目的1．学习使用并掌握精密型电子电位差计。
2．掌握热电偶的校验方法。
3．掌握确定仪表精度的方法。
二、实验项目1．识别热电偶的种类及电极方向。
2．热电偶进行校验三、实验设备与仪器1．温度控制系统1套2．精密电位差计1套3．铂铑－铂热电偶及补偿导线1套4．镍铬－镍硅热电偶及补偿导线1套四、实验原理实验装置连接如图１-1所示。
图１-1 热电偶校验装置连接图利用温度控制系统产生响应温度，通过精密电位差计检测标准热电偶和被校热电偶所产生的电势信号，将对应数据进行记录，对记录数据计算分析，完成热电偶的校验。
五、注意事项1．温度控制系统产生各点温度需一定时间，温度恒定后才可进行实验。
2．标准电池有一定安装位置，不可随意倒置，否则电池会毁坏。
3．完成实验后要断开电源。
避免电池耗尽。
六、实验说明及操作步骤1．由实验指导人员讲解本实验的基本要求、操作和注意事项。
2．实验步骤（１）熟悉装置，了解装置及压力表结构及各部分作用。
（２）用经验方法识别热电偶：根据热电偶材料的颜色、粗细、硬度等物理特征，识别热电偶的种类及热电偶的正负电极。
（３）按连线图正确接线。
（４）根据需要，通过温度控制系统的控制器设定温度。
（５）精密电位差计调整。
(６) 温度控制系统温度稳定后检测热电偶电势。
根据被校热电偶的检测范围分３～４点。
（７）数据记录及处理记录各校验点对应数据，按要求进行计算。
七、实验报告1.不能打印。
2.用A4统一规格纸张进行。
3.要求有实验题目、实验目的、实验项目、实验设备、实验原理、实验步骤，实验数据记录。
4.计算各误差，完成思考题。
八、思考题1．为何使用补偿导线？2．精密直流电位差计中粗、细和短三个按键的作用是什么？3．检流计有什么作用？实验二压力表的校验一、实验目的1．熟悉弹簧管压力表的结构及工作原理。
2．了解并掌握活塞式压力计的正确使用。
3．掌握确定仪表精度的方法。
传感器实验指导书
传感器（检测与转换）实验指导书李欣编著目录实验一电阻式传感器的单臂电桥性能实验 (3)实验二电阻式传感器的半桥性能实验 (6)实验三电阻式传感器的全桥性能实验 (8)实验四变面积式电容传感器特性实验 (10)实验五差动式电容传感器特性实验 (13)实验六差动变压器的特性实验 (14)实验七自感式差动变压器的特性实验 (16)实验八光电式传感器的转速测量实验 (18)实验九接近式霍尔传感器实验 (20)实验十涡流传感器的位移特性实验 (22)实验十一温度传感器及温度控制实验(AD590) (24)实验十二超声波传感器的位移特性实验 (27)附录一计算机数据采集系统的使用说明 (29)附录二检测与转换技术(传感器)实验台使用手册 (31)实验一电阻式传感器的单臂电桥性能实验一、实验目的1、了解电阻应变式传感器的基本结构与使用方法。
2、掌握电阻应变式传感器放大电路的调试方法。
3、掌握单臂电桥电路的工作原理和性能。
二、实验所用单元电阻应变式传感器、调零电桥、差动放大器板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。
三、实验原理及电路1、电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其阻值发生变化，这就是电阻应变效应，其关系为：ΔR/ R＝Kε，ΔR为电阻丝变化值，K为应变灵敏系数，ε为电阻丝长度的相对变化量ΔL/ L。
通过测量电路将电阻变化转换为电流或电压输出。
2、电阻应变式传感如图1-1所示。
传感器的主要部分是下、下两个悬臂梁，四个电阻应变片贴在梁的根部，可组成单臂、半桥与全桥电路，最大测量范围为±3mm。
11─外壳2─电阻应变片3─测杆4─等截面悬臂梁5─面板接线图图1-1 电阻应变式传感器3、电阻应变式传感的单臂电桥电路如图1-2所示，图中R1、R2、R3为固定，R为电阻应变片，输出电压U O＝EKε，E为电桥转换系数。
图1-2 电阻式传感器单臂电桥实验电路图四、实验步骤1、固定好位移台架，将电阻应变式传感器置于位移台架上，调节测微器使其指示15mm 左右。
传感器技术实验指导书共26页word资料
目录使用说明实验内容（各型传感器实验仪按需选用）实验一箔式应变片性能——单臂电桥实验二箔式应变片三种桥路性能比较实验三箔式应变片的温度效应实验四应变电路的温度补偿实验五半导体应变片的性能实验六半导体应变片直流半桥测试系统实验七箔式应变片与半导体应变片性能比较实验八移相器试验实验九相敏检波器试验实验十箔式应变片组成的交流全桥实验十一激励频率对交流全桥的影响实验十二交流全桥的应用——振幅检测实验十三交流全桥组成的电子秤//实验十四差动变压器性能实验十五差动变压器零残电压的补偿实验十六差动变压器的标定实验十七差动变压器的振动测量实验十八差动螺管式电感传感器位移测量实验十九差动螺管式电感传感器振幅测量实验二十激励频率对电感传感器的影响实验二十一热电式传感器——热电偶实验二十二热敏式温度传感器测温实验实验二十三P—N 温度传感器实验二十四光纤位移传感器——位移测量实验二十五光纤传感器——转速测量实验二十六光电传感器的应用——光电转速测试实验二十七霍尔式传感器的支流激励特性实验二十八霍尔式传感器的交流激励特性实验二十九霍尔式传感器的应用——振幅测量实验三十霍尔式传感器的应用——电子秤实验三十一电涡流式传感器的静态标定实验三十二被测材料对电涡流传感器的特性的影响实验三十三电涡流式传感器的振幅测量实验三十四电涡流传感器的称重实验实验三十五电涡流传感器电机测速试验实验三十六磁电式传感器实验三十七压电加速度传感器实验三十八电容式传感器特性实验三十九力平衡式传感器实验四十双平行梁的动态特性——正弦稳态相应实验四十一微机检测与转换——数据采集处理使用说明CSY系列传感器系列实验仪是用于检测仪表类课程教学实验的多功能教学仪器。
其特点是集被检测、各种传感器、信号与激励、处理电路和显示器于一体，可以组成一个完整的测试系统。
通过实验指导书所提供的数十种实验举例，能完成包含光、磁、电、温度、位移、振动、转速等内容的测试实验。
通过这些实验，实验者可以对各种不同的传感器计测量电路原理组成有直观的感性认识，并可在本仪器上举一反三开发出新的实验内容。
传感器与检测实验实训指导书(re)
编号:08010042传感器检测技术课程－实训项目实训指导书编写: 校核:审批: 版本:学生实训制度1．实训前必须预习实训指导书，了解实训目的和注意事项。
2．按预约时间进入实训室，不得无故迟到、早退、旷课。
3．进入实训室后应注意安全、卫生、不准喧哗打闹、不准抽烟、不准乱写乱画乱扔纸屑、不准随地吐痰、不准擅自动仪器设备，或实训过程中未按操作规程操作仪器设备，导致损坏仪器设备者要照价赔偿。
4．实训时应严格遵守操作步骤和注意事项。
若遇仪器设备发生故障，应立即向教师报告，及时检查，待排除故障后才能继续实训。
5．实训过程中，同组同学应相互配合，认真纪录；应独立完成实训报告。
6．实训结束后，应将仪器设备、工具擦拭干净，摆放整齐；协助做好实训室清洁卫生。
7．不得将实训室的工具、仪器、材料等物品携带出实训室。
概述使用专业：应用电子专业三年级《传感器检测技术课程》实训分十一次进行，每次实训学时可按推荐学时进行，也可根据具体情况进行适当的调整，但《传感器检测技术课程》实训课的总学时不得少于10学时（备注：该实训课时不应少于该门课程教学计划规定的实践课课时）。
每次实训的内容级推荐学时如下：实训的目的是加强对基本理论的理解，培养和提高实际动手能力，其中包括：1、熟练掌握传感器的工作原理、特性以及其分类；2、掌握传感器的用途和用法，了解常见的几种传感器的工作原理、性能指标与应用方法以及其他传感器的相关知识。
目录实训项目一金属箔式应变片性能—单臂电桥 (5)实训项目二金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥的比较 (7)实训项目三金属箔式应变片——交流全桥 (9)实训项目四差动变压器（互感式）的应用——振动测量 (11)实训项目五差动变面积式电容传感器的静态及动态特性 (12)实训项目六霍尔式传感器的特性——交流激励 (13)实训项目七磁电式传感器的性能 (14)实训项目八压电传感器的动态响应实验 (16)实训项目九相敏检波器实验 (17)实训项目十移相器实验 (20)实训项目十一热电偶原理及现象的观测 (22)实训项目一金属箔式应变片性能—单臂电桥1、实训目的：了解金属箔式应变片，单臂单桥的工作原理和工作情况。
传感器实验指导书正文 (1)
检测与转换（传感器）技术实训装置使用说明书上海天威教学实验设备有限公司实验一 电阻式传感器的单臂电桥性能实验一、实验目的1、了解电阻应变式传感器的基本结构与使用方法。
2、掌握电阻应变式传感器放大电路的调试方法。
3、掌握单臂电桥电路的工作原理和性能。
二、实验所用单元电阻应变式传感器、电阻与霍尔式传感器转换电路板（调零电桥）、差动放大器、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。
三、实验原理及电路1、电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其阻值发生变化，这就是电阻应变效应，其关系为：ΔR/ R ＝K ε，ΔR 为电阻丝变化值，K 为应变灵敏系数，ε为电阻丝长度的相对变化量ΔL/ L 。
通过测量电路将电阻变化转换为电流或电压输出。
2、电阻应变式传感如图1-1所示。
传感器的主要部分是上、下两个悬臂梁，四个电阻应变片贴在梁的根部，可组成单臂、半桥与全桥电路，最大测量范围为±3mm 。
1342+5VR RR5R1─外壳 2─电阻应变片 3─测杆 4─等截面悬臂梁 5─面板接线图图1-1 电阻应变式传感器3、电阻应变式传感的单臂电桥电路如图1-2所示，图中R 1、R 2、R 3为固定，R 为电阻应变片，输出电压U O ＝EK ε，E 为电桥转换系数。
+5V R 2rR 1R R 1R 2R 4RP 2OP07R 3R 4RP 1R 5+15V-15V 调零电桥电 阻传感器差动放大器4321876RPR 3VA DB CE图1-2 电阻式传感器单臂电桥实验电路图四、实验步骤1、固定好位移台架，将电阻应变式传感器置于位移台架上，调节测微器使其指示15mm 左右。
将测微器装入位移台架上部的开口处，将测微器测杆使其与电阻应变式传感器的测杆磁钢吸合，然后调节两个滚花螺母使电阻式应变传感器上的两个悬梁处于水平状态，两个滚花螺母固定在开口处上下两侧。
2、将实验箱（实验台内部已连接）面板上的±15V 和地端，用导线接到差动放大器上；将放大器放大倍数电位器RP 1旋钮（实验台为增益旋钮）顺时针旋到终端位置。
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长沙理工大学继续教院益阳教学站
湖南兵器工业高级技校
《传感器与检测技术》实训指导书
适用班级：2010年秋数控本科班
指导教师：彭林
实践日期：2012年4月19日— 2011年4月21日
实践教材：《传感器与检测技术》
实践形式：集中实践
实践内容：
第一部分数字式万用表、双踪示波器的训练
一、实践目的：
通过实训使学生熟练掌握数字式万用表、双踪示波器的使用和操作，为做好传感器实训打好基础。
二、实践器材：数字式万用表、双踪示波器
三、实践内容与步骤：
（一）、数字万用表测量技能与训练
1、检查电解电容的质量
2、测量直流电压
3、交流电压的测量
4、检查三极管的三个电极
（1）判断基极：（2）鉴别NPN型管与PNP型管；（3）测量三极管的参数（二）、双踪示波器测量技能和训练
1、信号幅值的测量
2、信号周期和频率的测量
第二部分传感器实践项目
实践一金属箔式应变片单臂半桥
一、实践目的
1、了解金属箔式应变片单臂半桥的基本结构和使用方法。
2、掌握金属箔式应变片单臂半桥放大电路的调试方法。
3、掌握金属箔式应变片单臂半桥电路的工作原理和性能。
二、实训原理
金属箔式应变片测量应变的原理是基于电阻丝的应变效应
三、实训器材
直流稳压电源、调零电桥、电阻传感器、差动放大器、测微器、直流电压表。
实践二差动变面积式电容传感器的性能
一、实践目的
了解差动变面积式电容传感器的工作原理和工作情况
二、实训器材
电容变换器、差动放大器、低通滤波器、直流电压表、测微器
三、注意事项
电容器的一组动片和两组定片不能相碰。
实践三电涡流传感器的转速测量
一、实践目的
了解电涡流式传感器在测量转速方面的应用情况
二、实践原理
采用光电开关作为转速测量的基准参考
三、实训器材
涡流变换器、涡流传感器探头、频率表、电机转动盘、电机控制器、示波器实践四压电式传感器的性能
一、实践目的
了解压电式传感器的原理和工作情况
二、实践原理
压电式传感器是一种典型的有源传感器。
其工作原理就是基于某些物质的压电效应。
三、实训器材
压电式传感器、电荷放大器、低通滤波器、双线示波器、频率表、低频振荡器四、注意事项
实训过程中，为了达到较明显的波形变化，可以先拆卸测微器，再进行梁振动。
第三部分能力拓展项目
项目一火灾探测报警系统的设计
简介：目前用于火灾探测报警的传感器主要有感烟传感器、温度传感器、火焰传感器和气体传感器。
试运用所了解的热电式传感顺知识，设计一个火灾探测报警系统，给出相应的设计电路框图，并说明其工作原理。
项目二手机生产线表面安装元件定位检测与控制系统设计
简介：印制电路版和表面安装技术，在手机生产线上得到了普遍应用。
请以所了解的光电式传感器知识，设计一个手机生产线表面安装元件定位检测与控制系统，画出相应的结构图并说明其工作原理。
项目三防止酒后开车控制器的设计
简介：为了保证行车安全，防止酒后驾车，度以气敏传感器作为检测元件，设计一个车辆控制器，将检测元件与汽车了动机点火装置连接在一起，形成一个有效的控制器，确保司机饮酒后会被检测元件自动发现并使发动机自动无法起动，并给予灯光警告提示。