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1、新型传感器技术实验指导书(电类专业适用)宋亚男欧汉烈李学聪编自动化学院电气测控工程系2006年6月zhengzheng目录实验一位移传感器实验---------------------------------------------------------------------2实验二气敏湿敏传感器实验------------------------------------------4实验三光栅传感器─衍射演示及测距实验----------------------------6实验四电荷耦合图像传感器─CCD摄像法测径实验-----------
2、---------7实验五CCD摄像法的应用─莫尔条纹记数-----------------------------8实验六超声波距离测量实验------------------------------------------91zhengzheng温馨提示:实验前必须认真预习实验指导书,确认接线无误后仪器才上电,实验时发现有异常状况要镇定,立即切断电源,查明原因后再进行实验!爱护设备,你我有责!实验一位移传感器实验(一)光纤位移传感器的测量光纤传感技术是适随着光纤通信和集成光学技术而发展起来的新型传感技术。一.实验原理:本光纤传感器为反射式,光纤
3、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,另一端作为光源发射,近红外二极管发出的近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置量的变化。二.实验器材1.CSY2001B型传感器系统综合实验台(下称主机)1台2光纤转换器1个3.光纤光电传感器实验模块1块4.示波器1台.5.螺旋测微仪1把6.反射镜片1片三.实验方法图1.反射式光纤位移传感器原理及接线1.连接主机与实验模块电源线及光纤变换器探头接口,光纤
4、探头探头装上探头支架,探头垂2zhengzheng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。光电变换器V0UT端接入主机电压表的“数据采集入”。2.开启主机电源,调节“光纤变换增益”为3V左右,避免过强的背景光照射;旋动测微仪使探头及紧贴反射镜片(如两表面不平行可稍许扳动光纤探头使两平面吻合),此时V0UT输出≈0,然后旋动测微仪,使反射镜片离开探头,每隔0.5mm记录一数值于下表。Xmm00.51.01.52.02.53.03.54.0V3.要观察光纤传感器输出特性时,把示波器的探头接在光纤位移传感器的变换器V0UT
5、端,位移距离如再加大,就能观察到特性曲线的前坡与后坡。四.实验报告:1.绘出实验接线图,并简述光纤传感器测量位移的工作原理。2.根据实验数据作出V-X曲线,分析线性较好的范围。(二)PSD光电位置传感器实验一.实验原理PSD(positionsensitivedetector)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置。图2.PSD器件工作原理及实验接线二.实验器材:1.CSY2001B型传感器系统综合实验台(下称主机)1台2.PSD光电位置传感器实验模块1块3.示波器1台4
6、.数字电压表(在主机上)三.实验步骤:1.在实验模块精密位移千分尺安装测微仪,连接主机与模块的电源线及传感器探头。2.开启主机电源,调节激光器光点,使激光束射到被测物体后其漫反射光经透镜聚焦入射PSD光敏面(可旋转激光器的光点位置,以提高PSD器件的光电流输出)。3.调节位移装置,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,用示波器观察波形不应有自激,此时模块电路输出为零。4.旋动测微仪,分别向前或向后位移被测体,每次位移0.5mm,把数据记录于下表。X(mm)0.51.01.52.02.53.03.54.0V0(mv)3zh
7、engzheng5.用遮档物盖住观察窗口,使PSD器件不受背景光影响,再进行位移测量,比较结果是否有变化。特别提示:实验时要注意背景光的影响及变化,会使多次实验结果不同;严禁用激光光束照射人的眼睛,否则会造成视力不可恢复的伤害!四.实验报告;1.简述PSD光电传感器测量位移的实验原理;2.根据实验数据,作出V-X曲线,分析工作线性。实验二气敏湿敏传感器实验(一)湿敏电容传感器实验一实验原理:湿敏电容是以金属微孔蒸发膜为电极组成的高分子薄膜式电容。当水分子通过两端电极被薄膜很快地吸附或释放时,其介电系数也发生相应的变化,通过标定,测得电容值的变化就能
8、得知相对湿度的变化。二.实验器材:1.CSY2001B型传感器系统综合实验台(下称主机)1台2.气敏湿敏传感器实验模块(附
