传感器检测技术实验报告材料

传感器传感器技术实验报告传感器传感器技术实验报告引言：传感器是现代科技发展中的重要组成部分，它可以将物理量或化学量转化为可测量的电信号。

传感器技术的应用范围广泛，涵盖了医疗、环境监测、工业生产等多个领域。

本报告将介绍我们在传感器实验中的设计、搭建和测试过程，以及实验结果的分析和讨论。

实验目的：本次实验的目的是研究和测试不同类型的传感器，包括温度传感器、光敏传感器和压力传感器。

通过实验，我们希望了解传感器的工作原理、特性和应用，并能够根据实验结果对传感器进行评估和比较。

实验材料和方法：我们使用了温度传感器、光敏传感器和压力传感器作为实验材料。

在实验过程中，我们采用了以下方法进行测试：1. 温度传感器实验：a) 将温度传感器连接到电路中，并通过示波器监测输出信号。

b) 在不同温度下，记录传感器输出信号的变化，并绘制温度-电压曲线。

c) 分析曲线，评估温度传感器的灵敏度和稳定性。

2. 光敏传感器实验：a) 将光敏传感器连接到电路中，并通过示波器监测输出信号。

b) 在不同光照条件下，记录传感器输出信号的变化，并绘制光照强度-电压曲线。

c) 分析曲线，评估光敏传感器的响应速度和线性度。

3. 压力传感器实验：a) 将压力传感器连接到电路中，并通过示波器监测输出信号。

b) 在不同压力条件下，记录传感器输出信号的变化，并绘制压力-电压曲线。

c) 分析曲线，评估压力传感器的灵敏度和可靠性。

实验结果和分析：在温度传感器实验中，我们观察到温度升高时传感器输出信号也随之增加，呈现出较好的线性关系。

这表明温度传感器对温度的变化非常敏感，并且具有较高的稳定性。

在光敏传感器实验中，我们发现光照强度越高，传感器输出信号也越大。

然而，当光照强度超过一定范围时，传感器的输出信号不再线性变化，这可能是由于传感器的饱和效应导致的。

在压力传感器实验中，我们发现压力越大，传感器输出信号也越高。

这表明压力传感器对压力的变化具有较好的灵敏度和可靠性。

传感器与检测技术实验报告前言：传感器多种多样，玲琅满目，可供我们选择的有很多。

压电传感器，电感涡流传感器等众多高性能传感器，被大量应用在各行各业。

特别是机床行业，以及汽车制造等行业更是应用广泛，是国内外公认的具有发展前途的高技术产业。

一、压电传感器(PT124G-210)1、传感器照片2、应用场景3、测量原理应变式压力传感器,是外界的压力，引起应变材料的几何形状发生改变,进而导致材料的电阻发生变化,检测这个电阻变化量可以测得外力的大小。

压阻式压力传感器通常是半导体压敏材料,半导体压阻式传感器在受到外力后,自身的几何形状几乎没有什么改变,而是其晶格参数发生改变,影响到禁带宽度,禁带宽度哪怕是非常微小的改变,都会引起载流子密度很大的改变,这最终引起材料的电阻率发生改变4、传感器原理压力或振动引起应变材料的几何形状发生改变，根据形变大小进行数据的显示5、比较它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。

缺点是某些压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差，需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。

二、涡流式传感器（ECS-3）1、传感器图片2、应用场景电涡流传感器系统广泛应用于电力、石油、化工、冶金等行业和一些科研单位。

对汽轮机、水轮机、鼓风机、压缩机、空分机、齿轮箱、大型冷却泵等大型旋转机械轴的径向振动、轴向位移、键相器、轴转速、胀差、偏心、以及转子动力学研究和零件尺寸检验等进行在线测量和保护3、测量原理通过电涡流效应的原理，准确测量被测体(必须是金属导体)与探头端面的相对位置。

4、传感器原理即利用金属导体置于变化的磁场中，产生感应电流，从而在金属体内形成自行闭合的电涡流线。

5、比较特点是长期工作可靠性好、灵敏度高、抗干扰能力强、非接触测量、响应速度快、不受油水等介质的影响，常被用于对大型旋转机械的轴位移、轴振动、轴转速等参数进行长期实时监测，可以分析出设备的工作状况和故障原因，有效地对设备进行保护及预维修。

传感器与检测技术实验报告前言：位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。

在生产过程中，位移的测量一般分为测量实物尺寸和机械位移两种。

按被测变量变换的形式不同，位移传感器可分为模拟式和数字式两种。

模拟式又可分为物性型和结构型两种。

常用位移传感器以模拟式结构型居多，包括电位器式位移传感器、电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器、霍尔式位移传感器等。

数字式位移传感器的一个重要优点是便于将信号直接送入计算机系统。

这种传感器发展迅速，应用日益广泛。

一、电容式传感器1、传感器照片（luoshida-m30）2、应用场景管件材质：ABS塑料安装方式：齐平/非齐平检测距离：2-20mm/2-30mm可调节工作电压：10-40VDC输出方式：NPN/PNP NO/NC/NO+NC连接方式：2M PVC线缆3、测量原理这种开关的测量通常是构成电容器的一个极板，而另一个极板是开关的外壳。

这个外壳在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。

当有物体移向接近开关时，不论它是否为导体，由於它的接近，总要使电容的介电常数发生变化，从而使电容量发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可控制开关的接通或断开。

这种接近开关检测的物件，不限於导体，可以绝缘的液体或粉状物等。

4、比较优点：温度稳定性好，结构简单，适应性强，动态响应好，可以实现非接触测量，具有平均效应：缺点：输出阻抗高，负载能力差，寄生电容影响大，输出特性非线性二、霍尔式位移传感器1、传感器照片（MIRAN-WOA-C-R角度位移）2、应用场景供电电压24V DC，输出信号有4-20MA、0-5V、0-10V等3、测量原理如果马达角度传感器构造运转，而齿轮不转，说明你的机器已经被障碍物给挡住了。

此技术使用起来非常简单，而且非常有效;唯一要求就是运动的轮子不能在地板上打滑（或者说打滑次数太多），否则你将无法检测到障碍物。

传感器与检测技术实验报告一、实验目的本次实验旨在深入了解传感器与检测技术的基本原理和应用，通过实际操作和数据测量，掌握常见传感器的特性和检测方法，培养我们的实践能力和解决问题的思维。

二、实验设备与材料1、传感器实验箱，包含各类常见传感器，如电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、光电式传感器等。

2、数字万用表、示波器。

3、实验连接导线若干。

三、实验原理1、电阻式传感器电阻式传感器是将被测量的变化转换为电阻值的变化。

常见的有应变式电阻传感器和热敏电阻传感器。

应变式电阻传感器基于电阻应变效应，当受到外力作用时，其电阻丝发生形变，从而导致电阻值的变化；热敏电阻传感器则根据温度的变化改变自身电阻值。

2、电容式传感器电容式传感器是将被测量的变化转换为电容值的变化。

主要有变极距型、变面积型和变介质型电容传感器。

其工作原理基于电容的定义式 C ＝εS/d，其中ε 为介质的介电常数，S 为两极板的相对面积，d 为两极板间的距离。

3、电感式传感器电感式传感器是利用电磁感应原理将被测量转换为电感量的变化。

包括自感式和互感式传感器。

自感式传感器通过改变线圈的自感系数来反映被测量；互感式传感器则是根据互感系数的变化进行测量。

4、光电式传感器光电式传感器是把被测量的变化转换成光信号的变化，然后通过光电元件转换成电信号。

常见的有光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管等。

四、实验内容与步骤1、电阻式传感器实验（1）连接应变式电阻传感器到实验电路，施加不同的外力，用数字万用表测量电阻值的变化，并记录数据。

（2）将热敏电阻传感器接入电路，改变环境温度，测量电阻值，绘制温度电阻曲线。

2、电容式传感器实验（1）分别连接变极距型、变面积型和变介质型电容传感器到实验电路，改变相应的参数，如极距、面积或介质，用示波器观察输出电压的变化。

（2）记录不同参数下的输出电压值，分析电容值与输出电压的关系。

3、电感式传感器实验（1）连接自感式传感器，改变磁芯位置或气隙大小，测量电感值的变化。

传感器实验实验报告传感器实验实验报告引言：传感器是一种能够将各种物理量、化学量或生物量转换为可测量电信号的装置。

它在各个领域中都有着广泛的应用，如环境监测、医疗诊断、智能家居等。

本次实验旨在通过对不同类型传感器的测试和比较，深入了解传感器的原理和性能。

实验一：温度传感器温度传感器是一种常见的传感器类型，用于测量环境中的温度。

我们选择了一款热敏电阻温度传感器进行测试。

实验中，我们将传感器连接到一个电路板上，并使用示波器测量输出电压随温度的变化。

通过改变环境温度，我们观察到传感器输出电压与温度之间的线性关系。

这表明该传感器具有良好的灵敏度和稳定性。

实验二：光照传感器光照传感器是一种能够测量环境中光照强度的传感器。

我们选择了一款光敏电阻光照传感器进行测试。

实验中，我们将传感器暴露在不同光照条件下，并使用万用表测量输出电阻的变化。

结果显示，传感器输出电阻随光照强度的增加而减小。

这说明该传感器能够准确地感知光照强度，并将其转化为电信号输出。

实验三：湿度传感器湿度传感器是一种用于测量环境湿度的传感器。

我们选择了一款电容式湿度传感器进行测试。

实验中，我们将传感器放置在一个密封的容器中，并通过改变容器内的湿度来模拟不同湿度条件。

通过连接传感器到一个数据采集系统，我们能够实时监测到传感器的输出信号。

结果显示，传感器的输出电容随湿度的增加而增加。

这说明该传感器对湿度变化非常敏感，并能够准确地测量环境湿度。

实验四：气体传感器气体传感器是一种能够检测环境中气体浓度的传感器。

我们选择了一款气敏电阻气体传感器进行测试。

实验中，我们将传感器暴露在不同浓度的气体环境中，并使用示波器测量输出电阻的变化。

结果显示，传感器的输出电阻随气体浓度的增加而减小。

这表明该传感器能够准确地感知气体浓度，并将其转化为电信号输出。

结论：通过本次实验，我们深入了解了不同类型传感器的原理和性能。

温度传感器、光照传感器、湿度传感器和气体传感器在各自的应用领域中都具有重要的作用。

传感与检测实验报告传感与检测实验报告一、引言传感与检测技术是现代科学和工程领域中的重要组成部分。

它涵盖了从环境监测到医学诊断等各个领域的应用。

本实验旨在通过探索传感与检测的基本原理和实际应用，加深对该领域的理解。

二、实验目的本实验的主要目的是掌握传感与检测技术的基本原理，并通过实际操作和数据分析，加深对传感与检测的理解。

具体实验目标如下：1. 理解传感与检测技术的定义和分类；2. 学习传感与检测技术的基本原理；3. 掌握传感与检测技术的实验方法和操作；4. 分析实验数据，总结实验结果。

三、实验原理传感与检测技术是通过感知、采集、处理和输出信号，实现对目标物理量或参数的测量和监测。

传感器是传感与检测技术的核心组成部分，它能够将非电信号转换为电信号，并通过电信号的变化来反映目标物理量或参数的变化。

在本实验中，我们将使用多种传感器，包括温度传感器、光敏传感器和压力传感器。

温度传感器能够测量环境温度的变化，光敏传感器可以感知光线的强度，压力传感器则可以测量物体受力的大小。

四、实验步骤1. 实验前准备：检查实验设备和传感器的连接情况，并确保实验仪器的正常工作。

2. 温度传感器实验：将温度传感器插入待测物体中，记录温度传感器输出的电压值，并根据标定曲线计算出对应的温度值。

3. 光敏传感器实验：将光敏传感器暴露在不同强度的光线下，记录光敏传感器输出的电压值，并根据标定曲线计算出对应的光强值。

4. 压力传感器实验：将压力传感器放置在受力物体上，记录压力传感器输出的电压值，并根据标定曲线计算出对应的压力值。

5. 数据分析：将实验数据整理并进行图表展示，分析传感器输出与目标物理量或参数之间的关系。

五、实验结果与讨论通过实验数据的分析，我们可以得出以下结论：1. 温度传感器的输出电压与环境温度呈线性关系，且具有较高的精度和稳定性。

2. 光敏传感器的输出电压与光强之间存在非线性关系，需要通过标定曲线进行转换。

3. 压力传感器的输出电压与物体受力大小呈线性关系，但在较高压力下可能存在饱和现象。

传感器与检测技术实验报告姓 名： 学 号： 院 系：仪器科学与工程学院 专 业： 测控技术与仪器 实 验 室： 机械楼5楼 同组人员： 评定成绩： 审阅教师：传感器第一次实验实验一 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及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形变时,其电阻值发生变化,这就是电阻应变效应;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,通过它反映被测部位受力状态的变化;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 1/4o U EK ε=,其中K 为应变灵敏系数,/L L ε=∆为电阻丝长度相对变化;三、实验器材主机箱、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等;四、实验步骤1. 根据接线示意图安装接线;2. 放大器输出调零;3. 电桥调零;4. 应变片单臂电桥实验;测得数据如下,并且使用Matlab 的cftool 工具箱画出实验点的线性拟合曲线：由matlab 拟合结果得到,其相关系数为,拟合度很好,说明输出电压与应变计上的质量是线性关系,且实验结果比较准确; 系统灵敏度S =ΔU ΔW=0.0535V/Kg 即直线斜率,非线性误差=Δm yFS=0.0810.7×100%=0.75%五、思考题单臂电桥工作时,作为桥臂电阻的应变片应选用：1正受拉应变片；2负受压应变片；3正、负应变片均可以;答：1负受压应变片；因为应变片受压,所以应该选则2负受压应变片;实验三 金属箔式应变片——全桥性能实验一、实验目的了解全桥测量电路的优点二、基本原理全桥测量电路中,将受力方向相同的两应变片接入电桥对边,相反的应变片接入电桥邻边;当应变片初始阻值R1=R2=R3=R4、其变化值1234R R R R ∆=∆=∆=∆时,其桥路输出电压3o U EK ε=;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都得到了改善;三、实验器材主机箱、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等;四、实验步骤1.根据接线示意图安装接线;2.放大器输出调零;3.电桥调零;4.应变片全桥实验数据记录如下表所示,并且使用Matlab的cftool工具箱画出实验点的线性拟合曲线：由matlab拟合结果得到,其相关系数为,比上个实验中的单臂电桥线性度差,跟理论存在误差;系统灵敏度S=ΔUΔW = 0.2232V/Kg 即直线斜率,非线性误差δ= ΔmyFS=0.4945×100%1.1%,可见全桥的灵敏度是单臂电桥的4倍可以看出,但非线性度却高于单臂电桥;按照实验结果,对于灵敏度的测量时符合理论值的,但是非线性误差是有误的,分析其原因可能是测量过程中的仪器调节、读数误差、以及仪器本身存在的问题;我们在做实验的过程中,仪器存在一定问题,总是很难调节或者得到稳定的数据,不够精准;五、思考题1.测量中,当两组对边电阻值R相同时,即R1=R3,R2=R4,而R1≠R2时,是否可以组成全桥：1可以；2不可以;答：2不可以;因为电桥平衡的条件为：R1×R3=R2×R4;2.某工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片,如图2-8,能否如何利用四组应变片组成电桥,是否需要外加电阻;图2-8 受拉力时应变式传感器圆周面展开图答：能够利用它们组成电桥;a图中 4个应变片对称分布于测试棒上,检测试件横向拉力,如果已知试件泊松比则可知试件纵向应变;任意选取两个电阻接入电桥的对边,输出为两倍的横向应变,并选取外加电阻使电桥平衡；b图中R3、R4应变片检测试件纵向拉力,R1、R2检测横向拉力,可以选取R3、R4接入电桥对边,输出为两倍的纵向应变;需要接入与应变片阻值相等的电阻组成电桥;3.金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较基本原理如图2-9a、b、c;比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度,根据实验结果和理论分析,阐述原因,得出相应的结论;注意：比较实验中,a、b、c放大电路的放大器增益必须相同;a单臂 b半桥 c全桥图2-9 应变电桥①单臂U0 ＝ U1－U3＝〔R1＋△R1/R1＋△R1＋R2－R4/R3＋R4〕E＝〔1＋△R1/R1/1＋△R1/R1＋R2/R2－R4/R3/1＋R4/R3〕E设R1＝R2＝R3＝R4,且△R1/R1<<1;U0≈1/4△R1/R1E所以电桥的电压灵敏度：S＝U0/△R1/R1≈kE＝1/4E②半桥U0≈1/2△R1/R1ES ＝1/2E ③ 全桥 U0≈△R1/R1E S ＝E答：由以上可以看出,在灵敏度方面全桥的灵敏度最高,半桥次之,单臂最差,非线性度,单臂的非线性度最高即线性度最差,全桥的线性度最好 线性度：单臂>单桥>全桥 理论上： 灵敏度： 单臂 4E S = ,半桥 2ES = ,全桥 S E =; 非线性度：单臂100%2K K εδε=⨯+,半桥 0δ=,全桥 0δ=; 如前所述,由于外界因素,导致我们的非线性误差的计算存在很大偏差,但是就根据理论分析来看,全桥利用差动技术,能有效地提高灵敏度、降低非线性误差、有效地补偿温度误差;全桥利用差动技术,能有效地提高灵敏度、降低非线性误差、有效地补偿温度误差; 4、金属箔式应变片的温度影响电阻应变片的温度影响主要有两个方面;敏感栅丝的温度系数,应变栅的线膨胀系数与弹性体或被测试件的线膨胀系数不一致而产生附加应变;当温度变化时,即使被测体受力状态不变,输出也会有变化;① 按照全桥性能实验步骤,将200g 砝码放在砝码盘上,在数显表上读取数值Uo 1; ② 将主机箱中直流稳压电源＋5V 、地⊥接于实验模板的加热器＋6V 、地⊥插孔上,数分钟后待数显表电压显示基本稳定后,记下读数Uo t ;U ot -U 01即为温度变化的影响; 温度变化产生的相对误差：②如何消除金属箔式应变片温度影响答：可以采用温度自补偿法或者桥路补偿法;实验五差动变压器的性能实验一、实验目的了解差动变压器的工作原理和特性;二、基本原理差动变压器由一只初级线圈和二只次级线圈及一个铁芯组成,根据内外层排列不同,有两段式和三段式,本实验采用三段式;当被测物体移动时差动变压器的铁芯也随着轴向位移,从而使初级线圈和次级线圈之间的互感发生变化促使次级线圈感应电势产生变化;将两只次级反向串接,引出差动电势输出;其输出电势反映出被测物体的移动量;三、实验器材主机箱、差动变压器、差动变压器实验模板、测微头、双踪示波器、万用表、导线等;四、实验步骤1.按照接线图连接线路;2.差动变压器L1的激励电压从主机箱中的音频振荡器的Lv端引入,音频振荡器的频率为4~5KHz,本次实验选取4561Hz,输出峰峰值为2V;3.松开测微头的紧固螺钉,移动测微头的安装套使变压器次级输出的Vp-p较小;然后拧紧螺钉,仔细调节测微头的微分筒使变压器的次级输出Vp-p为最小值零点残余电压,约为,定义为位移的相对零点;4.从零点开始旋动测微头的微分筒,每隔微分筒转过20格从示波器上读出示波器的输出电压Vp-p,记入表格中;一个方向结束后,退到零点反方向做相同的实验;5.根据测得数据画出Vop-p —X曲线,做出位移为±1mm、±3mm时的灵敏度和非线性误差;数据表格如下：实验曲线如下：从图可以看出,数据基本呈线性,关于x=0对称的,在零点时存在一个零点误差,即零点残余电压,在15mv左右;位移为1mm时, 灵敏度为151V/m,非线性度δ= ΔmyFS =5.67286×100%=1.98%；位移为-1mm时,灵敏度为m,非线性度δ= ΔmyFS =3.89263×100%=1.48%由上式得到的非线性度可知,差动式变压器输出的非线性较好;五、思考题1.用差动变压器测量,振动频率的上限受什么影响答：受导线的驱肤效应和铁损等的影响,若频率过大超过某一数值时该值视铁心材料而定将会导致灵敏度下降;2.试分析差动变压器与一般电源变压器的异同答：相同点：都利用了电磁感应原理;不同点：一般变压器为闭合磁路,初、次级间的互感为常数；差动变压器为开磁路,初、次级间的互感随衔铁移动而变,且两个次级绕组按差动方式工作;传感器第二次实验实验九电容式传感器的位移实验一、实验目的了解电容式传感器结构及其特点;二、基本原理利用电容C＝εA／d的关系式,通过相应的结构和测量电路,可以选择ε、A、d三个参数中保持二个参数不变,而只改变其中一个参数,就可以组成测介质的性质ε变、测位移d变和测距离、液位A变等多种电容传感器;本实验采用的传感器为圆筒式变面积差动结构的电容式位移传感器,如图3-6所示：由二个圆筒和一个圆柱组成;设圆筒的半径为R；圆柱的半径为r；圆柱的长为x,则电容量为C=ε2 ｘ／lnR／r; 图中C1、C2是差动连接,当图中的圆柱产生X位移时,电容量的变化量为C=C1－C2=ε2 2 X／lnR／r,式中ε2 、lnR ／r为常数,说明C与位移X成正比,配上配套测量电路就能测量位移;图3-6 电容式位移传感器结构三、实验器材主机箱、电容传感器、电容传感器实验模板、测微头;四、实验步骤图3-7 电容传感器位移实验原理图1、按图3-8将电容传感器装于电容传感器实验模板上,实验模板的输出Ｖo1接主机箱电压表的Ｖin;2、将实验模板上的Rw调节到中间位置方法：逆时针转到底再顺时传３圈;3、将主机箱上的电压表量程显示选择开关打到2v档,合上主机箱电源开关；旋转测微头改变电容传感器的动极板位置使电压表显示0v ,再转动测微头向同一个方向5圈,记录此时测微头读数和电压表显示值,此点为实验起点值；此后,反方向每转动测微头1圈即△x=位移读取电压表读数,共转10圈读取相应的电压表读数单行程位移方向做实验可以消除测微头的回差；将数据填入表3-7并作出x-v实验曲线;结构：传感器为上下两个极板,谷物从传感器之间穿过;考虑因素：感应器是否与谷物接触的充分、谷物是否均匀的从传感器之间穿过以及直板传感器的边缘效应;实验十一压电式传感器振动测量实验一、实验目的了解压电传感器的测量振动原理和方法;二、基本原理压电式传感器由惯性质量块和受压的压电片等组成;工作时传感器感受与试件相同的振动频率,质量块便有正比于加速度的交变力作用在晶片上,由于压电效应,压电晶体上产生正比于运动速度的表面电荷;三、实验器材主机箱、差动变压器实验模板、振动源、示波器;四、实验步骤1、按照连线图将压电传感器安装在振动台上,振动源的低频输入接主机箱的低频振荡器,其它连线按照图示接线;2、合上主机箱电源开关,调节低频振荡器的频率和幅度旋钮使振动台振动,观察低通滤波器输出波形;3、用示波器的两个通道同时观察低通滤波器输入和输出波形；在振动台正常振动时用手指敲击振动台,同时观察输出波形的变化;4、改变振动源的频率,观察输出波形的变化;低频振荡器的幅度旋钮固定至最大,调节频率,用频率表监测,用示波器读出峰峰值填入表格;实验曲线：五、思考题根据实验结果,可以知道振动台的自然频率大致是多少传感器输出波形的相位差大致为多少答：根据实验曲线可知,振动台的自然频率大约为11Hz;×360°=17°t=5ms T=106ms φ=5106实验十二电涡流传感器位移实验一、实验目的了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性;二、基本原理通过交变电流的线圈产生交变磁场,当金属体处于交变磁场时,根据电磁感应原理,金属体内产生电流,该电流在金属体内自行闭合,并呈旋涡状,故称为涡流; 涡流的大小与金属体的电阻率、导磁率、厚度、线圈激磁电流频率及线圈与金属表面的距离x等参数有关;电涡流的产生必然要消耗一部分磁场能量,从而改变激磁线圈阻抗,涡流传感器就是基于这种涡流效应制成的;电涡流工作在非接触状态,当线圈与金属体表面的距离x以外的所有参数一定时可以进行位移测量;三、实验器材主机箱、电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、测微头、被测体铁圆片;四、实验步骤1、观察传感器结构,根据示意图安装测微头、被测体、电涡流传感器并接线;2、调节测微头使被测体与传感器端部接触,将电压表显示选择开关切换到20V档,检查接线无误后开启主机箱电源开关,记下电压表读数,然后每隔0.1mm读一个数,直到输出几乎不变为止;将数据填入下表：3、画出V-X 曲线,根据曲线找出线性区域及正、负位移测量时的最佳工作点即曲线线性段的中点;试计算测量范围为1mm 与3mm 时的灵敏度和非线性度可以用端点法或其他拟合直线;1415161718192021xv测量范围1mm ：非线性度：v =0.007v yFs= 所以测量范围3mm ：非线性度：v =0.056v yFs=五、思考题1、电涡流传感器的量程与哪些因素有关,如果需要测量±5mm 的量程应如何设计传感器答：电涡流传感器的量程就是传感器的线性范围,它受到线圈半径;被测体的性质及形状和厚度等因素影响;2、用电涡流传感器进行非接触位移测量时,如何根据量程使用选用传感器 答：所测量的位移在所选的传感器量程范围内;传感器第三次实验实验十五 直流激励时线性霍尔传感器的位移特性实验一、实验目的了解霍尔式传感器原理与应用;二、基本原理根据霍尔效应,霍尔电势H H B U K I =•,当霍尔元件处在梯度中运动时,它的电势会发生变化,利用这一性质可以进行位移测量;三、实验器材主机箱、霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、测微头;四、实验步骤图5-1 霍尔传感器直流激励实验原理图1、按图5-2示意图接线实验模板的输出Vo1接主机箱电压表的Vin,将主机箱上的电压表量程显示选择开关打到2v 档;2、检查接线无误后,开启电源,调节测微头使霍尔片处在两磁钢的中间位置,再调节Rw1使数显表指示为零;3、向某个方向调节测微头2mm 位移,记录电压表读数作为实验起始点；再反方向调节测微头,每增加0.2mm 记下一个读数建议做4mm 位移,将读数填入表5-1;表5-1作出V－X曲线,计算不同测量范围时的灵敏度和非线性误差;实验完毕,关闭电源;灵敏度：7277,4V mV X mm∆=∆=所以非线性度：207Vm mV∆=5983.8yFs=所以五、思考题本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的是什么量的变化答：反映的是磁场的变化;实验十七霍尔转速传感器测量电机转速实验一、实验目的了解霍尔转速传感器的应用;二、基本原理利用霍尔效应表达式：UH ＝KH·IB,当被测圆盘上装上N只磁性体时,圆盘每转一周磁场就变化N次;每转一周霍尔电势就同频率相应变化,输出电势通过放大、整形和计数电路计数就可以测量被测物体的转速;三、实验器材主机箱、霍尔转速传感器、转动源;四、实验步骤1、根据图5-5将霍尔转速传感器安装于霍尔架上,传感器的端面对准转盘上的磁钢并调节升降杆使传感器端面与磁钢之间的间隙大约为2~3mm;图5-5霍尔转速传感器实验安装、接线示意图2、在接线以前,先合上主机箱电源开关,将主机箱中的转速调节电源2~24v旋钮调到最小逆时针方向转到底,接入电压表显示选择打到20v档,监测大约为１.25v；关闭主机箱电源,将霍尔转速传感器、转动电源按图5-5所示分别接到主机箱的相应电源和频率/转速表转速档的Fin上;3、合上主机箱电源开关,在小于12v范围内电压表监测调节主机箱的转速调节电源调节电压改变电机电枢电压,观察电机转动及转速表的显示情况;4、从2v开始记录,每增加1v相应电机转速的数据待电机转速比较稳定后读取数据;表5-3电压v 2 3 4 5 6转速380 600 840 1060 1290电压v 7 8 9 10 11转速1520 1740 1980 2200 2420画出电机的V~n 电机电枢电压与电机转速的关系特性曲线; 实验完毕,关闭电源;五、思考题1、利用霍尔元件测转速,在测量上是否有限制 答：有;霍尔元件不能用来测磁体的转速;2、本实验装置上用了六只磁钢,能否用一只磁钢 答：可以,但是分辨率会降低,使实验结果不准确;实验十八 磁电式转速传感器测电机转速一、实验目的了解磁电式测量转速的原理;二、基本原理基于电磁感应原理,N匝线圈所在磁场的磁通变化时,线圈中感应电势：发生变化,因此当转盘上嵌入N 个磁棒时,每转一周线圈感应电势产生N 次的变化,通过放大、整形和计数等电路即可以测量转速;三、实验器材主机箱、磁电式传感器、转动源;四、实验步骤磁电式转速传感器测速实验除了传感器不用接电源外,其它完全与实验十七相同;图5-6 磁电转速传感器实验安装、接线示意图按图5-6接线,实验十七中的实验步骤做实验; 实验完毕,关闭电源;画出电机的V~n 电机电枢电压与电机转速的关系特性曲线; 实验完毕,关闭电源;dt d Ne Φ-=表5-4画出电机v~n特性曲线：五、思考题为什么磁电式转速传感器不能测很低速的转动,能说明理由么答：磁电式转速传感器是利用旋转体改变磁路,使磁通量发生变化,从而使其线圈产生感应电压,如果转速很慢,旋转体改变磁路也很慢,磁通量的变化也很慢,感应电压就会很小,就无法正确地测定转速;传感器第四次实验实验二十七发光二极管光源的照度标定实验一、实验目的了解发光二极管的工作原理；作出工作电流与光照度的对应关系及工作电压与光照度的对应关系曲线,为以后实验做好准备;二、基本原理半导体发光二极管筒称 LED;它是由Ⅲ－Ⅳ族化合物,如 GaAs砷化镓、GaP磷化镓、GaAsP磷砷化镓等半导体制成的,其核心是 PN 结;因此它具有一般二极管的正向导通及反向截止、击穿特性;此外,在一定条件下,它还具有发光特性;其发光原理如图7-1所示,当加上正向激励电压或电流时,在外电场作用下,在P－N 结附近产生导带电子和价带空穴,电子由 N 区注入 P 区,空穴由 P 区注入N 区,进入对方区域的少数载流子少子一部分与多数载流子多子复合而发光;假设发光是在 P 区中发生的,那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中心捕获后,再与空穴复合发光;除了这种发光复合外,还有些电子被非发光中心这个中心介于导带、价带中间附近捕获,再与空穴复合,每次释放的能量不大,以热能的形式辐射出来;发光的复量相对于非发光复合量的比例越大,光量子效率越高;由于复合是在少子扩散区内发光的,所以光仅在靠近PN 结面数μm 以内产生;发光二极管的发光颜色由制作二极管的半导体化合物决定;本实验使用纯白高亮发光二极管;图7-1 发光二极管的工作原理三、实验器材主机箱0~20mA 可调恒流源、电流表、0~24V 可调电压源,照度表,照度计探头,发光二极管,光筒;四、实验步骤1、按图7-2配置接线,接线注意＋、－极性;2、检查接线无误后,合上主机箱电源开关;3、调节主机箱中的恒流源电流大小电流表量程 20mA 档,即改变发光二管的工作电流大小就可改变光源的光照度值;拔去发光二极管的其中一根连线头,则光照度为 0如果恒流源的起始电流不为 0,要得到 0 照度只有断开光源的一根线;按表7-1进行标定实验调节恒流源,得到照度~电流对应值;4、关闭主机箱电源,再按图7-3配置接线,接线注意＋、－极性;5、合上主机箱电源,调节主机箱中的 0~24V 可调电压电压表量程 20V 档就可改变光源发光二极管的光照度值;按表7-1进行标定实验调节电压源,得到照度~电压对应值;6、根据表7-1画出发光二极管的电流~照度、电压~照度特性曲线;表7-1 发光二极管的电流、电压与照度的对应关系照度Lx 2 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100电流0 0mA电压V 0照度Lx 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200电流mA电压V 3照度Lx 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300电流mA电压V6、根据表7-1画出发光二极管的电流~照度、电压~照度特性曲线;发光二极管的电流-照度图纵坐标电流A,横坐标照度Lx发光二极管的电压-照度图横坐标照度,纵坐标电压由图可知,发光二极管的电压和电流必须达到一定值后,二极管才发光;这是由于正向电压必须达到二极管正向导通电压,二极管才能开始工作,才能发光;实验二十八光敏电阻特性实验一、实验目的了解光敏电阻的光照特性和伏安特性;二、基本原理在光线的作用下,电子吸收光子的能量从键合状态过渡到自由状态,引起电导率的变化,这种现象称为光电导效应;光电导效应是半导体材料的一种体效应;光照愈强,器件自身的电阻愈小;基于这种效应的光电器件称光敏电阻;光敏电阻无极性,其工作特性与入射光光强、波长和外加电压有关;实验原理图如图7-4;图7-4 光敏电阻实验原理图三、实验器材主机箱0~20mv可调恒流源、电流表、0~24V可调电压源、照度表,照度计探头,发光二极管,遮光筒;四、实验步骤1、亮电阻和暗电阻的测量1将光敏电阻和电流表串联,两端并联电压表内接法,电压表正极接一上拉电阻至VCC;光敏电阻接受一个发光二级管的光照,中间有一个遮光筒;调节发光二级光的供电电压,查表7-1,使光照度为100Lx;210s左右读取光敏电阻电流值,作为亮电流I亮;3缓慢调节二极管供电电压减到0V,10s左右读取电流值,作为暗电流I暗;4根据以下公式,计算亮阻和暗阻照度100Lx：I亮=,U亮=10V, R亮=U/I=6kΩI暗=0mA,U暗=10V, R暗=U/I=∞2、光照特性测量光敏电阻的两端电压为定值时,光敏电阻的光电流随光照强度的变化而变化,它们之间的关系是非线性的;调节不同光照度,做出光电流与光照度的曲线图;表7-2 光照特性实验数据图7-3光敏电阻光电流-光照度曲线由图可知光敏电阻的光照特性呈非线性,因此不宜做线性检测元件,但是在自控系统中用作开关元件;3、伏安特性的测量光敏电阻在一定光照强度下,光电流随外加电压的变化而变化;测量时,光照强度为定值下,光敏电阻输入6档电压,测得光敏电阻上的电流值如表7-3,在同一坐标图中做出不同照度的三条伏安特性曲线;表7-3 光敏电阻伏安特性实验数据图7-4 光敏电阻伏安特性由图可知,光敏电阻的伏安特性是呈线性的；光照越强,伏安特性曲线斜率越大,说明电阻阻值越小;五、思考为什么测光电阻亮阻和暗阻要经过10s后才读数这是光敏电阻的缺点,只能应用于什么状态答：当光照强度发生变化时,材料的电阻率也会发生改变,从而电阻阻值也发生改变;该种改变需要时间,当光线突然改变,阻值不稳定,经过10秒后阻值基本稳定,便可以读数,以获得稳定的输出读数;光敏电阻只能应用于自动控制系统中的开关作用;实验三十一硅光电池实验一、实验目的了解光电池的光照、光谱特性,熟悉其应用;二、基本原理光电池是根据光生伏特效应制成的,不需加偏压就能把光能转换成电能的P-N 结的光电池器件;当光照射到光电池的P-N结上时,便在P-N结两端产生电动势;这。

一、实验目的1. 了解传感器的基本原理和检测方法。

2. 掌握不同类型传感器的应用和特性。

3. 通过实验，验证传感器检测的准确性和可靠性。

4. 培养动手能力和分析问题的能力。

二、实验原理传感器是将物理量、化学量、生物量等非电学量转换为电学量的装置。

本实验主要涉及以下几种传感器：1. 电阻应变式传感器：利用应变片将应变转换为电阻变化，从而测量应变。

2. 电感式传感器：利用线圈的自感或互感变化，将物理量转换为电感变化，从而测量物理量。

3. 电容传感器：利用电容的变化，将物理量转换为电容变化，从而测量物理量。

4. 压电式传感器：利用压电效应，将物理量转换为电荷变化，从而测量物理量。

三、实验仪器与设备1. 电阻应变式传感器实验装置2. 电感式传感器实验装置3. 电容传感器实验装置4. 压电式传感器实验装置5. 数字万用表6. 示波器7. 信号发生器8. 振动台四、实验步骤1. 电阻应变式传感器实验（1）连接实验装置，确保电路连接正确。

（2）调整信号发生器输出频率和幅度，使振动台产生一定频率和幅度的振动。

（3）观察数字万用表和示波器显示的应变值和电压值。

（4）分析应变值和电压值之间的关系，验证电阻应变式传感器的检测原理。

2. 电感式传感器实验（1）连接实验装置，确保电路连接正确。

（2）调整信号发生器输出频率和幅度，使振动台产生一定频率和幅度的振动。

（3）观察数字万用表和示波器显示的电感值和电压值。

（4）分析电感值和电压值之间的关系，验证电感式传感器的检测原理。

3. 电容传感器实验（1）连接实验装置，确保电路连接正确。

（2）调整信号发生器输出频率和幅度，使振动台产生一定频率和幅度的振动。

（3）观察数字万用表和示波器显示的电容值和电压值。

（4）分析电容值和电压值之间的关系，验证电容传感器检测原理。

4. 压电式传感器实验（1）连接实验装置，确保电路连接正确。

（2）调整信号发生器输出频率和幅度，使振动台产生一定频率和幅度的振动。

传感器测速实验报告传感器测速实验报告引言：近年来，随着科技的发展和社会的进步，传感器技术在各个领域得到了广泛应用。

其中，传感器在测速领域的应用越来越受到重视。

本文将介绍一项关于传感器测速实验的研究，探讨其原理、方法和实验结果。

一、实验目的本实验的主要目的是通过使用传感器测速的方法，了解传感器的工作原理，以及探究传感器测速的准确性和可行性。

二、实验装置和方法1. 实验装置：本实验使用了一台传感器测速仪器，该仪器由传感器、计算机和数据处理软件组成。

2. 实验方法：a. 将传感器正确安装在测速仪器上，并连接至计算机。

b. 在实验过程中，保持传感器与被测物体之间的距离恒定。

c. 启动测速仪器，并开始进行测速实验。

d. 实验过程中，记录传感器所测得的速度数据，并进行数据处理和分析。

三、实验原理传感器测速的原理基于多种物理现象，如声波、光学、电磁等。

不同类型的传感器采用不同的原理来测量速度。

在本实验中，我们使用了一种基于光学原理的传感器。

光学传感器利用光的传播速度和物体的运动速度之间的关系来测量物体的速度。

当物体通过传感器时，光束被物体遮挡，传感器会记录下遮挡时间。

通过计算遮挡时间和传感器与物体之间的距离，可以得出物体的速度。

四、实验结果与讨论在实验过程中，我们使用传感器测速仪器对一辆运动车辆进行了测速。

实验结果显示，该车辆的速度为每小时60公里。

通过多次实验，我们发现传感器的测速结果相对准确，与实际速度相差不大。

然而，我们也注意到传感器测速的准确性受到一些因素的影响。

首先，传感器与物体之间的距离需要保持恒定，否则会导致测速结果的偏差。

其次，传感器对于高速运动的物体可能存在测量误差，因为遮挡时间非常短，传感器的响应时间有限。

为了提高测速的准确性，我们可以采取以下措施：1. 定期校准传感器，确保其测量结果的准确性。

2. 采用多个传感器进行测速，以提高测量的可靠性和准确性。

3. 结合其他测速方法，如GPS等，进行对比验证，以确保测速结果的可信度。

传感器实验报告范文引言：传感器是一种能够感受被测量的非电学量并将其转变为电信号输出的装置。

传感器在现代科技中被广泛应用，如环境监测、医疗设备、工业自动化等领域。

本实验主要介绍光敏传感器和温度传感器的基本原理和实验过程。

一、光敏传感器实验1.实验原理光敏传感器是一种通过光敏材料改变阻值来感知光照强度的传感器。

光强越大，光敏器件阻值越小。

本实验使用的光敏传感器为LDR（光敏电阻）。

2.实验器材-LDR-可变电阻-多用途实验板-电源-示波器-连接线3.实验步骤(1)将LDR和可变电阻分别连接至实验板。

(2)将电源正极与可变电阻的一侧连接，电源负极与LDR的一侧连接，示波器负极与LDR的另一侧连接，示波器正极与可变电阻的另一侧连接。

(3)调节可变电阻的阻值，观察示波器上的波形变化。

(4)进行数据记录和分析。

4.实验结果(1)调节可变电阻的阻值，光敏传感器的阻值随之变化。

(2)示波器上的波形变化反应了光敏传感器阻值变化的趋势。

5.实验分析通过实验，我们可以清楚地观察到光敏传感器阻值随光照强度变化的规律。

这个实验原理可以应用在许多实际应用中，如光照控制系统、街道灯自动控制等。

二、温度传感器实验1.实验原理温度传感器是一种通过感知温度变化来输出电信号的传感器。

本实验使用的温度传感器为热敏电阻。

2.实验器材-热敏电阻-可变电阻-多用途实验板-电源-示波器-温度计-连接线3.实验步骤(1)将热敏电阻和可变电阻分别连接至实验板。

(2)将电源正极与可变电阻的一侧连接，电源负极与热敏电阻的一侧连接，示波器负极与热敏电阻的另一侧连接，示波器正极与可变电阻的另一侧连接。

(3)使用温度计测量环境温度，并记录。

(4)调节可变电阻的阻值，观察示波器上的波形变化。

(5)进行数据记录和分析。

4.实验结果(1)调节可变电阻的阻值，温度传感器的阻值随之变化。

(2)示波器上的波形变化反应了温度传感器阻值变化的趋势。

5.实验分析通过实验，我们可以清楚地观察到温度传感器阻值随温度变化的规律。