射频识别和传感器技术实验讲义(2015-1-4版)
《射频识别与传感器技术》实验讲义
实验一
1、实验项目：125KHz RFID实验
2、目的与意义
熟悉CVT-RFID MCU-II实验箱的硬件结构和原理，掌握实验箱配套控制软件的使用。了解RFID的基本工作原理，了解典型的密耦合系统，了解125KHz RFID系统应答器芯片和阅读器芯片。掌握125KHz只读卡、读写卡操作的基本原理。通过相关信号的测量加深对信号调制与解调、125KHz RFID技术只读卡、读写卡相关协议标准的理解。
3、实验环境（设备与仪器）
CVT-RFID MCU实验箱一台，PC机一台，双踪示波器一台，PC机操作系统Windows XP，RFID综合实验平台环境
4、背景知识
1）实验箱系统硬件原理简介
整个系统主要由以下几部分组成：
（1）主处理器
采用ATMEL的高性能A VR单片机，主要处理RFID标签的读写操作、ZIGBEE模块的数据传输、键盘和显示电路的处理，以及和上位机的通信。系统有标准JTAG接口和ISP下载接口，方便程序的调试和下载。
（2）CPLD
采用ALTERA的MAX系列CPLD，完成系统和上位机通信串口的切换工作，另外还挂接了键盘的行信号ROW0～ROW3。
（3）125KHz RFID
采用瑞士EM MICROELECTRONIC的低频RFID处理芯片，完成对125KHz标签的自动寻卡、读写操作等。
（4）ISO14443 RFID
采用PHILIPS的高频RFID处理芯片，工作频率为13.56MHz，完成对ISO14443标签的寻卡、防冲突、选择卡、密码下载和校验、修改密码和读写操作等。
（5）ISO15693 RFID
采用模拟分立元件的设计方法，使RFID读写器的内部结构更加清晰，工作频率为13.56MHz，可以完成对ISO15693标签的寻卡、防冲突、选择卡、密码下载和校验、修改密码和读写操作等。
（6）900MHz RFID
采用模块化的接口设计，增强超高频RFID的抗干扰性。完成对900MHz标签的寻卡、读写操作等。
（7）ZIGBEE无线通信部分
采用TI的无线通信单片机，系统有2个ZIGBEE模块，可以实现相互之间数据的无线透传。
（8）键盘和显示部分
键盘采用4×4矩阵键盘，其中列信号线COL0～COL3连接到主处理器上，考虑到主处理器IO口不够，所以行信号线ROW0～ROW3挂接在CPLD上；显示屏采用128×64的点阵屏，所以口线均连接到主处理器上。
图1-1 系统硬件原理框图
2）125KHz RFID硬件原理
采用低频RFID的CMOS集成收发器电路基站芯片，有以下功能和特点:
①100 到150 kHz 载波频率范围。
②利用载波驱动天线，集成的锁相环系统，以实现用自适应载波频率来匹配天线
谐振频率。
③用于可读写应答器的AM调制磁场。对从天线传输来的应答器的调制信号进行
AM解调。
④和微处理器通过串行接口通讯。
⑤无需外部晶振。
⑥睡眠模式电流低至1μA。
具体工作原理是：通过外部线圈及内部集成的电容一起组成谐振电路，从连续的125KHZ磁场中获取能量启动。芯片从内部的EEPROM中读出数据，并通过和线圈并联的负载的开断产生深幅调制，将数据发送出去。通过对125KHZ磁场的100%幅度调制，可以执行各种命令和更新EEPROM中的数据。
射频识别技术在中国的发展
射频识别技术在中国的发展 2005-9-4 单片机及嵌入式系统应用射频识别作为一种新兴的自动识别技术，在中国拥有巨大的发展潜力。本文简单介绍射频识别技术及其分类，以及目前射频识别技术在我国几个代表性领域的发展情况。 射频识别技术(RFID，Radio Frequency Identification)实际上是自动识别技术(AEI，Automatic Equipment Identification)在无线电技术方面的具体应用与发展。该项技术的基本思想是，通过采用一些先进的技术手段，实现人们对各类物体或设备 (人员、物品) 在不同状态(移动、静止或恶劣环境)下的自动识别和管理。 目前，应用最广泛的自动识别技术大致可以分为光学技术和无线电技术两个方面。本文主要介绍自动识别技术在无线电技术方面的应用。 1 射频识别技术简介 20世纪80年代，由于大规模集成电路技术的成熟，射频识别系统的体积大大缩小，使得射频识别技术进入实用化的阶段，成为一种成熟的自动识别技术。 射频识别技术是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据。它与同期或早期的接触式识别技术不同。RFID系统的射频卡和读写器之间不用接触就可完成识别，因此它可在更广泛的场合中应用。 典型的射频识别系统包括射频卡和读写器两部分。 射频卡是将几个主要模块集成到一块芯片中，完成与读写器的通信。芯片上有EEPROM 用来储存识别码或其它数据。EEPROM容量从几比特到几万比特。芯片外围仅需连接天线
(和电池)，可以作为人员的身份识别卡或货物的标识卡。卡封装可以有不同形式，比如常见的信用卡及小圆片的形式等。与条码、磁卡、IC卡等同期或早期的识别技术相比，射频卡具有非接触、工作距离长、适于恶劣环境、可识别运动目标等优点。 在多数RFID系统中，读写器在一个区域内发射电磁波(区域大小取决于工作频率和天线尺寸)。卡片内有一个LC串联谐振电路，其频率与读写器发射的频率相同。当射频卡经过这个区域时，在电磁波的激励下，LC谐振电路产生共振，从而使电容内有了电荷。在这个电容的另一端，接有一个单向导通的电子泵，将电容内的电荷送到另一个电容内储存。当所积累的电荷达到2V时，此电容可作为电源为其它电路提供工作电压，将卡内数据发射出去或接取读写器的数据。读写器接收到卡的数据后，解码并进行错误校验来决定数据的有效性，然后，通过RS232、RS422、RS485或无线方式将数据传送到计算机网络。简单的RFID产品就是一种非接触的IC卡，而复杂的RFID产品能和外部传感器接口连接来测量、记录不同的参数，甚至可与GPS系统连接来跟踪物体。工作原理如图1所示。 图1 RFID工作原理图 2 射频识别技术的分类 射频识别技术主要按以下四种方式分类。
传感器原理及应用实验讲义
传感器原理及应用
CSY－998系列传感器实验台 主要技术参数、性能及说明 CSY系列传感器系统实验仪是集被测体、各种传感器、信号激励源、处理电路和显示器于一体，组成一个完整的测试系统。 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。传感器位于实验工作台右边，装在圆盘式工作台的四周，依次为（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。光纤传感器的一端已固定在“光电变换器”上，另一端为活动的圆柱形探头，可根据要求加以固定。 一、传感器安装台部分： 双平行振动梁的自由端及振动 圆盘下面各装有磁钢，通过各自测微 头或激振线圈接入低频激振器VO 可做静态或动态测量。 应变梁：应变梁采用不锈钢片， 双梁结构端部有较好的线性位移。 传感器： 1．应变式传感器 箔式应变片阻值：350Ω，应变 系数：2。 2．热电偶（热电式） 直流电阻：10Ω左右，由两个铜 一康铜热电偶串接而成，分度号为T冷端温度为环境温度。 3．差动变压器 量程：≥5mm，直流电阻：5Ω－10Ω由一个初级、二个次级线圈绕制而成的透明空心线圈，铁芯为软磁铁氧体。 4．电涡流位移传感器 量程：3mm，直流电阻：1Ω－2Ω，多股漆包线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成。 5．霍尔式传感器 日本JVC公司生产的线性半导体霍尔片，它置于环形磁钢构成的梯度磁场中。量程：±1mm。 6．磁电式传感器 直流电阻：30Ω－40Ω，由线圈和动铁（永久磁钢）组成，灵敏度：0.5v／m／s。 7．压电加速度传感器 PZT－5双压电晶片和铜质量块构成。谐振频率：＞－10KHz。 8．电容式传感器 量程：＋5mm，由两组定片和一组动片组成的差动变面积式电容传感器。 9．压阻式压力传感器
传感器实验参考资料解析
光电传感器测转速实验 实 验 指 导 书
简 介 一、本实验装置的设计宗旨： 本实验装置具有设计性、趣味性、开放性和拓展性，实验中大量重复的接线、调试和后续数据处理、分析、可以加深学生对实验仪器构造和原理的理解，有利于培养学生耐心仔细的实验习惯和严谨的实验态度。非常适合大中专院校开设开放性实验。本实验装置采用了性能比较稳定，品质较高的敏感器件，同时采用布局较为合理且十分成熟的电路设计。 二、光电传感器测转速实验实验装置 1．传感器实验台部分 2．九孔实验板接口平台部分：九孔实验板作为开放式和设计性实验的一个桥梁（平台）； 3．JK-19型直流恒压电源部分：提供实验时所必须的电源； 4．处理电路模块部分：差动放大器、电压放大器、调零、增益、移相等模块组成。 三、主要技术参数、性能及说明： （1）光电传感器：由一只红外发射管与接收管组成。 （2）差动放大器：通频带kHz 10~0可接成同相、反相、差动结构，增益为100~1倍的直流放大器。 （3）电压放大器：增益约为5位，同相输入，通频带kHz 10~0。 （4）19JK -型直流恒压电源部分：直流V 15±，主要提供给各芯片电源： V 6 ,V 4 ,V 2±±±分三档输出，提供给实验时的直流激励源；V 12~0：A 1ax Im =作 为电机电源或作其它电源。 光电传感器测转速实验 【实验原理】 如图所示：光电传感器由红外发射二极管、红外接收管、达林顿出管及波形整形组成。
发射管发射红外光经电机转动叶片间隙，接收管接收到反射信号，经放大，波形整形输出方波，再经转换测出其频率，。 图1 【实验目的】 了解光电传感器测转速的基本原理及运用。 【实验仪器】 如图所示，光电式传感器、JK-19型直流恒压电源、示波器、差动放大器、电压放大器、频率计和九孔实验板接口平台。 图2 图3 【实验步骤】 1．先将差动放大器调零，按图1接线；
RFID通讯技术实验报告
RFID通讯技术试验 专业: 物流工程 班级: 物流1201 学生: 学号: 指导教师:
一.前言 射频识别（RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。 无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。标签包含了电子存储的信息，数米之内都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪物体之内。 许多行业都运用了射频识别技术。将标签附着在一辆正在生产中的汽车，厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的积极识别（积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份）。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入锁住的建筑部分，汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与停车场的费用。 某些射频标签附在衣物、个人财物上，甚至于植入人体之内。由于这项技术可能会在未经本人许可的情况下读取个人信息，这项技术也会有侵犯个人隐私忧患。 二．实验目的 1. 了解RFID相关知识，了解RFID模块读写IC卡数据的原理与方法（电子钱包试验）； 2. 模拟企业生产线上的物料跟踪情况，掌握RFID的应用（企业物流采集跟踪系统演示）。 三．实验原理 1. 利用RFID模块完成自动识别、读取IC卡信息，实现RFID电子钱包的
功能，给IC卡充值、扣款（电子钱包试验）； 2．利用4个RFID模块代替4个工位，并与软件系统绑定（添加，删除），由IC卡模拟物料的移动，并对物料在生产线上所经过的工位的记录进行查询，而且可以对物料的当前工位定位。 四．实验设备 《仓库状态数据检测开发系统》试验箱、IC卡、、锂电池、ZigBee通讯模块、RFID阅读器，ID卡、条码扫描器。 五．实验过程 电子钱包试验 （1）先用电源线将试验箱连上电源，打开电源开关，然后打开Contex-A8电源开关，如错误!未找到引用源。所示。 （a）（b） 图 1 连上电源 （2）将RFID模块下方的开关拨至ON位置，给RFID模块上电，LED5灯会红色常亮。 （3）将RFID模块下方的4位拨码开关1234 在编号1、2、3中选择一个拨到上侧，同时保证该选择的编号在ZigBee、IPV6、 Bluetooth下方的拨码开关中没有拨到拨到上侧，否则会起冲突（例 如，RFID模块下方的拨码开关选择1拨到上侧，那么ZigBee、IPV6、
传感器实验指导书11
实验平台介绍 传感器教学实验系列nextsense是针对传感器教学，虚拟仪器教学等基础课程设计的教学实验模块。nextsense系列配合泛华通用工程教学实验平台nextboard使用，可以完成热电偶、热敏电阻、RTD热电阻、光敏电阻、霍尔元件等传感器的课程教学。课程提供传感器以及调理电路，内容涵盖传感器特性描绘、电路模拟以及实际测量等。 图1 nextboard实验平台 nextboard具有6个实验模块插槽；提供两块标准尺寸的面包板，用户可自搭实验电路；为NI 数据采集卡提供信号路由，可完全替代NI数据采集卡接线盒功能，轻松使用数据采集卡资源；还为实验模块和自搭电路提供电源，既可用于有源电路供电，也可作为外接设备供电。 实验模块区共有6个插槽，分别为4个模拟插槽Analog Slot 1-4，2个数字插槽Digital Slot 1-2。数据采集卡的模拟通道和数字通道分配到实验模块区的Analog Slot 和Digital Slot 上。Analog Slot 模拟插槽用于那些需要使用模拟信号的实验模块。Digital Slot 数字插槽用于那些需要同时使用多个数字信号或脉冲信号的实验模块。 图2 模拟插槽和数字插槽
特别需要注意的是： （1）在使用所有模块之前，都要先区分模块的类型：带有正弦波标记的为模拟实验模块，需要插在Analog Slot 上使用；带有方波标记的为数字模块，需要查在Digital Slot 上使用。如果插错插槽，会导致模块工作不正常，甚至损坏模块。 （2）插拔实验模块前关闭nextboard电源。 （3）开始实验前，认真检查模块跳线连接，避免连接错误而导致的输出电压超量程，否则会损坏数据采集卡。 Nextboard的连线： （1）电源线，把220V的电源通过一个15V的直流变压器，送到实验台上。 （2）数据采集卡，将数据采集卡的插头与实验台可靠连接。
RFID通讯技术实验报告
· RFID通讯技术试验 专业: 物流工程 班级: 物流1201 学生: 学号: 指导教师:
一.前言 射频识别（RFID）是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。 无线电的信号是通过调成无线电频率的电磁场，把数据从附着在物品上的标签上传送出去，以自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器发出的电磁场中就可以得到能量，并不需要电池；也有标签本身拥有电源，并可以主动发出无线电波（调成无线电频率的电磁场）。标签包含了电子存储的信息，数米之都可以识别。与条形码不同的是，射频标签不需要处在识别器视线之，也可以嵌入被追踪物体之。 许多行业都运用了射频识别技术。将标签附着在一辆正在生产中的汽车，厂方便可以追踪此车在生产线上的进度。仓库可以追踪药品的所在。射频标签也可以附于牲畜与宠物上，方便对牲畜与宠物的积极识别（积极识别意思是防止数只牲畜使用同一个身份）。射频识别的身份识别卡可以使员工得以进入锁住的建筑部分，汽车上的射频应答器也可以用来征收收费路段与停车场的费用。 某些射频标签附在衣物、个人财物上，甚至于植入人体之。由于这项技术可能会在未经本人许可的情况下读取个人信息，这项技术也会有侵犯个人隐私忧患。 二．实验目的 1. 了解RFID相关知识，了解RFID模块读写IC卡数据的原理与方法（电子钱包试验）；
2. 模拟企业生产线上的物料跟踪情况，掌握RFID的应用（企业物流采集跟踪系统演示）。 三．实验原理 1. 利用RFID模块完成自动识别、读取IC卡信息，实现RFID电子钱包的功能，给IC卡充值、扣款（电子钱包试验）； 2．利用4个RFID模块代替4个工位，并与软件系统绑定（添加，删除），由IC卡模拟物料的移动，并对物料在生产线上所经过的工位的记录进行查询，而且可以对物料的当前工位定位。 四．实验设备 《仓库状态数据检测开发系统》试验箱、IC卡、、锂电池、ZigBee通讯模块、RFID阅读器，ID卡、条码扫描器。 五．实验过程 5.1电子钱包试验 （1）先用电源线将试验箱连上电源，打开电源开关，然后打开Contex-A8电源开关，如图1所示。
北航_仪器光电综合实验报告_彩色线阵CCD传感器系列实验
2012/4/29
彩色线阵CCD传感器系列实验 实验时间：2012年4月27日星期五 （一）实验目的： 1．了解并学习CCD的使用、驱动原理和功能特性等。 （二）实验内容： 1．本实验共分为以下四个实验部分，主要内容为: 1）线阵原理及驱动 2）特性测量实验 3）输出信号二值化 4）线阵CCD的AD数据采集 （三）实验仪器： 1．双踪迹同步示波器（带宽50MHz以上）一台， 2．彩色线阵CCD多功能实验仪YHCCD－IV一台 3．实验用PC计算机及A/D数据采集基本软件 （四）实验结果及数据分析： 一、线阵原理及驱动 1）驱动频率与周期 表格 1 驱动频率与周期实验结果
由于对不同驱动频率示值，对应不同驱动频率，当显示数值为0时，f=1Mhz；为1时，f=500Khz；为2时，f=250Khz；为3时，f=125Khz； 对应F1，F2频率始终是驱动信号的8分之一，而RS则为F1，F2频率的2倍； 现象及数据分析：由上图可知，在同一频率档位上，随着积分时间档位的增长，FC周期逐渐增加；对于同一积分档位，考虑到驱动频率间的关系，FC周期恰好成倍数关系； 2）积分时间测量 表格 2 积分时间测量结果 现象及数据分析：由上图可知，在同一频率档位上，随着积分时间档位的增长，FC周期逐渐增加；对于同一积分档位，考虑到驱动频率间的关系，FC周期恰好成倍数关系； 二、特性测量实验 表格 3 输出信号幅度与积分时间的关系0档
对应曲线： 图表 1 输出信号幅度与积分时间的关系0档 表格 4 输出信号幅度与积分时间的关系 1档
图表 2 输出信号幅度与积分时间的关系1档 表格 5 输出信号幅度与积分时间的关系2档
传感器实验指导书
实验一数字式电子秤实验模块-物体质量测量 一．实验目的 1.学习LabVIEW软件的使用； 2.认识应变式力传感器的工作原理； 3.掌握使用应变式传感器进行物体称重的方法； 4.掌握标定称重实验台和修正测量误差的方法； 二．实验原理 数字式电子秤实验模块由应变式力传感器、信号调理电路板、底座、支架、托盘和外围封装设备构成。其中，应变式力传感器由4片应变片塑封在桥臂的中间两侧，信号调理电路板为全桥电路。当物体加到托盘后，4个应变片会受压发生形变，该形变量转换为电压量的变化,最后通过电桥电路及运算放大电路进行信号处理和输出。如下图所示为数字式电子秤实验模块结构示意图。 数字式电子秤实验模块结构示意图 数字式电子秤实验模块中的力传感器是电阻应变片。电阻应变片是利用物体线性长度发生形变导致阻值发生改变的原理而制成的，其电阻丝一般用康铜材料，它具有高稳定性及良好的温度、蠕变补偿性能。测量电路普遍采用如下图所示的惠斯通电桥。
电阻应变片惠斯通电桥测量电路 称重原理： 使用标准砝码对称重模块进行标定，得到物体质量与输出电压之间的线性关系式。然后利用该线性关系式进行未知质量的物体的测量。 三．需要的仪器和设备 ●计算机１台 ●LabVIEW实验脚本：数字式电子秤实验模块-物体质量测量.vi 1套 ●TS-DEW-1A应变式数字电子称模块 1套 ●砝码 1套 ●TS-INQ-8U USB多通道数据采集模块 1套 ●TS-TAB-B基础实验平台 1套四．实验步骤 1.关闭面板总电源开关，将电子秤模块的电源线连接到基础实验平台的多路电源输出航 空插头； 2.将电子秤模块的信号线连接到USB多通道数据采集模块的通道1上； 3.开启总电源，开启采集卡电源，如下图所示，在“数字式电子秤-物体质量测量程序 VI”文件夹中打开“数字式电子秤实验模块-物体质量测量.vi”程序，建立实验环境。 4.通道选择“1”，采样频率选择“10KHz”,点击程序运行按钮启动测量程序。 5.在正式进行物体质量测量的过程中，应该先完成传感器的标定工作。操作步骤为：首 先，不在托盘上放置砝码，此时称重的质量为0，把“0”填入“质量（X1）”空格内，点击“标定1”按钮读取当前状况下的电压值；在托盘上放置500g的砝码，并在“质量
RFID实验报告
第一次实验 10月17日 1. 125khz硬件基本实验 1.1 125khz 时钟信号测量实验 一、实验目的 熟悉和学习iso/iec 18000-2，iso18000标准规范的从电子标签返回的时钟信号。 二、实验内容 通过示波器观测从电子标签返回的时钟clk信号。 三、基本原理 负载调制的基本原理。 四、所需仪器 供电电源、示波器。 五、实验步骤 1、测试线连接 连接示波器：使用ch1 探头，地接到j22测试架，ch1探针接到j23测试架设置示波器：触发源选择ch，其余设置可以参照图5-2-12。 2、操作 打开控制软件，系统默认实验模式即为lf 125khz模式，打开串口，启动只读自动识别标签。 3、观测信号，如图5-3-1所示： 图5-3-1 解调电子标签返回的时钟信号图 1.2 125khz mod信号测量实验 一、实验目的 熟悉和学习iso/iec 18000-2，iso18000标准规范的对射频进行调制的信号。 二、实验内容 通过示波器观测微处理器对射频芯片进行调制的mod信号。 三、基本原理 负载调制的基本原理。 四、所需仪器 供电电源、示波器。 五、实验步骤 1、测试线连接 连接示波器：使用ch1 探头、ch2探头，地都接到j22测试架，ch1探针接到j23测试架，ch2接到j24测试架。 设置示波器：触发源选择ch，其余设置可以参照图5-3-2。 2、操作 打开控制软件，系统默认实验模式即为lf 125khz模式，打开串口，选择读写卡操作的读数据。 3、观测信号，如图5-3-2所示： 图5-3-2 射频调制信号图 1.3 125khz 调制解调信号测量实验 一、实验目的 熟悉和学习iso/iec 18000-2，iso18000标准规范的对射频进行调制和解调的信号。 二、实验内容 通过示波器观测射频调制的mod信号和解调的demod信号。
传感器实验报告
33传感器原理及应用实验报告 实验人：程昌 09327100 合作人：雷泽雨 09327104 理工学院光信息科学与技术 实验时间：2011年5月20日，5月27日 实验地点：1号台 【实验目的】 1．了解传感器的工作原理。 2，掌握声音、电压等传感器的使用方法。 3．用基于传感器的计算机数据采集系统研究电热丝的加热效率。 【实验仪器】 PASCO公司750传感器接口1台，温度传感器1只，电流传感器1只，电压传感器1只，声音传感器1只，功率放大器1台，电阻1只(1k)，电容1只（非电解电容，参数不限），二极管1只（非稳压二极管，参数不限），导线若干。 【安全注意事项】 1、插拔传感器的时候需沿轴向平稳插拔，禁止上下或左右摇动插头，否则易损坏750接口。 2、严禁将电流传感器（Current sensor）两端口直接接到750接口或功率放大器的信号输出 端，使用时必须串联300欧姆以上的电阻。由于电流传感器的内阻很小，直接接信号输出端则电流很大，极易损坏。 3、测量二极管特性时必须串联电阻，因为二极管的正向导通电压小于1V，不串联电阻则电 流很大，容易烧毁，也易损坏电流传感器。 【原理概述】 传感器(sensor或transducer)有时亦被称为换能器、变换器、变送器或探测器，是指那些对被测的某一物理量、化学量或生物量的信息具有感受与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的有用输出信号的元器件或装置。为了与现代电子技术结合在一起，通常都转换为电信号，特别是电压信号，从而将各种理化量的测量简化为统一的电压测量，易于进一步利用计算机实现各种理化量的自动测量、处理和自动控制。现在，传感技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一，与信息技术、计算机技术并称为支撑整个现代信息产业的三大支柱。有关传感器的研究也得到深入而广泛的关注，在中国期刊全文数据库中可检索到超过2万篇题目中包含“传感器”三字的论文。因此，了解并掌握一些有关传感器的基本结构、工作原理及特性的知识是非常重要的。
典型传感器的应用试验讲义-6页精选文档
典型传感器的应用 金属箔式应变片----单臂、半臂、全桥性能实验 一、实验目的： 1)了解金属箔式应变片的应变效应，电桥的工作原理。 2)了解单臂电桥、半桥、全桥的性能，并比较其灵敏度和非线性度。 3)了解应变直流全桥的应用。 二、实验仪器： 应变式传感器实验模板、砝码、数显表、±15V电源、±5V电源 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:ΔR/R=Kε式中:ΔR/R 为:ΔR/R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，通过它转换被测部件受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。一般根据工作中电阻值参与变化的桥臂数可分为：半桥单臂式、半桥双臂式和全桥连接式联接，如图1所示。对单臂电桥输出电压Uο1=Ek?/4。在半桥性
能实验中，不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压Uο2=Ek?/2。在全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，不同的接入邻边，当应变片初始阻力值：R1=R2=R3=R4，其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时，其桥路输出电压Uο3=Ek?。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。 图a单臂输入原理图图b双臂输入原理图图c 全桥输入原理图 图1 三中电桥原理图 四、实验步骤： （一）单臂输入时电桥电压输出特性 1、如图2所示，应变式传感器已安装到应变传感器模块上。 传感器中各应变片已接入左上方的R1、R2、R3、R4。其电 阻大小为R1=R2=R3=R4=350欧姆。 图2 应变式传感器安装示意图 2、接入模板电源±15V（从主控箱引入），检查无误后，合上 主控箱电源开关，顺时针调节Rw2使之大致位于中间位置， 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数显电压表输入端Vi相
CSY-2000系列传感器与检测技术实验台
CSY-2000系列传感器与检测技术实验台 编写：吴爱平审核：孙士平 一、设备名称： 传感器与检测技术实验台 二、型号/规格： CSY-2000 三、生产厂家： 浙江高联科技开发有限公司 杭州高联信息技术有限公司 四、操作面板： 五、功能说明： CSY2000系列传感器与检测技术实验台，主要用于各大专院校开设的“自动检测技
术”“传感器原理与技术”“工业自动化控制”“非电量电测技术”等课程的教学实验。CSY2000系列传感器与检测技术实验台上是采用最新推出的模块化结构的产品。希望通过实验能让学生加强对书本知识的理解，并在实验进行的过程中，通过信号的拾取、转换、分析掌握作为一个科技工作者应具备的基本的操作技能与动手能力。 CSY2000系列传感器与检测技术实验台由主控台、三源板（温度源、转动源、振动源）、传感器（基本型18个、增强型23个）、相应的实验模板等四部分组成。 （1） 主控台部分，提供高稳定直流稳压电源、音频信号源、低频信号源、气压源，其中电源、音频、低频均具有断路保护功能；主控台面板上还装有电压、气压、 频率、转速的3位半数显表及计时表、RS232计算机串行接口、流量计、漏电 保护器。高精度温度转速两用仪表，调节仪置内为温度调节、置外为转速调节。 （2） 三源板提供振动源、转动源、加热源。 （3） 传感器：基本型传感器包括：电阻应变式传感器、扩散硅压力传感器、差动变压器、电容式传感器、霍尔式传感器、霍尔式转速传感器、磁电式传感器、压 电式传感器、电涡流传感器、光纤传感器、光电转速传感器、集成温度传感器、 100铂电阻、Cu铜电阻、湿敏传感器、气敏传感器K型热电偶、E型热电偶、P t 共十八个。 （4） 实验模块部分提供相应的实验电路。普通型有应变式、压力、差动变压器、电容式、霍尔式、压电式、电涡流、光纤位移、温度、移相/相敏检波/滤波十个 模块。 六、参数指标： 直流电源： ±15V、＋5V、±2V±4V±6V±8V±10V ＋2V∽＋24V连续可调 音频信号源（音频振荡器）：1KHZ∽10KHZ 低频信号源（低频振荡器）：1HZ∽30HZ 气压源：0∽20kpa 振动频率：1HZ∽30HZ 转速：0－2400转/分 加热源：常温∽150℃（可调）
RFID实验报告
实验报告 课程名称射频识别实验 学生学院自动化学院 专业班级 1４级物联网２班 学号 3114001491 学生姓名卢阳 指导教师高明琴 20１６年１１月20 日 实验一１25ＫH z R F I D实验 一、实验目得 1、掌握１25kHz只读卡、125kHz读写卡得基本原理 2、熟悉与学习１２5ｋＨz只读卡协议、1２5kＨz读写卡协议 二、实验内容与要求 学会使用综合实验平台识别125ｋHz只读卡卡号,并对12５ｋHz读写卡进行数据读写操作,观察只读卡与读写卡协议。 三、实验主要仪器设备 PC机一台,实验教学系统一套。 四、实验方法、步骤及结果测试 2、注意事项 切记:插、拔各模块前最好先关闭电源,模块插好后再通电
ＲＦID读写器串口波特率为９6０0ｂｐs 2、环境部署 ⑴准备 1２5K低频 RＦID 模块,参考 1、４。２章节设置跳线为模式2,将模块得电源拨码开关设 置为 OＦF,参考 1、4.３章节通过交叉串口线将模块与电脑得串口相连,给模块接５V 电源; ⑵将模块得电源拨码开关设置为 OＮ,此时模块得电源指示灯亮,表明模块电源上电正常; ⑶运行ＲFID 实训系统、exe 软件,选项卡选择125K 模块; ３、打开串口操作 设置串口号为x,设置波特率为 9600,点击“打开"按钮执行串口连接操作; 4、寻卡操作 串口打开成功后,将 1２５K 标签放入天线场区正上方,RＦID 模块检测到标签存在后,将获取到标签ID并显示在ＬistView控件中,16进制数据liｓｔview 控件显示得就是１6 进制标签ID,１０进制数据listｖiew 控件显示得就是 10 进制标签 ID,实验结果如下图; 五、思考题
rfid实验报告
RFID原理与应用 实验报告 2016– 2017学年第二学期 级物联网工程专业 课程名称 RFID原理与应用 学号 姓名 指导教师王超梁 2017年月日
实验一RFID通信系统编解码和调制解调仿真 一、实验目的 射频识别技术是一种通过高频电磁破实现物体识别的无线电技术，一个完整的射频识别系统由射频识别阅读器，射频识别标签和射频识别软件系统三大部分组成，根据工作频段的不同，RFID系统编解码方式、调制解调方式不同，不同的编解码和调制解调方式可以提高RFID系统的通信效率，分析与设计RFID系统中不同编解码算法和调制解调方式具有很强的实用性。分析RFID系统不同编解码算法和调制解调方式，并进行仿真，比较不同编解码算法和调制方式对波形的影响，同时对现有算法进行优化和改进，从而提高RFID系统的效率。 二、实验内容 1. RFID实验箱各模块的划分和作用； 电子标签各种编解码算法的仿真； 3. RFID电子标签调制解调的仿真； 4. 记录并截图电子标签各编解码算法和调制解调的波形。 三、预备知识 了解RFID的通信模型和原理；了解调制解调和编解码算法及波形；了解RFI实验箱各模块的功能；了解RFID系统的组成和各部分的作用。 四、实验设备 1. 硬件环境配置 计算机：Intel(R) Pentium(R) 及以上； 内存：1GB及以上； 实验设备：韩柏电子RFID实验箱一套； 2. 软件环境配置 操作系统：Microsoft Windows 7 Professional Service Pack 1； RFID开发环境：AVR Studio，Miniscope。 五、实验分析 1．采用Manchester编码方式，对编码数据和解码数据波形的对比。 2．采用AM调制方式（AM/FM/PM），对数据ASK调制和解调波形的对比。
电涡流传感器系列实验
电涡流传感器系列实验 实验一：电涡流传感器的静态标定 摘要：电涡流传感器由平面线圈和金属涡流片组成，当线圈中通以高频交变电流后，在与其平行的金属片上感应产生电涡流，电涡流的大小影响线圈的阻抗Z，而涡流的大小与金属涡流片的电阻率，导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关，当平面线圈、被测体（涡流片）、激励源确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与距离X有关，将阻抗变化转为电压信号V输出，则输出电压是距离X的单值函数。① 1实验目的 了解电涡流式传感器的原理及工作性能 2实验所用仪器设备 涡流变换器、F/V表、测微头、铁测片、涡流传感器、示波器、振动平台、主副电源② 3实验原理 通以高频电流的线圈产生磁场，当有导体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体的材料以及和线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。② 4实验步骤 （1）装载好传感器 （2）连接电路，电压表置于20V档，开启主副电源 （3）用示波器观察涡流变换器的输入端波形 （4）调节传感器的高度值，改变高度，记下示波器及电压表的示数 5实验结果与分析 (1)涡流变换器输入端的波形为正弦波，示波器的时基为0.2μs/cm (2)改变传感器的高度值，记录电压表示数，记录如下表 X(mm) 16.150 16.050 15.950 15.850 15.750 15.650 15.550 15.450 Vp-p(v) 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 6.00 V(v) -4.10 -4.14 -4.18 -4.21 -4.24 -4.27 -4.31 -4.33 V—X曲线如下图所示
《传感器与检测技术》实验指导讲义
《传感器与检测技术》实验指导讲义 实验一预备实验 一、实验目的 熟悉实验要求，熟悉实验系统和主控台。学习、掌握虚拟示波器的使用。 二、实验课要求与注意事项 1、实验课同上理论课一样是上课，必须遵守上课的各项规定，不允许做与上课无关事。必须做好预习。 2、实验各组必须独立完成实验，不允许大声讲话，不允许各处走动，不允许与其他组商量。 3、必须单独做好测量原始数据的记录，并交任课教师签字后有效，每人一份。实验报告必须附有任课教师签字的原始数据的记录，否则实验报告无效。 4、自学《深圳大学学生实验守则》和《深圳大学仪器设备损坏、丢失赔偿办法》。 5、必须爱护使用的仪器设备。接线时必须关闭主控台的电源！特别注意主控台电源与实验模块电源的正、负、地要连接一致，不可接错，开启电源前要认真检查。若操作错误，导致设备的损坏将按学校的规定赔偿。 6、实验结束后，关闭主控台的电源，整理好连接线放在实验台上。 三、实验系统简介 SET9000型系列传感器与检测（控制）技术实验台由主控台、测控对象、传感器/实验模板、数据采集卡及处理软件、实验桌等六部分组成。 ☆（1）主控台：提供高稳定的±15V、+5V、±2V～±10V（可调）、+2V～+24V（可调）四种直流稳压电源；0.4KHz～10KHz可调音频信号源；1Hz～30Hz可调低频信号源；面板上装有数显电压、频率、转速、压力表和精度温度控制仪表；0～20kpa可调气压源；计算机数据采集卡；浮球流量计；电源故障报警/复位系统；漏电保护装置。SET9000型还增加了数据采集控制器及测控系统接口。 （2）测控对象：振动源1Hz～30Hz(可调)；转动源0-2400转/分(可调)；温度源<200℃(可调)。SET9000型的上述三种对象均带手动/自动调节功能。 （3）传感器/实验模块配置： ★基础型（17种）： 1.电阻应变式传感器； 2.扩散硅压力传感器； 3.差动变压器； 4.电容式传感器； 5.霍尔式位移传感器； 6.霍尔式转速传感器； 7.磁电转速传感器； 8.压电式传感器； 9.电涡流位移
传感器系列实验讲义
请勿带走！！！ 传 感 器 系 列 实 验 讲 义 中国科学技术大学物理实验教学中心 2015-09
目录 实验一电阻应变片传感器DIY电子秤 ................................................................... 实验二DIY温度控制系统&测记忆合金的恢复温度 ............................................. 实验三压力传感器..................................................................................................... 实验四气敏传感器..................................................................................................... 实验五热释电传感器.................................................................................................
实验要求 目前传感器实验有5个系列实验（见下表），共30套设备，实验时要求每人操作一套设备。实验课的基本任务是每人至少要完成2个实验，其中标“★”号是要求必做的实验，可以完成多于2个实验。为了确保实验课程的顺利运行，超过16:30或者21:30后，原则上不安排基本任务之外的实验。
实验一电阻应变片传感器DIY电子秤 实验目的 1、了解电阻应变片的组成、结构 2、了解直流电桥的应用 3、DIY电子秤称重的原理 实验仪器 直流电源悬臂梁（已贴应变片）电子秤底座（已焊好接线柱） 托盘1个1000 Ω电阻3个C形砝码6个 待测物1个香蕉插头6个螺丝刀1把 导线2根万用表1台（公用） 实验原理 1、电阻应变式传感器的结构 右图中的1是敏感栅，它用厚度为0.003～0.101mm的金属箔栅状或用金属线制作。 2、电阻应变式传感器的原理 金属箔电阻应变片贴牢在悬臂梁上下表面，悬臂梁远端加砝码使它弯曲，有的表面受到拉伸，有的表面受到压缩。所以受到拉伸的电阻阻值变大，受到压缩电阻阻值变小。分别将一个、两个或四个电阻应变片与固定电阻组成电桥（所谓单臂、半桥或全桥），以电压表为平衡检测器。未加砝码时，调节电桥平衡，输出电压为零。随着负载增加，电桥不平衡性加大，电压表读数越大。做M-U图，是线性关系。对应三种情况，分别求出电桥灵敏度（单位质量变化引起电压的变化ΔU/ΔM）。 实验中采用如下图的电桥电路，电源电压为E，桥臂电阻均取1000.0Ω，悬臂梁未受力时应变片阻值R=1000.0Ω。根据伏安关系可求得桥电压U与应变片电阻R之间近似满足以下关系：
传感器与检测技术实验讲义-2版
实验一 金属箔式与半导体式应变计的性能测试 一．实验目的： １．观察了解箔式应变片和半导体应变片的结构及粘贴方式。 ２．验证单臂、半桥、全桥的性能，比较各桥路间的输出关系。 ３．说明实际使用的应变电桥的性能和原理。 ４．了解温度对测试系统的影响，说明箔式应变片和半导体应变计的灵敏度和温度效应。 ５．通过实验对两种应变电路的特性有充分的了解。 二．实验所需部件： 直流稳压电源、应变式传感器实验模块、金属箔式应变计及温度补偿片、半导体式应变计、砝码、数字电压／频率表、应变加热（位于主机面板的温控单元下面）。 三．实验原理： 1. 箔式应变片性能——单臂电桥 本实验说明箔式应变片及直流电桥的原理和工作情况。应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路，转换成电信号输出显示。电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别为△R1/ R1、△R2/ R2、△R3/ R3、△R4/ R4 ，当使用一个应变片时，∑= R R R ?； 当二个应变片组成差动状态工作，则有∑= R R R ?2；用四个应变片组成二个差动对工作，且R1= R2= R3= R4=R ， ∑= R R R ?4。 2. 箔式应变片三种桥路性能比较 已知单臂、半桥和全桥电路的∑R 分别为△R/ R 、△2R/ R 、4△R/ R 。根据戴维南定理可以得出测试电桥近似等于4 1·E ·∑·∑R ，电桥灵敏度Ku=V/△R/R ，于是对于单臂、 半桥和全桥的电压灵敏度分别为1/4E 、1/2E 和E 。由此可知，当E 和电阻相对变化一定时，电桥的灵敏度与各桥臂阻值的大小无关 ３．金属箔式应变计的温度效应 温度变化引起应变片阻值发生变化的原因是应变片电阻丝的温度系数及电阻丝与测
(完整word版)RFID技术-射频识别-教案
l 《RFID原理及应用》教案
《RFID原理及应用》教案
第1章 RFID 案例介绍 案例之一－沃尔玛的“新式武器” 2003年6月19日，在美国芝加哥召开的“零售业系统展览会”上，沃尔玛宣布将采用RFID 的技术以最终取代目前广泛使用的条形码，成为第一个公布正式采用该技术时间表的企业。如果供应商们在2008年还达不到这一要求，就可能失去为沃尔玛供货的资格，而沃尔玛的供应商大约有70％来自于中国。 能坐上零售业的头把交椅，沃尔玛的成功宝典上写满了有关搭建高效物流体系的密技，以保证竞争中的成本优势。可以看出，所有技术无一例外地都是围绕着改善供应链与物流管理这个核心竞争能力展开的。 作为沃尔玛历史上最年轻的CIO 凯文·特纳，曾说服了公司创始人山姆·沃顿建立了全球最大的移动计算网络，并推动沃尔玛引进电子标签。 如果RFID 计划实施成功，沃尔玛闻名于世的供应链管理将又朝前领 先一大步。一方面，可以即时获得准确的信息流，完善物流过程中的监控，减少物流过程中不必要的环节及损失，降低在供应链各个环节上的安全存货量和运营资本；另一方面，通过对最终销售实现的监控，把消费者的消费偏好及时地报告出来，以帮助沃尔玛调整优化商品结构，进而获得更高的顾客满意度和忠诚度。 ALE JBoss Server DB (disk)ECSpecValidator ReportGenerator ECSpecInstance Timer DB (memory) ReaderAdaptor Reader ReaderAdaptor Reader CUHK Reader Controller /w integrated ReaderAdaptor ALEService Notifier ReaderManager JDBC ALEClient R M I /J R M P R M I /J R M P R M I /J R M P S O A P H T T P /T C P JDBC CUHK Reader RS232Subscriber 成功案例之二－铁道部的调度利器 我国铁路的车辆调度系统是应用RFID 最成功的案例。铁道部在中国铁路车号自动识别系统建设中，推出了完全拥有自主知识产权的远距离自动识别系统。
RFID实验报告
第一次实验10月17日 1. 125KHz硬件基本实验 1.1 125KHz 时钟信号测量实验 一、实验目的 熟悉和学习ISO/IEC 18000-2，ISO18000标准规范的从电子标签返回的时钟信号。 二、实验内容 通过示波器观测从电子标签返回的时钟CLK信号。 三、基本原理 负载调制的基本原理。 四、所需仪器 供电电源、示波器。 五、实验步骤 1、测试线连接 连接示波器：使用CH1 探头，地接到J22测试架，CH1探针接到J23测试架设置示波器：触发源选择CH，其余设置可以参照图5-2-12。 2、操作 打开控制软件，系统默认实验模式即为LF 125KHz模式，打开串口，启动只读自动识别标签。 3、观测信号，如图5-3-1所示： 图5-3-1 解调电子标签返回的时钟信号图 1.2 125KHz MOD信号测量实验 一、实验目的
熟悉和学习ISO/IEC 18000-2，ISO18000标准规范的对射频进行调制的信号。 二、实验内容 通过示波器观测微处理器对射频芯片进行调制的MOD信号。 三、基本原理 负载调制的基本原理。 四、所需仪器 供电电源、示波器。 五、实验步骤 1、测试线连接 连接示波器：使用CH1 探头、CH2探头，地都接到J22测试架，CH1探针接到J23测试架，CH2接到J24测试架。 设置示波器：触发源选择CH，其余设置可以参照图5-3-2。 2、操作 打开控制软件，系统默认实验模式即为LF 125KHz模式，打开串口，选择读写卡操作的读数据。 3、观测信号，如图5-3-2所示： 图5-3-2 射频调制信号图 1.3 125KHz 调制解调信号测量实验 一、实验目的 熟悉和学习ISO/IEC 18000-2，ISO18000标准规范的对射频进行调制和解调的信号。 二、实验内容 通过示波器观测射频调制的MOD信号和解调的DEMOD信号。 三、基本原理 负载调制的基本原理。 四、所需仪器
光电传感器实验
DH-SJ3光电传感器物理设计性实验装置 （实验指导书） 实 验 讲 义 请勿带走 杭州大华科教仪器研究所 杭州大华仪器制造有限公司
DH-SJ3光电传感器物理设计性实验装置 光敏传感器是将光信号转换为电信号的传感器，也称为光电式传感器，它可用于检测直接引起光强度变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其它非电量，如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度及物体形状、工作状态识别等。光敏传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因而在工业自动控制及智能机器人中得到广泛应用。 光敏传感器的物理基础是光电效应，即光敏材料的电学特性都因受到光的照射而发生变化。光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类。外光电效应是指在光照射下，电子逸出物体表面的外发射的现象，也称光电发射效应，基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。内光电效应是指入射的光强改变物质导电率的物理现象，称为光电导效应。大多数光电控制应用的传感器，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等都是内光电效应类传感器。当然近年来新的光敏器件不断涌现，如：具有高速响应和放大功能的APD雪崩式光电二极管，半导体光敏传感器、光电闸流晶体管、光导摄像管、CCD图像传感器等，为光电传感器的应用开创了新的一页。本实验主要是研究光敏电阻、硅光电池、光敏二极管、光敏三极管四种光敏传感器的基本特性以及光纤传感器基本特性和光纤通讯基本原理。 一、实验目的 1、了解光敏电阻的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线。 2、了解光敏二极管的基本特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线。 3、了解硅光电池的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线。 4、了解光敏三极管的基本特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线。 5、了解光纤传感器基本特性和光纤通讯基本原理。 二、光敏传感器的基本特性及实验原理 1、伏安特性 光敏传感器在一定的入射光强照度下，光敏元件的电流I与所加电压U之间的关系称为光敏器件的伏安特性。改变照度则可以得到一组伏安特性曲线，它是