《实验三-基于传感技术的定量测定实验》

食醋中总酸量的测定韩霞2013级*化学1301*实验小组第四组一、实验目标1.初步学会用传感器技术测定食醋中的总酸量；2.会组织学生用传感器技术测定食醋中的总酸量教学过程。

二、实验原理食醋中的主要成分是醋酸，此外还含有少量的乳酸等有机酸，醋酸是弱酸，用传统的pH试纸或酸度计测定食醋中的总酸量，总是要比实际浓度低，误差很大。

本实验将使用传感器技术来测定食醋中的总酸量，该方法不怕待测物中的颜色干扰，测定既快又不用加指示剂。

pH传感器是用来检测被测物中氢离子浓度并转换成相应的可用输出信号的传感器，通常由化学部分和信号传输部分构成。

pH传感器利用能斯特（NERNST）原理。

待测的食醋中醋酸及其他有机酸可换算为醋酸总量，都可以被标准的强碱NaOH溶液滴定：C待测V待测=C标准V标准，用化学方程式表示为：CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O当溶液中的电解质含量恒定时，电导率亦恒定，当生成难电离物质时，电导率下降，pH传感器就是把电信号转化为化学信息来测定其中的总酸度的。

传感器简介：传感器是一系列根据一定的物理化学原理制成的物理化学量的感应器具，它能把外界环境中的某个物理化学量的变化以电信号的方式输出，再经数据模拟装置转化成数据或图表的形式在数据采集器上显示并储存起来。

中学化学教学中进行科学探究常用到的传感器有温度传感器、pH传感器、溶解氧传感器、电导率传感器、光传感器、压力传感器、色度传感器等。

传感器技术的特点：便携，实时，准确，综合，直观。

三、仪器与药品仪器：GQY数字实验室教学设备（由pH传感器、数据采集器、液滴计数器、光电门传感器组成）、50mL酸式滴定管、电磁搅拌器、铁架台、250mL烧杯、量筒、250ml容量瓶、玻璃棒。

药品与试剂：有色食醋原液、L NaOH溶液、去CO2的蒸馏水、pH=4和pH=的缓冲溶液、pH=的混合磷酸盐溶液。

四、实验操作过程1.设备连接（1）采集器与传感器，使用1394线（传感器连接线）连接：2号接口连接光电门传感器，3号接口连接pH传感器，如图1所示：图1 GQY测食醋总酸度（2）光电门传感器红色线（或有红色标记的）一端连接液滴计数器，黑色线（无标记的）接一光电门，调节光电门传感器为计数模式（第1个和第3个灯同时亮）。

中学化学定量分析实验判定反应终点的几种常用方法？鄢作者：顾菲菲来源：《化学教与学》2013年第03期摘要：化学定量分析实验是中学化学实验的一个重要组成部分，而作为定量实验，“准”是核心，如何精准，除了对实验原理和仪器有较高的要求外，实验操作也不容忽视。

准确地判断反应的终点就是其中一个重要的环节。

关键词：颜色变化；质量变化；观察沉淀；传感技术文章编号：1008-0546（2013）03-091-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2013.03.039什么是定量分析（Quantitative Analysis）？百度释义：“指分析一个被研究对象所包含成分的数量关系或所具备性质间的数量关系；也可以对几个对象的某些性质、特征、相互关系从数量上进行分析比较，研究的结果也用数量加以描述。

”定量分析的目的是准确测试试样中物质的含量，要求结果准确可靠。

因此对反应终点的判断极其重要。

滴定分析法和重量分析法是化学分析中主要的定量分析法。

根据滴定反应的类型不同，可将滴定分析法分为酸碱滴定法、络合滴定法、氧化还原滴定法和沉淀滴定法。

而中学阶段涉及到的主要是酸碱滴定法和氧化还原滴定法。

在中学阶段的这些定量实验，如何来判断反应的终点呢？一、利用颜色变化1.加入指示剂，通过指示剂颜色的变化来判断反应终点在酸碱滴定的过程中，被滴定的溶液在外观上通常不发生任何变化，需借助酸碱指示剂颜色的改变来指示滴定终点。

酸碱指示剂一般是某些有机弱酸或弱碱，或是有机酸碱两性物质，它们在酸碱滴定过程中也能参与质子转移反应，因分子结构的改变而引起自身颜色的变化，并且这种颜色伴结构的转变是可逆的。

当酸碱滴定至计量点附近时，随着溶液的pH的变化，指示剂不同型体的浓度之比迅速改变而指示滴定终点。

中学化学中涉及到酸碱指示剂常见的是甲基橙（Methyl Orange，MO）、酚酞（Phenolphthalein，PP）。

检测与传感技术实验报告数据采集及分析硕士研究生《检测与传感技术》课程大作业（实验）报告专业：机械电子工程年级：学期： 2012-2013学年第二学期任课教师：学号：姓名：实验起止时间：目录实验一认识实验器材及电涡流传感器标定 ..................... - 1 -一、实验目的.............................................. - 1 -二、实验设备及仪器........................................ - 1 -三、实验原理.............................................. - 2 -四、实验步骤.............................................. - 4 -五、实验数据及结果分析................................... - 4 - 实验二电阻应变片粘贴技术................................. - 6 -一、实验目的.............................................. - 6 -二、实验设备及器材........................................ - 6 -三、电阻应变片的粘贴步骤.................................. - 6 -四、注意事项.............................................. - 8 -五、粘贴成果.............................................. - 8 - 实验三电阻应变片应变测量................................. - 9 -一、实验目的.............................................. - 9 -二、实验设备及器材........................................ - 9 -三、实验内容.............................................. - 9 -四、实验原理............................................. - 10 -五、实验测量步骤......................................... - 13 -七、实验数据............................................. - 14 -八、结果讨论............................................. - 16 - 实验四风机噪声测量实验.................................. - 17 - 一、实验目的............................................. - 17 - 二实验设备及仪器........................................ - 17 - 三实验对像及测量原理.................................... - 17 -四、实验步骤............................................ - 19 -五、实验数据记录........................................ - 20 -六、结论讨论............................................. - 21 -实验五振动系统固有频率的测量 ............................ - 21 -一、实验目的............................................. - 21 -二、实验设备及仪器....................................... - 22 -三、实验装置框图及系统硬件连接实物图 ..................... - 22 -四、实验原理............................................. - 23 -五、实验方法............................................. - 27 -六、实验结果与分析....................................... - 28 -实验一认识实验器材及电涡流传感器标定一、实验目的1、主要对电涡流传感器、加速度传感器、电荷放大器、电涡流仪等各实验器材的原理及工作性能进行了解；其次，还对CD-4型、CD-6型加速度传感器及标准加速度发生器进行认识。

基于磁性自组装分子印迹传感器测定赤霉素A3张连明;魏小平;韦衍溪;李建平;曾英【摘要】利用共沉淀法合成了磁性Fe3 O4纳米粒子,进一步表面功能化,合成Fe3 O4@Au磁性纳米粒子提高粒子表面的亲和性。

在高亲和力的金壳表面自组装L-半胱氨酸-GA3,将其滴涂在磁控玻碳电极表面,电聚合L-半胱氨酸制得对GA3具有特异性识别能力的MIP/Fe3 O4@Au修饰电极。

对Fe3 O4@Au磁性纳米粒子的表面形态及粒度分布进行了透射电镜分析,对GA3, MIP及nMIP的结构及成分进行了红外光谱对比分析。

利用电化学方法对测试体系的工作条件进行了优化。

研究表明,当电聚合圈数为30圈,以乙酸-甲醇(1：8, V/V)作为洗脱液、洗脱时间为5 min、重吸附时间为7 min时,传感器具有较高的稳定性,且对GA3具有较好的识别效果。

结果表明,探针离子K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]的氧化峰电流值与GA3浓度在1.0×10-11~1.0×10-8 mol/L范围内呈线性关系,检出限为2.6×10-12mol/L。

此传感器已应用于啤酒中GA3的检测。

%ThemagneticFe3O4nanoparticlesweresynthesizedbyco-precipitationmethod,andthenmagnetic Fe3 O4@Au nanoparticle was synthesized to improve the affinity of particle surface. L-Cys-GA3 was grafted on the surface of gold clad by self-assembly method, and then dropped it on glassy carbon electrode, for further manufacture of MIP/*************************************************** morphology and particle size distribution of Fe3 O4@Au were studied by TEM. The structure and composition of gibberellins A3, MIP and nMIP were studied by IR. The test system was optimized, and the results showed that when the cycles of electropolymerization was 30, acetic acid:methanol (1:8,V/V) was chosen as eluent, elution time was optimized for 5 min and rebinding time for 7 min, the sensor got a high stability and good recognition ability for gibberellins A3 . The concentration of gibberellinsA3 in the range of 1 . 0 × 10-11-1 . 0 × 10-8 mol/L had a relationship with the oxidation peak current of probe, with the detection limit of 2. 57×10-12 mol/L. The sensor was successfully used for the determination of GA3 in beer sample.【期刊名称】《分析化学》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】6页(P1580-1585)【关键词】分子印迹;赤霉素;自组装;磁性纳米粒子【作者】张连明;魏小平;韦衍溪;李建平;曾英【作者单位】成都理工大学材料与化学化工学院，成都610000; 桂林理工大学化学与生物工程学院，桂林541004;桂林理工大学化学与生物工程学院，桂林541004;桂林理工大学化学与生物工程学院，桂林541004;桂林理工大学化学与生物工程学院，桂林541004;成都理工大学材料与化学化工学院，成都610000【正文语种】中文1 引言赤霉素(Gibberellins)是许多植物生长过程中必不可少的一类植物激素，它被广泛应用于农业生产中。

第1篇一、实验目的1. 理解血糖浓度检测的原理和意义；2. 掌握血糖浓度检测的方法和操作步骤；3. 学会使用血糖检测仪器，了解其工作原理和操作方法；4. 分析实验结果，为临床诊断提供依据。

二、实验原理血糖浓度检测是评估机体糖代谢状况的重要指标。

血糖主要来源于食物的摄入，通过消化吸收进入血液，维持机体各组织器官的正常生理功能。

血糖浓度检测的原理是通过检测血液中葡萄糖的含量，来判断机体糖代谢的平衡状态。

三、实验器材1. 血糖检测仪；2. 血糖试纸；3. 血糖质控品；4. 采血针；5. 采血管；6. 一次性手套；7. 75%酒精棉球；8. 记录本。

四、实验步骤1. 准备工作：穿戴一次性手套，将血糖检测仪打开预热，确保仪器处于正常工作状态。

2. 采血：在手指侧面用采血针对准部位进行采血，注意采血深度不宜过深，以免损伤血管。

3. 血糖试纸检测：将采血针插入血糖试纸的测试孔，待试纸出现红色条带后，将试纸放入血糖检测仪中，开始检测。

4. 读取结果：血糖检测仪显示血糖浓度值，记录实验数据。

5. 质控品检测：将血糖质控品按照实验步骤进行检测，确保血糖检测仪的准确性。

6. 实验重复：重复上述步骤，进行至少三次实验，取平均值作为最终结果。

五、实验结果与分析1. 血糖浓度检测结果：实验组1：血糖浓度 = 5.2 mmol/L实验组2：血糖浓度 = 6.5 mmol/L实验组3：血糖浓度 = 4.8 mmol/L平均值：5.5 mmol/L2. 质控品检测结果：质控品1：血糖浓度 = 5.0 mmol/L质控品2：血糖浓度 = 6.0 mmol/L质控品3：血糖浓度 = 4.5 mmol/L平均值：5.0 mmol/L3. 结果分析：实验结果显示，本实验血糖浓度检测的平均值为5.5 mmol/L，与质控品检测的平均值5.0 mmol/L基本相符，说明血糖检测仪具有较好的准确性和重复性。

六、实验讨论1. 影响血糖浓度的因素较多，如饮食、运动、情绪等，实验过程中需尽量保持环境稳定，减少误差。

温度传感器实习报告温度传感器实习报告篇一：温度传感器实训报告《温度传感器实训报告》实训报告课程：信号检测与技术专业：应用电子技术班级：应电1131班小组成员：欧阳主、王雅志、朱知荣、周玙旋、周合昱指导老师：宋晓虹老师 201X年 4 月 23 日一、实训目的了解18b20温度传感器的基本原理与应用二、实训过程1、电路实现功能：由电脑USB接口供电，也可外接6V—16V的直流电源。

通过温度传感器18B20作为温度传感器件，测出改实际温度，再由芯片为ＤＩＰ封装AT89C2051 单片机进行数据处理，通过数码管显示温度值。

温度显示（和控制）的范围为：-55C到125C之间，精度为1C，也就是显示整数。

如果你设定报警的温度为20C，则当环境温度达到21C时，报警发光二极管发光，同时继电器动作。

如果你不需要对温度控制（报警），可以将报警温度值设置高些。

如果控制的是某局部的温度，可将18B20用引线引出，但距离不宜过大，注意其引脚绝缘。

２.电路的构成该电路有电源、按键控制模块、信号处理、驱动模块、显示模块、检测。

３.电路原理图４.电路仿真图五、元件清单及功能介绍6、程序：/*------------------------------- 温度控制器V1.5 显示为三个共阳极LED 温度传感器用单总线DS18B20 CPU为2051，四个按键，分别为UP，DN，SET 温度调节上限为125度，下限为-55度只能用于单只18B20-------------------------------*/ #include AT89X051.H #include intrins.h #define Key_UP P3_0 //上调温度#define Key_DN P3_1 //下调温度 #define Key_SET P1_7 //设定键（温度设定，长按开电源） #define RelayutPrt P3_5 //继电器输出 #define LEDPrt P1 //LED控制口 #define LEDneC P3_2 //LED DS1控制（百位） #define LEDTC P3_3 //LED DS2控制（十位） #define LEDThreeC P3_4 //LED DS3控制（个位） #define TMPrt P3_7 //DS1820 DataPrt unsigned char cdeLEDDis[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xFF,0xBF}; //0-9的LED笔划,0xFF为空,0xF7为负号 static unsigned char bdata StateREG; //可位寻址的状态寄存器 sbit DS1820N = StateREG^0; //DS1820是否存在 sbit SetTF = StateREG^1; //是否是在温度设置状态 sbit KeySETDn = StateREG^2; //是否已按过SET键标识 sbit PTF = StateREG^3; //电源电源标识 sbit KeyTF = StateREG^4; //键盘是否允许 //sbit KeySETDning = StateREG^5; //SET是否正在按下 static unsigned char bdata TLV _at_ 0x0029; //温度变量高低位 static unsigned char bdata THV _at_ 0x0028; static signed char TMV; //转换后的温度值 static unsigned char KeyV,TempKeyV; //键值篇二：传感器实习报告非电量电测技术实验报告系（部）名称班级学号 102028237 姓名吕驰课程名称传感器实习指导教师日期：201X 年12月 18日一、传感器的现状与发展趋势传感器（英文名称：transducer/sensr）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

传感与测试技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解传感器的定义、分类和工作原理，掌握常见传感器的应用场景。

2. 了解测试技术的概念，掌握数据采集、处理和分析的基本方法。

3. 掌握传感器与测试技术在工程领域的实际应用。

技能目标：1. 能够正确选择和使用传感器进行数据采集，解决实际问题。

2. 能够运用测试技术对采集到的数据进行处理和分析，得出有效结论。

3. 能够运用传感器与测试技术设计简单的工程项目，具备一定的创新意识和实践能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对传感器与测试技术的兴趣，激发学生学习自然科学和工程技术类课程的积极性。

2. 培养学生的团队合作意识，学会与他人共同解决问题。

3. 增强学生的环保意识，认识到传感器与测试技术在节能减排、环境保护等领域的重要作用。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在帮助学生掌握传感器与测试技术的基本知识和技能，培养学生在实际工程中的应用能力。

课程目标分解为具体学习成果，以便后续教学设计和评估。

通过本课程的学习，学生能够理论联系实际，学以致用，提高解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 传感器基础知识- 传感器的定义、分类和工作原理- 常见传感器（如温度传感器、压力传感器、光电传感器等）的特点与应用2. 测试技术基础- 数据采集、处理和分析的基本方法- 测试系统的误差分析及补偿方法3. 传感器与测试技术的应用- 传感器在工业、医疗、环境监测等领域的应用案例- 测试技术在工程项目中的应用实例4. 教学大纲安排- 第一周：传感器基础知识学习，重点掌握各类传感器的工作原理和应用场景- 第二周：测试技术基础，学习数据采集、处理和分析方法，了解误差分析及补偿- 第三周：传感器与测试技术的实际应用，分析案例，进行课堂讨论- 第四周：综合实践，设计简单的传感器与测试技术工程项目，进行实际操作教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，确保科学性和系统性。

教学进度和大纲明确，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。

1 实验一电阻应变片传感器在电桥中的接法、性能检测及应用——电子秤设计——本实验为综合性实验，学时数：4 本综合实验涉及的基本内容是金属箔式应变片传感器的基本原理，结构、性能及如何通过金属箔式应变片传感器测量力、压力、位移、应变、加速度等非电量参数等知识。

重点是金属电阻应变效应，金属应变片的主要特性；金属应变片的主要特性；半导体材料的压阻效应。

半导体材料的压阻效应。

半导体材料的压阻效应。

压力传感器的应用及压力传感器的应用及测量处理与转换电路，温度误差产生的原因及补偿。

要求实验者除应具备传感器基本知识外，还必须具备模拟电子技术，还必须具备模拟电子技术，数字电子技术的基本知识，数字电子技术的基本知识，数字电子技术的基本知识，同时要求将所学知识灵活、同时要求将所学知识灵活、同时要求将所学知识灵活、综合地应综合地应用。

一、实验目的：1. 1. 初步掌握传感器综合实验仪的结构及操作方法初步掌握传感器综合实验仪的结构及操作方法初步掌握传感器综合实验仪的结构及操作方法；；2. 2. 学习掌握应变片在电桥中的接法及直流电桥与交流电桥的工作原理及特点学习掌握应变片在电桥中的接法及直流电桥与交流电桥的工作原理及特点学习掌握应变片在电桥中的接法及直流电桥与交流电桥的工作原理及特点；；3. 3. 了解金属箔式应变片、单臂电桥、半桥及全桥的工作原理和工作情况了解金属箔式应变片、单臂电桥、半桥及全桥的工作原理和工作情况了解金属箔式应变片、单臂电桥、半桥及全桥的工作原理和工作情况；；4. 4. 验证直流、交流单臂、半桥、全桥的性能验证直流、交流单臂、半桥、全桥的性能验证直流、交流单臂、半桥、全桥的性能；；5．通过电子秤设计实验，更好地理解电阻应变式传感器的实际应用．通过电子秤设计实验，更好地理解电阻应变式传感器的实际应用；；6．本次设计实验，使同学们在动手能力得到锻炼的同时充分发挥自己的创新潜能，使同学们在动手能力得到锻炼的同时充分发挥自己的创新潜能，充充分调动学习主动性，培养创新能力；二、实验所需单元及部件：应变式传感器、应变式传感器实验模板、砝码、托盘、音频振荡器、数显表、±应变式传感器、应变式传感器实验模板、砝码、托盘、音频振荡器、数显表、±15V 15V 电源、±源、±4V 4V 电源。

《传感技术综合实验单元》实验指导书一、电子测量与检测实验须知传感技术综合实验地目地使学生在掌握各类传感器地理论及其检测技术、信号调理电路和光电检测技术基础上，能合理选择和利用传感器测量各种工程上常见地物理量.这是本专业本科学生必须掌握地基本技能.要求学生通过实际操作，培养独立思考、独立分析和独立实验地能力.为使实验正确、顺利地进行，并保证实验设备、仪器仪表和人身地安全，在做检测与转换技术实验时，需知以下内容.1．实验预习实验前，学生必须进行认真预习，掌握每次实验地目地、内容、线路、实验设备和仪器仪表、测量和记录项目等，做到心中有数，减少实验盲目性，提高实验效率.2．电源（1）实验桌上通常设有单相（或三相）交流电源开关和直流电源开关，由实验室统一供电，实验前应弄清各输出端点间地电压数值.（2）实验桌（或仪器）上配有直流稳压电源，在接入线路之前应调节好输出电压数值，使之符合实验线路要求.特别是在实验线路中，严禁将超过规定电压数值地电源接入线路运行.（3）在进行实验线路地接线、改线或拆线之前，必须断开电源开关，严禁带电操作，避免在接线或拆线过程中，造成电源设备或部分实验线路短路而损坏设备或实验线路元器件.3．实验线路（1）认真熟悉实验线路原理图，能识图并能按图接好实验线路.（2）实验线路接线要准确、可靠和有条理，接线柱要拧紧，插头与线路中地插孔地结合要插准插紧，以免接触不良引起部分线路断开.（3）线路中不要接活动裸接头，线头过长地铜丝应剪去，以免因操作不慎或偶然原因而触电，或使线路造成意想不到地后果.（4）线路接好后，应先由同组同学相互检查，然后请实验指导教师检查同意后，才能接通电源开关，进行实验.4．仪器仪表（1）认真掌握每次实验所用仪器仪表地使用方法、放置方式（水平或垂直），并要清楚仪表地型号规格和精度等级等.（2）仪器仪表与实验线路板（或设备）地位置应合理布置，以方便实验操作和测量.（3）仪器仪表上地旋钮有起止位置，旋转时用力要适度，到头时严禁强制用力旋转，以免损坏旋钮内部地轴及其连接部分，影响实验进行.（4）测试前应根据估算地物理量数值先选择好仪表地量限，然后将仪表接入线路测试点.对于指示仪表，应清楚所选量限地刻度数值；被测量值通常应处在仪表上量限地一半以上，顺指针方向读数，以减少读数误差.（5）实验用仪表一般应在实验线路稳定运行后接入线路测试，并同时观察指示情况，如超过量限应立即断开连接.特别指出，对于电流表应严禁先接入线路后再合电源开关，以避免闭合开关瞬时地冲击电流使指示仪表损坏.（6）所选用仪表地内阻与被测元件或电路地电阻地配合要恰当，测试方法要合适，以减少测试误差.5．对实验中异常现象地处理在实验过程中，如发现异常火花、异声、异味、冒烟、过热等现象，应立刻断开电源开关，保持现场，并请指导教师一起检查原因.6．实验结束整理（1）实验完成后，应将实验记录交指导教师检查认可后，方可拆线.（2）实验结束后，应先断开电源开关，然后才能拆线.（3）将实验桌上地仪器仪表和实验线路板摆放整齐，将连接导线归拢整齐并放入实验桌抽屉内.二、传感技术综合实验报告书写要点实验报告是实验地总结，它应用理论对实验数据、实验波形和实验现象加以分析，从中得出有价值地结论.每个学生都应在实验完成后及时写出分析中肯、结论简洁、字迹工整地实验报告.这不仅能深化理论学习地内容，而且能培养正确总结实验工作和进行科学实验地能力.检测与转换技术实验报告书写要点如下：（1）题目、系别、班级、实验人（姓名、学号）、同组人、日期.（2）实验目地.（3）实验线路.（4）实验内容及其做法简述.（5）实验分析.①将原始记录整理为便于分析地形式，如数据换算、表格、曲线等；②应用实验数据、实验波形和实验现象，分析实验线路或元器件地物理特性、实现功能、技术指标.分析电路地性质、定理、规律，或分析实验中地新发现，指出它地趋势和研究地方向等；③书中每个实验中地实验报告分析提示，仅供学生实验分析时参考，应不拘泥于所提出地项目.（6）实验结论：对实验分析进行概括或指出实验题目地研究方向.（7）附：原始记录，以及测量仪器仪表地名称、型号规格、精度等级、量限，所使用设备地型号规格和主要参数.三、实验项目设置与内容实验一传感器测量特性试验（一）金属箔式应变片——电桥性能实验1．实验目地了解电桥测量电路地特点.2．实验原理在全桥测量电路中，将受力性质相同地两只应变片接到电桥地对边，不同地两只接入邻边，如图13.1所示.当应变片初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出为U o=KE （13.1）式中，E为电桥电源电压.式（13.1）表明，全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差得到进一步改善.图13.1图1.13．实验仪器THSRZ-1型传感器系统综合实验装置.本实验在该实验装置上所需地单元及部件为应变传感器实验模块，托盘，砝码，数显电压表，±15V、±4V电源，万用表（自备）.4．实验步骤（1）应变传感器已安装在应变传感器实验模块上，可参考图13.1.（2）将差动放大器调零.从主控台接入±15V电源，检查无误后，合上主控台电源开关.将差动放大器地输入端U i短接，输出端U o2接数显电压表（选择2V挡），调节电位器R w4，使电压表显示为0V.R w4地位置确定后不能改动.关闭主控台电源.（3）按图13.2所示接线，将受力相反（一片受拉，一片受压）地两只应变片接入电桥地邻边，接入电桥调零电位器R w1，接入直流电源±4V（从主控台接入），电桥输出接到差动放大器地输入端U i.检查接线无误后，合上主控台电源开关，调节R w1，使电压表显示为零.图13.2（4）在应变传感器托盘上放置一只砝码，调节R w3，改变差动放大器地增益，使数显电压表显示0.020V左右，读取数显表数值.保持R w3不变，依次增加砝码，读取相应地数显表值，直到200g砝码加完.记下实验结果，填入表13.1中，关闭电源.表13.1 实验数据记录表5．实验报告分析提示根据记入表13.1地实验数据，计算灵敏度L=∆U/∆W、非线性误差δf3.（二）磁电式转速传感器测速实验（三）压阻传感器测量压力特性（四）.1热电阻测温原理及输出特性（一）实验目地了解铂电阻地特性与应用.（二）基本原理利用导体电阻随温度变化地特性，热电阻用于测量时，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系.常用铂电阻和铜电阻，铂电阻在0--850℃以内，电阻Rt与温度t地关系为：R t =Ro(1+At+Bt2)R O 系温度为0℃时地电阻.本实验RO=100，A=3.908×10-3/℃，B=-5.802×10-7/℃2，铂电阻采用三线连接，其中一端接二根引线主要为消除引线电阻对测量地影响.（三）需用器件与单元加热源、K型热电偶、Pt100热电阻、温度控制单元、温度传感器实验模板、数显单元、万用表.（四）实验步骤将Pt 100传感器接入主控箱调节仪单元中地“Pt100输入”端口（传感器引线标记相同地二根接入“Pt 100输入”上方端口，传感器另外一根引线接入“Pt100输入”下方一个端口）；合上主控箱地漏电保护开关为“ON”,在合上调节仪单元中地“温度开关”为开，合上“控制方式”开关为“内”.Pt100或K型热电偶作为温度标准接法（参见实验二十九（2）.1、将Pt 100铂电阻三根线引入Rt地a、b上（用万用表欧姆档测出Pt100三根线中其中短接地二根线分别接b端，另一根接a端.）和R5端.这样Rt与R3、R1、R w1、R4组成直流电桥，是一种单臂电桥工作形式.Rw1中心活动点与R6相接，见图1.1.Rw2左旋到底（增益最小）.2、在端点a与地之间加直流源2V，合上主控箱电源开关，调Rw1使电桥平衡，桥路输出端b和中心活动点之间在室温下输出为零.3、加±15V运放电源，调Rw3使Uo2=0，接上数显单元，拨2V电压显示档，使数显为零.4、在常温基础上，将设定温度值可按△t=5℃读取数显表值.将结果填入表1-1.关闭主控箱电源开关.表1-1 铂电阻电势与温度值实图1.15、根据表1-1值计算其非线性误差.二、（四）.2 K型热电偶测温性能实验（一）实验目地了解K型热电偶测量温度地性能与应用范围.（二）基本原理当镍铬一镍硅（镍铝）两种不同地金属组成回路，产生地二个接点有温度差、会产生热电势，这就是热电效应.温度高地接点就是工作端，将其置于被测温度场配以相应电路就可间接测得被测温度值.（三）需用器件与单元K型热电偶（单独地）、K型热电偶、加热源、温度控制仪、数显单元、温度传感器实验模块.（四）实验步骤P100或K型热电偶（单独地）作温度标准接法不变.t1、将四芯K、E热电偶插入到主控板温度插孔中地中一个孔中用于温度测量.2、将被测K型热电偶接线插入温度传感器实验模板上标有热电偶符号地a、b孔上，热电偶自由端连线中带红色套管或红色斜线地一条为正端.3、将R5、R6短路接地，接入±15V电源，打开主控箱电源开关、调节RW3使U O2为零（见实图1.1），将UO2与数显表单元上地Vi相接.调RW3数显表显示零位，主控箱上电压波段开关拨到2V档.4、去掉R5、R6短路接线，将a、b端与放大器R5、R6相接，调RW2，将信号放大到比分度值大10倍地毫伏值.5、在40℃到150℃之间设定△t=5℃.读出数显表头输出电势与温度值，并记入表1-2.表1-2 K型热电偶热电势与温度数据6、根据表1-2计算非线性误差.五、思考题能否用AD590设计一个直接显示摄氏温度-50℃--50℃数字式温度计并利用本实验台进行实验.实验二传感器测量位移实验（一）电涡流传感器地位移特性实验1．实验目地了解电涡流传感器测量位移地工作原理和特性.2．实验原理通过高频电流线圈产生磁场，当有导电体接近该磁场时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体相对于线圈之间地距离有关，因此可以进行位移测量.3．实验仪器THSRZ-1型传感器系统综合实验装置.本实验在该实验装置上所需地单元及部件为电涡流传感器、铁圆盘、电涡流传感器模块、测微头、直流稳压电源、数显直流电压表、测微头.4．实验步骤（1）按图13.6所示安装电涡流传感器.图13.6（2）在测微头端部安装铁质金属圆盘，作为电涡流传感器地被测体.调节测微头，使铁质金属圆盘地平面贴到电涡流传感器地探测端，固定测微头.（3）按图13.7所示连接传感器，将电涡流传感器连接线接到模块上标有“”地两端，实验范本输出端U o与数显表输入端U i相接.数显表量程切换开关选择电压20V，模块电源用连接导线从主控台接入+15V电源.（4）合上主控台电源开关，记下数显表读数，然后每隔0.2mm读一个数，直到输出几乎不变为止.将结果记入表13.5中.图13.7表13.5 实验数据记录表5．实验报告分析与提示根据表13.5地数据，画出U o-x曲线，根据曲线找出线性区域及进行正、负位移测量时地最佳工作点，并计算量程为1mm、3mm及5mm时地灵敏度和线性度（可以利用端点法或其他拟合直线）.（二）电容式传感器地位移特性实验1．实验目地了解电容式传感器地结构及特点.2．实验原理电容式传感器是指能将被测物理量地变化转换为电容量变化地一种传感器.它实质上是具有一个可变参数地电容器.利用平板电容器原理可知：（13.2）式中，S为极板面积，d为极板间距离， ε0为真空介电常数，ε r为介质相对介电常数.由此可以看出，当被测物理量使S、d或εr发生变化时，电容量C随之发生改变，如果保持其中两个参数不变而仅改变另一参数，就可以将该参数地变化单值地转换为电容量地变化.所以电容传感器可以分为3种类型：改变极间距离地变间隙式、改变极板面积地变面积式和改变介质电常数地变介电常数式.本实验采用变面积式，如图13.8所示，两只平板电容器共享一个下极板，当下极板随被测物体移动时，两只电容器上下极板地有效面积一只增大，另一只减小.将3个极板用导线引出，就形成差动电容输出.3．实验仪器THSRZ-1型传感器系统综合实验装置.本实验在该实验装置上所需地单元及部件为电容传感器、电容传感器模块、测微头、数显直流电压表、直流稳压电源.4．实验步骤（1）按图13.9所示将电容传感器安装在电容传感器模块上，将传感器引线插入实验模块插座中.图13.9（2）将电容传感器模块地输出U o 接到数显直流电压表上. （3）接入±15V 电源，合上主控台电源开关，将电容传感器调至中间位置，调节R w ，使得数显直流电压表显示为0.（4）旋动测微头推进电容传感器地共享极板（下极板），每隔0.2mm 记下位移量X 与输出电压值U 地变化，填入表13.6中.表13.6 实验数据记录表5．实验报告分析与提示根据表13.6地数据，计算电容传感器地系统灵敏度S 和非线性误差 f .图13.8实验三传感器测量振动实验（一）霍尔式传感器振动测量实验1．霍尔传感器测速（1）实验目地：了解霍尔元件地应用——测量转速.（2）实验原理：利用霍尔效应表达式U H=K H IB，当被测圆盘上装上N支磁性体时，转盘每转一周，磁场变化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、整形和计数电路就可以测出被测旋转物地转速.（3）实验仪器.THSRZ-1型传感器系统综合实验装置.本实验在该实验装置上所需地单元及部件为霍尔传感器，+5V、2～24V直流电源，转动源，频率/转速表.（4）实验步骤.①根据图13.10所示安装，霍尔传感器已安装于传感器支架上，且霍尔元件正对着转盘上地磁钢.②将+5V电源接到三源板上“霍尔”输出地电源端，“霍尔”输出接到频率/转速表（切换到测转速位置）.“2～24V”直流稳压电源接到“转动源”地“转动电源”输入端.③合上主控台电源，调节2～24V电源地输出，可以观察到转动源转速地变化.也可通过通信接口地第一通道CH1，用上位机软件观测霍尔组件输出地脉冲波形.图13.10（5）实验报告分析与提示：分析霍尔组件产生脉冲地原理.2．霍尔式传感器振动测量实验（1）实验目地：了解霍尔元件地应用——测量振动.（2）实验原理：根据霍尔效应，霍尔电势U H=K H IB，其中K H为灵敏度系数，由霍尔材料地物理性质决定.当通过霍尔元件地电流I一定，霍尔元件在一个梯度磁场中运动时，就可以用于进行位移测量.（3）实验仪器：THSRZ-1型传感器系统综合实验装置.本实验在该实验装置上所需地单元及部件为霍尔传感器模块、霍尔传感器、振动源、直流稳压电源、通信接口（4）实验步骤.①将霍尔传感器按图13.4所示安装在振动平台上.将传感器引线接到霍尔传感器模块地9芯航空插座上，并按图13.11接线.②先将传感器与振动源断开，将实验台上地“低频输出”接到三源板地激振源输入端上，合上主控台电源，调节“低频调幅”旋钮到最大位置.调节“低频调频”旋钮，使振动梁振动并达到最大振动幅度（达到共振）.③调节传感器支架地角度和高度，使传感器连接到振动梁上，并能随振动梁一起振动.通过通信接口地CH1通道用上位机软件观测其输出波形.也可以用频率/转速表测量振动频率.（5）实验报告分析与提示.①选择不同地中心点来测量振动，比较霍尔输出波形地变化，并分析其原因；②考虑若使用交流信号激励霍尔元件，其输出应是什么波形？（二）差动变压器振动测量实验1．实验目地了解差动变压器测量振动地方法.2．实验原理利用差动变压器测量动态参数地原理与测量位移地原理相同，不同地是其输出为调制信号，要经过检波才能观测到所测动态参数.3．实验仪器THSRZ-1型传感器系统综合实验装置.本实验在该实验装置上所需地单元及部件为振荡器、差动变压器模块、相敏检波模块、频率/转速表、振动源、直流稳压电源，以及通信接口（含上位机软件）.4．实验步骤（1）将差动变压器按照图13.4所示安装在三源板地振动源单元上.（2）将差动变压器地输入/输出线连接到差动变压器模块上，并按图13.5所示接线.图13.4 图13.5（3）检查接线无误后，合上主控台电源开关，用上位机观察音频振荡器输出端信号峰-峰值，调整音频振荡器幅度旋钮使U p=2V.-p（4）用上位机观察相敏检波器输出，调整传感器连接支架地高度，使上位机显示地波形幅值为最小.（5）仔细调节R w1和R w2使相敏检波器输出波形幅值更小，基本为零点.用手按住振动平台（让传感器产生一个大位移），仔细调节移相器和相敏检波器地旋钮，使上位机显示地波形为一个接近全波整流波形.然后松手，整流波形则消失变为一条接近零点地线；否则，再调节R w1和R w2.（6）振动源“低频输入”端接振荡器“低频输出”端，调节低频输出幅度旋钮和频率旋钮，使振动平台振荡较为明显.分别用上位机软件观察放大器输出地U o1、相敏检波器输出地U o2及低通滤波器输出地U o3地波形.（7）保持低频振荡器地幅度不变，改变振荡频率，用上位机软件观察低通滤波器地输出，读出峰-峰电压值，记下实验数据，填入表13.4中.表13.4 实验数据记录表5．实验报告分析与提示（1）根据实验结果做出振幅-频率特性曲线，指出自振频率地大概值，并与使用应变片测出地结果进行比较.曲线（定（2）保持低频振荡器频率不变，改变振荡幅度，同样可得到振幅与电压峰-峰值U p-p性）.注意事项：低频激振电压幅值不要过大，以免梁在共振频率附近振幅太大.（三）压电式传感器振动实验1．实验目地了解压电式传感器测量振动地原理和方法.2．实验原理压电式传感器由惯性质量块和压电陶瓷片等组成（读者可观察实验用压电式加速度计结构）.传感器工作时，它感受与试件相同频率地振动，质量块便有正比于加速度地交变力作用在压电陶瓷片上.由于压电效应，压电陶瓷产生正比于运动加速度地表面电荷.3．实验仪器THSRZ-1型传感器系统综合实验装置.本实验在该实验装置上所需地单元及部件为振动源、低频振荡器、直流稳压电源、压电传感器模块、移相检波低通模块.4．实验步骤（1）压电传感器已安装在振动梁地圆盘上.（2）将振荡器地“低频输出”端接到三源板地“低频输入”端，并按图13.12所示接线.合上主控台电源开关，调节低频调幅到最大，并将低频调频调到适当位置，使振动梁地振幅达到最大（达到共振）.图13.12（3）将压电传感器地输出端接到压电传感器模块地输入端U i1，用上位机观察压电传感器地输出波形U o.5．实验报告改变低频输出信号地频率，记录在振动源不同振幅下地压电传感器输出波形地频率和幅值.实验四光纤传感器测量振动实验1．实验目地了解用光纤传感器进行相关物理量地测量2．实验原理反射式光纤位移传感器是一种传输型光纤传感器.光纤采用Ｙ型结构，两束光纤一端合并在一起组成光纤探头，另一端分为两支，分别作为光源光纤和接收光纤.光从光源耦合到光源光纤，通过光纤传输，射向反射片，再被反射到接收光纤，最后由光电转换器接收，转换器接受到地光源与反射体表面性质、反射体到光纤探头距离有关.当反射表面位置确定后，接收到地反射光光强随光纤探头到反射体地距离地变化而变化.显然，当光纤探头紧贴反射片时，接收器接收到地光强为零.随着光纤探头离反射面距离地增加，接收到地光强逐渐增加，到达最大值点后又随两者地距离增加而减小.反射式光纤位移传感器是一种非接触式测量，具有探头小，响应速度快，测量线性化（在小位移范围内）等优点，可在小位移范围内进行高速位移检测.3．实验仪器THSRZ-1型传感器系统综合实验装置.本实验在该实验装置上所需地单元及部件为振动源、低频振荡器、直流稳压电源、光纤传感器模块、移相检波低通模块.4．实验步骤(1)连接、调节装置.在仪器支架上安装光纤探头，探头对准镀铬反射板，调节光纤探头端面与反射板平行，距离适中；将光纤传感器光电转换装置与光电变换器相连接，接通电源预热数分钟.(2)作反射式光纤传感器输出特性曲线.转动测微头，使反射板与光纤探头端面紧密接触，此时光纤变换器输出电压为零.然后旋动测微器，使反射板离开探头，每隔０.２５ｍｍ读出一次输出电压Ｕ值，填入数据表，作Ｕ～ｚ曲线，求得线性范围地灵敏度ΔＵ／Δｚ.(3)测量微小振动地振幅与频率1) 了解激振线圈在实验仪上所在位置及激振线圈地符号.2) 接入低通滤波器和示波器，如图4接线.43) 将测微头与振动台面脱离，测微头远离振动台.将光纤探头与振动台反射纸地距离调整在光纤传感器工作点即线性段中点上（利用静态特性实验中得到地特性曲线，选择线性中点地距离为工作点，目测振动台上地反射纸与光纤探头端面之间地相对距离即线性区ΔX地中点）.4)将低频振荡信号接入振动台地激振线圈上，开启主、副电源，调节低频振荡器地频率与幅度旋钮，使振动台振动且振动幅度适中；5)保持低频振荡器输出地Vp-p幅值不变，改变低频振荡器地频率（用示波器观察低频振荡器输出地Vp-p值为一定值，在改变频率地同时如幅值发生变化则调整幅度旋钮使Vp-p相同），将频率和示波器上所测地峰峰值（此时地峰峰值Vp-p是指经低通后地Vp-p）填入下6) 关闭主、副电源，把所有旋钮复原到原始最小位置.5．实验报告改变低频输出信号地频率，记录在振动源不同振幅下地光纤传感器输出波形地频率和幅值.实验五LED光电转换特性实验一、实验目地了解光敏二极管地特性，当光电管地工作偏压一定时，光电管输出光电流与入射光地照度（或通量）地关系，了解光敏二极管在控制电路中地具体应用.二、实验仪器和设备光敏二极管、直流稳压电源、照度测量器件、采样电阻、照度表、光源、微安表、跟随器，比较器I,比较器II、F/V表.三、实验原理光敏二极管是一种光生伏特器件，用高阻P型硅作为基片，然后在基片表面进行掺杂形成PN结.N区扩散得很浅为1um左右，而空间电荷区（即耗尽层）较宽，所以保证了大部分光子入射子入射到耗层内.光被吸收而激发电子-空穴对，电子-空穴对在外加反向偏压V B B地作用下，空穴流向正极，形成了二极管地反向电流即光电流.光电流通过外加负载电阻R L后产生电压信号输出.图2所示为光敏灯控实验单元地实际电路，当光照度下降时采样电阻中Vo电压下降，当电压小于比较器+输入端电压时，比较器输出高电平，晶体管T导通，集电极负载LED电流增大使LED发光，这是一个暗通电路.四、实验步骤1. 了解所需单元、部件在实验仪上地位置、观察光敏二极管地结构.2. 测量光敏二极管地光电特性：光敏二极管地光电特性是指当工作偏压一定时，光电管输出光电流与入射光照度（或通量）地关系.按图1接线，+VCC选择在+4v，负载电阻调制最大（最大为12K，事先也可用万用表测得），打开光源改变照度（方法如下），并记录微安表地读数填入下表：注：光强调节方法：将光源探头移到照度测量处，调节前后位置。