传感器实验指导书

传感器实验指导书 Revised as of 23 November 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。

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12345UK

UR1

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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。

三、基本原理：

声控LED旋律灯工作电压。其功能为：本电路制作成功后5只LED会随着音乐或是其它声音的节奏闪动起来，可放置于音响附近，让灯光为音乐伴舞！电路原理图如图1所示。

图1 声控LED旋律灯

当发出声音时，声音波传入声音传感器，声音传感器把声音波转换成电压波动。这个电压波动可以通过电容C2，传到Q1三极管的基极。然后这个电压波变Q1和Q2两级放大之后，输出较大的电压波。最后这个电压波使得5只LED闪动起来。

四、实验步骤：

1、领取元件，然后检查各个元件是否有损坏。

2、按照图1，焊接各个元件。

3、检查元件是否有虚焊，短路等现象，无误后上电调试运行。

4、发出声音，是否有LED亮，是否出现LED按照声音的节奏显示和熄灭。若现象不正确，请出现调试。

5、当传感器是否感应有声音时，测量Q2的基极电压分别是多少

五、实验报告内容

1、简述声音传感器的工作原理。

2、调试运行“声控LED旋律灯”过程中，是否遇到虚焊、短路、连线错误

等现象如何解决的

3、电路板调试正常后，有声音的时候，LED有什么现象没有声音的时候，

LED灯有什么现象

4、有声音或没有声音时，测量Q2的基极电压分别是多少

5、对本次实验进行小结，提出改进的建议。

实验三热敏电阻测温实验

一、实验目的：

1、进一步了解热敏电阻温度传感器的分类和特性；

2、了解热敏电阻的测温方法；

3、掌握测温电路的原理。

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、传感器实验箱(测温模块、数字电压表模块)；

3、水容器、冷水、60℃以上热水、搅棒，把热水和冷水混合配成不同温度的水，进行测量。

三、基本原理：

热敏电阻匹配阻值约10k欧姆。热敏电阻测温方法有2种。方法一公式法。NTC 负温度系数热敏电阻 NTC热敏电阻是指具有负温度系数的热敏电阻。公式如下：

?

R：周围温度T (K) 时的电阻值（K：绝对温度）

R0：周围温度T0 (K) 时的电阻值，R0=10 000?Ω

B：热敏电阻的B常数，B=3950

T：现在测量的温度，单位K

T0：环境温度，通常t0为298K（绝对温度）（即：25度）

方法二：查表法型号：MF55-103F-3950F，温度与电阻值表格如下：

其他表格自己在网上查找

由NTC热敏电阻MF55-103F-3950F为温度传感器的测温电路如图1所示。

图1 热敏电阻测温电路

图1中，VCC点接电源电压5V，R电阻的阻值为8kΩ左右，C电容为10uf，其中电阻R与热敏电阻串联，中间的连接点为输出的电压Uout。当被测温度升高时该点电位降低，输出电压降低，以指示较高的温度值；反之当被测温度降低时，输出电压升高，以指示较低的温度值。

四、实验步骤：

1、准备好盛水容器、冷水、60℃以上热水、水银温度计、搅棒；把热水和冷水混合配成不同温度的水，进行测量。

2、把传感器和水银温度计放入盛水容器中，接通电路电源。

3、水杯中加入热水和冷水，配成不同温度的水进行实验。直接将热敏电阻放入水中，用万用表直接测量热敏电阻的电阻值，将测量数据写入表1。

表电阻值随温度变化数据