位移传感器的设计与系统标定综合实验

激光位移传感器的标定于正林1，乔夫涛1，王一尘2（1.长春理工大学机电工程学院，长春130022；2.吉林大学生物与农机工程学院，长春130022）摘要：介绍了一种基于高精度光栅尺标定激光位移传感器的方法。

该标定装置使用步进电机控制挡板的移动，光栅尺和激光位移传感器同时采集挡板移动的距离，计算机通过数据采集卡采集光栅尺和激光位移传感器的数据。

本装置的结构设计符合阿贝原则，同时详细介绍了标定装置的原理、组成结构和数据处理。

关键词：标定；激光位移传感器；光栅尺；阿贝原则中图分类号：TH71文献标识码：A文章编号：1672-9870（2013）（3-4）-0032-03Calibration of Laser Displacement SensorYU Zhenglin 1，QIAO Futao 1，WANG Yichen 2（1.College of Mechanical and Electrical Engineering ，Changchun University of Science and Technology ，Changchun 130022；2.School of Biological and Agricultural Engineering,Jilin University,Changchun 130022）Abstract ：In this paper ，a method of calibration of laser displacement sensor based on high precision grating scale is in-troduces.In this equipment ，step motor control the motion of dam board ，and grating scale and laser displacement sen-sor get the distance of dam board ’s puter collect the data of the grating scale and laser displacement sen-sor by DAQ Card.The structural design of this equipment accords with Abbe ’s principle .This paper gives a detailed introduction of this calibration equipment ’s theory ，construction and data processing.Key words ：calibration ；laser displacement sensor ；grating scale ；Abbe ’s principle激光位移传感器是利用激光技术进行测量的传感器，是一种将位移的变化转变成电信号变化的测量装置。

位移传感器的更换及如何标定更换步骤：1.在确认位移传感器损坏的情况下，通知调度室摘牌作业，通知相关设备人员关闭截门，进行缷压.2.确认缷压后，缷下位移传感器。

3.在允许停电的情况下，断开24电源，摘除接线，并记清线的颜色，以免接新线时出现错误，烧毁位移传感器。

如果条件不允许停电，则要先摘除电源线，再摘除信号线。

（最好摘线时，留一段磁尺线，以为接线根据颜色可以判断，节省时间，提高正确率）4.确认缸体已装磁环，换上新的位移传感器，进行接线，先接正负时钟，正负数据线，然后接电源线。

接线完毕需重新确认接线正确性，确认后通知调度室，送电测试。

通常轧线所用位移传感器为六线制：BN 棕色+24VWH 白色0VGY 灰色- dataPK 粉色+dataYE 黄色+clockGN 绿色- clock标定过程：1.如果更换新位移传感器则需要找到相应的程序块进行重新标定，此程序块在硬件输入里。

2.标定需要在线修改以下参数NFP , OFF3.NFP参数为位移传感器的精度，在位移传感器说明书上即可读出说明书上C所代表的数值即是位移传感器的精度。

例如：说明书上C所在位置注明为1，则需要将NFP值修改为5.0e-3，此值对应输出端YP应用单位为毫米，如果输出端YP用到的单位为米（具体单位要根据输出端YP连接到程序中的应用判断），则需要将5.0e-3改为5.0e-64.OFF值的修改需要根据量程范围确定首先要判断位移传感器的零位，有的液压缸打到最大为0，有的液压缸打到最小为0.可以先把液压缸打到最大或最小时标定零位，然后打到相反的极限位置检查YP端显示值如果近似与量程极限，则标定完成，如果显示值为负数，则零位选择不正确，需重新判断最大还是最小时为零位。

零位的标定方法：将液压缸打开到最大或最小，修改OFF值置0，将模块的输出YP端显示值复制到OFF中，这时YP端将显示近似为0。

例如量程为0—500mm的位移传感器，将液压缸打到最小时标定零位，然后将液压缸打到最大，YP端显示值为正数近似500，则说明标定正确完成；如果YP端显示值为负数，则需重新将液压缸打到最大时标定零位，然后将液压缸打到最小检测YP端显示值如果为正数近似500，则标定注释：精轧串辊缸位移传感器零位在中间位置，由设备插定位销确定，然后标定零位。

位移传感器实验报告位移传感器实验报告引言：位移传感器是一种能够测量物体位移的装置。

它在工业自动化、机器人技术、医疗设备等领域有着广泛的应用。

本实验旨在通过对位移传感器的实验研究，探索其工作原理和性能特点。

一、实验目的本实验的目的是研究位移传感器的工作原理和性能特点，了解其在实际应用中的优缺点，为后续的工程设计和应用提供参考。

二、实验装置和方法实验所用的位移传感器是一种电容式位移传感器，其工作原理是通过测量电容的变化来实现对位移的测量。

实验装置包括位移传感器、信号调理电路、数据采集系统等。

在实验过程中，首先将位移传感器固定在待测物体上，然后通过调整传感器的位置和角度，使其与被测物体保持良好的接触。

接下来，将信号调理电路与传感器连接，并将其输出与数据采集系统相连。

最后，通过改变被测物体的位移，观察位移传感器的输出信号变化，并记录相应的数据。

三、实验结果与分析在实验过程中，我们通过改变被测物体的位移，观察位移传感器的输出信号变化，并记录了相应的数据。

实验结果显示，位移传感器的输出信号随着被测物体位移的增加而线性增加，且具有较高的精度和稳定性。

进一步分析发现，位移传感器的灵敏度与传感器的工作原理和结构有关。

电容式位移传感器通过测量电容的变化来实现对位移的测量，其灵敏度受到电容变化量的影响。

因此，在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的位移传感器，以确保测量结果的准确性和可靠性。

此外，位移传感器还具有一定的温度特性。

在实验过程中，我们发现位移传感器的输出信号受到环境温度的影响。

当环境温度发生变化时，位移传感器的输出信号也会发生相应的变化。

因此，在实际应用中，我们需要对位移传感器进行温度补偿，以提高测量的精度和稳定性。

四、实验总结通过本次实验，我们深入了解了位移传感器的工作原理和性能特点。

位移传感器是一种能够测量物体位移的重要装置，在工业自动化、机器人技术、医疗设备等领域有着广泛的应用。

在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的位移传感器，并进行相应的温度补偿，以确保测量结果的准确性和可靠性。

关键词 ： 标 定 系统 ； 高精 度； 压 电陶瓷 ； 位 移传感器 中图分类号 ： Ｔ Ｐ ２ １ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ２—１ ８ ４ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７— ０ ０ ０ １ —０ ４
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｆ Ｄｅ ｍａ ｒ ｃ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ｆ ｏ ｒ Ｈｉ ｇ ｈ Ａｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ Ｄｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ
ｒ ａ ｍ ｉ ｃ ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ － ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｄ ｉ ｒ ｖ ｅ ｒ ， ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ５ ％／ Ｆ Ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ －
０ 引 言
位移发生 系统 主体 ， 其具 有体积 小、 重 量轻 、 精 度和分 辨率 高 、 频响高 、 出力大等优 点 ， 并 通过 合理 设计被 测机 构 、 驱 动机 构 ， 以实现标定 间距 的精 密化 、 自动 化 ， 如 图 ３所示 。标 准量 检测 系统采用测量精度 高、 非接触测量等特性 的激光传感 器为主要 部件 。使用 高精密 的数 据采 集卡完成 各项 数据采集 工作 。
ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｅ 伍ｃ ｉ ｅ ｎ ｔ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｃ ｌｉ ａ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ； ｈ ｉ ｇ ｈ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ； Ｐ ； ｄ ｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ

位移测量及静态标定实验报告一、实验目的掌握常用的位移传感器的测量原理、特点及使用，并学会进行静态标定。

二、实验仪器CSY10B型传感器系统实验仪。

三、实验内容（一）电涡流传感器测位移实验1、测量原理：电涡流效应：扁平线圈中通以交变电流，与其平行的金属片中产生电涡流。

电涡流的大小影响线圈的阻抗Z。

Z = f（ρ，μ，ω，x）。

不同的金属材料有不同的ρ、μ，线圈接入相应的电路中，用铁、铝两种不同的金属材料片分别标定出测量电路的输出电压U与距离x的关系曲线。

2、测试系统组建电涡流线圈、电涡流变换器（包括振荡器、测量电路及低通滤波输出电路）、测微头、电压表、金属片（铁片和铝片）。

3、试验步骤①分别安装传感器、测微头；②连接电路；③依次用铁片、铝片进行位移测量，依次记录U(V) 铁片U(V) 铝片X/mmU(V) 铁片U(V) 铝片X/mmU(V) 铁片U(V) 铝片4、数据分析与讨论画出输入输出关系曲线，确定量程范围（在实验曲线上截取线性较好的区域作为传感器的位移量程），估算非线性误差，在测量范围内计算灵敏度，进行误差分析。

（二）光纤传感器测位移实验1、测量原理反射式光纤传感器属于结构型, 工作原理如图。

当发光二极管发射红外光线经光纤照射至反射体，被反射的光经接收光纤至光电元件。

经光电元件转换为电信号。

经相应的测量电路测出照射至光电元件的光强的变化。

2、组建测试系统光纤、光电元件、发光二级管、光电变换测量电路、数字电压表、反射体(片)、测微头。

3、实验步骤①观察光纤结构；②安装光纤探头、反射片；③连接电路；④旋动测微仪测位移，记录位移及测试系统的输出电压。

4、数据分析与讨论画出输入输出关系曲线，实验曲线上截取线性较好的区域作为传感器的位移量程，估算非线性误差，在测量范围内计算灵敏度，进行误差分析。

（三）电容式传感器测位移实验1、测量原理电容式传感器是将被测物理量转换成电容量的变化来实现测量的。

本实验采用的电容式传感器为二组固定极片与一组动极片组成二个差动变化的变面积型平行极板电容式传感器。

光纤位移传感器实验一、实验目的1、了解光纤位移传感器工作原理及其特性；2、了解并掌握光纤位移传感器测量位移的方法。

二、实验内容1、光纤位移传感器输出信号处理实验；2、光纤位移传感器输出信号误差补偿实验；3、光纤位移传感器测距原理实验；4、利用光纤位移传感器测量出光强随位移变化的函数关系；5、实验误差测量。

三、实验仪器1、光线位移传感器实验仪1台2、反射式光纤1根3、对射式光纤2根4、连接导线若干5、电源线1根四、实验原理本实验仪通过光纤位移传感器位移测量实验，熟悉光纤结构特点及光纤数值孔径的定义，掌握光纤位移的测量原理，熟悉光路调整方法。

本实验仪可以完成反射式和对射式光纤位移传感器实验，重点研究光纤位移传感器的工作原理及其应用电路设计。

通常按光纤在传感器中所起的作用不同，将光纤传感器分成功能型(或称为传感型)和非功能型(传光型、结构型)两大类。

功能型光纤传感器使用单模光纤，它在传感器中不仅起传导光的作用，而且又是传感器的敏感元件。

但这类传感器大制造上技术难度较大，结构比较复杂，且调试困难。

非功能型光纤传感器中，光纤本身只起传光作用，并不是传感器的敏感元件。

它是利用在光纤端面或在两根光纤中间放置光学材料、机械式或光学式的敏感元件感受被测物理量的变化，使透射光或反射光强度随之发生变化。

所以这种传感器也叫传输回路型光纤传感器。

它的工作原理是：光纤把测量对象辐射的光信号或测量对象反射、散射的光信号直接传导到光电元件上，实现对被测物理量的检测。

为了得到较大的受光量和传输光的功率，这种传感器所使用的光纤主要是孔径大的阶跃型多模光纤。

该光纤传感器的特点是结构简单、可靠，技术上容易实现，便于推广应用，但灵敏度较低，测量精度也不高光纤位移传感器实位移测量器件，利用光纤传输光信号的功能，根据检测到的反射光的强度来测量被测反射表面的距离。

光纤位移传感器属于非功能型光纤传感器。

相关参数：1、光源：高亮度白光LED，直径5mm2、探测器：高灵敏度光敏三极管3、反射式光纤位移传感器光纤芯直径：Φ1+ΦO．265×16长度：50mm检出距离：50mm最小检出距离：0．01mm4、对射式光纤位移传感器光纤芯直径：Φ1长度：50mm检出距离：50mm最小检出距离：0．0lmm5、二维调节支架13mm移动距离，分辨率0．01mm5、电压表(实验箱集成)200mV、2V、20V三档可调光纤位移传感器位移测量原理1．如图是反射式线性位移测量装置光从光源耦合到输入光纤射向被测物体，再被反射回另一光纤，由探测器接收。

位移传感器毕业设计【篇一：位移传感器设计报告】综合性实验报告实验课程：传感器与检测技术实验名称：位移检测传感器的应用姓名：学号：班级：指导教师：实验日期： 2013年12月17日位移检测传感器应用一、实验类型位移检测综合性实验二、实验目的和要求1．了解微位移、小位移、大位移的检测方法。

2．运用所学过的相关传感器设计三种位移检测系统。

3．对检测系统进行补偿和标定。

三、实验条件为了满足实验要求，现使用电涡流，光纤，和差动三种传感器设计位移检测系统，电涡流取0.1mm为单位，光纤取0.5mm为单位，差动取0.2mm为单位。

进行试验后，用matlab处理数据，分析结论。

（一）：电涡流传感器测位移实验原理：通过高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。

（二）：光纤传感器测位移实验原理：反射式光纤位移传感器是一种传输型光纤传感器。

其原理如图36-1所示：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，射向反射面，再被反射到接收光纤，最后由光电转换器接收，转换器接收到的光源与反射体表面的性质及反射体到光纤探头距离有关。

当反射表面位置确定后，接收到的反射光光强随光纤探头到反射体的距离的变化而变化。

显然，当光纤探头紧贴反射面时，接收器接收到的光强为零。

随着光纤探头离反射面距离的增加，接收到的光强逐渐增加，到达最大值点后又随两者的距离增加而减小。

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。

（三）：差动电感式传感器测位移实验原理：差动动螺管式电感传感器由电感线圈的二个次级线圈反相串接而成，工作在自感基础上，由于衔铁在线圈中位置的变化使二个线圈的电感量发生变化，包括两个线圈在内组成的电桥电路的输出电压信号因而发生相应变化。

仪器与电子学院实验报告（操作性实验）班级： 学号： 学生姓名：实验题目：反射式光纤位移传感器特性实验一、实验目的1）掌握反射光纤位移传感器工作原理； 2）掌握反射光纤位移传感器静态特性标定方法。

二、实验仪器及器件光纤、光电转换器、光电变换器、电压表、支架、反射片、测微仪。

三、实验内容及原理反射式光纤位移传感器的工作原理如图3所示，光纤采用Y 型结构，两束多模光纤一端合并组成光纤探头，另一端分为两束，分别作为接收光纤和光源光纤，光纤只起传输信号的作用。

当光发射器发生的红外光，经光源光纤照射至反射体，被反射的光经接收光纤至光电转换元件将接收到的光信号转换为电信号。

其输出的光强决定于反射体距光纤探头的距离，通过对光强的检测而得到位移量。

图1 反射式光纤位移传感器原理及输出特性曲线四、实验步骤1、观察光纤结构：本仪器中光纤探头为半圆型结构，由数百根光导纤维组成，一半为光源光纤，一半为接收光纤。

2、将原装电涡流线圈支架上的电涡流线圈取下，装上光纤探头，探头对准镀铬反射片(即电涡流片)。

3、振动台上装上测微仪，开启电源，光电变换器Vo端接电压表。

旋动测微仪，带动振动平台，使光纤探头端面紧贴反射镜面，此时Vo输出为最小。

然后旋动测微仪，使反射镜面离开探头，每隔0.5mm取一Vo电压值填入下表，作出V—X曲线。

4、根据所测数据求出平均值后，在坐标纸上画出输出电压-位移特性曲线（分前坡和后坡），计算灵敏度S=，并在坐标纸上画出V—X关系线性、灵敏度、重复性、迟滞曲线。

五、实验测试数据表格记录表1六、实验数据分析及处理1、线性度：图2 线性曲线由于线性方程误差较大，又生成了多项式方程表2%46.119.21.00955max 1=-=∆=FS y e2、灵敏度:1314.0S =∆3、重复性：图3表3重复性误差重复性%28.219.205.0max ==∆=FS R y e4、迟滞表4迟滞%28.219.205.0e max ==∆=FS t y六、实验结论与感悟1、实验结论 灵敏度为1314.0S =∆ 非线性误差为%46.119.21.00955max 1=-=∆=FS y e重复性为%28.219.205.0max ==∆=FS R y e迟滞为%28.219.205.0e max ==∆=FS t y2、通过本次实验，我掌握了光纤传感器的基本工作原理及其静态标定方法。

对标定数据列表并进行一元线性回
归分析，求出传感的灵敏度。 画出标定数据和回归直线，标出刻 度。
三、实验设备和原理
1）静态电阻应边仪
2）标定仪 3）传感器
四、实验步骤
4.1

位移传感器标定
1）将引伸计安装在标定器的刀口上，设 定标定器测微尺的零点； 2）按照灵敏度最大的接桥方式接桥，将 电阻应变仪调零。 3）转动测微尺，使刀口逐次产生0.5mm 的位移，直到总位移达到3mm（或者 4mm）。记下电阻应变仪上对应于每次位 移的度数。
四、实验步骤
4.2力传感器标定
1）将力传感器安装在标定器的夹具上， 施加0.1KN的初载荷； 2）按照灵敏度最大的接桥方式接桥，将 电阻应变仪调零。 3）按照0.3KN、0.5KN、0.7KN、0.9KN 、1.1KN的加载方案逐次加载，记下电阻 应验结果整理
传感器（力、位移） 标定实验
一、概述
传感器是把相关的物理量如温度、压力
、浓度、载荷等转变成具有确定对应关 系的电量输出的一种测量装置，以满足 对于信息的记录、显示、传输、存储、 处理以及控制的要求。
二、实验目的
1）掌握常温电阻应变片的粘贴技术； 2）理解并掌握传感器的标定方法，学
会相关仪器的使用方法 。

实验八位置传感器1.金属箔式应变片传感器单臂、半桥、全桥比较一. 实验目的1. 观察了解金属箔式应变片的结构、粘贴方式。

2. 测量悬臂梁变形的应变输出。

3. 比较各种桥路的输出关系。

二. 实验原理应用应变片测试时，将应变片用粘合剂牢固地粘贴在测试件表面上。

当试件受力变形时，应变片的敏感栅也随之变形，使其电阻值也发生相应的变化，通过测量电路最终将其转换为电压或电流的变化。

本实验装置将应变片粘贴在悬臂梁上，旋转测微头使悬臂梁移动端上下位移时，悬臂梁产生变形，使应变片电阻值发生变化，通过电桥电路将其转换为电压的变化。

电桥电路是最常用的把被测非电量通过电阻变化转换成为电压或电流变化的测量电路，桥路对臂阻值乘积相等时电桥平衡，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ΔR1 /R1、ΔR2 /R2、ΔR3 /R3、ΔR4 /R4，一般情况下R1 =R2 =R3 =R4 =R（本实验装置就是全等臂电桥，R =352Ω）。

当使用一个应变片时，ΣR = ΔR / R；使用二个应变片组成差动状态工作，ΣR=2ΔR/R；使用四个应变片组成二个差动对工作，ΣR=4ΔR/R。

三.实验所需部件直流稳压电源、电桥、差动放大器、金属箔式应变片、测微头、数字电压表。

四.实验步骤1. 差动放大器、电压表调零直流稳压电源置±2V档，数字电压表置2V档，开启仪器主、副电源开关。

差动放大器增益置最大（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输入端V i，用差动放大器“调零”电位器调整，使数字电压表显示为0，然后关闭副电源开关，调零结束。

（注意：调零后“调零”电位器位置不要变化,改变差动放大器增益后需要重新调零）2. 单臂直流电桥测量（1）按图1将实验部件用实验线连接成单臂电桥测试桥路。

桥路中R1、R2、R3、和W1为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器，R4接入一个金属箔式应变片（可任选上、下梁中的一片应变片）。

位移传感器的设计与系统标定综合实验马杭（上海大学理学院力学系，上海200436）An experiment by design and system calibration of displacement sensorfor purpose of teachingMa Hang(Department of Mechanics, College of Sciences, Shanghai University, Shanghai 200436)摘要：本文介绍了新开发的综合型教学实验——位移传感器的设计及位移测试系统的标定实验的主要内容。

进行该项实验，要求学生灵活应用所学的知识，得到动手、动脑的综合训练，进一步巩固和掌握所学知识并通过实验获取新的知识和能力，了解传感器这一科学研究与工程测量中重要器件的设计与制造的一般过程，起到举一反三的效果。

关键词：位移传感器，双悬臂梁，电阻应变计，电测，系统标定传感器是科学实验与工程测量中常用的测量器件，用来把相关的物理量如温度、压力、浓度、载荷等转变成具有确定对应关系的电量输出，以满足对于信息的记录、显示、传输、存储、处理以及控制的要求。

传感器种类繁多，发展日新月异，是实现自动测量与控制的第一个环节，在生产实践和科学研究的各个领域中发挥着极其重要的作用。

以电测技术为基础的传感器是各类传感器中最常见的一类，结合力学类专业的学习特点以及本实验室的条件，我们设计开发了位移传感器的设计及位移测试系统的标定实验，并给我校力学专业的本科生和研究生进行了开设。

本实验要进行设计和制作的传感器是一种双悬臂梁式位移传感器（也叫引伸计），用于测量亚毫米级的微小位移，它利用电阻应变计作为敏感元件，利用钛合金微梁作为弹性元件，并利用电桥作为基本测量电路，利用静态数字电阻应变仪作为放大与输出仪器，这些元件和仪器与记录仪器共同组成了位移测试系统，可以实现对静态小位移的测量。

实验的主要内容有三个，分别为传感器的设计、制作和标定。

第1篇一、实验目的1. 理解传感器的基本工作原理和特性。

2. 掌握传感器的基本测试方法。

3. 学会使用常用传感器进行数据采集和信号处理。

4. 分析实验数据，加深对传感器应用的理解。

二、实验设备与器材1. 传感器实验平台2. 数据采集卡3. 示波器4. 信号发生器5. 电源6. 传感器（如温度传感器、压力传感器、光敏传感器等）7. 连接线、插头等辅助器材三、实验内容1. 传感器基本原理学习- 了解传感器的基本概念、分类、工作原理和特性。

- 学习不同类型传感器的应用场景。

2. 传感器测试方法- 学习传感器的基本测试方法，如静态测试、动态测试、线性度测试等。

- 熟悉使用示波器、信号发生器等仪器进行传感器测试。

3. 传感器应用实验- 以温度传感器为例，进行温度测量实验。

- 以压力传感器为例，进行压力测量实验。

- 以光敏传感器为例，进行光照强度测量实验。

4. 数据分析与处理- 对实验数据进行采集、处理和分析。

- 利用软件进行数据拟合、误差分析等。

四、实验步骤1. 准备实验- 熟悉实验平台和设备，了解传感器的基本特性。

- 检查实验设备是否完好，连接线是否正确。

2. 传感器测试- 根据实验要求，选择合适的传感器。

- 连接传感器、数据采集卡、示波器等设备。

- 设置信号发生器的参数，如频率、幅度等。

- 进行传感器静态测试和动态测试。

3. 数据采集与处理- 利用数据采集卡采集传感器信号。

- 使用示波器观察信号波形。

- 对采集到的数据进行处理和分析。

4. 实验结果与分析- 将实验结果与理论值进行比较，分析误差原因。

- 总结实验经验，提出改进建议。

五、实验结果与分析1. 温度传感器实验- 测试温度范围：0℃～100℃- 测试精度：±0.5℃- 实验数据与理论值吻合较好，说明温度传感器具有良好的线性度和稳定性。

2. 压力传感器实验- 测试压力范围：0～10MPa- 测试精度：±0.1MPa- 实验数据与理论值吻合较好，说明压力传感器具有良好的线性度和稳定性。

实验一传感器综合实验Ⅰ（一）．霍尔传感器的直流激励特性实验一、实验目的：了解霍尔传感器的直流激励特性。

二、实验内容：给霍尔传感器通以直流电源，经差动放大器放大，当测微头随振动台上、下移动时，就有霍尔电势输出，从而可以测出霍尔传感器在直流激励下的输出特性。

三、实验原理：由两个半圆形永久磁钢组成梯度磁场，位于梯度磁场中的霍尔元件（霍尔片）通过底座连接在振动台上。

当霍尔片通以恒定电流时，将输出霍尔电势。

改变振动台的位置，霍尔片就在梯度磁场中上下移动，霍尔电势V值大小与其在磁场中的位移量X有关。

四、实验要求1、按图4接线，插接线插接要牢靠。

2、直流激励电压为±2V，不能任意加大，否则将损坏霍尔片。

五、实验装置：1．传感器系统实验仪 CSY型1台2．通用示波器 COS5020B 1台3．系统微机1台4．消耗材料霍尔片(专用) 1个插接线(专用) 10根图1 霍尔传感器实验接线图六、实验步骤：1．按图4接线，使霍尔片位于梯度磁场中间位置，差放调零。

电位器，使得电压表双向指示2．上、下移动振动台并调节差放增益与电桥WD基本对称且趋近最大。

3．将测微头与振动台吸合，并调节霍尔片使之处于梯度磁场的中间位置。

4．用测微头驱动霍尔片输入位移量X, 每次变化0.5mm，量程为：-3mm +3mm，读取相应的输出电压值，填入表4中。

七、实验数据及处理：1．整理实验数据，作出V-X曲线,求出灵敏度及线性区2．给出位移测量系统的适宜量程表4 实验数据1．整理实验数据，作出V-X曲线,求出灵敏度及线性区V=-1.95231X+0.64923 ,灵敏度为1.95v/mm如图。

线性区为（-2，2）2．给出位移测量系统的适宜量程事宜量程为（-2，2），单位为mm（二）．电涡流传感器的静态特性实验一、实验目的：本实验旨在说明电涡流传感器在静态测量中的应用。

二、实验内容：电涡流式传感器由一平面线圈与安装在与其平行的工作平台上之被测金属片组成。

国家计量技术规范线位移传感器动态参数校准规范实验报告2020年2月《线位移传感器动态参数校准规范》实验验证报告1 实验目的线位移传感器是符合某项标准规范的用于对线性位移、长度特性等相关参数进行分析的仪器。

它广泛应用于超精密加工中心、高端机床生产、工程测试等行业以及科研院所进行精密位移特性分析试验。

规范制定小组在参考相关的技术标准和各生产厂商技术说明书的基础上，为了确认本规范的计量性能指标和校准方法是否合理，针对校准规范上确定的计量特性及校准项目，对不同规格的线位移传感器动态参数进行试验。

以下试验是在外观、相关附件和试验条件都符合要求的基础上进行的。

2 实验地点黑龙江省哈尔滨市哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所。

3 实验用装置一维直线位移台、激光干涉仪、同步信号发生器。

4 实验方法4.1 动态示值误差安装被校准传感器至一维直线位移台上，尽量满足阿贝原则。

被校准线位移传感器标称量程为±V R，标称响应频率为f res。

设置一维直线位移台按照预设振幅V R和频率f res做正弦往复运动。

调整被校准线位移传感器的输出范围，在其输出范围内大致均匀分布取11个校准点（包括上、下限）。

一维直线位移台经过相位零点时通过同步信号发生器控制激光干涉仪和被校准线位移传感器同时开始对安装在一维直线位移台上的靶标进行位移测量。

以正、反两个行程为一个测量循环，共测量三个循环。

按顺序分别读出激光干涉仪给出的位移值L ij和各校准点上传感器的输出值y ij。

按照公式（1）计算传感器在第j次行程中第i个校准点的误差δij，取三个循环正、反行程中绝对值最大的作为第i个校准点上的误差值，取各i点中绝对值最大的作为示值误差测量结果4.2 动态重复性安装被校准传感器至一维直线位移台上，尽量满足阿贝原则。

被校准线位移传感器标称量程为±V R，标称响应频率为f res。

设置一维直线位移台按照预设振幅V R和频率f res做正弦往复运动。

电容式传感器位移特性实验报告篇一：实验十一电容式传感器的位移特性实验实验十一电容式传感器的位移特性实验一、实验目的：了解电容传感器的结构及特点二、实验仪器：电容传感器、电容传感器模块、测微头、数显直流电压表、直流稳压电源三、实验原理：电容式传感器是指能将被测物理量的变化转换为电容量变化的一种传感器它实质上是具有一个可变参数的电容器。

利用平板电容器原理：C??Sd??0??r?Sd（11-1）0真空介电常数，εr介质相对介电常数，由式中，S为极板面积，d为极板间距离，ε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，就可以将该参数的变化单值地转换为电容量的变化。

所以电容传感器可以分为三种类型：改变极间距离的变间隙式，改变极板面积的变面积式和改变介质电常数的变介电常数式。

这里采用变面积式，如图11-1两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的有效面积一只增大，一只减小，将三个极板用导线引出，形成差动电容输出。

四、实验内容与步骤1．按图11-2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。

2．将电容传感器模块的输出UO接到数显直流电压表。

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Rw，使得数显直流电压表显示为0（选择2V档）。

（Rw确定后不能改动）4．旋动测微头推进电容传感器的共享极板（下极板），每隔记下位移量X与输出电压值V的变化，填入下表11-1五、实验报告：1．根据表11-1的数据计算电容传感器的系统灵敏度S和非线性误差δf。

六、实验数据曲线图：VX篇二：电涡流传感器的位移特性实验报告实验十九电涡流传感器的位移特性实验一、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、实验仪器电涡流传感器、铁圆盘、电涡流传感器模块、测微头、直流稳压电源、数显直流电压表三、实验原理通过高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。

使! k !
2 i 2 i
对 k 和 b 一阶偏导数等于 0, 即 = 2! ( yi - kx i - b) ( - x i ) = 0 ( 4) ( 5)
! 2 i = 2! ( yi - kx i - b) ( - 1 ) = 0 b 从而求出 k 和 b 的表达式为 k= b= n ! xiyi - ! xi ! yi 2 2 n ! xi - ( ! xi ) ! xi ! yi - ! xi ! x iyi
收稿日期: 2008- 09- 16 作者简介: 王欣威 ( 1977 ), 女, 讲师。主要研究方向为 传感器 与测 控技术、 虚拟仪 器、测试 信号 与信息 处理 技术。电 话: 13079256735, E- m a i: l wangx inw ei1977 @ 163 co m。
第 9期
王欣威 等 : 基于 L abV IEW 的电涡流位移传感器测量系统设计与研究
161
标定对于测量系统来说是很关键的一步, 传感器 经静态标定后, 可以获得静标曲线, 求得灵敏度、线 性度等静态特性指标, 并确定线性工作范围, 进而得 到利用电涡 流 传感 器进 行测 量 时的 最佳 工作 点 的范 围 。 标 定时首 先, 移动 测 微头 与传 感 器线 圈 端部 接 触 , 并记 录计算 机 采 集 到 的 电 压 值, 转 动 测 微 头, 每 隔 0 2mm 记录此 时 的电 压 值, 得到 了 一对 数 据, 如 此下去 , 直到把 整个 测量 范围 的标 定 数据 全部 得 到 。再反 方向转动 测微头 , 每隔 0 2mm 记录 此时的 电 压值, 又得到 了一 对数 值, 如此 下去 , 直 到把 整 个 测量范 围反方向 的标 定 数据 全部 得到 。采 用最 小 二 乘和 端 点 连 线 法 两 种 直 线 拟 合 的 方 法 进 行 线 性 化 , 并求 出灵敏度 和 线性 度。如 图 4 所示 为 标定 系 统 的前面 板。

综合性实验报告实验课程：传感器与检测技术实验名称：位移检测传感器的应用姓名：_____________学号：________班级：__________指导教师：____________实验日期：2013年12月17日位移检测传感器应用、实验类型位移检测综合性实验二、实验目的和要求1•了解微位移、小位移、大位移的检测方法。

2 •运用所学过的相关传感器设计三种位移检测系统3 •对检测系统进行补偿和标定。

、实验条件本实验在没有加速度、振动、冲击（除非这些参数本身就是被测物理量）及环境温度一般为室温（20土5C）、相对湿度不大于85%，大气压力为101± 7kPa 的情况下进行。

四、实验方案设计为了满足实验要求，现使用电涡流，光纤，和差动三种传感器设计位移检测系统，电涡流取0.1mm为单位，光纤取0.5mm为单位，差动取0.2mm为单位。

进行试验后，用MATLAB处理数据，分析结论。

（一）:电涡流传感器测位移实验原理：通过高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。

（二）:光纤传感器测位移实验原理：反射式光纤位移传感器是一种传输型光纤传感器。

其原理如图36-1所示：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，射向反射面，再被反射到接收光纤，最后由光电转换器接收，转换器接收到的光源与反射体表面的性质及反射体到光纤探头距离有关。

当反射表面位置确定后，接收到的反射光光强随光纤探头到反射体的距离的变化而变化。

显然，当光纤探头紧贴反射面时，接收器接收到的光强为零。

随着光纤探头离反射面距离的增加，接收到的光强逐渐增加，到达最大值点后又随两者的距离增加而减小。

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。