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传感器检测技术实验报告

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传感器与检测技术(知识点总结)

传感器与检测技术(知识点总结) 一、传感器的组成2:传感器一般由敏感元件,转换元件及基本转换电路三部分组成。①敏感元件是直接感受被测物理量,并以确定关系输出另一物理量的元件(如弹性敏感元件将力,力矩转换为位移或应变输出)。②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数(电阻,电感,电容)及电流或电压等电信号。③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输,处理的电量。 二、传感器的分类 1、按被测量对象分类(1)内部信息传感器主要检测系统内部的位置,速度,力,力矩,温度以及异常变化。(2)外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态,它有相对应的接触式(触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器)和非接触式(视觉传感器、超声测距、激光测距)。 2、传感器按工作机理(1)物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的(主要有:光电式传感器、压电式传感器)。(2)结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的(主要有①电感式传感器;②电容式传感器; ③光栅式传感器)。 3、按被测物理量分类如位移传感器用于测量位移,温度传感器用于测量温度。

4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。 5、按传感器能量源分类(1)无源型:不需外加电源。而是将被测量的相关能量转换成电量输出(主要有:压电式、磁电感应式、热电式、光电式)又称能量转化型;(2)有原型:需要外加电源才能输出电量,又称能量控制型(主要有:电阻式、电容式、电感式、霍尔式)。 6、按输出信号的性质分类(1)开关型(二值型):是“1”和“0”或开(ON)和关(OFF);(2)模拟型:输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量,其输入/输出可线性,也可非线性;(3)数字型:①计数型:又称脉冲数字型,它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比;②代码型(又称编码型):输出的信号是数字代码,各码道的状态随输入量变化。其代码“1”为高电平,“0”为低电平。 三、传感器的特性及主要性能指标 1、传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系,有静态特性和动态特性。 2、传感器的静态特性是当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时,传感器的输出与输入之间的关系,叫静态特性,简称静特性。表征传感器静态特性的指标有线性度,敏感度,重复性等。 3、传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为动态特性,简称动特性。传感器的动态特

传感器与检测技术题库

《传感器与检测技术》题库 一、名词解释 二、单项选择题 3.某采购员分别在三家商店购买100 kg大米.10 kg苹果.1 kg巧克力,发现均缺少约0.5 kg,但该采购员对卖巧克力的商店意见最大,在这个例子中,产生此心理作用的主要因素是 B 。 A.绝对误差 B.示值相对误差 C.满度相对误差 D.精度等级 4.在选购线性仪表时,必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 C 左右为宜。 A.3 倍 B.1.0 倍 C.1.5 倍 D.0.75 倍 5.用万用表交流电压档(频率上限仅为 5 kHz)测量频率高达500 kHz.10 V左右的高频电压,发现示值还不到 2 V,该误差属于B 。 A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差 6.用万用表交流电压档(频率上限仅为5 kHz)测量5号干电池电压,发现每次示值均为1.8 V,该误差属于 A 。 A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差 7.重要场合使用的元器件或仪表,购入后需进行高、低温循环老化试验,其目的是为了 D 。

A.提高精度 B.加速其衰老 C.测试其各项性能指标 D. 提高可靠性 8.有一温度计,它的测量范围为0~200 ℃,精度为0. 5级,试求 该表可能出现的最大绝对误差为 A 。 A.1℃ B.0.5℃ C.10℃ D.200℃ 9.有一温度计,它的测量范围为0~200 ℃,精度为0.5 级,当示值 为20 ℃时的示值相对误差为 B A.1℃ B.5% C.1% D.10% 10.有一温度计,它的测量范围为0~200 ℃,精度为0.5 级,当示 值为100 ℃时的示值相对误差为 C 。 A. 1℃ B.5% C. 1% D.10% 11.欲测240 V左右的电压,要求测量示值相对误差的绝对值不大于 0.6%,若选用量程为 250 V电压表,其精度应选 B 级。 A. 0.25 B.0.5 C. 0.2 D.1.0 12.欲测240 V左右的电压,要求测量示值相对误差的绝对值不大于 0.6%,若选用量程为 300 V,其精度应选 C 级。 A.0.25 B. 0.5 C. 0.2 D.1.0 13.欲测240 V左右的电压,要求测量示值相对误差的绝对值不大于

智能车实验报告

宁波大学 创新性开放实验报告题目基于光电传感器的自动寻迹小车 学号: 姓名: 专业: 指导教师: 目录 光电感应智能车............................................................................................. 错误!未定义书签。

一、硬件系统…………………………………………………………………………………错误!未定义书签。 (一)硬件框图 (3) 1、电源模块 (4) 2、寻迹模块 (4) 3、驱动模块 (5) 4、测速模块 (6) 二、软件系统 (7) (一)主程序流程图 (7) 1、电机驱动 (8) 2、舵机驱动 (10) 参考文献 (13)

光电感应自动寻迹智能车 【摘要】如果把自动寻迹小车成比例的扩大数倍,就成为真正有意义上的智能车,可以运用于军事、民用领域,对未来汽车行业的发展有一定的借鉴意义。通过光电传感器来寻找轨迹,以所编写的程序为软件支持,通过单片机计算生成相应的控制参数,驱动电机来使小车按照轨迹运动。其中小车在直线行驶过程控制参数保持不变,匀速行驶,而在小车要转弯之前则要先减速以防止小车过弯时冲出赛道,弯道过去之后在加速行驶以减少行驶时间。 【关键词】红外传感器;PID控制;自动寻迹 一、硬件系统 (一)智能小车的整体结构图 智能车通过单片机来接受和发出参数状态信号,电源模块是给智能车各个模块提供电压以使模块可以正常运作,寻迹模块则是包含着参数输送给单片机的作用,驱动模块是小车动起来的根源,测速模块是为了控制车速以使智能车平稳的沿着车道运行。

传感器实验报告

传感器实验报告(二) 自动化1204班蔡华轩 U2 吴昊 U5 实验七: 一、实验目的:了解电容式传感器结构及其特点。 二、基本原理:利用平板电容C=εA/d 和其它结构的关系式通过相应的结 构和测量电路可以选择ε、A、d 中三个参数中,保持二个参数不变,而只改变其中一个参数,则可以有测谷物干燥度(ε变)测微小位移(变d)和测量液位(变A)等多种电容传感器。 三、需用器件与单元:电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、相敏 检波、滤波模板、数显单元、直流稳压源。 四、实验步骤: 1、按图6-4 安装示意图将电容传感器装于电容传感器实验模板上。 2、将电容传感器连线插入电容传感器实验模板,实验线路见图7-1。图 7-1 电容传感器位移实验接线图 3、将电容传感器实验模板的输出端V01 与数显表单元Vi 相接(插入主控 箱Vi 孔),Rw 调节到中间位置。 4、接入±15V 电源,旋动测微头推进电容传感器动极板位置,每间隔 记下位移X 与输出电压值,填入表7-1。

5、根据表7-1 数据计算电容传感器的系统灵敏度S 和非线性误差δf。 图(7-1) 五、思考题: 试设计利用ε的变化测谷物湿度的传感器原理及结构,并叙述一 下在此设计中应考虑哪些因素 答:原理:通过湿度对介电常数的影响从而影响电容的大小通过电压表现出来,建立起电压变化与湿度的关系从而起到湿度传感器的作用;结构:与电容传感器的结构答大体相同不同之处在于电容面板的面积应适当增大使测量灵敏度更好;设计时应考虑的因素还应包括测量误差,温度对测量的影响等

六:实验数据处理 由excle处理后得图线可知:系统灵敏度S= 非线性误差δf=353=% 实验八直流激励时霍尔式传感器位移特性实验 一、实验目的:了解霍尔式传感器原理与应用。 二、基本原理:霍尔式传感器是一种磁敏传感器,基于霍尔效应原理工作。 它将被测量的磁场变化(或以磁场为媒体)转换成电动势输出。 根据霍尔效应,霍尔电势UH=KHIB,当霍尔元件处在梯度磁场中 运动时,它就可以进行位移测量。图8-1 霍尔效应原理

传感器与检测技术复习资料

传感器与检测技术复习资料(总6页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除

第一章 by YYZ 都是老师上课给的应该全都有了。 1.传感器是一种以一定精确度把被测量(主要是非电量)转换为与之有确定 关系、便与应用的某种物理量(主要是电量)的测量装置。 2.传感器的组成:信号从敏感元件到转换元件转换电路。 3.敏感元件:它是直接感受被测量,并输出与被测量成确定关系的某一物理 量的元件。 4.转换元件:敏感元件的输出就是它的输入,它把输入转换成为电路参数。 5.转换电路:将电路参数接入转换电路,便可转换为电量输出。 6.误差的分类:系统误差(测量设备的缺陷),随机误差(满足正态分 布),粗大误差。 7.系统误差:在同一条件下,多次测量同一量值时绝对值和符号保持不变, 按一定规律变化的误差称为系统误差。材料、零部件及工艺的缺陷,标准测量值,仪器刻度的标准,温度,压力会引起系统误差。 8.随机误差:绝对值和符号以不可预定的变化方式的误差。仪表中的转动部 件的间隙和摩擦,连接件的弹性形变可引起随机误差,随机误具有随机变量的一切特点。 9.粗大误差:超出规定条件下的预期的误差。粗大误差明显歪曲测量结果, 应该舍去不用。 10.精度:反映测量结果与真值接近度的值。 11.精度可分为准确度、精密度、精确度。 12.准确度:反映测量结果中系统误差的影响程度。 13.精密度:反映测量结果中随机误差的影响程度。 14.精确度:反映测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度,其定量特 征可以用测量的不确定度(或极限误差)表示。 15.精密度高的准确度不一定高,准确度高的精密度不一定高,但精确度高, 则精密度和准确度都高。

传感器与检测技术题库

一、选择题 1.传感器的线性范围愈宽,表明传感器工作在线性区域内且传感器的(A) A.工作量程愈大C.精确度愈高 B.工作量程愈小D.精确度愈低 2.属于传感器动态特性指标的是(B) A.固有频率C.阻尼比 B.灵敏度D.临界频率 3.封装在光电隔离耦合器内部的是(D) A两个光敏二极管 C一个光敏二极管和一个光敏三极管B两个发光二极管 D一个发光二极管和一个光电三极管 4.适合在爆炸等极其恶劣的条件下工作的压力传感器是(B) A.霍尔式C.电感式 B.涡流式D.电容式 5.当某晶体沿一定方向受外力作用而变形时,其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷,去掉外力时电荷消失,这种现象称为(D) A压阻效应B应变效应C霍尔效应D压电效应 6.热电偶式温度传感器的工作原理是基于(B) A.压电效应C.应变效应 B.热电效应D.光电效应 7.矿灯瓦斯报警器的瓦斯探头属于(A) A.气敏传感器C.湿度传感器 B.水份传感器D.温度传感器 8.高分子膜湿度传感器用于检测(D) A.温度C.绝对湿度 B.温度差D.相对湿度 9.下列线位移传感器中,测量范围最大的类型是(B) A自感式B差动变压器式C电涡流式D变极距电容式10. ADC0804是八位逐次逼近型的(B) A.数/模转换器C.调制解调器 B.模/数转换器D.低通滤波器 11.热电偶的热电动势包括(A) A接触电势和温差电势B接触电势和非接触电势

C非接触电势和温差电势D温差电势和汤姆逊电势 12. 为了进行图像处理,应当先消除图像中的噪声和不必要的像素,这一过程称为(C) A 编码 B 压缩 C 前处理 D 后处理 13热敏电阻式湿敏元件能够直接检测(B) A相对湿度B绝对湿度C温度D温度差 14衡量在同一工作条件下,对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标是(A) A.重复性C.线性度 B.稳定性D.灵敏度 15热电偶传感器通常利用电桥不平衡原理进行补偿,其作用是(C) A扩大量程B提高灵敏度C确保测量精度D提高测量速度 16.便于集成化的有源带通滤波器由运算放大器和(A) A RC网络组成 B LC网络组成 C RL网络组成 D RLC网络组成 17.在下列传感器中,将被测物理量的变换量直接转换为电荷变化量的是(A)A压电传感器B电容传感器C电阻传感器D电感传感器 18.灵敏度高,适合测量微压,频响好,抗干扰能力较强的压力传感器是(A) A.电容式C.电感式 B.霍尔式D.涡流式 19.适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量是(D) A厚度B加速度C转速 D 温度 20.欲检测金属表面裂纹采用的传感器是(B) A压磁式B电涡流式C气敏式D光纤式 21.相邻信号在导线上产生的噪声干扰称为(B) A电火花干扰B串扰C共模噪声干扰D差模噪声干扰

传感器与检测技术实验报告

“传感器与检测技术”实验报告 学号: 913110200229 姓名:杨薛磊 序号: 83

实验一电阻应变式传感器实验 (一)应变片单臂电桥性能实验 一、实验目的:了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。 二、基本原理:电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形,然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化,再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测,如力、压力、加速度、力矩、重量等,在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 三、需用器件与单元:主机箱中的±2V~±10V(步进可调)直流稳压电源、±15V直流 1位数显万用表(自备)。 稳压电源、电压表;应变式传感器实验模板、托盘、砝码; 4 2 四、实验步骤: 应变传感器实验模板说明:应变传感器实验模板由应变式双孔悬臂梁载荷传感器(称重传感器)、加热器+5V电源输入口、多芯插头、应变片测量电路、差动放大器组成。实验模板中的R1(传感器的左下)、R2(传感器的右下)、R3(传感器的右上)、R4(传感器的左上)为称重传感器上的应变片输出口;没有文字标记的5个电阻符号是空的无实体,其中4个电阻符号组成电桥模型是为电路初学者组成电桥接线方便而设;R5、R6、R7是350Ω固定电阻,是为应变片组成单臂电桥、双臂电桥(半桥)而设的其它桥臂电阻。加热器+5V是传感器上的加热器的电源输入口,做应变片温度影响实验时用。多芯插头是振动源的振动梁上的应变片输入口,做应变片测量振动实验时用。

传感器与检测技术期末考试重点

填空20/选择20/大题35/分析15/计算10 第零章 1.传感器的定义:传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常有敏感元件和转换元件组成 2.传感器的组成:传感器有敏感元件和转换元件组成。但是由于传感器输出信号一般都很微弱,需要有信号调节与转换电路将其放大或变换为容易传输、处理、记录和显示的形式 3.传感器按能量关系分类:能量转换型传感器(热电偶、压电式、光电池、磁电),传感器直接将被测量的能量转换为输出量的能量;能量控制型传感器,由外部给传感器能量,而由被测量来控制输出的能量 第一章 4.非线性误差:在采用直线拟合线性化时,输入输出的校正曲线与其拟合直线之间的最大偏差,通常用相对误差γL来表示,γL=±ΔLmax/y FS×100%(ΔLmax 非线性最大偏差,y FS满量程输出) 5.静态灵敏度:传感器输出的变化量Δy与引起该变化量Δx之比,k=Δy/Δx 6.温度稳定性(温度漂移):指传感器在外界温度变化情况下输出量发生的变化 第二章 7.线性电位器的理想空载特性应具有严格的线性关系 8.电阻应变片的工作原理(P31设计题):基于电阻应变效应,即在导体产生接卸变形时,他的电阻值响应发生变化 9.测转速的传感器:电容式、霍尔式、光电式、电涡流式和磁电感应 10.电阻丝的灵敏系数:k0=ΔR/R=(1+2μ)-Δρ/(ρε) 11.电阻丝拉伸比例极限内,电阻的相对变化与应变成正比,即k0=1.7-3.6,ΔR/R≈k0ε,ε=Δl/l 12.金属丝式电阻应变片组成:敏感栅、基层和盖成、黏结剂、引线。其中敏感

栅是应变片最重要的部分,一般采用栅丝直径为0.015-0.05mm 13.横向效应(丝式存在横向效应铂式不存在):沿应变片轴的应变εx比然引起应变片电阻的相对变化,而沿垂直于应变片轴向的横向应变εy,也会引起其电阻的相对变化 14.温度误差及其补偿:由于敏感栅温度系数α及栅丝与试件膨胀系数(βg及βs)之差异性而产生虚假应变输出有时会产生与真实应变同数量级的误差 15.直流电桥平衡条件:R1/R2=R3/R4,R1R4=R2R3,即为电桥相邻两臂电阻的比值相等,或相对两臂电阻的乘积相等 16.直流电桥电压灵敏度:全桥U0=UΔR/R;单桥U0=UΔR/(4R);半桥U0=U ΔR/(2R);差分电桥(半桥)优点:输出电压U0与ΔR1/R1成严格的线性关系,没有非线性误差,而且电桥灵敏度比单臂时提高一倍,还具有温度补偿作用17.应变片册立传感器:荷重、拉压力传感器的弹性元件可以做成柱式、筒式、环式及梁式。半/全桥分布(图P43) 第三章 18.电感式传感器:利用线圈自感或互感的变化来实现测量的一种装置,可以用来测量位移、振动、压力、流量、重量、力矩、应变等多种物理量 19.电感式传感器的核心部分是可变自感或可变互感,在被测量转换成线圈自感或互感的变化时,一般要利用磁场作为媒介利用铁磁体的某些现象。这类传感器的主要特征是具有线圈 20.L=W2u0S0/(2l)0(电感值与线圈匝数平方成正比/与空气隙有效截面积S0成正比/与空气隙长度l0成反比。 21.变极距型(非极距型)传感器非线性原因:气隙厚度发生变化。改善:1)使初始间隙尽量大;2)测范围Δl尽量小;3)尽量使用差动式 22.与截面型自感式传感器相比,气隙型的灵敏度高。但其非线性严重,自由行程小,制造装配困难。近年来使用逐渐减少 23.差分自感式传感器其灵敏度与单极式相比较提高了一倍,非线性大大减小 24.P50变压器电桥推导

《传感器与检测技术》试题及答案

《传感器与检测技术》试题 一、填空:(20分) 1,测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。(2分) 2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。 3、光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为 三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、 光电倍增管;第二类是利用在光线作用下使材料部电阻率改变的光电 效应,这类元件有光 敏电阻;第三类是利用在光线作用下使物体部产生一定方向电动势的光生伏特效应,这类元 件有光电池、光电仪表。 4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的,其表达式为 Eab (T ,To )=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)是在连接导线和热电偶之间,接入延长线,它的作用是将热电偶的参考端移 至离热源较远并且环境温度较稳定的地方,以减小冷端温度变化的影响。 5.压磁式传感器的工作原理是:某些铁磁物质在外界机械力作用下,其部产生机械压力,从 而引起极化现象,这种现象称为正压电效应。相反,某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产 生机械变形,这种现象称为负压电效应。(2分) 6. 变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电感量(①增加②减小③ 不变)(2分) 7. 仪表的精度等级是用仪表的(① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差)来表示的(2分) 8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除(① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变 介电常数型)外是线性的。(2分) 9. 电位器传器的(线性),假定电位器全长为Xmax, 其总电阻为Rmax ,它的滑臂间的阻值 可以用Rx = (① Xmax/x Rmax,②x/Xmax Rmax ,③ Xmax/XRmax ④X/XmaxRmax )来计算, 其中电阻灵敏度Rr=(① 2p(b+h)/At , ② 2pAt/b+h, ③ 2A(b+b)/pt, ④ 2Atp(b+h)) 1、变面积式自感传感器,当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时,铁心上线圈 的电感量(①增大,②减小,③不变)。 2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中,(①变面积型, ②变极距型,③变介电常数型)是线性的关系。 3、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与原方线圈的匝数成(①正比, ②反比,③不成比例),与副方线圈的匝数成(①正比,②反比,③不成比例),与回路中磁 阻成(①正比,②反比,③不成比例)。 4、传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置, 传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件 和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信 号调节转换电路组成。 5、热电偶所产生的热电热是由两种导体的接触电热和单一导体的温差电热组成。 2、电阻应变片式传感器按制造材料可分为① _金属_ 材料和②____半导体__体材 料。它们在受到外力作用时电阻发生变化,其中①的电阻变化主要是由 _电阻应变效应 形 成的,而②的电阻变化主要是由 温度效应造成的。 半导体 材料传感器的灵敏度较大。 3、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与 绕组匝数 成正比,与 穿过 线圈的磁通_成正比,与磁回路中 磁阻成反比,而单个空气隙磁阻的大小可用公式 __ 表示。 1.热电偶所产生的热电势是由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的,其表达式 为E ab (T,T o )=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中,补偿导线法(即冷端延长线法)是在连接导线 和热电偶之间,接入延长线它的作用是将热电偶的参 考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方,以减小冷端温度变化的影响。(7分) 3.电位器或电阻传感器按特性不同,可分为线性电位器和非线性电位器。线性电位器的

自动化传感器实验报告四--直流全桥的应用——电子秤实验

广东技术师范学院实验报告 学院:自动化专业:自动化班级:08自动化 成绩: 姓名:学号: 组 别: 组员: 实验地点:实验日期:指导教师签名: 实验二项目名称:直流全桥的应用——电子秤实验 一、实验目的 了解应变直流全桥的应用及电路的标定。 二、基本原理 电子秤实验原理与实验三相同,利用全桥测量原理,通过对电路调节使电路输出的电压值为重量对应值,电压量纲(V)改为重量量纲(g)即成为一台原始的电子秤。 三、需用器件和单元 传感器实验箱(二)中应变式传感器实验单元,应变式传感器实验模板、砝码、智能直流电压表(或虚拟直流电压表)、±15V电源、±5V电源。 四、实验内容与步骤 1.按实验一中的步骤2,将差动放大器调零,按图3-1全桥接线,打开直流稳压电源开关,调节电桥平衡电位器Rw1,使直流电压表显示为零。 2.将10只砝码全部置于传感器的托盘上,调节电位器Rw3(增益即满量程调节)使直流电压表显示为0.200V或-0.200V。 3.拿去托盘上的所有砝码,调节电位器Rw1(零位调节)使直流电压表显示为0.000V。 4.重复2、3步骤的标定过程,一直到精确为止,把电压量纲V改为重量量纲g,就可以称重,成为一台原始的电子秤。 5.把砝码依次放在托盘上,填入下表4-1。 表4-1电桥输出电压与加负载重量值 6. 误差:0% 非线性误差:0% 五、实验注意事项 1.不要在砝码盘上放置超过1kg的物体,否则容易损坏传感器。 2.电桥的电压为±5V,绝不可错接成±15V。

六、实验报告要求 1.记录实验数据,绘制传感器的特性曲线。 2.分析什么因素会导致电子秤的非线性误差增大,怎么消除,若要增加输出灵敏度,应采取哪些措施。 答:环境因素和实验器材的校正不准会导致非线性误差增大。通过多次校正,调节变位器可消除或减少误差。若要增加输出灵敏度可增加相形放大电路。

传感器测试实验报告

实验一 直流激励时霍尔传感器位移特性实验 一、 实验目的: 了解霍尔式传感器原理与应用。 二、基本原理: 金属或半导体薄片置于磁场中,当有电流流过时,在垂直于磁场和电流的方向上将产生电动势,这种物理现象称为霍尔效应。具有这种效应的元件成为霍尔元件,根据霍尔效应,霍尔电势U H =K H IB ,当保持霍尔元件的控制电流恒定,而使霍尔元件在一个均匀梯度的磁场中沿水平方向移动,则输出的霍尔电动势为kx U H ,式中k —位移传感器的灵敏度。这样它就可以用来测量位移。霍尔电动势的极性表示了元件的方向。磁场梯度越大,灵敏度越高;磁场梯度越均匀,输出线性度就越好。 三、需用器件与单元: 霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、±15V 直流电源、测微头、数显单元。 四、实验步骤: 1、将霍尔传感器安装在霍尔传感器实验模块上,将传感器引线插头插入实验模板的插座中,实验板的连接线按图9-1进行。1、3为电源±5V , 2、4为输出。 2、开启电源,调节测微头使霍尔片大致在磁铁中间位置,再调节Rw1使数显表指示为零。 图9-1 直流激励时霍尔传感器位移实验接线图 3、测微头往轴向方向推进,每转动记下一个读数,直到读数近似不变,将读数填入表9-1。 表9-1 X (mm ) V(mv) 作出V-X 曲线,计算不同线性范围时的灵敏度和非线性误差。 五、实验注意事项: 1、对传感器要轻拿轻放,绝不可掉到地上。 2、不要将霍尔传感器的激励电压错接成±15V ,否则将可能烧毁霍尔元件。 六、思考题:

本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的时什么量的变化 七、实验报告要求: 1、整理实验数据,根据所得得实验数据做出传感器的特性曲线。 2、归纳总结霍尔元件的误差主要有哪几种,各自的产生原因是什么,应怎样进行补偿。 实验二集成温度传感器的特性 一、实验目的: 了解常用的集成温度传感器基本原理、性能与应用。 二、基本原理: 集成温度传器将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一芯片上,它能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出,一般用于-50℃-+150℃之间测量,温敏晶体管是利用管子的集电极电流恒定时,晶体管的基极—发射极电压与温度成线性关系。为克服温敏晶体管U b电压生产时的离散性、均采用了特殊的差分电路。集成温度传感器有电压型和电流型二种,电流输出型集成温度传感器,在一定温度下,它相当于一个恒流源。因此它具有不易受接触电阻、引

传感器与检测技术总复习精华

传感器与检测技术总复 习精华 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

填空: 1.传感器是把外界输入的非电信号转换成(电信号)的装置。 2.传感器是能感受规定的(被测量)并按照一定规律转换成可用(输出信号)的器件或装置。 3.传感器一般由(敏感元件)与转换元件组成。 (敏感元件)是指传感器中能直接感受被测量的部分 (转换元件)是指传感器中能将敏感元件输出量转换为适于传输和测量的电信号部分。 4.半导体应变片使用半导体材料制成,其工作原理是基于半导体材料的(压阻效应)。 5.半导体应变片与金属丝式应变片相比较优点是(灵敏系数)比金属丝高50~80倍。 6.压阻效应是指半导体材料某一轴向受到外力作用时,其(电阻率ρ)发生变化的现象。 7.电阻应变片的工作原理是基于(应变效应),即在导体产生机械变形时,它的电阻值相应发生变化。 8.金属应变片由(敏感栅)、基片、覆盖层和引线等部分组成。 9.常用的应变片可分为两类:(金属电阻应变片)和(半导体电阻应变片)。 半导体应变片工作原理是基于半导体材料的(压阻效应)。金属电阻应变片的工作原理基于电阻的(应变效应)。 10.金属应变片有(丝式电阻应变片)、(箔式应变片)和薄膜式应变片三种。 11.弹性敏感元件及其基本特性:物体在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为(变形),而当外力去掉后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状,这种变形称为(弹性变形)。 12.直线电阻丝绕成敏感栅后,虽然长度相同,但应变不同,园弧部分使灵敏系数K↓下降,这种现象称为(横向效应)。 13.为了减小横向效应产生的测量误差,现在一般多采用(箔式应变片)。 14.电阻应变片的温度补偿方法 1)应变片的自补偿法 这种温度补偿法是利用自身具有温度补偿作用的应变片(称之为温度自补偿应变片)来补偿的,应变片的自补偿法有(单丝自补偿)和(双丝组合式自补偿)。 15.产生应变片温度误差的主要因素有下述两个方面。 1)(电阻温度系数)的影响 2)试件材料和电阻丝材料的(线膨胀系数不同)的影响 16.写出三种能够测量加速度的传感器(电阻应变片式传感器)(电容传感器)(压电传感器)

传感器与检测技术期末考试试题与答案

第一章传感器基础 l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。 答:一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成,分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。 检测系统的组成框图 传感器是把被测量转换成电学量的装置,显然,传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件,是检测系统最重要的环节,检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的,因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。 测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的,就需要由测量电路加以放大,以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。 显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节,主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。 2.传感器的型号有几部分组成,各部分有何意义? 依次为主称(传感器)被测量—转换原理—序号 主称——传感器,代号C; 被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2; 转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3; 序号——用一个阿拉伯数字标记,厂家自定,用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变,仅在局部有改动或变动时,其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等,(其中I、Q不用)。 例:应变式位移传感器:C WY-YB-20;光纤压力传感器:C Y-GQ-2。 3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时,应当采用何种测量方法? 如何进行? 答:测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时,最好采用微差式测量。此时输出电压认可表示为U0,U0=U+△U,其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量,相对U来讲为一小量。如果采用偏差法测量,仪表必须有较大量程以满足U0的要求,因此对△U,这个小量造成的U0的变化就很难测准。测量原理如下图所示: 图中使用了高灵敏度电压表——毫伏表和电位差计,R r和E分别表示稳压电源的内阻和电动势,凡表示稳压电源的负载,E1、R1和R w表示电位差计的参数。在测量前调整R1使电位差计工作电流I1为标准值。然后,使稳压电源负载电阻R1为额定值。调整RP的活动触点,使毫伏表指示为零,这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U。正式测量开始后,只需增加或减小负载电阻R L的值,负载变动所引起的稳压电源输出电压U0的微小波动值ΔU,即可由毫伏表指示出来。根据U0=U+ΔU,稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以准确地测量出来。微差式测量法的优点是反应速度快,测量精度高,特别适合于在线控制参数的测量。

传感器实训报告

教学做一体化课程设计报告题目智能小车 课程名称传感器与自动检测技术 系部名称信息工程系 专业应用电子技术 班级10应用电子技术班 学生姓名何洁 学号 2010407101 指导教师张存吉 课程设计时间 2012年6月25日——6月29日 电子信息教研室制

摘要 本系统以AT89C51为核心,综合温湿度传感器、霍尔传感器、光电传感器、接近开关传感器、烟雾传感器等,设计的智能小车系统能够实现显示现场的温湿度,实时显示小车的速度,智能小车按照预定的轨迹运行,终点精确停车功能。具有运行环境烟雾探测功能以及其他扩展功能(避障、人体探测、光线检测等)。 实验目的: 将课本上所学习到的理论知识在实践中融会贯通、相互结合。提高动手能力,将传感器真正运用到实践中并直观的表达出来。同时也了解传感器的功能以及特点。 实验内容: 1、通过学习传感器的模块,将其运用到智能小车中 2、将所需的元件了解其中的原理 3、智能小车制作的过程中遇到的问题以及解决方法 4、程序的书写 实验过程: 一、温度传感器的制作 在进行温度传感器模板的制作时,首先需要了解温度传感器的一些原理与特性。在学习的过程中,我明白了温度传感器的分类,按照用途分可以分为基准温度计和工业温度计;按照工作原理分可以分为膨胀式、电阻式、热电式等等;按照输出方式分可

以分为自发电型、非电测型等。在了解了基础的知识后,就要需要了解运用在小车上的温度传感器。经过分析我采用了型号为SHT10这一个温湿度传感器,它具有极高的可靠性与稳定性。 最后我利用protel99软件,将温度传感器的原理图绘出。如下图: 在确定原理图正确连接后,封装元件并导入PCB制版,PCB最后效果图如下:

传感器实验报告详解

五邑大学 《传感器与电测技术》 实验报告 实验时间:2016年11月16日-17日实验班级:班 实验报告总份数: 4 份 实验教师:

信息工程学院(系) 611 实验室 __交通工程_____专业 班 学号 姓名_______协作者______________ 成绩:

实验一熟悉IAR 集成开发环境下C程序的编写 一.实验目的 1、了解IAR 集成开发环境的安装。 2、掌握在IAR 环境下程序的编辑、编译以及调试的方法。 二.实验设备 1、装有IAR 开发环境的PC 机一台 2、物联网开发设计平台所配备的基础实验套件一套 3、下载器一个 三.实验要求 1、熟悉IAR 开发环境 2、在IAR 开发环境下编写、编译、调试一个例程 3、实验现象节点扩展板上的发光二极管 D9 被点亮 三、问题与讨论 根据提供的电路原理图等资料,修改程序,点亮另一个LED 灯D8。(分析原理,并注释。) 先定义IO口,再初始化,最后点亮

一、实验目的与要求 1、理解光照度传感器的工作原理 2、掌握驱动光照度传感器的方法 二、实验设备 1、装有IAR 开发工具的PC 机一台 2、下载器一个 3、物联网开发设计平台一套 三、实验要求 1、编程要求:编写光照度传感器的驱动程序 2、实现功能:检测室内的光照度 3、实验现象:将检测到的数据通过串口调试助手显示,用手遮住传感器,观察数据变化。 四、实验讨论 讨论:光敏电阻的工作原理?光敏电阻是否为线性测量元件,为什么?常用于什么测量场合? 1.它的工作原理是基于光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线,将其 封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻。为了增加灵敏度,两电极常做成梳状。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。当光敏电阻受到光照时,价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带,成为自由电子,同时产生空穴,电子—空穴对的出现使电阻率变小。光照愈强,光生电子—空穴对就越多,阻值就愈低。当光敏电阻两端加上电压后,流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。入射光消失,电子-空穴对逐渐复合,电阻也逐渐恢复原值,电流也逐渐减小 2.不是线性测量元件,可以说光敏电阻在照度固定时是线性的。光敏电阻的阻 值随光照的增强而减少,但这个关系不是线性的。 3.常用作开关式光电转换器

传感器与检测技术(重点知识点总结)

传感器与检测技术知识总结 1:传感器是能感受规定的被检测量并按照一定规律转换成可输出信号的器件或装置。 一、传感器的组成 2:传感器一般由敏感元件,转换元件及基本转换电路三部分组成。①敏感元件是直接感受被测物理量,并以确定关系输出另一物理量的元件(如弹性敏感元件将力,力矩转换为位移或应变输出)。②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数(电阻,电感,电容)及电流或电压等电信号。 ③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输,处理的电量。 二、传感器的分类 1、按被测量对象分类 (1)内部信息传感器主要检测系统内部的位置,速度,力,力矩,温度以及异常变化。(2)外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态,它有相对应的接触式(触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器)和非接触式(视觉传感器、超声测距、激光测距)。 2、传感器按工作机理 (1)物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的(主要有:光电式传感器、压电式传感器)。 (2)结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的(主要有①电感式传感器;②电容式传感器;③光栅式传感器)。 3、按被测物理量分类 如位移传感器用于测量位移,温度传感器用于测量温度。 4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。 5、按传感器能量源分类 (1)无源型:不需外加电源。而是将被测量的相关能量转换成电量输出(主要有:压电式、磁电感应式、热电式、光电式)又称能量转化型; (2)有原型:需要外加电源才能输出电量,又称能量控制型(主要有:电阻式、电容式、电感式、霍尔式)。 6、按输出信号的性质分类 (1)开关型(二值型):是“1”和“0”或开(ON)和关(OFF); (2)模拟型:输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量,其输入/输出可线性,也可非线性; (3)数字型:①计数型:又称脉冲数字型,它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比;②代码型(又称编码型):输出的信号是数字代码,各码道的状态随输入量变化。其代码“1”为高电平,“0”为低电平。 三、传感器的特性及主要性能指标 1、传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系,有静态特性和动态特性。 2、传感器的静态特性是当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时,传感器的输出与输入之间的关系,叫静态特性,简称静特性。 表征传感器静态特性的指标有线性度,敏感度,重复性等。 3、传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为动态特性,简称动特性。传感器的动态特性取决于传感器的本身及输入信号的形式。传感器按其传递,转换信息的形式可分为①接触式环节;②模拟环节; ③数字环节。评定其动态特性:正弦周期信号、阶跃信号。 4、传感器的主要性能要求是:1)高精度、低成本。2)高灵敏度。3)工作可靠。4)稳定性好,应长期工作稳定,抗腐蚀性好;5)抗干扰能力强;6)动态性能良好。7)结构简单、小巧,使用维护方便等; 四、传感检测技术的地位和作用 1、地位:传感检测技术是一种随着现代科学技术的发展而迅猛发展的技术,是机电一体化系统不可缺少的关键技术之一。 2、作用:能够进行信息获取、信息转换、信息传递及信息处理等功能。应用:计算机集成制造系统(CIMS)、柔性制造系统(FMS)、加工中心(MC)、计算机辅助制造系统(CAM)。 五、基本特性的评价 1、测量范围:是指传感器在允许误差限内,其被测量值的范围; 量程:则是指传感器在测量范围内上限值和下限值之差。2、过载能力:一般情况下,在不引起传感器的规定性能指标永久改变条件下,传感器允许超过其测量范围的能力。过载能力通常用允许超过测量上限或下限的被测量值与量程的百分比表示。 3、灵敏度:是指传感器输出量Y与引起此变化的输入量的变化X之比。 4、灵敏度表示传感器或传感检测系统对被测物理量变化的反应能力。灵敏度越高越好,因为灵敏度越高,传感器所能感知的变化量越小,即被测量稍有微小变化,传感器就有较大输出。K值越大,对外界反应越强。 5、反映非线性误差的程度是线性度。线性度是以一定的拟合直线作基准与校准曲线作比较,用其不一致的最大偏差△Lmax与理论量程输出值Y(=ymax—ymin)的百分比进行计算。 6、稳定性在相同条件,相当长时间内,其输入/输出特性不发生变化的能力,影响传感器稳定性的因素是时间和环境。 7、温度影响其零漂,零漂是指还没输入时,输出值随时间变化而变化。长期使用会产生蠕变现象。 8、重复性:是衡量在同一工作条件下,对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标;(分散范围

智能循迹小车实验报告

简单电子系统设计报告 ---------智能循迹小车 学号201009130102 年级10 学院理学院 专业电子信息科学与技术 姓名马洪岳 指导教师刘怀强

摘要 本实验完成采用红外反射式传感器的自寻迹小车的设计与实现。采用与白色地面色差很大的黑色路线引导小车按照既定路线前进,在意外偏离引导线的情况下自动回位。 本设计采用单片机STC89C51作为小车检测、控制、时间显示核心,以实验室给定的车架为车体,两直流机为主驱动,附加相应的电源电路下载电路,显示电路构成整体电路。自动寻迹的功能采用红外传感器,通过检测高低电平将信号送给单片机,由单片机通过控制驱动芯片L298N驱动电动小车的电机,实现小车的动作。 关键词:STC89C51单片机;L298N;红外传感器;寻迹 一、设计目的 通过设计进一步掌握51单片机的应用,特别是在控制系统中的应用。进一步学习51单片机在系统中的控制功能,能够合理设计单片机的外围电路,并使之与单片机构成整个系统。 二、设计要求 该智能车采用红外传感器对赛道进行道路检测,单片机根据采集到的信号的不同状态判断小车当前状态,通过电机驱动芯片L298N发出控制命令,控制电机的工作状态以实现对小车姿态的控制,绕跑到行驶一周。 三、软硬件设计 硬件电路的设计 1、最小系统:

小车采用atmel公司的AT89C52单片机作为控制芯片,图1是其最小系统电路。主要包括:时钟电路、电源电路、复位电路。其中各个部分的功能如下: (1)、电源电路:给单片机提供5V电源。 (2)、复位电路:在电压达到正常值时给单片机一个复位信号。 图1 单片机最小系统原理图 2、电源电路设计: 模型车通过自身系统,采集赛道信息,获取自身速度信息,加以处理,由芯片给出指令控制其前进转向等动作,各部分都需要由电路支持,电源管理尤为重要。在本设计中,51单片机使用5V电源,电机及舵机使用5V电源。考虑到电源为电池组,额定电压为4.5V,实际充满电后电压则为4-4.5V,所以单片机及传感器模块采用最小系统模块稳压后的5V电源供电,舵机及电机直接由电池供电。 3、传感器电路:

传感器与检测技术实验报告

“传感器与检测技术”实验报告 学号:913110200229 姓名:杨薛磊 序号:83

实验一电阻应变式传感器实验 (一)应变片单臂电桥性能实验 一、实验目的:了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。 二、基本原理:电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形,然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化,再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测,如力、压力、加速度、力矩、重量等,在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 三、需用器件与单元:主机箱中的±2V~±10V(步进可调)直流稳压电源、±15V直流 1位数显万用表(自备)。 稳压电源、电压表;应变式传感器实验模板、托盘、砝码; 4 2 四、实验步骤: 应变传感器实验模板说明:应变传感器实验模板由应变式双孔悬臂梁载荷传感器(称重传感器)、加热器+5V电源输入口、多芯插头、应变片测量电路、差动放大器组成。实验模板中的R1(传感器的左下)、R2(传感器的右下)、R3(传感器的右上)、R4(传感器的左上)为称重传感器上的应变片输出口;没有文字标记的5个电阻符号是空的无实体,其中4个电阻符号组成电桥模型是为电路初学者组成电桥接线方便而设;R5、R6、R7是350Ω固定电阻,是为应变片组成单臂电桥、双臂电桥(半桥)而设的其它桥臂电阻。加热器+5V是传感器上的加热器的电源输入口,做应变片温度影响实验时用。多芯插头是振动源的振动梁上的应变片输入口,做应变片测量振动实验时用。 1、将托盘安装到传感器上,如图1—4所示。 图1—4 传感器托盘安装示意图

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