国家开放大学-传感器与测试技术——实验 1：温度测量

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国开传感器与测试技术-试验1

实验报告一、实验目的温度测量：热电阻、热电偶、集成温度传感器二、基本原理(一)热电阻利用导体电阻随温度变化的特性,热电阻用于测量时,要求其材料电阻温度系数大,稳定性好,电阻率高,电阻与温度之间最好有线性关系常用铂电阻和铜电阻在0-630.74℃以内,电阻Rt与温度t的关系为Ro系温度为0℃时的电阻。

本实验,铂电阻现是三线连接,其中一端接二根引线主要为消除引线电阻对测量的影响(二)热电偶当两种不同的金属组成回路,如二个接点有温度差,就会产生热电势这就是热电效应。

温度高的接点称工作端,将其置于被测温度场,以相应电路就可间接测得被测温度值,温度低的接点就称衿端(也称自由端),冷端可以是室温值或经补偿后的0℃、25℃。

三、需用器件与单元加热源、K型热电偶(红+,黑-)、P:热电阻、温度控制单元、温度传感器实验模板、数显单元、万用表,热电偶K型、E型、加热源四、实验步骤（一）热电阻1、注意:首先根据实验台型号,仔细阅读“温控仪表操作说”,学会基本参数设定2、将热电偶插入台面三源板加热源的一个传感器安置孔中。

将K型热电偶自由端引线插入主控面板上的热电偶Ex插孔中,红线为正极,黑色为负极注意热电偶护套中已安置了ニ支热电偶,K型和E型,它们热电势值不同从热电偶分度表中可以判别K型和E型(E型热电勢大)热电偶。

E型(蓝+，绿-)K型(红+,黑-)3、将加热器的220V电源插头插入主控箱面板上的220控制电源插座上4、将主控箱的风扇源(24の与三源板的冷风扇对应相连,电机转速电压旋至最大。

5、将P铂电阻三根线引入“R.”输入的a、b上:用万用表欧姆档测出三根线中其中短接的二根线(蓝,黑)接b端。

这样组成直流电桥,是一种单臂电桥工作形式。

中心活动点与相接，见图11-5图11-5热电阻测温特性实验3、在端点a与地之间加直流源2V,合上主控箱电源开关,调R使电桥平衠,即桥路输出端b和中心活动点之间在室温下输出为零4、加士15模块电源,调R:使V:=0,接上数显单元,拨2V电压显示档,使数显为零5、设定温度值50C将PT100探头插入加热源另一个插孔中开启加热开关,待温度控制在50℃,时记录下电压表读数值,重新设定温度值为50℃+n・△t,建议△t=5℃,n=1...10,每隔1n读出数显表输出电压与温度值,将结果填入下表11-26、根据表11-2值计算其非线性误差。

国开传感器与测量技术-试验1

国开传感器与测量技术-试验1
概述
本文档旨在介绍国开传感器与测量技术的试验1结果。

本次试验主要涉及传感器的选择和测量技术的应用。

以下是试验1的详细内容。

传感器选择
在本次试验中，我们使用了多个传感器来测量不同的物理量。

我们根据需求选择了温度传感器、压力传感器、湿度传感器和光强传感器。

通过这些传感器，我们可以准确地测量和记录环境中的温度、压力、湿度和光强。

测量技术应用
我们将这些传感器与合适的测量技术相结合，实现了对物理量的准确测量。

在试验中，我们使用了适当的电路和信号处理技术，确保传感器的输出信号能够准确地反映所测量的物理量。

试验结果
通过实验，我们成功得到了关于环境的准确测量结果。

我们记
录了一段时间内的温度变化、压力变化、湿度变化和光强变化数据。

这些数据有助于我们了解环境的变化趋势，并可以作为后续研究和
分析的基础。

结论
本次试验展示了国开传感器与测量技术的有效应用。

通过选择
合适的传感器和采用适当的测量技术，我们能够准确地测量各种物
理量，并得到有用的实验结果。

这将为我们在传感器与测量技术领
域的研究和开发提供有力支持。

致谢
感谢所有参与本次试验的人员和提供支持的机构，没有你们的
帮助我们无法取得这样的成果。

以上为国开传感器与测量技术试验1的文档内容。

国家开放大学-传感器与测试技术课程设计(实验成绩)

传感器与测试技术课程设计随着计算机技术、信息技术的发展, 信息资源的获取与信息的转换愈来愈引起人们的高度重视。

传感器与测试技术作为信息科学的一个重要的分支, 与计算机技术、自动控制技术和通信技术一起构成了完整的信息技术学科, 在信息技术领域具有不可替代的作用, 以传感器为核心的测试系统已广泛地应用于工业、农业、国防和科学研究等领域。

在军事上, 传感器与测试技术已经成为高技术武器装备发展的关键。

在装备性能检测、控制、故障诊断维修, 以及战场目标探测、战场生化、环境探测等方面得到广泛应用, 因此, 许多高校都将《传感器与测试技术>作为工科专业学生的必修课程, 也有多个专业开设了该门课程。

上课学生数量多, 教学时数在36学时左右。

如何进一步完善基础教学内容、改革教学方法, 增加装备应用特色, 提高学生的实践与创新能力, 已成为任课教师考虑的主要问题。

十分有必要根据学生的培养目标, 以及传感器与测试技术的发展趋势, 从教学理念、教学目的、课程和实验内容等方面进行优化设计。

一、课程教学理念与目标在工程技术领域, 传感与测试过程是利用物质的物理、化学和生物效应, 从客观事物对象中提取有关信息的感知和认识过程, 属于信息科学中信息获取的范畴。

“工欲善其事, 必先利其器”, 传感器与测试技术作为人类认识客观事物特性、掌握其内在规律的主要手段, 在认识世界、改造世界的过程中具有重要的作用, 已成为信息时代的关键技术之一。

所以应能从哲学高度认识传感器与测试在信息获取和预处理过程中作用地位, 树立“广义测试”的理念。

在教学内容的组织上, 首先从了解传感器与测试技术在现代工业领域的作用地位为出发点, 掌握传感器与测试过程的基本静动态特性和技术指标。

然后以实现位移、振动力、温度、流量等常见物理量的测量为目标, 深入介绍电阻、电容、电感、热电、光电等传感器的工作原理和测量方法。

并结合武器装备中常用的微光、红外探测器件, 详细介绍其构成原理, 以突出本课程的军事应用特色。

(2020年更新)国家开放大学电大本科《传感器与测试技术》期末题库和答案

最新国家开放大学电大本科《传感器与测试技术》期末题库及答案考试说明：本人针对该科精心汇总了历年题库及答案，形成一个完整的题库，并且每年都在更新。

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《传感器与测试技术》题库及答案一一、简答题(每小题5分。

共20分)1．传感器：2．静特性：3．霍尔效应：4．压电效应：二、选择题(选择正确的答案，将其对应的字母填入括号内。

每空3分。

共12分)5．在光的作用下，能够使物体内部产生一定方向的电动势的现象叫( )。

A ．声光效应B ．热释电效应C ．光电导效应D ．光生伏特效应6．应变片绝缘电阻R m 是指已粘贴的应变片的引线与被测试件之间的电阻值，通常要求R m 的范围是( )。

A ．50～100ΩM 以上B ．10～100ΩM 以上C ．50～l00ΩK 以上D ．100～500ΩM 以上7．利用光生伏特效应制成的光电器件有光敏二极管、光敏三极管和光电池等。

利用( )可制成半导体光敏电阻。

利用( )制成的光电器件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管。

A ．压电效应B ．外光电效应C ．磁电效应D ．声光效应E ．光电导效应三、问答题(每小题6分，共24分)8．无失真检测的条件是什么?9．什么叫金属应变片的横向效应?10．磁电式传感器有何优点?11．简述电容式传感器的工作原理。

四、简答题(16分)12．请画出两种霍尔元件的驱动电路，简述其优缺点。

五、简述题(16分)13．常用的超声波探伤方法有哪些?各有什么特点?六、论述题(12分)14．简述传感器的选用原则与设计测试系统时应考虑的因素。

试题答案及评分标准一、简答题(每小题5分，共20分)1．传感器：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于精确处理和应用的另一种量的测量装置或系统。

国家开放大学-传感器与测试技术实验报告——热电阻

安装方法对热电阻的安装，应注意有利于测温准确，安全可靠及维修方便，而且不影响设备运行和生产操作。

要满足以上要求，在选择对热电阻的安装部位和插入深度时要注意以下几点：1、为了使热电阻的测量端与被测介质之间有充分的热交换，应合理选择测点位置，尽量避免在阀门，弯头及管道和设备的死角附近装设热电阻。

2、带有保护套管的热电阻有传热和散热损失，为了减少测量误差，热电偶和热电阻应该有足够的插入深度：1）对于测量管道中心流体温度的热电阻，一般都应将其测量端插入到管道中心处(垂直安装或倾斜安装)。

如被测流体的管道直径是200毫米，那热电阻插入深度应选择100毫米；2）对于高温高压和高速流体的温度测量(如主蒸汽温度)，为了减小保护套对流体的阻力和防止保护套在流体作用下发生断裂，可采取保护管浅插方式或采用热套式热电阻。

浅插式的热电阻保护套管，其插入主蒸汽管道的深度应不小于75mm；热套式热电阻的标准插入深度为100mm。

3）假如需要测量是烟道内烟气的温度，尽管烟道直径为4m，热电阻插入深度1m即可。

4）当测量原件插入深度超过1m时，应尽可能垂直安装,或加装支撑架和保护套管。

安装注意1、热电阻应尽量垂直装在水平或垂直管道上，安装时应有保护套管，以方便检修和更换。

2、测量管道内温度时，元件长度应在管道中心线上(即保护管插入深度应为管径的一半)。

3、温度动圈表安装时，开孔尺寸要合适，安装要美观大方。

4、高温区使用耐高温电缆或耐高温补偿线。

5、要根据不同的温度选择不同的测量元件。

一般测量温度小于400℃时选择热电阻。

6、接线要合理美观，表针指示要正确。

主要区别热电偶与热电阻均属于温度测量中的接触式测温，尽管其作用相同都是测量物体的温度，但是他们的原理与特点却不尽相同。

热电偶是温度测量中应用最广泛的温，他的主要特点就是测温范围宽，性能比较稳定，同时结构简单，动态响应好，更能够远传4-20mA电信号，便于自动控制和集中控制。

热电偶的测温原理是基于热电效应。

温度技术测量实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解温度测量的基本原理和方法；2. 掌握常用温度传感器的性能特点及适用范围；3. 学会使用温度传感器进行实际测量；4. 分析实验数据，提高对温度测量技术的理解。

二、实验仪器与材料1. 温度传感器：热电偶、热敏电阻、PT100等；2. 温度测量仪器：数字温度计、温度测试仪等；3. 实验装置：电加热炉、万用表、连接电缆等；4. 待测物体：不同材质、不同形状的物体。

三、实验原理1. 热电偶测温原理：利用两种不同金属导体的热电效应，即当两种导体在两端接触时，若两端温度不同，则会在回路中产生电动势。

通过测量电动势的大小，可以计算出温度。

2. 热敏电阻测温原理：热敏电阻的电阻值随温度变化而变化，根据电阻值的变化，可以计算出温度。

3. PT100测温原理：PT100是一种铂电阻温度传感器，其电阻值随温度变化而线性变化，通过测量电阻值，可以计算出温度。

四、实验步骤1. 实验一：热电偶测温实验（1）将热电偶插入电加热炉中，调整加热炉温度；（2）使用数字温度计测量热电偶冷端温度；（3）根据热电偶分度表，计算热电偶热端温度；（4）比较实验数据与实际温度，分析误差。

2. 实验二：热敏电阻测温实验（1）将热敏电阻插入电加热炉中，调整加热炉温度；（2）使用数字温度计测量热敏电阻温度；（3）根据热敏电阻温度-电阻关系曲线，计算热敏电阻温度；（4）比较实验数据与实际温度，分析误差。

3. 实验三：PT100测温实验（1）将PT100插入电加热炉中，调整加热炉温度；（2）使用数字温度计测量PT100温度；（3）根据PT100温度-电阻关系曲线，计算PT100温度；（4）比较实验数据与实际温度，分析误差。

五、实验结果与分析1. 实验一：热电偶测温实验实验结果显示，热电偶测温具有较高的准确性，误差在±0.5℃以内。

分析误差原因，可能包括热电偶冷端补偿不准确、热电偶分度表误差等。

2. 实验二：热敏电阻测温实验实验结果显示，热敏电阻测温具有较高的准确性，误差在±1℃以内。

国开电大传感器与测试技术实验报告

国开电大传感器与测试技术实验报告实验成绩（20%，需要教师批阅实验成绩5次实验分别为：实验1：温度测量：热电阻、热电偶、集成温度传感器；实验2：位移测量: 电容式位移测量、电感式位移测量、光电式位移测量；实验3：流量测量；实验4：基于CMOS 图像传感器的图像测量；实验5：虚拟仪器实验。

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：ΔR/R=Kε式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，ε=ΔL/L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受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反应了相应的受力状态。

对单臂电桥输出电压U01=EKε/4。

三、实验器材应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表(自备)。

四、实验步骤实验中用到的应变传感器实验模板连接图如图 1 应变式传感器单臂电桥实验连接图图 1所示。

图 1 应变式传感器单臂电桥实验连接图安装传感器，将IC1和IC2的同相端接地后，调节Rw4使得数显表显示为0后（即将差动放大器调0），再将电路的电桥部分按图中所示接入电路后，调节Rw1，使数显表为0。

然后在电子称上放置砝码读取数显表的数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值。

五、实验结果与分析实验结果如表格 1所示。

表格 1 单臂电桥性能实验数据记录表重量(g) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200电压(mv)4.6 8.8 14.2 18.8 23.6 28.5 33.3 37.7 42.5 47.3由以上实验结果知：平均电压变化量：∆u=[(28.5-4.6)/5+(33.3-8.8)/5+(37.7-14.2)/5+(42.5-18.8)/5+(47.3-23.6)/5]/5≈4.77mv 平均重量变化量：∆W=20g系统灵敏度：S1=∆u/∆W=0.2386mv/g 线性误差：1/100%f F s m y •δ=∆⨯=≈0.67%-六、思考题单臂电桥时，作为桥臂电阻应变片的选用时正、负应变片均可使用，换成负应变片时，所得的电压值为负值，需做一定的变换后方能比较直观。

国家开放大学-传感器与测试技术实验报告实验

1.1系统组成框图系统由传感器、信号预处理电路、处理器、显示器和系统软件等部分组成。

传感器部分采用霍尔传感器，负责将电机的转速转化为脉冲信号。

信号预处理电路包含待测信号放大、波形变换、波形整形电路等部分，其中放大器实现对待测信号的放大,降低对待测信号的幅度要求，实现对小信号的测量；波形变换和波形整形电路实现把正负交变的信号波形变换成可被单片机接受的TTL/CMOS兼容信号。

处理器采用AT89C51单片机，显示器采用8位LED数码管动态显示。

本课题采用的是以8051系列的AT89C51单片机为核心开发的霍尔传感器测转速的系统。

系统硬件原理框图如图1所示：1.2系统工作原理转速是工程上一个常用的参数，旋转体的转速常以每分钟的转数来表示。

其单位为r／min。

由霍尔元件及外围器件组成的测速电路将电动机转速转换成脉冲信号，送至单片机AT89C51的计数器T0进行计数，用T1定时测出电动机的实际转速。

此系统使用单片机进行测速，采用脉冲计数法，使用霍尔传感器获得脉冲信号。

其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的圆盘上粘上两粒磁钢，让霍尔传感器靠近磁钢，机轴每转一周，产生两个脉冲，机轴旋转时，就会产生连续的脉冲信号输出。

由霍尔器件电路部分输出，成为转速计数器的计数脉冲。

控1.2系统工作原理转速是工程上一个常用的参数，旋转体的转速常以每分钟的转数来表示。

其单位为r／min。

由霍尔元件及外围器件组成的测速电路将电动机转速转换成脉冲信号，送至单片机AT89C51的计数器T0进行计数，用T1定时测出电动机的实际转速。

此系统使用单片机进行测速，采用脉冲计数法，使用霍尔传感器获得脉冲信号。

由霍尔器件电路部分输出，成为转速计数器的计数脉冲。

控霍尔电压大小为：式中：RH—霍尔常数，d—元件厚度，B—磁感应强度，I—控制电流K H为霍尔器件的灵敏系数(mV/mA/T)，它表示该霍尔元件在单位磁感应强度和单位控制电流下输出霍尔电动势的大小。

《用传感器做实验》学历案

《用传感器做实验》学历案一、学习主题用传感器做实验二、学习目标1、了解常见传感器的类型和工作原理。

2、掌握使用传感器进行实验的基本方法和步骤。

3、能够运用传感器收集数据，并对数据进行分析和处理。

4、培养学生的实验探究能力和创新思维。

三、学习资源1、传感器实验设备，如温度传感器、压力传感器、光传感器等。

2、计算机及相关数据采集和分析软件。

3、实验教材和参考资料。

四、学习过程（一）引入在现代科技的快速发展中，传感器扮演着至关重要的角色。

它们能够感知各种物理量，并将其转化为电信号，为我们提供了获取信息和研究自然现象的有力手段。

通过本次学习，我们将一起探索如何用传感器进行实验，感受科技带来的便利和创新。

（二）知识讲解1、常见传感器类型（1）温度传感器：用于测量温度的变化，常见的有热电偶、热敏电阻等。

（2）压力传感器：能够检测压力的大小，例如应变式压力传感器。

（3）光传感器：对光的强度和波长敏感，可用于测量光照度。

（4）位移传感器：用于测量物体的位置或位移变化。

2、传感器工作原理以温度传感器中的热敏电阻为例，其电阻值会随着温度的变化而改变。

通过测量电阻值的变化，再经过一定的转换和计算，就可以得到对应的温度值。

（三）实验操作1、实验一：温度测量实验（1）准备好温度传感器、数据采集器和计算机。

（2）将温度传感器与数据采集器连接，并将数据采集器与计算机相连。

（3）把温度传感器放入不同温度的环境中，如热水、冰水等，记录数据。

2、实验二：压力测量实验（1）安装好压力传感器和相关设备。

（2）在传感器上施加不同大小的压力，观察并记录数据。

3、实验三：光强测量实验（1）设置好光传感器和光源。

（2）改变光源的距离或亮度，测量光强的变化。

（四）数据处理与分析1、导入数据到计算机软件中。

2、绘制数据图表，如温度时间曲线、压力位移曲线等。

3、分析数据的趋势和规律，得出实验结论。

（五）拓展与应用1、思考传感器在日常生活中的应用，如智能手机中的传感器、汽车中的传感器等。

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传感器与测试技术-实验1 温度测量
一、实验目的
掌握温度测量的硬件电路实现方法，以及测量所得信号的微机处理和显示方法。

二、实验内容
利用电阻式温度传感器构成的测温电路及LabJack硬件接口测量温度信号并传入微机中；利用LabView软件，设计虚拟仪器面板，将测得的信号通过显示器显示出来。

三、实验原理
1、测温电路图如下图所示：
图 1 测温电路
其中温度传感器可视为电流随温度变化的电流源，电路输出电压与温度成正比。

2、测量电路输出的模拟电压通过labjack接口转化为数字信号输入微机中，这一AD转换功能由labjack硬件平台提供，labview软件内的labjack软件功能模块实现硬件接口的驱动和通信及信号处理等基本功能的实现。

3.如图所示，当温度变化时，温度传感器产生一线性电流，在电阻RC1上形成响应的电压，该电压经过U2进行一级和二级放大，输出一个正向、与温度变化大小成正比的线性电压。

四、实验步骤
1．接线：将输出端AI1和GND 用电线连接至labjack 的AI1和GND 端； 2．调节硬件测温电路中的RC8电位器阻值(顺时针放大)，从而调节输入信号幅度和电路的放大倍数，确定电路的电压输出幅度与温度变化之间的比例关系；
3．最终结果是：当温度升高时，响应的电压显示曲线也响应增大；反之亦然，当温度降低时，响应的电压显示曲线也响应减小；
4．利用labview 软件的设计平台及labjack 提供的功能模块，设计温度监测及显示用虚拟仪器。

五、实验结果
设温度-电压曲线为*T K V b =+，把温度传感器分别置入热水、温水和冷水中，其测量得到的温度值和电压值如下表所示：
C /v 根据测量得到的三组温度值，将其根据线性方程求解出对应的斜率和截距值：
15739 6.6256.1575 3.4405k -==-，23921
11.023.4405 1.8072
k -==-
根据中间温度值()
39,3.4405c v 求得b 值：1216.20, 1.086b b ==
根据平均值公式计算出：128.822k k k +=
= ，12
8.6432
b b b +== 将得到的具体温度-电压公式8.82*8.643T V =+输入相应的通道（此处
选择1通道）并保存退出。

根据计算得到的公式计算测量值与实际值之间的误差： C C /% 根据表格计算结果发现误差小于20%，测量误差较少，实验结果具有可靠性。

在labview 程序中输入相应的计算公式，得到以下不同温度的测量值：
C
电压/v
六、实验总结
在温度测量的实验中，进一步熟悉了Labjack的使用，因为有以前的学习基础，这个实验做起来比较顺手，是在原实验的基础上的提高跟增强。

这次使用了一个现成的实验程序LJstream，在这个界面上选择一个示波器通道，然后在configure channels里面输入计算得到的线性方程，然后就可以直接根据示波器上面的数值得到温度及电压值，其中会存在一定的误差，但在可接受范围之内。

通过这个实验，增强了动手能力，对程序的计算处理有了进一步的了解。