自动检测实验

《基于计算机视觉的煤矿工人安全帽佩戴情况自动检测方法研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，计算机视觉技术在各个领域得到了广泛应用。

在煤矿作业中，工人的安全帽佩戴情况直接关系到作业安全与人员生命安全。

然而，由于工作环境复杂，传统的人工检测方法不仅效率低下，还存在误检、漏检等风险。

因此，基于计算机视觉的煤矿工人安全帽佩戴情况自动检测方法研究显得尤为重要。

本文旨在研究并开发一种基于计算机视觉的自动检测方法，以实现对煤矿工人安全帽佩戴情况的实时监测和准确判断。

二、研究背景及意义在煤矿作业中，工人必须佩戴安全帽以保护头部免受伤害。

然而，由于工作环境复杂、光线昏暗、工人体位多变等因素，人工检测工人的安全帽佩戴情况既费时又费力。

此外，人工检测容易受到人为因素的影响，如疲劳、疏忽等，可能导致误检、漏检等情况。

因此，研究基于计算机视觉的自动检测方法具有重要意义。

该方法能够实时监测工人的安全帽佩戴情况，及时发现未佩戴或佩戴不规范的工人，从而采取相应的措施，保障作业安全。

三、研究内容本研究基于计算机视觉技术，利用图像处理和机器学习算法，实现对煤矿工人安全帽佩戴情况的自动检测。

具体研究内容包括：1. 数据采集与预处理：首先，收集煤矿工人作业时的视频或图像数据。

然后，对数据进行预处理，包括去噪、增强等操作，以提高后续处理的准确性。

2. 目标检测与识别：利用计算机视觉技术，对预处理后的数据进行目标检测与识别。

通过训练深度学习模型，如卷积神经网络（CNN）等，实现对工人的实时检测与识别。

3. 安全帽佩戴情况判断：根据检测与识别的结果，判断工人是否佩戴安全帽以及佩戴是否规范。

通过设定一定的阈值和判断逻辑，实现对工人的安全帽佩戴情况的准确判断。

4. 实时监测与报警：将检测结果实时显示在监控屏幕上，并设置相应的报警系统。

当发现未佩戴或佩戴不规范的工人时，系统自动发出警报，并采取相应的措施。

四、方法与技术1. 数据采集：利用高清摄像头等设备，对煤矿工人作业现场进行实时监控和数据采集。

一、实验目的1. 理解自动温度检测系统的基本原理和组成。

2. 掌握温度传感器的应用及其工作原理。

3. 学习自动温度检测系统的搭建与调试方法。

4. 了解温度检测系统在实际应用中的重要性。

二、实验原理自动温度检测系统主要由温度传感器、信号处理电路、显示单元和控制单元组成。

温度传感器将温度信号转换为电信号，信号处理电路对电信号进行放大、滤波等处理，显示单元将处理后的信号显示出来，控制单元根据温度信号对系统进行调节和控制。

本实验采用PT100铂电阻温度传感器作为温度检测元件，其具有精度高、稳定性好等特点。

PT100铂电阻温度传感器的温度-电阻特性满足以下关系式：\[ R = R_0 \times (1 + \alpha \times (t - t_0)) \]其中，\( R \)为温度传感器在温度\( t \)下的电阻值，\( R_0 \)为温度传感器在参考温度\( t_0 \)下的电阻值，\( \alpha \)为温度传感器的温度系数。

三、实验仪器与设备1. 自动温度检测系统实验平台2. PT100铂电阻温度传感器3. 数字多用表4. 示波器5. 数据采集卡6. 计算机7. 电源四、实验步骤1. 搭建实验电路根据实验平台提供的原理图，连接PT100铂电阻温度传感器、信号处理电路、显示单元和控制单元。

连接电源，确保电路连接正确。

2. 调试实验电路打开计算机，运行数据采集软件，设置采集参数。

将温度传感器放入恒温槽中，调整恒温槽温度，观察显示单元和控制单元的输出。

根据实验要求，调整电路参数，确保系统稳定运行。

3. 采集温度数据将温度传感器放入恒温槽中，调整恒温槽温度。

启动数据采集软件，采集温度数据。

记录不同温度下的电阻值、电压值和电流值。

4. 分析实验数据将采集到的温度数据导入计算机，利用数据分析软件进行数据处理和分析。

绘制温度-电阻曲线、温度-电压曲线和温度-电流曲线，分析温度传感器的响应特性。

5. 验证实验结果将实验结果与理论计算值进行比较，验证实验结果的准确性。

自动检测技术及应用自动检测技术是一种基于先进的电子、计算机和通信技术的创新领域。

随着科技的进步和人们对效率和准确性的要求不断提高，自动检测技术在多个领域得到了广泛应用。

本文将介绍自动检测技术的背景和重要性，并概述接下来章节的结构。

自动检测技术基于一系列的基本原理和工作方式，其中包括传感器、数据处理和决策系统。

传感器传感器是自动检测技术的核心组成部分。

它们可以采集和测量环境中的各种物理量和信号，如温度、压力、湿度、光强度等。

传感器将这些信号转换为电信号，并传输给数据处理系统进行进一步分析。

数据处理数据处理是自动检测技术中不可或缺的步骤。

将传感器收集到的原始数据进行处理，包括滤波、去噪、校准和标定等。

数据处理的目的是提取有用的信息，并对数据进行合理的解释和分析。

决策系统决策系统是自动检测技术中的最终环节。

它根据传感器采集到的数据和经过处理后的信息，进行决策和判断。

决策系统可以根据设定的规则或算法，自动触发相应的动作或反馈。

以上是自动检测技术的基本原理和工作方式，传感器、数据处理和决策系统共同构成了自动检测技术的核心部分。

通过这些技术，我们可以实现对环境、物体或过程中的各种参数和状态进行实时监测和检测，为科学研究和工程应用提供了可靠的手段。

自动检测技术在各个领域都有广泛的应用。

以下是一些典型的应用领域：工业生产自动检测技术在工业生产中扮演着重要角色。

它可以用于质量控制、产品检测和故障诊断。

通过自动检测技术，可以实现对产品质量的实时监测，提高生产效率和产品质量。

例如，在汽车制造业中，自动检测技术可用于检测零部件的尺寸、外观和功能，确保产品符合标准要求。

医疗诊断自动检测技术在医疗诊断中有广泛的应用。

它可以用于实验室检测、影像诊断和生理监测等方面。

通过自动检测技术，医生可以获得更准确、快速的诊断结果，并及时采取相应的治疗措施。

例如，在临床化验中，自动检测技术可以对患者的血液、尿液和体液样本进行快速而准确的分析，帮助医生做出正确的诊断。

轧制参数自动检测与信号分析实验实验一、电阻应变片的粘贴技术一、实验目的熟悉常温电阻应变片的粘贴工艺及粘贴前后的检查工作。

二、实验内容1．电阻应变片的外观检查及阻值分选；2．贴片后的质量检查；3．粘贴后的质量检查；4．组桥接线；5．粘贴后的防潮处置。

三、实验设备和器材1．常温电阻应变片若干片；2．电阻测试仪表：数字万用表；3．电烙铁（20W）、镊子、放大镜等工具；4．等强度梁；温度补偿板；5．丙酮或无水乙醇、石蜡、脱脂棉、纱布等；6．小刀、砂纸四、实验步骤1．外观检查和阻值分选（1）用五倍以上放大镜检查应变片体是不是完整；有否霉点、锈斑、引线是不是牢固，要求敏感栅排列整齐。

（2）用万用表测量应变计是不是短路、短路、再用惠斯登电桥逐片测量阻值并记录其数值。

（3）配桥：要求组成电桥各臂的阻值大致相等或对二臂之积大致相等，其最大误差限制在Ω之内。

阻值选配好以后，将各片引出线头，挂锡。

穿套管等待利用。

2．贴片处表面清理（1）对贴片表面进行机械清理，去氧化皮、油污、铁锈等。

用砂纸将贴片部位打光至V6，再交又打磨成与应变片轴线方向呈45°的交叉纹路。

（2）化学清理，用镊子夹丙酮棉球或酒精棉球，清理其表面，直到所用棉球和没用过的棉球一样时为止。

3．贴片双手维持清洁，严禁用手指摸清洗过的表面，或用嘴吹气，贴片前最好将，贴片部位预热驱潮。

用501（502）胶水涂在应变片的背面，再往被贴表面涂，然后将应变片对准方位贴在被贴表面，此时在应变片上面放一小块聚四氟乙烯薄膜后，用拇指压紧应变片的一端，从这一端向另一端挤压数次。

挤出多余的胶水和气泡，轻轻掀开薄膜后，检查有无气泡、翘曲、脱胶等现象，不然需重贴。

注意：粘接剂要用得适当。

过量时，胶层太厚影响应变片性能；过少则粘结不牢，不能准确传递变形。

指压时使劲要适当，避免胶液全数被挤出或压坏敏感栅。

不要将胶液弄得手上。

4．检查粘贴质量（1）检查贴片下有无气泡，准确与否，引线不能贴在试件上；（2）贴片前后，应变片阻值不该有转变；（3）应变片与试件间绝缘电阻一般在200MΩ以上。

加工中心工件自动检测功能编程实验报告一、实验目的本实验旨在通过编写程序，实现对加工中心工件的自动检测功能，能够识别并判断工件是否符合要求，提高工作效率和产品质量。

二、实验原理加工中心是一种集铣削、钻削、攻牙、镗削等多种功能于一体的多轴数控机床。

在加工过程中，工件被固定在工作台上，刀具在加工中心的控制下按照预先设定的程序进行加工。

我们可以通过编写程序，实现对加工中心工件的自动检测功能。

在编程实现中，主要利用图像处理技术来对工件进行识别和判断。

首先，将加工中心的摄像头与计算机连接，可以通过调用摄像头的接口实时获取工件的图像。

然后，对获取的图像进行处理，提取出工件的轮廓和特征信息。

利用图像处理算法，可以对工件进行分割、边缘检测、形状匹配等操作，获取工件的形状和尺寸信息。

最后，根据预先设定的检测标准和要求，对提取的特征信息进行分析和判断，判断工件是否符合要求。

三、实验过程1.准备工作1）安装并配置好加工中心的摄像头与计算机的连接。

2）安装图像处理相关的开发环境和库，如OpenCV。

3）编写程序的开发环境搭建和配置。

2.图像获取与处理1）通过调用摄像头接口实时获取工件的图像。

2）对获取的图像进行处理，包括图像增强、噪声去除、二值化等操作，以便后续的特征提取和分析。

3.特征提取与分析1）利用图像处理算法，对工件进行分割和轮廓提取。

2）对提取的轮廓进行形状匹配，判断工件的形状是否符合要求。

3）获取工件的尺寸信息，如长、宽、直径等。

4）根据预先设定的检测标准和要求，对提取的特征信息进行分析和判断。

4.结果输出与反馈1）根据工件的检测结果，输出相应的信息，如“合格”、“不合格”等。

2）根据不同的判断结果，可以选择进行相应的处理，如修复、报废等。

3）将检测结果反馈给加工中心的控制系统，以便进行后续的加工处理或调整。

四、实验结果与分析通过编写程序，我们可以实现对加工中心工件的自动检测功能。

利用图像处理技术，我们可以对工件的轮廓和特征信息进行提取和分析，判断工件是否符合要求。

实验一无功调差及自动检测实验一、实验目的1．深入理解调差原理，掌握改变发电机电压调节特性斜率的方法。

2．深入了解测量和比较整定电路的结构形式和工作原理。

3．掌握自动检测各个环节的工作特性及其调试方法。

二、原理说明1．无功调差回路为了改变发电机外特性曲线，使并列运行的各台机组之间合理分配无功负荷，或者为了维持系统某一点电压恒定，在负荷变化时，要对电力网电压损耗进行补偿，因而设置了无功调差电路。

常用的电流调差电路有两种：一是取两相电流信号；二是取单相电流信号。

因为发电机输出端电压主要与负载电流的无功分量有关，故引入的电流信号滞后于相应的电压信号90°电度角。

两种电流调差电路的原理接线见图1-1。

电流调差电路的工作原理：主要是利用电流信号在调差电阻R上的压降，迭加到测量电压信号上去，从而使发电机的外特性陡度发生变化。

当上述压降叠加后使外特性陡度向右下方向倾斜时，为正调差特性如图1-2 曲线3，表现为负载无功电流增加时，端电压下降。

改变正调差系数（即直线陡度），可使并列运行机组之间按合理比例稳定地分配无功负荷。

如果将中间电流互感器ZTA 的极性反接，则使外特性陡度向右上方倾斜，为负调差特性，如图1-2 曲线4。

表现为负载无功电流增加时，端电压上升，适用于电力系统要求某点电压恒定，在负荷增加时，需要补偿线路和变压器电压损耗的特殊场合。

当调差电阻经切换开关短接时，则调差电路基本不起作用，为自然调差。

如图1-2，曲线2。

1）单相电流信号调差电路，见图1-1（a）。

电流由C相（即W相）电流互感器TA、中间变流器ZTA（5/0.5安）、测量变压器1-3T和调差电阻R组成。

从图1-1（a）接线可以看出 C 相电流在调差电阻R 上的压降所形成电压信号迭加于B相的电压信号之中，由极性可确定是起向量相减作用，测量变压器接线组别为Y/△-1，其二次侧电压Ua、Ub、Uc分别滞后于母线电压UA、UB、UC 30°，电压△abc 如图1-3（b）、（c）所示。

一、实训背景随着科技的发展，自动化检测技术在工业生产、科研等领域发挥着越来越重要的作用。

为了使学生更好地了解和掌握自动检测的基本原理、方法和应用，提高实践操作能力，我们组织了为期两周的自动检测实训。

本次实训旨在让学生通过实际操作，加深对自动检测技术的理解和应用。

二、实训目的1. 使学生掌握自动检测的基本原理和常用方法。

2. 培养学生运用自动检测技术解决实际问题的能力。

3. 提高学生的动手操作能力和团队协作精神。

三、实训内容本次实训主要包括以下内容：1. 自动检测基本原理：介绍自动检测的基本概念、原理和分类，使学生了解自动检测技术的本质和应用范围。

2. 传感器技术：学习各类传感器的原理、特性和应用，如光电传感器、温度传感器、压力传感器等。

3. 信号调理与处理：学习信号调理电路的设计和信号处理方法，如放大、滤波、整形等。

4. 检测系统设计：学习检测系统的组成、工作原理和设计方法，如光电检测系统、温度检测系统等。

5. 自动检测设备操作：实际操作各类自动检测设备，如光电检测设备、温度检测设备等。

6. 数据处理与分析：学习数据处理和分析方法，如统计分析、回归分析等。

四、实训过程1. 理论学习：教师讲解自动检测基本原理、传感器技术、信号调理与处理、检测系统设计等理论知识。

2. 实验操作：学生在教师的指导下，进行各类实验操作，如传感器测试、信号调理电路搭建、检测系统调试等。

3. 项目实践：学生分组完成一个实际检测项目，如光电检测系统设计、温度检测系统搭建等。

4. 讨论交流：学生分组讨论实训过程中遇到的问题，互相学习、交流经验。

五、实训成果1. 学生掌握了自动检测的基本原理和常用方法。

2. 学生能够运用自动检测技术解决实际问题。

3. 学生的动手操作能力和团队协作精神得到提高。

4. 学生完成了多个实际检测项目，如光电检测系统、温度检测系统等。

六、实训总结1. 理论知识方面：学生对自动检测的基本原理、传感器技术、信号调理与处理、检测系统设计等理论知识有了更深入的理解。

小区路灯故障自动巡回检测电路设计实验目的一、引言小区路灯是城市夜间照明的重要组成部分，对于保障市民的人身财产安全和提升城市形象有着重要作用。

然而，由于路灯数量众多且分布广泛，故障的检测和维护工作面临诸多困难，需要耗费大量人力物力。

为了提高效率和降低经济成本，本实验旨在设计一种小区路灯故障自动巡回检测电路，实现对路灯故障的自动检测和报警，从而提高路灯的维护效率和质量。

二、电路设计原理2.1 起始状态检测路灯故障检测电路应在夜晚自动启动，因此需设计起始状态检测电路。

该电路通过光敏电阻检测周围环境亮度，如果亮度低于设定阈值则判断为夜晚，电路进入工作状态；反之，电路保持待机状态。

2.2 路灯状态检测为了检测路灯是否故障，需设计路灯状态检测电路。

该电路通过检测路灯的亮度来判断其是否正常工作。

电路输出结果将通过比较器进行判断，如果亮度低于设定阈值则判断为故障，电路发出报警信号并记录故障路灯的位置。

2.3 路灯位置记录为了方便故障路灯的维护人员准确找到故障位置，需要设计路灯位置记录电路。

该电路通过使用磁簧传感器和磁性材料来进行位置的标记和记录，维护人员可根据记录的位置信息快速找到故障路灯。

2.4 报警装置当路灯故障被检测到后，需要及时发出报警以引起维护人员的注意。

因此，电路中需设计报警装置。

报警装置可以采用声音报警和光闪烁等方式，将故障信息传递给维护人员。

三、电路设计图四、实验步骤4.1 起始状态检测电路设计与实现1. 首先，选取合适的光敏电阻并与一个比较器连接，设置阈值。

2. 将光敏电阻固定在适当位置，接入电路进行测试。

3. 根据测试结果进行调整和改进，直至达到预期效果。

4.2 路灯状态检测电路设计与实现1. 选择合适的亮度传感器并与比较器相连，设定阈值。

2. 连接亮度传感器和比较器，接入电路进行测试。

3. 根据测试结果进行调整和改进，确保能够准确判断路灯的工作状态。

4.3 路灯位置记录电路设计与实现1. 选取磁簧传感器和磁性材料，以标记和记录位置信息。

自动检测技术及仪表实验报告电气与电子工程学院前言本实验适用于实验中心购置的“CSY-2000型传感器实验台”，是《传感器原理》课程的实验教学部分。

内容包括：电阻应变片式特性实验、差动变压器的性能试验以及转速测量实验等。

前两个实验共4学时，最后一个实验属于综合性实验。

传感器实验的基本要求实验前应复习教科书有关章节，认真研读实验指导书，了解实验目的、项目、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题，并按照实验项目准备记录相关数据等。

实验前应写好预习报告，经指导教师检查认为确实做好了实验准备，方可开始做实验。

CSY-2000传感器实验台简介一、实验台的组成二、电路原理三、使用方法四、仪器维护及故障排除五、注意事项一、实验台的组成CSY-2000系列传感器与检测技术实验台由主机箱、温度源、转动源、振动源、传感器、相应的实验模板、数据采集卡及处理软件、实验台桌等组成。

1.主机箱提供高稳定的±15V、±5V、＋5V、±2V一±l0V（步进可调）、＋2V－+24V（连续可调）直流稳压电源；音频信号源（音频振荡器）1KHz～l0KHz（连续可调）；低频信号源（低频振荡器）1Hz～30Hz （连续可调）；气压源0－20KPa（可调）；温度（转速）智能调节仪；计算机通信口；主机箱面板上装有电压、频率转速、气压、计时器数显表；漏电保护开关等。

其中，直流稳压电源、音频振荡器、低频振荡器都具有过载切断保护功能，在排除接线错误后重新开机恢复正常工作。

2.振动源振动台振动频率1Hz－30Hz可调（谐振频率9Hz左右）。

转动源：手动控制0－2400转／分；自动控制300－2400转／分。

温度源：常温－180℃。

3.传感器基本型有电阻应变式传感器、扩散硅压力传感器、差动变压器、电容式位移传感器、霍尔式位移传感器、霍尔式转速传感器、磁电转速传感器、压电式传感器、电涡流传感器、光纤传感器、光电转速传感器（光电断续器）、集成温度（AD590）传感器、K型热电偶、E 型热电偶、Pt100铂电阻、Cu50铜电阻、湿敏传感器、气敏传感器共十八个。

自动化检测实验指导实验名称：自动化检测实验指导一、实验目的本实验旨在帮助学生掌握自动化检测的基本原理和方法，培养学生的实验操作能力和数据分析能力。

通过实验的学习，学生能够理解自动化检测的应用领域和意义，掌握自动化检测的实验步骤和注意事项。

二、实验原理自动化检测是利用先进的仪器设备和计算机技术，对待测对象进行快速、准确的检测与分析。

其基本原理是通过传感器将待测物理量转化为电信号，然后经过放大、滤波等处理，最终由计算机进行数据采集和分析。

三、实验器材和试剂1. 自动化检测仪器：包括传感器、信号放大器、滤波器、数据采集卡等。

2. 待测样品：可以是液体、气体或固体等。

3. 实验室常用器材：如试管、移液器、计量瓶等。

4. 实验室常用试剂：如盐酸、硫酸、氢氧化钠等。

四、实验步骤1. 实验前准备：a. 检查实验仪器是否正常工作，如有故障及时修理或更换。

b. 清洗实验器材，保证实验环境的清洁。

c. 准备好待测样品和实验所需试剂，按照实验要求进行稀释或配制。

2. 实验操作：a. 将待测样品放置在适当的容器中，如试管或烧杯。

b. 将传感器与待测样品接触，确保传感器与样品之间的物理接触良好。

c. 打开仪器电源，调节仪器参数，如采样频率、放大倍数等。

d. 启动数据采集软件，开始采集数据。

e. 观察待测样品的变化，并记录数据。

3. 数据分析：a. 将采集到的数据导入数据分析软件，如Excel或Origin等。

b. 对数据进行处理和分析，如绘制曲线图、计算平均值和标准差等。

c. 根据实验目的和要求，对数据进行解释和讨论。

五、实验注意事项1. 实验操作时需佩戴实验室常规防护用品，如实验手套、护目镜等。

2. 实验过程中应注意仪器的正确使用和操作步骤的严格遵守。

3. 实验结束后，及时清理实验现场，归还实验器材。

4. 实验过程中如有异常情况或意外事件发生，应立即报告实验指导老师。

六、实验结果与讨论根据实验所采集的数据和分析结果，学生可以得出相应的结论，并对实验结果进行讨论和解释。

实验一应变片单臂、半桥、全桥特性比较一、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。

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：机头中的应变梁的应变片、测微头；显示面板中的F/V表(或电压表)、±2V～±10V步进可调直流稳压电源；调理电路面板中传感器输出单元中的箔式应变1位数显万用表（自备）。

片、调理电路单元中的电桥、差动放大器； 42五、实验步骤：1位数显万用表2kΩ电阻档测量所有1、在应变梁自然状态（不受力）的情况下，用42应变片阻值；在应变梁受力状态（用手压、提梁的自由端）的情况下，测应变片阻值，观察一下应变片阻值变化情况(标有上下箭头的4片应变片纵向受力阻值有变化；标有左右箭头的2片应变片横向不受力阻值无变化，是温度补偿片)。

如下图1—7所示。

图1—7观察应变片阻值变化情况示意图2、差动放大器调零点：按下图1—8示意接线。

将F／V表(或电压表)的量程切换开关切换到2V档，合上主、副电源开关，将差动放大器的增益电位器按顺时针方向轻轻转到底后再逆向回转一点点(放大器的增益为最大，回转一点点的目的：电位器触点在根部估计会接触不良)，调节差动放大器的调零电位器，使电压表显示电压为零。

差动放大器的零点调节完成，关闭主电源。

图1—8 差放调零接线图3、应变片单臂电桥特性实验：⑴将±2V～±10V步进可调直流稳压电源切换到4V档，将主板上传感器输出单元中的箔式应变片(标有上下箭头的4片应变片中任意一片为工作片)与电桥单元中R1、R2、R3组成电桥电路，电桥的一对角接±4V直流电源，另一对角作为电桥的输出接差动放大器的二输入端，将W1电位器、r电阻直流调节平衡网络接入电桥中(W1电位器二固定端接电桥的±4V电源端、W1的活动端r电阻接电桥的输出端)，如图1—9示意接线(粗细曲线为连接线)。

传感器与自动检测技术实验实训教程教学设计一、实验目的本实验目的在于通过自动检测技术实验，使学生了解传感器的工作原理和应用，并能够掌握传感器在自动化控制系统中的基本应用方法。

二、实验内容本实验是一个基于传感器与自动检测技术的实验，主要包括以下内容：1.传感器种类及其原理介绍；2.传感器系统及其组成；3.传感器电路设计与实现；4.传感器的应用与试验实现。

三、实验设备1.单片机开发板；2.传感器模块；3.电位器、LED、按键等电子元器件；4.串口通信模块四、实验流程1.学生通过课程介绍，了解传感器的分类、工作原理和使用方法；2.学生使用单片机开发板和传感器模块制作传感器电路；3.学生对传感器的电路进行设计与调试，实现基本的电气检测功能；4.学生根据实验要求，设计并实现传感器在自动控制系统中的应用、调试及监测；5.学生通过串口通信模块将传感器数据传输到计算机上进行处理。

五、实验结果1.学生成功制作并调试了传感器电路，实现了基本的电气检测功能；2.学生掌握了传感器在自动化控制中的基本应用方法；3.学生能够通过串口通信模块将传感器数据传输到计算机上进行处理。

六、实验体会通过本实验的学习，学生对传感器的分类、工作原理、组成及其应用有了更深入的了解。

在实验的过程中，学生从理论到实践，从设计到调试，不断地探索、实验、创新，取得了不小的收获。

同时，本实验也提高了学生的自主学习能力和实践能力，培养了学生的创新精神和合作意识。

七、总结传感器与自动检测技术已经成为现代化生产和管理中不可或缺的一部分，通过本实验的学习，让学生对传感器、自动检测技术有了深刻的认识，能够更好地应用到实际生产和管理中。

同时，本实验也有助于学生培养创新意识和团队协作精神，提高自主学习和创新能力。

传感器与自动检测技术CSY－998型传感器系统实验仪使用说明一、实验仪简介CSY－998型传感器系统实验仪是由浙江大学杭州高联传感技术有限公司研制生产的一种专门用于传感器与自动检测技术课程实验教学的仪器，该实验仪如图一所示。

它主要由各类传感器（包括应变式、压电式、磁电式、电容式、霍尔式、热电偶、热敏电阻、差动变压器、涡流式、气敏、湿敏、光纤传感器等）、测量电路（包括电桥、差动放大器、电容放大器、电压放大器、电荷放大器、涡流变换器、移相器、相敏检波器、低通滤波器等）及其接口插孔组成。

该系统还提供了直流稳压电源、音频振荡器、低频振荡器、F/V表、电机控制等。

图一CSY－998型传感器系统实验仪二、可开设的实验目前，根据教学工作的需要和实验大纲要求，基于该实验平台，可以向学生开设9个操作实验，即：实验一金属应变片：单臂、半桥、全桥功能比较（验证）实验二差动变压器特性及应用（综合）实验三差动螺线管电感式传感器特性（设计）实验四差动变面积式电容传感器特性（验证）实验五压电加速度传感器特性及应用（验证）实验六磁电式传感器特性（验证）实验七霍尔式传感器特性（验证）实验八热敏电阻测温特性（设计）实验九光纤位移传感器特性及应用（验证）三、主要技术指标1、差动变压器量程：≥5mm2、电涡流位移传感器量程：≥1mm3、霍尔式传感器量程：≥1mm4、电容式传感器量程：≥2mm5、热电偶：铜－康铜6、热敏电阻温度系数：负25℃阻值：10K7、光纤传感器：半圆分布、LED发光管8、压阻式压力传感器量程：10Kpa（差压）供电：≤6V9、压电加速度计：安装共振频率：≥10KHz10、应变式传感器：箔式应变片阻值：350欧11、PN结温度传感器：灵敏度约－2.1mV/℃12、差动放大器：放大倍数1～100倍可调四、使用注意1、应在确保接线无误后才能开启电源。

2、迭插式插头应避免拉扯，以防插头折断。

3、对从电源、振荡器引出的线要特别注意，不要接触机壳造成断路，也不能将这些引线到处乱插，否则，很可能引起仪器损坏。

实验一应变片单臂、半桥、全桥特性比较一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理和使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。

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、建筑测量等行业使用十分广泛。

三、需用器件和单元：机头中的应变梁的应变片、测微头；显示面板中的F/V表(或电压表)、±2V～±10V步进可调直流稳压电源；调理电路面板中传感器输出单元中的箔式应变1位数显万用表（自备）。

片、调理电路单元中的电桥、差动放大器； 42五、实验步骤：1位数显万用表2kΩ电阻档测量所有1、在应变梁自然状态（不受力）的情况下，用42应变片阻值；在应变梁受力状态（用手压、提梁的自由端）的情况下，测应变片阻值，观察一下应变片阻值变化情况(标有上下箭头的4片应变片纵向受力阻值有变化；标有左右箭头的2片应变片横向不受力阻值无变化，是温度补偿片)。

如下图1—7所示。

图1—7观察应变片阻值变化情况示意图2、差动放大器调零点：按下图1—8示意接线。

将F／V表(或电压表)的量程切换开关切换到2V档，合上主、副电源开关，将差动放大器的增益电位器按顺时针方向轻轻转到底后再逆向回转一点点(放大器的增益为最大，回转一点点的目的：电位器触点在根部估计会接触不良)，调节差动放大器的调零电位器，使电压表显示电压为零。

差动放大器的零点调节完成，关闭主电源。

图1—8 差放调零接线图3、应变片单臂电桥特性实验：⑴将±2V～±10V步进可调直流稳压电源切换到4V档，将主板上传感器输出单元中的箔式应变片(标有上下箭头的4片应变片中任意一片为工作片)和电桥单元中R1、R2、R3组成电桥电路，电桥的一对角接±4V直流电源，另一对角作为电桥的输出接差动放大器的二输入端，将W1电位器、r电阻直流调节平衡网络接入电桥中(W1电位器二固定端接电桥的±4V电源端、W1的活动端r电阻接电桥的输出端)，如图1—9示意接线(粗细曲线为连接线)。