安徽华东光机所传感器实验教案
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传感器第五版教案教案标题:传感器第五版教案教案概述:本教案旨在引导学生了解传感器的基本原理、分类和应用,并通过实践活动培养学生的实验设计和问题解决能力。
教案适用于中学物理课程,适用于传感器第五版教材。
教学目标:1. 理解传感器的基本原理和分类。
2. 掌握传感器在实际生活中的应用。
3. 培养学生的实验设计和问题解决能力。
4. 提高学生的科学观察能力和创新意识。
教学重点:1. 传感器的基本原理和分类。
2. 传感器在实际生活中的应用。
教学难点:1. 培养学生的实验设计和问题解决能力。
2. 提高学生的科学观察能力和创新意识。
教学准备:1. 传感器第五版教材。
2. 实验装置和材料。
3. 多媒体投影仪和计算机。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 利用多媒体投影仪展示一些常见的传感器应用场景,引发学生思考。
2. 提问:你们平时接触过哪些传感器?你们对传感器有什么了解?二、知识讲解(15分钟)1. 介绍传感器的基本原理和分类,包括接触式传感器和非接触式传感器。
2. 解释传感器的工作原理和常见的传感器类型,如温度传感器、压力传感器、光传感器等。
三、实验设计(20分钟)1. 分组讨论:学生分成小组,每组选择一个常见的传感器应用场景,并设计一个相关的实验。
2. 每个小组向全班介绍他们的实验设计方案,包括实验步骤、预期结果和可能遇到的问题。
四、实验操作(30分钟)1. 学生按照各自小组的实验设计方案进行实验操作。
2. 教师在实验过程中提供必要的指导和帮助。
五、实验结果分析与讨论(15分钟)1. 小组展示实验结果,并进行结果分析和讨论。
2. 教师引导学生思考实验中遇到的问题和解决方法,培养学生的问题解决能力。
六、知识总结与拓展(10分钟)1. 教师总结传感器的基本原理和分类,以及实验中学生的表现和问题。
2. 引导学生思考传感器在其他领域的应用,拓展学生的科学观察能力和创新意识。
七、作业布置(5分钟)1. 布置课后作业:要求学生根据自己的兴趣选择一个传感器应用场景,并设计一个相关的实验。
传感器的应用实验教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解常见传感器的种类及其工作原理;(2)学会使用传感器进行数据采集和分析;(3)能够设计简单的传感器应用实验。
2. 过程与方法:(1)通过实验探究,培养学生动手操作能力和团队协作能力;(2)运用科学方法,分析实验现象,提高问题解决能力。
3. 情感态度价值观:(1)培养学生对科学的兴趣和探究精神;(2)增强学生对传感器的认识,提高在生活中应用传感器解决问题的意识。
二、教学内容1. 传感器概述:(1)介绍传感器的定义、作用和分类;(2)讲解传感器的基本原理及其在生产、生活中的应用。
2. 常见传感器简介:(1)温度传感器;(2)湿度传感器;(3)光传感器;(4)压力传感器;(5)流量传感器。
3. 传感器实验装置及操作:(1)介绍实验装置的组成及功能;(2)演示传感器的基本操作方法;(3)引导学生进行实验操作,掌握传感器使用技巧。
三、教学过程1. 导入新课:(1)通过生活中的实例,引出传感器的话题;(2)激发学生兴趣,引导学生思考传感器在生活中的作用。
2. 讲解传感器相关知识:(1)介绍传感器的定义、作用和分类;(2)讲解传感器的基本原理及其在生产、生活中的应用。
3. 演示传感器实验:(1)演示温度传感器的实验操作;(2)演示湿度传感器的实验操作;(3)演示光传感器的实验操作;(4)演示压力传感器的实验操作;(5)演示流量传感器的实验操作。
4. 学生动手实验:(1)学生分组,每组选择一个传感器进行实验;(2)引导学生根据实验要求,进行数据采集和分析;(3)指导学生观察实验现象,培养学生总结归纳能力。
四、教学评价1. 学生对传感器的基本概念、原理和应用的理解程度;2. 学生动手操作传感器实验的能力;3. 学生对实验现象的观察、分析和总结能力。
五、教学资源1. 传感器实验装置;2. 传感器相关教材、资料;3. 计算机、投影仪等教学设备。
六、教学策略1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生主动探究传感器的工作原理和应用场景。
传感器的应用实验教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解传感器的概念、原理和作用;(2)掌握常见传感器的接线方法和使用技巧;(3)学会利用传感器进行实验,分析实验数据,并解决实际问题。
2. 过程与方法:(1)通过观察、实践和探究,培养学生的动手能力和实验技能;(2)培养学生运用传感器解决实际问题的能力;(3)培养学生团队合作和交流分享的良好习惯。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对科学实验的兴趣和热情;(2)培养学生勇于尝试、积极进取的科学精神;(3)培养学生关注身边科技发展的意识。
二、教学内容1. 传感器的基本概念:传感器的作用、分类和特点2. 传感器的接线方法:电压传感器、电流传感器、模拟传感器、数字传感器的接线方式3. 传感器的使用技巧:传感器的调试、校准和维护4. 传感器实验操作:传感器的选用、实验装置的搭建、实验数据的采集与处理5. 传感器在实际中的应用案例:温度传感器在空调系统中的应用、光传感器在自动开关灯中的应用等三、教学重点与难点1. 教学重点:(1)传感器的概念、原理和作用;(2)传感器的接线方法和使用技巧;(3)传感器实验的操作步骤和数据处理方法。
2. 教学难点:(1)传感器的接线方法;(2)传感器实验数据的采集与处理;(3)传感器在实际中的应用案例分析。
四、教学准备1. 实验器材:传感器、实验板、导线、电源、计算机等;2. 教学资源:传感器的相关资料、实验指导书、PPT等;3. 实验室环境:安全、整洁、有序。
五、教学过程1. 导入新课:通过生活中常见的例子,引发学生对传感器的兴趣,激发学生的学习热情。
2. 讲解传感器的基本概念:介绍传感器的作用、分类和特点,让学生对传感器有初步的认识。
3. 演示传感器的接线方法:通过实际操作,讲解电压传感器、电流传感器、模拟传感器、数字传感器的接线方式。
4. 教授传感器的使用技巧:讲解传感器的调试、校准和维护方法,让学生掌握传感器的使用方法。
传感器教案引言传感器作为现代科技领域的重要组成部分,正在不断发展和应用。
在科学课程中,传感器技术的教学内容逐渐引起人们的关注。
本教案旨在介绍传感器的基本概念和原理,并探讨如何在教学中有效地引导学生了解传感器的应用和作用。
一、教学目标1. 了解传感器的基本概念和原理。
2. 掌握传感器的分类和常见应用。
3. 培养学生的实验设计和数据分析能力。
4. 培养学生的创新思维和解决问题的能力。
二、教学内容1. 传感器的基本概念和原理a. 传感器的定义和作用b. 传感器的工作原理(电阻、电容、电感、光电等)c. 传感器的特点和性能指标2. 传感器的分类和常见应用a. 按测量物理量分类(温度、湿度、压力、光照强度等)b. 按工作原理分类(电阻式、电容式、电感式、光电式等)c. 传感器在生活和工业领域中的应用案例3. 传感器实验设计和数据分析a. 学生通过实验自行设计传感器实验方案b. 学生收集实验数据并进行分析和比较c. 学生讨论实验结果,并得出结论和改进方向4. 培养学生的创新思维和解决问题的能力a. 学生参与小组讨论和合作,解决传感器应用相关问题b. 学生思考传感器在未来科技发展中的应用前景和挑战c. 学生提出自己的创新想法和解决方案三、教学方法与过程1. 教师授课:讲解传感器的基本概念和原理,以及分类和常见应用的案例分析。
2. 学生实验:根据教师指导,学生自行设计传感器实验方案,并进行实验操作和数据记录。
3. 学生讨论:学生小组讨论实验结果,进行数据分析和比较,得出结论和改进方向。
4. 学生发展:鼓励学生提出问题和创新思路,展开小组合作或个人研究项目。
5. 教师评估:根据学生实验报告、讨论表现和创新项目成果进行评估,并给予指导和反馈。
四、教学评估1. 学生实验报告的设计和完成情况。
2. 学生在讨论和小组合作中的参与度和表现情况。
3. 学生创新项目的研究内容和成果展示。
4. 学生对传感器应用前景和挑战的思考和表达能力。
传感器电子教案教案标题:传感器电子教案教案目标:1. 了解传感器的基本原理和应用领域。
2. 掌握传感器的分类和特点。
3. 能够使用传感器进行实际应用和实验。
4. 培养学生的观察和实验设计能力。
教学重点:1. 传感器的基本原理和分类。
2. 传感器的应用领域。
3. 传感器的实际应用和实验设计。
教学难点:1. 传感器的工作原理和特点。
2. 传感器的实际应用和实验设计。
教学准备:1. 多种类型的传感器(如温度传感器、光照传感器等)。
2. 电子元件和工具(如电源、导线、面包板等)。
3. 计算机和投影仪。
教学过程:步骤一:导入(5分钟)引导学生思考传感器的概念和作用,通过提问和讨论激发学生的兴趣。
步骤二:基础知识讲解(15分钟)1. 介绍传感器的基本原理:传感器是一种能够感知外界信息并将其转化为电信号的装置。
2. 分类讲解:根据不同的测量物理量和工作原理,传感器可以分为温度传感器、光照传感器、压力传感器等多种类型。
3. 应用领域:介绍传感器在工业、农业、医疗等领域的应用案例,以及其在智能家居、无人机等新兴领域的应用。
步骤三:实验演示(20分钟)1. 选择一个具体的传感器进行演示,如温度传感器。
2. 展示传感器的外观和接线方式。
3. 使用示波器或计算机软件监测传感器输出的电信号。
4. 改变传感器所处环境的温度,观察传感器输出信号的变化。
步骤四:实践操作(30分钟)1. 将学生分成小组,每个小组选择一个传感器进行实际操作。
2. 学生根据教师提供的实验设计要求,连接传感器和其他电子元件。
3. 学生记录实验过程和结果,并进行数据分析和讨论。
步骤五:总结和展示(10分钟)1. 学生汇报实验结果和分析。
2. 教师总结本节课的重点内容,并强调传感器的重要性和应用前景。
教学延伸:1. 鼓励学生自主探究其他类型的传感器,并进行实验设计和应用探索。
2. 引导学生思考传感器技术的发展趋势和对社会的影响。
教学评估:1. 实验报告:学生根据实验结果撰写实验报告,包括实验目的、步骤、结果和分析。
T H S G D-1(安徽)实验指导书(光电检测)目录目录 (2)实验一发光二极管特性测试实验 (3)实验二光敏电阻的特性测试实验 (4)实验三光敏二极管的特性测量 (6)实验四光敏三极管的特性测量 (9)实验五硅光电池特性测试实验 (11)实验六透射式光电开关 (13)实验七反射式光电开关 (14)实验八光照度传感器测光照度实验 (15)实验九半导体激光器实验 (17)实验十光耦实验 (19)实验十一光电转速实验 (21)实验十二光调制解调 (23)实验十三热释电红外传感器检测实验 (24)实验十四 PSD位置测量实验 (25)实验十五光纤温度传感器系统实验 (26)实验十六光纤位移传感器实验 (28)实验十七光纤压力传感器压力系统实验 (30)实验一 发光二极管特性测试实验一、实验目的了解发光二极管的工作原理及基本特性。
二、实验仪器电流表、光电器件/光开关实验模块、光功率/光照度计。
三、实验原理某些半导体材料(如GaAs )形成的PN 结正向偏置时空穴与电子在PN 结复合产生特定波长的光,发光的波长与半导体材料的能级间隙E g 有关。
发光波长p λ可由下式确定:g p E hc /=λ (1-1)式(1-1)中h 为普朗克常数,c 为光速。
在实际的半导体材料中能级间隙E g 有一个宽度,因此发光二极管发出光的波长不是单一的,其发光波长宽度一般在25~40nm 左右,随半导体材料的不同而有差别。
发光二极管输出光功率P 与驱动电流I 的关系由下式确定:e I E P p /η= (1-2)其中,η为发光量子效率,E p 为光子能量,e 为电子电荷常数。
从上式可见,输出光功率与驱动电流呈线性关系,当电流较大时由于PN 结不能及时散热,发光效率降低,LED 输出光功率趋向饱和。
本实验用一个驱动电流可调的白色超高亮度发光二极管作为光源,驱动电流的调节范围为0~20毫安。
四、实验内容与步骤1.如图1-1接线,将直流电流表和发光二极管串联接入LED “光源驱动”恒流源中,用专用连线连接硅光电池至光照度计。
《传感器电子教案》课件.一、教学内容本节课我们将学习《传感器》这一章节,详细内容将围绕传感器的工作原理、分类及其在工程实践中的应用展开。
主要涉及的教材内容包括第一章第二节:传感器的基础知识,第三节:传感器的类型及其特性,以及第四章第二节:传感器在自动化控制系统中的应用。
二、教学目标1. 让学生掌握传感器的基本工作原理,了解不同类型传感器的特性及应用领域。
2. 培养学生运用传感器解决实际问题的能力,提高学生的实践操作技能。
3. 激发学生对传感器技术研究的兴趣,培养学生的创新意识和团队协作精神。
三、教学难点与重点教学难点:传感器的工作原理及其在实际应用中的选用。
教学重点:不同类型传感器的特性、应用领域及传感器在自动化控制系统中的作用。
四、教具与学具准备1. 教具:传感器实物、演示板、PPT课件。
2. 学具:实验箱、传感器模块、电路图、实验报告册。
五、教学过程1. 导入:通过展示传感器在生活中的应用实例,引导学生思考传感器的作用和重要性。
2. 理论讲解:(1)传感器的基本概念、工作原理及分类。
(2)不同类型传感器的特性及应用领域。
3. 实践操作:(1)学生分组,每组选择一种传感器进行实验。
(2)学生根据电路图搭建实验电路,观察传感器的工作过程,记录实验数据。
(3)教师巡回指导,解答学生疑问。
4. 例题讲解:(1)讲解传感器在自动化控制系统中的应用实例。
(2)分析传感器选型及参数设置。
5. 随堂练习:(1)学生根据所学知识,设计一个简单的传感器应用电路。
(2)教师点评,指出优缺点,引导学生改进。
(1)回顾本节课所学内容,巩固知识点。
(2)强调传感器在实际应用中的重要性。
六、板书设计1. 《传感器》2. 内容:(1)传感器的基本概念、工作原理及分类。
(2)不同类型传感器的特性及应用领域。
(3)传感器在自动化控制系统中的应用。
七、作业设计1. 作业题目:(1)简述传感器的基本工作原理。
(2)列举三种不同类型的传感器,并说明它们的应用领域。
传感器的应用实验教案一、教学目标1. 知识与技能:(1)了解传感器的概念、种类和作用;(2)掌握传感器的基本原理及其在实际应用中的操作方法;(3)培养学生动手实践能力和团队协作精神。
2. 过程与方法:(1)通过实验观察传感器在不同条件下的性能变化;(2)学会使用传感器进行数据采集和分析;(3)运用传感器解决实际问题。
3. 情感态度与价值观:(1)培养学生对科学探究的兴趣和好奇心;(2)增强学生对传感器技术的认识,提高其科技素养;(3)培养学生关注社会、贴近生活的意识。
二、教学内容1. 传感器概述(1)传感器的定义;(2)传感器的分类;(3)传感器的作用。
2. 传感器的基本原理(1)电阻式传感器;(2)电容式传感器;(3)电压传感器;(4)电流传感器;(5)霍尔传感器。
3. 传感器的应用实例(1)温度传感器在空调系统中的应用;(2)光线传感器在自动开关灯中的应用;(3)压力传感器在汽车制动系统中的应用;(4)湿度传感器在农业灌溉中的应用。
三、教学过程1. 导入新课(1)教师通过生活中常见的实例引入传感器概念;(2)学生分享对传感器的了解和认识。
2. 讲解与演示(1)教师讲解传感器的基本原理及其作用;(2)演示传感器在不同条件下的性能变化;(3)学生动手实验,观察传感器性能。
3. 实践操作(1)学生分组进行实验,使用传感器进行数据采集和分析;(2)教师巡回指导,解答学生疑问;(3)学生总结实验现象和结论。
4. 应用拓展(1)学生讨论传感器在实际生活中的应用;(2)教师分享传感器技术在前沿领域的应用;(3)学生进行创意应用设计。
四、教学评价1. 学生对传感器概念、种类和作用的了解程度;2. 学生掌握传感器基本原理及其操作方法的情况;3. 学生在实践操作中解决问题的能力;4. 学生对传感器技术的认识和关注程度。
五、教学资源1. 传感器实验器材;2. 传感器相关教材和参考资料;3. 网络资源:传感器技术发展趋势、应用案例等。
一、教案基本信息教案名称:认识和应用光电传感器公开课教案教学设计课时安排:2课时(90分钟)教学目标:1. 让学生了解光电传感器的基本原理和结构。
2. 使学生掌握光电传感器的应用方法和技巧。
3. 培养学生对光电技术领域的兴趣和好奇心。
教学内容:1. 光电传感器的基本原理。
2. 光电传感器的结构与分类。
3. 光电传感器的应用案例。
4. 光电传感器的选型和安装。
5. 光电传感器的调试与维护。
教学方法:1. 采用问题驱动的教学方式,引导学生主动探究光电传感器的相关知识。
2. 通过实物展示和演示,增强学生对光电传感器的直观认识。
3. 利用小组讨论和动手实践,提高学生对光电传感器应用的掌握程度。
教学准备:1. 准备光电传感器相关教材和参考资料。
2. 准备光电传感器实物及其配件。
3. 准备教学课件和多媒体设备。
二、教学过程第一课时一、导入(10分钟)教师通过展示光电传感器的实物,引发学生的好奇心,激发学习兴趣。
提出问题:“什么是光电传感器?它有什么作用?”引导学生思考和回答。
二、光电传感器的基本原理(15分钟)1. 教师讲解光电传感器的工作原理,包括光电效应、光电器件等。
2. 学生通过教材和课件,了解光电传感器的基本原理。
三、光电传感器的结构与分类(20分钟)1. 教师展示不同类型的光电传感器,讲解其结构与特点。
2. 学生通过观察和思考,掌握光电传感器的分类及应用场景。
第二课时四、光电传感器的应用案例(25分钟)1. 教师讲解光电传感器在实际应用中的案例,如自动门、光线控制等。
2. 学生通过讨论,分析光电传感器在各个领域的应用优势。
五、光电传感器的选型和安装(20分钟)1. 教师引导学生了解光电传感器的选型依据,如性能、价格、兼容性等。
2. 学生通过动手实践,学习光电传感器的安装与调试方法。
六、光电传感器的调试与维护(15分钟)1. 教师讲解光电传感器的调试与维护方法。
2. 学生分组进行动手实践,掌握光电传感器的调试与维护技巧。
金属箔式应变计性能——应变电桥实验目的:1、观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。
2、测试应变梁变形的应变输出。
3、比较各桥路间的输出关系。
实验原理:本实验说明箔式应变片及直流电桥的原理和工作情况。
应变片是最常用的测力传感元件。
当用应变片测试时,应变片要牢固地粘贴在测试体表面,测件受力发生形变,应变片的敏感栅随同变形,其电阻值也随之发生相应的变化。
通过测量电路,转换成电信号输出显示。
电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种,当电桥平衡时,桥路对臂电阻乘积相等,电桥输出为零,在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中,电阻的相对变化率分别为△R1/ R1、△R2/ R2、△R3/ R3、△R4/ R4,当使用一个应变片时,∑∆=RRR;当二个应变片组成差动状态工作,则有∑∆=RR2R;用四个应变片组成二个差动对工作,且R1= R2= R3= R4=R,∑∆=RR4R。
实验所需部件:(括号{ }内为2001B型内容)直流稳压电源+4V、公共电路模块(一){公共电路模块}、贴于主机工作台悬臂梁上的箔式应变计、螺旋测微仪、数字电压表实验步骤:1、连接主机与模块电路电源连接线,差动放大器增益臵于最大位臵(顺时针方向旋到底),差动放大器“+”“—”输入端对地用实验线短路。
输出端接电压表2V档。
开启主机电源,用调零电位器调整差动放大器输出电压为零,然后拔掉实验线,调零后模块上的“增益、调零”电位器均不应再变动。
观察贴于悬臂梁根部的应变计的位臵与方向,按图(1)将所需实验部件连接成测试桥路,图中R 1、R 2、R 3分别为固定标准电阻,R 为应变计(可任选上梁或下梁中的一个工作片),图中每两个节之间可理解为一根实验连接线,注意连接方式,勿使直流激励电源短路。
将螺旋测微仪装于应变悬臂梁前端永久磁钢上,并调节测微仪使悬臂梁基本处于水平位臵。
3、确认接线无误后开启主机,并预热数分钟,使电路工作趋于稳定。
调节模块上的W D 电位器,使桥路输出为零。
4、用螺旋测微仪带动悬臂梁分别向上和向下位移各5mm ,每位移1mm 记录一个输出电压值,并记入下表:根据表中所测数据在坐标图上做出V —X 曲线,计算灵敏度S :S=X /V ∆∆。
注意事项:1、实验前应检查实验连接线是否完好,学会正确插拔连接线,这是顺利完成实验的基本保证。
2、由于悬臂梁弹性恢复的滞后及应变片本身的机械滞后,所以当螺旋测微仪回到初始位臵后桥路电压输出值并不能马上回到零,此时可一次或几次将螺旋测微仪反方向旋动一个较大位移,使电压值回到零后再进行反向采集实验。
3、实验中实验者用螺旋测微仪进行位移后应将手离开仪器后方能读取测试系统输出电压数,否则虽然没有改变刻度值也会造成微小位移或人体感应使电压信号出现偏差。
4、因为是小信号测试,所以调零后电压表应臵2V档,用计算机数据采集时应选用200mv量程。
双孔应变传感器——称重实验实验目的:1、掌握电桥电路的应用;2、测试重量与双孔应变传感器产生的电压关系。
实验原理:本实验选用的是标准商用双孔悬臂梁式称重传感器,四个特性相同的应变片贴在如图所示位臵,弹性体的结构决定了R1和R3、R2 和R4的受力方向分别相同,因此将它们串接就形成差动电桥。
当弹性体受力时,根据电桥的加减特性其输出电压为:RR 4E 4R R R R R R R R 4E U 44332211∆⋅⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-∆+∆-∆=实验所需部件:直流稳压电源、双孔悬臂梁称重传感器、公共电路模块(一){公共电路模块},称重砝码(20克/个)、数字电压表。
(图2)实验步骤:1、观察称重传感器弹性体结构及贴片位臵,连接主机与实验模块的电源连接线,开启主机电源,调节放大器调零电位器使无负载时的称重传感器输出为零。
2、接好传感器测试系统线路,称重传感器工作电压选用+4V,差动放大器增益为最大(100倍),输出端接电压表。
调节电桥 WD调零电位器使无负载时的称重传感器输出为零。
3、逐步将砝码放上称重平台,调节增益电位器,使V0端输出电压与所称重量成一比例关系,记录W(克)与V(mv)的对应值,并填入下表:4、记录W与V值,并做出W-V曲线,进行灵敏度、线性度与重复性的比较。
5、与双平行悬臂梁组成的全桥进行性能比较。
注意事项:称重传感器的激励电压请勿随意提高。
注意保护传感器的引线及应变片使之不受损伤。
光纤传感器——位移测量实验目的:1、观察光纤结构;2、测试光纤传感器输出电压与位移量的关系。
实验原理:反射式光纤传感器工作原理如图(22)所示,光纤采用Y型结构,两束多模光纤合并于一端组成光纤探头,一束作为接收,另一束为光源发射,红外二级管发出的红外光经光源光纤照射至被测物,由被测物反射的光信号经接收光纤传输至光电转换器件转换为电信号,反射光的强弱与反射物与光纤探头的距离成一定的比例关系,通过对光强的检测就可得知位臵量的变化。
(图22)实验所需部件:光纤(光电转换器)、光电传感器模块、{光纤光电传感器实验模块}、支架、电压表示波器、螺旋测微仪、反射镜片实验步骤:1、观察光纤结构:本实验仪所配的光纤探头为半圆型结构,由数百根导光纤维组成,一半为光源光纤,一半为接收光纤。
2、连接主机与实验模块电源线及光纤变换器探头接口,光纤探头装上通用支架(原装电涡流探头),{探头支架},探头垂直对准反射片中央(镀铬圆铁片),螺旋测微仪装上支架,以带动反射镜片位移。
端接电压表,首先旋动测微仪使探头紧3、开启主机电源,光电变换器V贴反射镜片(如两表面不平行可稍许扳动光纤探头角度使两平面吻合),此时输出≈0,然后旋动测微仪,使反射镜片离开探头,每隔0.2mm记录一数值并V记入下表:位移距离如再加大,就可观察到光纤传感器输出特性曲线的前坡与后坡波形,作出V-X曲线,通常测量用的是线性较好的前坡范围。
注意事项:1、光纤请勿成锐角曲折,以免造成内部断裂,端面尤要注意保护,否则会光通量衰耗加大造成灵敏度下降。
2、每台仪器的光电转换器(包括光纤)与转换电路都是单独调配的,请注意与仪器编号配对使用。
3、实验时注意增益调节,输出最大信号以3V左右为宜,避免过强的背景光照射。
PSD光电位臵传感器实验实验目的:1、观察PSD光电位臵传感器结构;2、测试位移变化与电压的关系。
实验原理:PSD(Position sensitive detector)是一种新型的横向光电效应器件,当入射光点照在光敏面上时由于光生载流子的流动产生光生电流I,经运算后即可知光点的位臵。
(图21)PSD器件工作原理实验所需部件:PSD传感器、固体激光器、被测物、位移装臵、PSD实验模块、{PSD光电位臵传感器实验模块}、电压表、示波器实验步骤:1、观察PSD器件及安装位臵,激光器臵于PSD组件中,调节反射体(被测端接电压表及示波器,连接物)与激光管的位臵大约为70~80mm ,模块输出V主机与实验模块的电源线及传感器探头。
2、开启主电源,连接激光电源,激光束射到被测物体后反射光经透镜聚焦入射PSD光敏面(激光器的光点可以调整,以提高PSD器件的光电流输出),调节位移装臵,使光斑位于PSD光敏面中点(通过观察窗口确认),调节模块“增益”旋钮,用示波器观察,输出波形不应有自激,此时模块电路输出为零。
3、分别向前和向后位移被测体,每位移0.1mm记录一电压值,并记入下表:作出V-X曲线,计算灵敏度,分析工作线性。
4、用遮挡物盖住观察窗口,使PSD器件不受背景光影响,重新进行位移测试,看结果是否有变化。
注意事项:本实验仪中的固体激光器只能作为实验光源之用,严禁实验者用激光光束照射人的眼睛,否则将会造成视力不可恢复的伤害。
需注意的是由于背景光的影响及变化,会使多次实验的结果有所不同。
光电传感器——热释电红外传感器实验目的:1、观察热释电红外传感器结构;2、测试温度变化与电压的关系。
实验原理:热释电红外传感器是一种红外光传感器,属于热电型器件,当热电元件PZT 受到光照时能将光能转换为热能,受热的晶体两端产生数量相等符号相反的电荷,如果带上负载就会有电流流过,输出电压信号。
实验所需部件:热释电红外传感器、菲涅耳透镜、温控电加热炉、热释电红外传感器实验模块、{温度传感器实验模块}、电压表、示波器(图20)热释电传感器结构及电路原理实验步骤:1、观察传感器探头,探头表面的滤光片使传感器对10μm左右的红外光敏感,可以安装在传感器前的菲涅耳透镜是一种特殊的透镜组,每个透镜单元都有一个不大的视场,相邻的两个透镜单元既不连续也不重叠,都相隔一个盲区,它的作用是将透镜前运动的发热体发出的红外光转变成一个又一个断续的红外信号,使传感器能正常工作。
2、连接主机与实验模块电源线及传感器接口,转换电路输出端接电压表。
3、开启主机电源,待传感器稳定后,人体从传感器探头前移过,观察输出信号电压变化,再用手放在探头前不动,输出信号不会变化,这说明热释电传感器的特点是只有当外界的幅射引起传感器本身的温度变化时才会输出电信号,即热释电红外传感器只对变化的温度信号敏感,这一特性就决定了它的应用范围。
4、将传感器探头对准加热炉方向,开启加热炉并将温度控制在50‴左右,用遮挡物断续探头前面的热源,观察传感器的反应。
5、在传感器探头前加装菲涅耳透镜,试验传感器的探测视场和距离,以验证菲涅透镜的功能。
霍尔式传感器——直流激励特性实验目的:1、观察霍尔式传感器结构;2、霍尔式传感器的直流激励特性。
实验原理:霍尔元件是根据霍尔效应原理制成的磁电转换元件,当霍尔元件位于由两个环形磁钢组成的梯度磁场中时就成了霍尔位移传感器。
霍尔元件通以恒定电流时,就有霍尔电势输出,霍尔电势的大小正比于磁场强度(磁场位臵),当所处的磁场方向改变时,霍尔电势的方向也随之改变。
(图23)实验所需部件:霍尔传感器、直流稳压电源(2V )、公共电路模块(一)、{霍尔传感器实验模块}、电压表、测微仪 实验步骤:1、{安装好梯度磁场及霍尔传感器}连接主机与实验模块电源及传感器接口,确认霍尔元件直流激励电压为2V ,另一激励端接地,实验接线按图(23)所示,差动放大器增益10倍左右。
2、用螺旋测微仪调节振动平台{精密位移装臵}使霍尔元件臵于梯度磁场中W D间,并调节电桥直流电位器W,使输出为零。
D3、从中点开始,调节螺旋测微仪,上下{左右}移动霍尔元件各3.5mm,每变化0.5mm读取相应的电压值,并记入下表:作出V-X曲线,求得灵敏度和线性工作范围。
如出现非线性情况,请查找原因。
注意事项:直流激励电压只能是2V,不能接+2V(4V)否则锑化铟霍尔元件会烧坏。
电涡流传感器——测转速实验实验目的:1、观察电涡流传感器的结构;2、测试电涡流传感器输出频率。
实验原理:电涡流传感器由平面线圈和金属涡流片组成,当线圈中通以高频交变电流后,在与其平行的金属片上感应产生电涡流,电涡流的大小影响线圈的阻抗Z,而涡流的大小与金属涡流片的电阻率,导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离X 有关,当平面线圈、被测体(涡流片)、激励源确定,并保持环境温度不变,阻抗Z只与距离X有关,将阻抗变化转为电压信号V输出,则输出电压是距离X 的单值函数。