测试技术实验指导书

实验一光电感测传感器性能实验

一、实验目的

了解光敏晶体管、光遮断器的特性

二、实验仪器设备

1、KL-62001 实验器。

2、模板KL-64001，KL-64002，KL-64003。

3、连接线2mm-0.65mm。

4、附件：小磁铁

三、实验电路原理说明

（一）、光电晶体

光控电路

本电路由光电晶体所构成的光控开关电路。当光电晶体不受光时，C、E 两端为截止状态，因此输出端为高电位。当受光时，受光强度的大小，输出电压随之做大小变化。

（二）、光遮断器

当光遮断器的检测口没有物体通过时，发光二极管加一偏压，产生一光源，此一光源，照射光电晶体，集电极电流变大，使集电极电位（Vo）下降。一旦光束被检测物阻断时，光电晶体的集电极电路下降，集电极电压（Vo）上升。利用集电极电压的高低变化，并将输出波形加以调整，即可侦测物体的有无。

四、实验步骤与记录

（一）、光电晶体

1、依图所示，取出KL-64001 模板的PHOTO TRANSISTOR 区域。

2、输出Vo1 端接KL-62001 STATUS DISPLAY & DCV INPUT 正端，接地接INPUT 负端。

3、KL-62001 接线图

4、将KL-62001 主机的电源打开，此时显示器应亮。

5、将KL-62001 STATUS DISPLAY & DCV MODE 选在DCV，RANGE 定在20V。

6、当光电晶体不受光时（用手将光电晶体的受光面遮住），量测Vo1 端的电压值，记录。

7、当光电晶体受光时（以日光灯直射时），量测Vo1 端的电压值，记录。

8、光源打开，移动光电晶体与光源的距离，记录。

距离 0cm 5cm 10cm 15cm 20cm 30cm 40cm 50cm

Vo1

（二）、光遮断器

1、依图所示，找出KL-64001 模板的PHOTO INTERRUPTOR 区域。Vo2 端接至KL-62001 STATUS DISPLAY & DCV INPUT 正端，接地端接至INPUT 负端。

2、KL-62001 接线图

3、将KL-62001 主机的电源打开，此时显示器应亮。

4、将KL-62001 STATUS DISPLAY & DCV MODE 选在DCV，RANGE 定在20V。

5、当没有物体在检测口时，光遮断器的光电晶体输出Vo 部分为多少？

6、若有物体在检测口时，Vo2 输出为多少？

7、将一厚纸板切成方波的形状，当缓缓移动纸片时，光电晶体输出Vo2 端有高、低电压的

变化，将此信号接至示波器或者计数器，记录方波的周期。

实验二温度感测传感器性能实验

一、实验目的

了解温度感测传感器的性能

二、实验仪器设备

1、KL-62001 实验器。

2、模板KL-64001，KL-64002，KL-64003。

3、连接线2mm-0.65mm。

三、实验电路原理说明

（一）、热敏电阻

热敏电阻与R8，R9 组成Q2 的分压电路。室温时SENSOR 7 呈高阻抗，因此在R8，R9 的电压将不足使Q2 导通；因Q2 集电极高电位，Q3 无法导通，所以CR1 发光二极管OFF。当温度上升时，R8，R9 的分压足够使Q2 导通，因此Q3 导通，因而CR1 发光二极管导通。若再加装警报电路即可作为过温保护。

（二）、人体焦耳式体温传感

焦耳式体温传感器，由于静电效应输出阻抗很高，因此基板的一侧连接一FET 作为阻抗匹配的电压随耦器，工作时需加直流于D 极和S 极。当人体接近传感器时，在源极（S）端感应一个脉冲信号，送至运算放大器做一个正向放大器。调整VR1MΩ，可改变输出的放大倍数。

四、实验步骤与记录

（一）、热敏电阻

1、取出KL-62002 模板的THERMISTOR 区域，Vo7 接至KL-62001DCV 正端。

2、KL-62001 接线图

3、将KL-62001 主机的电源打开，此时显示器应亮。

4、将KL-62001 STATUS DISPLAY & DCV MODE 选在DCV，RANGE 定在20V。

5、利用KL-62001DCV 测量Q2 对地电压，改变R8 的阻值，则电表所指示的电压值是否改变？

6、调整R8 使LED 在ON 与OFF 之间。

7、使用电烙铁靠近RTD，此时Q2 的基极电压为几伏，此时LED 是否有动作？

8、将电烙铁移开，使RTD 的温度下降，此时LED 是否OFF？为什么？

（二）、人体焦耳式体温传感

1、传感器在KL-62002 模板上（PYROELECTRIC DETECTOR），将Vo5 接至示波器。

2、热源的取得，可使用烙铁代替。

3、当有热源靠近时，应有输出信号，记录输出的变化情形，当热源固定不动时，记录输出

的变化情形。

4、热源若改以人体时，当人体接近时，记录在多少距离时，传感器的输出有明显的变化。

5、若人体固定不动时，传感器是否有输出。

实验五应变计实验

一、实验目的

1、了解应变计特性，掌握应变计超重报警器原理

2、使学生了解Load Cell 结构。

3、使学生了解Load Cell 特性。

4、使学生了解Load Cell 转换电路的原理。

5、使学生了解Load Cell 的应用

二、实验仪器设备

1. 数位式电表(DMM)

2. KL-62001 主实验器

3. KL-64007 实验模板

4. 砝码一组(5kg)(选购)

三、相关知识

由以前基本电学的理论可知，某导线的电阻值与其电阻系数(ρ)，长度(L)成正比，而与其截面积(A)成反比。因此，若将此导线之长度拉长或缩短，则其电阻值必定会发生改变。利用这种原理可制成㆒种转换器，称为应变计(Straingage，SG)。若有导体其长度为L，所对应的电阻为R，如图9-1 所示，若对此导体施加压力使其长度缩短，但截面积增加，则其电阻会减少，如图9-1之(-△R，-△L)。但若对导体施加拉力，则其长度增加，但截面积减

+△L)。当导体受外力后，除了几何形状改变外，

导体的电阻系数也会发生变化。对一般材料而

言，材料受到压力的作用时，电阻系数会增加；

相反的，受到拉力的作用时，电阻系数会减少。

应变计（SG）的形式有两种：线状（Wire）

与箔状（foil），其两者的基本特性相同，均对应

变有产生对应之电阻变化。而应变计对应变（作

用力）之灵敏度为单方向，即只有㆒个方向才对

应变发生反应。图9-2为普通一般的应变计，它提供上述之特性。由图中可看出导线来回圈折，可使得长度增加提供足够的电阻变化。若应变作用在图9-2 之垂直方向，导线长度并

不发生变化，故也无电阻变化，而只有在水平加作用力才能改变导线长度。