《传感器原理及应用》实验讲义(胡仲秋 宋明礼)

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1、电子信息工程专业实验系列传感器原理及应用实验讲义胡仲秋宋明礼编班级:学号:姓名:内江师范学院物理学与电子信息工程系实验室内江师范学院教务处监制2006年7月21日33--电子信息工程专业实验系列传感器原理及应用实验讲义胡仲秋宋明礼编班级:学号:姓名:内江师范学院物理学与电子信息工程系实验室内江师范学院教务处监制2006年7月21日33--学生实验守则1.实验前,必须根据本次实验的要求,进行认真而有效的预习。2.在实验过程中,必须保持实验室内环境的肃静和整洁。3.实验前要根据仪器卡片检查仪器,如有缺损,应立即向教师报告。4.未了解仪器性能之前切勿动手,使用仪器时必须严守仪器的操作规程,不许擅自

2、拆卸仪器。5.仪器发生故障、损坏或丢失时,应立即报告指导教师。6.联接电路并在确认无误后,应请指导教师检查,经允许后方可接通电源。7.在实验过程中,严禁用手触摸线路中的带电部分,特别是高压部分。严禁在未切断电源的情况下改接线路,确保人身安全和仪器安全。8.注意爱护和正确使用仪器,注意节约材料、节约用电。9.实验完毕后应立即关闭电源,将仪器恢复到实验前的状态,并请教师检查和在实验记录卡上签字后,方可离开实验室。33--目  录CSY-998系列传感器实验台2主要技术参数、性能及说明2实验一 金属箔式应变片性能——单臂电桥5实验二 金属箔式应变片:单臂、半桥、全桥电路比较8实验三 差动变压器(互

3、感式)的应用——振幅测量10实验四 被测体材料对电涡流传感器特性的影响11实验五 差动变面积式电容传感器的静态及动态特性13实验六 综合传感器——力平衡式传感器14实验七 光纤位移传感器静态实验16实验八 PN结温度传感器测温实验18实验九 霍尔式传感器20实验十 温控电路设计与制作22实验十一 光控电路设计与制作2633--CSY-998系列传感器实验台主要技术参数、性能及说明CSY系列传感器系统实验仪是集被测体、各种传感器、信号激励源、处理电路和显示器于一体,组成一个完整的测试系统。实验仪主要由实验工作台、处理电路、信号与显示电路三部分组成。传感器位于实验工作台右边,装在圆盘式工作台的四

4、周,依次为(依逆时针方向)电感式(差动变压器)、电容式、磁电式、霍尔式、电涡流式、压阻式等传感器。光纤传感器的一端已固定在“光电变换器”上,另一端为活动的圆柱形探头,可根据要求加以固定。一、传感器安装台部分:双平行振动梁的自由端及振动圆盘下面各装有磁钢,通过各自测微头或激振线圈接入低频激振器VO可做静态或动态测量。应变梁:应变梁采用不锈钢片,双梁结构端部有较好的线性位移。传感器:1.应变式传感器箔式应变片阻值:350Ω,应变系数:2。2.热电偶(热电式)直流电阻:10Ω左右,由两个铜一康铜热电偶串接而成,分度号为T冷端温度为环境温度。3.差动变压器量程:≥5mm,直流电阻:5Ω-10Ω由一

5、个初级、二个次级线圈绕制而成的透明空心线圈,铁芯为软磁铁氧体。4.电涡流位移传感器量程:3mm,直流电阻:1Ω-2Ω,多股漆包线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成。5.霍尔式传感器日本JVC公司生产的线性半导体霍尔片,它置于环形磁钢构成的梯度磁场中。量程:±1mm。6.磁电式传感器直流电阻:30Ω-40Ω,由线圈和动铁(永久磁钢)组成,灵敏度:0.5v/m/s。7.压电加速度传感器PZT-5双压电晶片和铜质量块构成。谐振频率:>-10KHz。8.电容式传感器量程:+5mm,由两组定片和一组动片组成的差动变面积式电容传感器。33--9.压阻式压力传感器量程:15Kpa,供电:≤4V,美国摩托罗拉公

6、司生产的MPX型压阻式压力传感器,具有温度自补偿功能。10.光纤传感器由多模光纤、发射、接收电路组成的导光型传感器,线性范围1mm。红外线发射、接收,2×60股丫形、半圆分布。11.PN结温度传感器利用半导体P-N结良好的线性温度电压特性制成的测温传感器。灵敏度:-2mV/℃12.热敏电阻由半导体热敏电阻NTC:温度系数为负,25℃时为10KΩ。二、信号及变换1.电桥:用于组成应变电桥,提供组桥插座,标准电阻和交、直流调平衡网络。2.差动放大器:通频带0~10KHz,可接成同相、反相、差动结构、增益为1-100倍的直流放大器。3.电容变换器:由高频振荡,放大和双T电桥组成的处理电路。4.电压

7、放大器:增益约为5倍,同相输入,通频带0~10KHz。5.移相器:允许最大输入电压10VP-P,移相范围≥±20°(50kHz时)6.相敏检波器:可检波电压频率0-10KHz,允许最大输入电压10VP-P极性反转整形电路与电子开关构成的检波电器。7.电荷放大器:电容反馈型放大器,用于放大压电传感器的输出信号。8.低通滤波器:由50Hz陷波器和RC滤波器组成,转折频率35Hz左右。9.涡流变换器:输出电压≥

8、8

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1、电子信息工程专业实验系列传感器原理及应用实验讲义胡仲秋宋明礼编班级:学号:姓名:内江师范学院物理学与电子信息工程系实验室内江师范学院教务处监制2006年7月21日33--电子信息工程专业实验系列传感器原理及应用实验讲义胡仲秋宋明礼编班级:学号:姓名:内江师范学院物理学与电子信息工程系实验室内江师范学院教务处监制2006年7月21日33--学生实验守则1.实验前,必须根据本次实验的要求,进行认真而有效的预习。2.在实验过程中,必须保持实验室内环境的肃静和整洁。3.实验前要根据仪器卡片检查仪器,如有缺损,应立即向教师报告。4.未了解仪器性能之前切勿动手,使用仪器时必须严守仪器的操作规程,不许擅自

2、拆卸仪器。5.仪器发生故障、损坏或丢失时,应立即报告指导教师。6.联接电路并在确认无误后,应请指导教师检查,经允许后方可接通电源。7.在实验过程中,严禁用手触摸线路中的带电部分,特别是高压部分。严禁在未切断电源的情况下改接线路,确保人身安全和仪器安全。8.注意爱护和正确使用仪器,注意节约材料、节约用电。9.实验完毕后应立即关闭电源,将仪器恢复到实验前的状态,并请教师检查和在实验记录卡上签字后,方可离开实验室。33--目  录CSY-998系列传感器实验台2主要技术参数、性能及说明2实验一 金属箔式应变片性能——单臂电桥5实验二 金属箔式应变片:单臂、半桥、全桥电路比较8实验三 差动变压器(互

3、感式)的应用——振幅测量10实验四 被测体材料对电涡流传感器特性的影响11实验五 差动变面积式电容传感器的静态及动态特性13实验六 综合传感器——力平衡式传感器14实验七 光纤位移传感器静态实验16实验八 PN结温度传感器测温实验18实验九 霍尔式传感器20实验十 温控电路设计与制作22实验十一 光控电路设计与制作2633--CSY-998系列传感器实验台主要技术参数、性能及说明CSY系列传感器系统实验仪是集被测体、各种传感器、信号激励源、处理电路和显示器于一体,组成一个完整的测试系统。实验仪主要由实验工作台、处理电路、信号与显示电路三部分组成。传感器位于实验工作台右边,装在圆盘式工作台的四

4、周,依次为(依逆时针方向)电感式(差动变压器)、电容式、磁电式、霍尔式、电涡流式、压阻式等传感器。光纤传感器的一端已固定在“光电变换器”上,另一端为活动的圆柱形探头,可根据要求加以固定。一、传感器安装台部分:双平行振动梁的自由端及振动圆盘下面各装有磁钢,通过各自测微头或激振线圈接入低频激振器VO可做静态或动态测量。应变梁:应变梁采用不锈钢片,双梁结构端部有较好的线性位移。传感器:1.应变式传感器箔式应变片阻值:350Ω,应变系数:2。2.热电偶(热电式)直流电阻:10Ω左右,由两个铜一康铜热电偶串接而成,分度号为T冷端温度为环境温度。3.差动变压器量程:≥5mm,直流电阻:5Ω-10Ω由一

5、个初级、二个次级线圈绕制而成的透明空心线圈,铁芯为软磁铁氧体。4.电涡流位移传感器量程:3mm,直流电阻:1Ω-2Ω,多股漆包线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成。5.霍尔式传感器日本JVC公司生产的线性半导体霍尔片,它置于环形磁钢构成的梯度磁场中。量程:±1mm。6.磁电式传感器直流电阻:30Ω-40Ω,由线圈和动铁(永久磁钢)组成,灵敏度:0.5v/m/s。7.压电加速度传感器PZT-5双压电晶片和铜质量块构成。谐振频率:>-10KHz。8.电容式传感器量程:+5mm,由两组定片和一组动片组成的差动变面积式电容传感器。33--9.压阻式压力传感器量程:15Kpa,供电:≤4V,美国摩托罗拉公

6、司生产的MPX型压阻式压力传感器,具有温度自补偿功能。10.光纤传感器由多模光纤、发射、接收电路组成的导光型传感器,线性范围1mm。红外线发射、接收,2×60股丫形、半圆分布。11.PN结温度传感器利用半导体P-N结良好的线性温度电压特性制成的测温传感器。灵敏度:-2mV/℃12.热敏电阻由半导体热敏电阻NTC:温度系数为负,25℃时为10KΩ。二、信号及变换1.电桥:用于组成应变电桥,提供组桥插座,标准电阻和交、直流调平衡网络。2.差动放大器:通频带0~10KHz,可接成同相、反相、差动结构、增益为1-100倍的直流放大器。3.电容变换器:由高频振荡,放大和双T电桥组成的处理电路。4.电压

7、放大器:增益约为5倍,同相输入,通频带0~10KHz。5.移相器:允许最大输入电压10VP-P,移相范围≥±20°(50kHz时)6.相敏检波器:可检波电压频率0-10KHz,允许最大输入电压10VP-P极性反转整形电路与电子开关构成的检波电器。7.电荷放大器:电容反馈型放大器,用于放大压电传感器的输出信号。8.低通滤波器:由50Hz陷波器和RC滤波器组成,转折频率35Hz左右。9.涡流变换器:输出电压≥

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