传感器实验指导书(天煌)
《传感器与检测技术》实验指导书(四个实验)
《传感器与检测技术》实验指导书(四个实验)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、基本原理：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为电阻丝的电阻相对变化值，K为应变灵敏系数，ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。
金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，用它来转换被测部位的受力大小及状态，通过电桥原理完成电阻到电压的比例变化，输出电压U0=EKε（E为供桥电压），对单臂电桥而言，电桥输出电压，U01=EKε/4。
（E为供桥电压）。
三、器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码（每只约20g）、数显表、±15V电源、±4V电源、万数显电压表输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器RW4，使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2V档)，完毕关闭主控箱电源。
3、参考图（1-2）接入传感器，将应变式传感器的其中一个应变片R1(即模板左上方的R1)接入电桥作为一个桥臂，它与R5、R6、R7接成直流电桥(R5、R6、R7在模块内已连接好)，接好电桥调零电位器Rw1，接上桥路电源±4V(从主控箱引入)，检查接线无误后，合上主控箱电源开关，先粗调节Rw1，再细调RW4使数显表显示为零。
图1-2 应变式传感器单臂电桥实验接线图4、在传感器托盘上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和减少砝码并读取相应的数显表数值，记下实验结果填入表（1-1）。
表1-1：单臂测量时，输出电压与负载重量的关系：重量（g）电压(mv) 增加砝码减少砝码5、根据表（1-1）计算系统灵敏度S：S=ΔV/ΔW(ΔV为输出电压平均变化量；ΔW重量变化量)，计算非线性误差：δf1=Δm/yF·S×100%，式中Δm为输出电压值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大电压偏差量：yF·S为满量程时电压输出平均值。
传感器实验指导书【选
目录实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 (2)实验二电容式传感器的位移特性实验 (4)实验三霍尔转速传感器测速实验 (6)实验四压电式传感器测量振动实验 (7)实验五电涡流传感器位移特性实验 (8)实验六光纤传感器的位移特性实验 (10)实验七Cu50温度传感器的测温特性实验 (12)实验八湿敏传感器实验 (14)附录一温控仪表操作说明 (15)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．基本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：εK R R =∆/式中R R /∆为电阻丝电阻的相对变化，K 为应变灵敏系数，l l /∆=ε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的受力状态变化，电桥的作用是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。
单臂电桥输出电压U O14/εEK =。
三．需用器件与单元CGQ-001实验模块、CGQ-013实验模块、应变式传感器、砝码、电压表、±15V 电源、±4V 电源、万用表（自备）。
四．实验步骤1．根据图1-1应变式传感器已装于应变传感器模块上。
传感器中各应变片已接入模块的左上方的R 1、R 2、R 3、R 4。
加热丝也接于模块上，可用万用表进行测量判别，R 1= R 2= R 3= R 4=350Ω，加热丝阻值为50Ω左右。
2．实验模块接入模块电源±15V （从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将CGQ-001实验模块调节增益电位器Rw 1顺时针调节大致到中间位置，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的电压表电压输入端Vi 相连，调节实验模块上调零电位器Rw 2，使电压表显示为零（电压表的切换开关打到2V 档）。
传感器技术 实验指导书
传感器技术实训指导书目录实验一 K型热电偶测温实验 (3)实验二扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验 (6)实验三光敏电阻基本特性实验 (6)实验四霍尔传感器位移特性实验 (10)实验五电容传感器动态特性测量 (12)实验六湿敏、气敏传感器的测量 (14)实验七霍尔式转速传感器测速实验 (16)实验八光电转速传感器测速实验 (17)实验九差动变压器的振动测量 (18)实验十应变式传感器特性实验........................ 错误！未定义书签。
实验十一光纤传感器位移特性实验 (20)实验一 K型热电偶测温实验一、实验目的：了解K型热电偶的特性与应用二、实验仪器：智能调节仪、PT100、K型热电偶、温度源、温度传感器实验模块。
三、实验原理：热电偶传感器的工作原理热电偶是一种使用最多的温度传感器，它的原理是基于1821年发现的塞贝克效应，即两种不同的导体或半导体A或B组成一个回路，其两端相互连接，只要两节点处的温度不同，一端温度为T，另一端温度为T0，则回路中就有电流产生，见图1-1（a），即回路中存在电动势，该电动势被称为热电势。
图1-1（a）图1-1（b）两种不同导体或半导体的组合被称为热电偶。
当回路断开时，在断开处a，b之间便有一电动势E T，其极性和量值与回路中的热电势一致，见图1-1（b），并规定在冷端，当电流由A流向B时，称A为正极，B为负极。
实验表明，当E T较小时，热电势E T与温度差（T-T0）成正比，即E T=S AB（T-T0）（1）S AB为塞贝克系数，又称为热电势率，它是热电偶的最重要的特征量，其符号和大小取决于热电极材料的相对特性。
热电偶的基本定律：（1）均质导体定律由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面积和长度如何，也不论各处的温度分布如何，都不能产生热电势。
（2）中间导体定律用两种金属导体A，B组成热电偶测量时，在测温回路中必须通过连接导线接入仪表测量温差电势E AB（T，T0），而这些导体材料和热电偶导体A，B的材料往往并不相同。
传感器技术实验指导书
实验四电涡流传感器位移特性实验一、实验目的：1、了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。
2、了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。
3、了解电涡流传感器位移特性与被测体的形状和尺寸有关。
二、基本原理：电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器。
电涡流式传感器由传感器线圈和被测物体（导电体—金属涡流片）组成，如图4-1所示。
根据电磁感应原理，当传感器线圈（一个扁平线圈）通以交变电流（频率较高，一般为1MHz～2MHz）I1时，线圈周围空间会产生交变磁场H1，当线圈平面靠近某一导体面时，由于线圈磁通链穿过导体，使导体的表面层感应出呈旋涡状自行闭合的电流I2，而I2所形成的磁通链又穿过传感器线圈，这样线圈与涡流“线圈”形成了有一定耦合的互感，最终原线圈反馈一等效电感，从而导致传感器线圈的阻抗Z发生变化。
我们可以把被测导体上形成的电涡等效成一个短路环，这样就可得到如图4-2的等效电路。
图中R1、L1为传感器线圈的电阻和电感。
短路环可以认为是一匝短路线圈，其电阻为R2、电感为L2。
线圈与导体间存在一个互感M，它随线圈与导体间距的减小而增大。
图4-1电涡流传感器原理图图4-2电涡流传感器等效电路图根据等效电路可列出电路方程组：通过解方程组，可得I1、I2。
因此传感器线圈的复阻抗为：线圈的等效电感为：线圈的等效Q值为：Q＝Q0{[1-(Ｌ2ω2Ｍ2)/(Ｌ1Ｚ22)]／［1+(R2ω2Ｍ2)/(R1Ｚ22)］}式中：Q0—无涡流影响下线圈的Ｑ值，Q0＝ωＬ1／R1；Ｚ22—金属导体中产生电涡流部分的阻抗，Ｚ22＝R22+ω2L22。
由式Z、L和式Ｑ可以看出，线圈与金属导体系统的阻抗Z、电感L和品质因数Ｑ值都是该系统互感系数平方的函数，而从麦克斯韦互感系数的基本公式出发，可得互感系数是线圈与金属导体间距离x(H)的非线性函数。
因此Z、L、Ｑ均是ｘ的非线性函数。
虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为"S"型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。
传感器实验仪实验指导书(应变 电容 霍尔 光电_光纤)2020.10.15
目录实验一金属箔式应变计三种桥路性能比较 (2)实验二电容传感器性能实验 (5)实验三霍尔式传感器—直流激励特性 (7)实验四光电开关传感器转速测量 (9)实验五光纤位移传感器静态实验 (11)实验一 金属箔式应变计三种桥路性能比较一、实验目的1、掌握应变传感器的基本工作原理；2、掌握应变传感器的测量电路（电桥电路）；3、学习传感器与计算机进行通信的方法；4、掌握利用虚拟仪器技术进行数据采集；5、掌握对测试数据进行静态特性分析的方法；6、验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。
二、预习要求1、认真阅读实验指导书，明确本次实验的目的，首先从理论上明白三种桥式电路的工作原理以及在本次实验中作用。
2、按照实验指导书的实验内容及步骤写出详细的实验步骤。
3、绘制与之对应的实验线路图，并说明详细的接线方法。
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：/R R K ε∆=。
式中/R R ∆为电阻丝电阻的相对变化，K 为应变灵敏系数，/l l ε=∆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的受力状态变化，电桥的作用是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。
单臂电桥输出电压/4o U EK ε=，只有一个桥臂电阻是应变片，其余为固定电阻。
半桥测量电路中，将受力性质相反的两应变片接入电桥邻边，其余两个临边接固定电阻，输出电压/2o U EK ε=，其输出灵敏度比单臂桥提高了一倍；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，当应变片初始阻值：R1= R2= R3= R4，其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时，其桥路输出电压o U KE ε=。
其输出灵敏度比半桥提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。
四、实验仪器（所需单元及部件）直流稳压电源、差动变换器I 、电桥、电压表、砝码、应变片传感器、电源。
传感器原理实验指导书
传感器原理实验指导书实验一金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较一．实验目的掌握金属箔式应变片直流电桥的原理及使用。
比较单臂、半桥、全桥的输出特性。
二．实验设备CSY—998B传感器系统实验仪所需电路单元：直流稳压电源、电桥、差动放大器、测微头、V/F表、双平行梁测微头。
三．实验准备1．旋钮的初始位置直流稳压电源旋钮打到±4V档，V/F表打到20V档，差动放大增益旋钮打到最大处。
2．差动放大器调零用导线将正负输入端与地端连接起来，然后将输出端接到电压表的输入插口；开启主、副电源，调节差动放大器的增益到最大位置，调整差动放大器上的调零旋钮使表头在20V、2V都指示为零，关闭主副电源。
四．实验内容1．单臂电桥（1）按图接线，图中R4为金属箔式应变片，R1、R2和R3为电桥的固定电阻，r和W为调平衡电位器；（2）调整测微头使双平行梁处于水平位置（10—12mm）；（3）将直流稳压电源打到±4V档，差动放大器增益旋钮往小旋转半圈，然后旋转W1使V/F表指示为零（需预热几分钟表头才能稳定下来）。
(4)向上旋转测微头，每0.5mm记录电压表读数，共记录10组数据填入下表。
2．半桥（1）调整测微头使双平行梁处于水平位置（10—12mm），保持放大增益不变。
（2）将R3换成与原应变片工作状态相反的另一应变片，形成半桥，旋转W1使表头指示为零。
(5)向上旋转测微头，每0.5mm记录电压表读数，共记录10组数据填入下表。
３3．全桥（选做）（1）调整测微头，使梁处于水平位置，保持放大器增益不变。
（2）按上图接线，调好零点。
（3）向上旋转测微头，每0.5mm记录电压表读数，共记录10组数据填入下表。
五．实验报告画出单臂、半桥、全桥时的X---V曲线，计算三种情况的灵敏度。
４实验二差动变压器的综合实验一．实验目的了解差动变压器测量系统的组成和标定方法；了解差动变压器测量振动的方法。
二．实验设备CSY——998B传感器系统实验仪、双线示波器。
传感器技术实训指导书
传感器技术实训指导书系部：班级：学号：姓名：一、实训目的设计一个楼道光控照明灯系统。
当有光照强度大于等于400Lux 时，照明灯熄灭；当光照强度小于400Lux时，照明灯点亮。
根据应用条件选型一种光敏传感器，分析传感器测量电路的工作原理、分析CC2530硬件电路找到其与测量电路的接口、编写代码。
二、实训工具：电脑、实验箱（物联网无线传感器开发套件）。
三、纪律要求：（1）每天记录考勤，分签到和签退；（2）每天时时监督记录实训进度；四、考核要求：考核总分100分，分考勤、功能实现、实训报告。
三部分所占比例如下：（1）考勤（20%）：共5次，旷课一次20分；迟到视迟到时间按5-20分计；早退视早退时间按5-20分计；请假一次5分；（2）功能实现（40%）：视完成情况按0-100分计；（3）实训报告（50%）：视完成情况按0-100分计；五、实训说明：（1）实训报告中的项目实训总结包括内容：1）实训项目题目、实训项目的实训要求；2）实训内容中问题的答案总结；3）项目源代码；4）本次实训的收获总结，不少于200字。
5）功能实现图片（2）作品效果上交形式：1）实训报告以电子版形式上交。
2）实训报告严格按要求填写。
六、实训任务（一）根据现实使用要求，通过上网、图书馆、阅读期刊等方式，选型一种适用于楼道自动照明灯控制的光敏传感器。
光照度传感器的型号：参数数值参数数值最大电压亮电流最大功耗暗电流环境温度灵敏度响应时间价格（二）B160光照传感器测量电路工作原理分析（1）上图中电容器C2的作用是：保护，在进行电路分析时可以省略。
（2）图J2的10引脚ADC4与下图中ADC4标号一样，含义是：两个引脚连接起来（3）图中ADC4处电位为：高（4）光敏传感器输出的是电信号。
（三）CC2530的内部硬件电路的分析（1）当CC2530的LED1引脚为高电平时，LED灯D3点亮。
（2）光敏传感器采集的光照信号，最终输入到CC2530单片机的引脚上。
传感器技术实验指导书
传感器技术实验指导书2013年10月实验一 电阻应变片特性实验一、实验目的（1）了解金属箔式应变片的特性，掌握传感器的工作原理。
（2）明确掌握应变片在直流电桥中的几种接法，并通过每种接法的输入输出特性，分析应变式传感器和应变片的灵敏度与线性度。
(3 ) 了解温度对应变测试系统的影响。
二、实验设备CSY910传感器系统实验仪 三、实验原理应变片电阻式传感器采用悬臂梁，在梁的正反面贴有应变片电阻如图1所示。
利用这四个应变片电阻可构成一个测量桥路。
当在应变梁的自由端加载时，梁产生弯曲变形。
粘贴在表面的电阻应变片也随之图1 金属等强度悬臂梁实验架 图2 直流电桥接线板变形，从而阻值也偏离初始值。
若将应变片电阻构成不同的桥路，电桥的输出电压与所加载荷之间的关系就是应变特性。
图2所示电阻检测电路上的虚线是供使用者接上应变电阻或固定电阻值的电阻，并构成电桥，本身没接电阻。
以单臂电桥为例，直流电桥的输出表达式为))((424142310R R R R R R R R UU ++-=当R 1感受应变ε产生电阻增量ΔR 1时，电桥输出为440U K R R U U ε=∆=由此可见，应变片电阻发生变化时，电桥的输出电压也随着变化，当面ΔR <<R 时，电桥的输出与应变成线性关系 四、实验内容（一）金属箔式应变片性能——单臂电桥所需单元及部件：直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、测微头、一片应变片、F ／V 表、主副电源。
旋钮初始位置：直流稳压电源打到±2V档，F／V表打到2V档，差动放大增益最大。
实验步骤：(1）了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。
上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片和一片补偿应变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。
（2）将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）负（一）、地短接。
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传感器实验指导书(天煌)1000字
传感器实验指导书(天煌)
实验目的：
1.了解传感器的原理和应用
2.掌握传感器的工作原理和特性
3.学习传感器的调试和使用方法
实验器材：
1.电路板
2.传感器
3.电源
4.跳线
5.万用表
实验原理：
传感器是一种具有灵敏度的检测设备，它可以将非电信号转化为电信号。
传感器的工作原理是根据某物理量或化学量的变化而发生变化，通过一定的转换过程将检测到的信号转化为标准的电信号。
传感器可以将测量对象的感觉量转化为可以识别的电信号，常见的传感器有温度传感器、湿度传感器、光传感器等。
实验步骤：
1.将电路板上的电源与传感器相连，使用跳线将两者连接起来。
2.使用万用表检测传感器的工作状态，表检测该传感器是否能够正常工作。
3.使用万用表进行电路调试，将电路连接正确，传感器的电压和电流等参数达到正常范围。
4.按照传感器的使用方法使用传感器，完成出数据。
可以用数据收集仪器对数据进行记录和分析。
实验结果：
通过本次实验，可以了解传感器的原理和应用，掌握传感器的工作原理和特性，学习传感器的调试和使用方法。
在实验中，还可以发现传感器的灵敏度可以通过调整电路参数进行变化，从而对测量对象的感受变化提供更具体的数值。