传感器与检测技术实验

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。

实验报告本课程名称：传感器与检测技术综合实验指导教师：班级：姓名：学号：2013~2014学年第一学期广东石油化工学院计算机与电子信息学院实验目录实验一金属箔式应变片――单臂电桥性能实验实验二金属箔式应变片――半桥性能实验实验三金属箔式应变片――全桥性能实验实验四金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验实验五直流激励时线性霍尔传感器的位移特性实验实验六霍尔转速传感器测电机转速实验实验七磁电式转速传感器的测电机转速实验实验八电涡流传感器的位移特性实验实验九光纤传感器的位移特性实验实验十光电转速传感器的转速测量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，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变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR／R＝Kε式中：ΔR／R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数,ε=ΔL/L为电阻丝长度相对变化。

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，通过它转换被测部位受力状态变化。

电桥的作用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。

对单臂电桥输出电压U o1= EKε/4。

三、需用器件与单元：主机箱(±4V、±15V、电压表)、应变式传感器实验模板、1位数显万用表（自备）。

托盘、砝码、42图1 应变片单臂电桥性能实验安装、接线示意图四、实验步骤：应变传感器实验模板说明：实验模板中的R1、R2、R3、R4为应变片，没有文字标记的5个电阻符号下面是空的，其中4个组成电桥模型是为实验者组成电桥方便而设，图中的粗黑曲线表示连接线。

1、根据图1〔应变式传感器（电子秤传感器）已装于应变传感器模板上。

传感器中4片应变片和加热电阻已连接在实验模板左上方的R1、R2、R3、R4和加热器上。

传感器左下角应变片为R1；右下角为R2；右上角为R3；左上角为R4。

西华大学实验报告（理工类）开课学院及实验室：自动检测及自动化仪表实验室实验时间：年月日一、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；4．比较金属应变片与半导体应变片的各种的特点。

二、实验原理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，当测件受力发生形变，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。

三、实验设备、仪器及材料直流稳压电源（±4V档）、电桥、差动放大器、箔式应变片、测微头、（或双孔悬臂梁、称重砝码）、电压表。

四、实验步骤（按照实际操作过程）1．调零。

开启仪器电源，差动放大器增益置100倍（顺时针方向旋到底），“＋、－”输入端用实验线对地短路。

输出端接数字电压表，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。

调零后电位器位置不要变化，调零后关闭仪器电源。

2．按图1.1将实验部件用实验线连接成测试桥路。

桥路中R1、R2、R3、和WD为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器，R为金属箔式应变片（可任选上、下梁中的一片工作片）。

直流激励电源为±4V。

3．确认接线无误后开启仪器电源，并预热数分钟。

测微头装于悬臂梁前端的永久磁钢上，并调节使应变梁处于基本水平状态。

调整电桥WD电位器，使测试系统输出为零。

4．旋动测微头，带动悬臂梁分别作向上和向下的运动，以悬臂梁水平状态下电路输出电压为零为起点，向上和向下移动各5mm，测微头每移动0.5mm记录一个差动放大器输出电压值，并列表。

5．直流半桥：保持差动放大器增益不变，将R2换成与应变片R工作状态相反的另一金属箔式应变片，（若R拉伸，换上去的应为压缩片）形成半桥。

重复单臂电桥的步骤；6．直流全桥：保持差动放大器增益不变，将R1换成与应变片R工作状态相反的另一金属箔式应变片，（若R拉伸，换上去的应为压缩片），将 R3换成与应变片R工作状态相同的另一金属箔式应变片，形成全桥。

传感器与检测技术实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过对传感器与检测技术的学习和实践，掌握传感器的工作原理、应用范围以及检测技术的基本方法和实验操作技能，提高实验能力和动手能力。

二、实验仪器与设备。

1. 传感器，温度传感器、光敏传感器、压力传感器。

2. 检测设备，示波器、数字万用表、信号发生器。

3. 实验平台，Arduino开发板、实验电路板、连接线等。

三、实验内容与步骤。

1. 温度传感器实验。

a. 将温度传感器连接至Arduino开发板，并接通电源。

b. 编写Arduino程序，读取温度传感器的数据并通过串口监视器输出。

c. 调节温度传感器周围环境的温度，观察串口监视器的数据变化。

d. 记录实验数据并分析温度传感器的工作原理。

2. 光敏传感器实验。

a. 将光敏传感器连接至Arduino开发板，并接通电源。

b. 编写Arduino程序，读取光敏传感器的数据并通过串口监视器输出。

c. 调节光线强度，观察串口监视器的数据变化。

d. 记录实验数据并分析光敏传感器的工作原理。

3. 压力传感器实验。

a. 将压力传感器连接至Arduino开发板，并接通电源。

b. 编写Arduino程序，读取压力传感器的数据并通过串口监视器输出。

c. 施加不同的压力，观察串口监视器的数据变化。

d. 记录实验数据并分析压力传感器的工作原理。

四、实验结果与分析。

通过本次实验，我们成功地实现了对温度传感器、光敏传感器和压力传感器的实验操作，并获取了相应的实验数据。

通过对数据的分析，我们深入理解了传感器的工作原理和应用场景，掌握了检测技术的基本方法和实验操作技能。

五、实验总结。

本次实验使我们对传感器与检测技术有了更深入的了解，提高了实验能力和动手能力。

通过实验操作，我们不仅掌握了传感器的工作原理和应用范围，还深入理解了检测技术的基本方法和实验操作技能。

这对我们今后的学习和科研工作具有重要的意义。

六、参考文献。

1. 《传感器与检测技术》，XXX，XXX出版社，XXXX年。

《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0.9998，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 =ΔUΔW =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=。

传感器与测试技术是现代工程领域中非常重要的一部分，涉及到各种类型的传感器、数据采集、信号处理和测试技术。

以下是一个可能的课程设计方案：实验名称：传感器与测试技术综合实验实验目的：1. 了解各种传感器的工作原理和应用领域；2. 学习数据采集和信号处理的基本方法；3. 掌握常见测试技术在工程实践中的应用。

实验内容：1. 传感器原理与特性测试：-使用温度传感器、光敏电阻等不同类型的传感器，测量环境温度、光照强度等参数，并比较它们的特性和响应速度。

2. 数据采集与信号处理：-连接传感器到数据采集卡或微控制器，采集传感器输出的模拟信号，并进行数字化处理和分析，如滤波、采样等。

3. 传感器应用实验：-结合实际应用场景，设计并搭建一个简单的智能家居系统，利用传感器检测环境参数并控制相关设备的运行。

4. 测试技术应用：-学习使用示波器、多用表等测试仪器对电路进行测试和故障排除，加深对电路性能分析的理解。

实验器材与设备：1. 温度传感器、光敏电阻等传感器元件2. 数据采集卡、微控制器等数据采集设备3. 示波器、数字万用表等测试仪器4. 电路元件和连接线5. 相关的实验软件和工具实验注意事项：1. 操作过程中要严格遵守安全规定，避免对设备和自身造成损坏。

2. 确保实验器材的正确连接和使用，避免因操作失误导致意外发生。

3. 实验结束后要对设备进行清洁和整理，保持实验环境整洁。

预期结果：通过该综合实验，学生可以深入了解各种传感器的特性和应用，掌握数据采集和信号处理的基本方法，以及学习常见测试技术在工程实践中的应用。

同时，通过实际操控传感器和测试仪器，培养学生的实验操作能力和问题解决能力。

这样的综合实验设计旨在帮助学生深入理解传感器与测试技术的原理和应用，提升他们的实践能力和工程素养。

机械工程《传感器与检测技术》测试技术实验指导书机械工程测试技术实验指导书——传感器与检测技术罗烈雷编机械工程系机械工程测试技术实验指导书——传感器与检测技术一、测试技术实验的地位和作用《传感器与检测技术》课程，在高等理工科院校机械类各专业的教学打算中，是一门重要的专业基础课，而实验课是完成本课程教学的重要环节。

其要紧任务是通过实验巩固和消化课堂所讲授理论内容的明白得，把握常用传感器的工作原理和使用方法，提高学生的动手能力和学习爱好。

其目的是使学生把握非电量检测的差不多方法和选用传感器的原则，培养学生独立处理问题和解决问题的能力。

二、应达到的实验能力标准1、通过应变式传感器实验，把握理论课上所讲授的应变片的工作原理，并验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。

2、通过差动变压器静态位移性能测试和差动变压器零点残余电压的补偿电路设计，把握理论课上所讲授的差动变压器的工作原理和零点残余电压的补偿措施。

3、通过电涡流式传感器的静态标定和被测体材料对电涡流式传感器特性的阻碍实验，把握理论课上所讲授的电涡流式传感器的原理及工作性能，验证不同性质被测体材料对电涡流式传感器性能的阻碍。

4、通过差动面积式电容传感器的静态及动态特性测试，了解差动面积式电容传感器的工作原理及其特性。

5、通过磁电感应式传感器的性能和霍尔式传感器直流静态位移特性的测试方法，把握磁电感应式传感器的工作原理及其性能和霍尔式传感器的工作原理及其特能。

6、通过压电式传感器的动态响应和引线电容对电压放大器与电荷放大器的阻碍实验，把握压电式传感器的原理、结构及应用和验证引线电容对电压放大器的阻碍，了解电荷放大器的原理和使用方法。

7、通过光敏三极管和光敏电阻的性能测试，把握光电传感器的原理与应用方法。

8、热电偶和热敏电阻的性能测试的方法，把握热电偶的原理和 NTC 热敏电阻的工作原理和使用方法，并对传感器灵敏度线性度进行分析。

9、通过差动放大器和低通滤波器设计和测试，把握差动放大器和滤波器的设计方法和性能测试方法。

天津广播电视大学武清分校《传感器与测试技术》实验报告姓名：学号：班级: 13春机械本实验一：电涡流式传感器实验一、实验目的1、了解电涡流传感器的实际应用。

2、了解电涡流传感器在静态测量中的应用。

3、了解电涡流传感器的结构、原理、工作特性。

4、通过实验掌握用电涡流传感器测量振幅的原理和方法。

5、通过实验说明不同的涡流感应材料对电涡流传感器特性的影响。

二、实验电路图及原理：图(1)电涡流式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，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）、激励源已确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与X距离有关。

将阻抗变化经涡流变换器变换成电压V输出，则输出电压是距离X的单值函数。

三、实验所需部件：测微头、示波器、电压表、电涡流线圈、金属涡流片、电涡流变换器、三种金属涡流片。

四、实验步骤：1．按图连线，差动放大器调零，将电涡流传感器对准金属圆盘。

2．旋转测微器旋钮移动振动台，使电涡流传感器与金属片接触，此时涡流变换器的输出电压为零，由此开始向上旋转测微器旋钮，每隔0.5mm用电压表读取变换器的输出电压，将数据填入表1。

3．分别将铜片和铝片代替铁片，重复2的实验结果分别填入表2和表3。

4．将电涡流传感器连支架移到金属转盘上方，调整到其端面距盘面～1.0mm处，注意保持其端面与盘面的平行，不可碰擦。

5．涡流变换器的输出端与数字频率表相连，开启电机，调节转速，则电机转速可由下式得到：电机转速＝频率表显示值/金属转盘等分值×2 （本实验中等分值为4）五、实验数据及分析:表1 电涡流传感器对铁片的输出特性表3 电涡流传感器对铝片的输出特性实验二：电阻应变式传感器实验一．实验目的1、熟悉电阻应变式传感器在位移测量中的应用。

2、比较半导体应变式传感器和金属电阻应变式传感器的灵敏度。