《传感器原理》实验指导书1

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1、传感器原理实验指导书机械与材料工程学院实验一气敏、湿敏传感器测量实验一、实验目的：1、了解气敏传感器的工作原理及特性。2、了解湿敏传感器的工作原理及特性。二、基本原理：1、气敏传感器：气敏传感器是由微型AL2O3陶瓷管和SnO2敏感层、测量电极和加热器构成。在正常情况下，SnO2敏感层在一定的加热温度下具有一定的表面电阻值(10MΩ左右)，当遇有一定含量的酒精成份气体时，其表面电阻可迅速下降，通过检测回路可将这变化的电阻值转成电信号输出。2、湿敏传感器：本实验采用的是高分子薄膜湿敏电阻。感测机理是：在绝缘基板上溅射了一层高分子电解质湿敏膜，其阻值的对数与相对湿度成近似的线性关系，通过电

2、路予以修正后，可得出与相对湿度成线性关系的电信号。三、实验设备：传感器综合实验台，气敏传感器、酒精棉球、相应的电阻处理模块、直流稳压电源±10V输出档+5V直流电源、湿敏传感器实验模板、数字电压表。四、实验步骤：（一）气敏传感器实验1、将±10V电源接入“气敏传感器模块”。2、准备好酒精棉球。3、打开电源开关，给气敏传感器预热数分钟，(按正常的工作标准应为10分钟)若时间较短可能会产生较大的测试误差。4、将酒精棉球逐步靠近传感器，观察红色LED指示灯的点亮情况，移开酒精棉球，观察指示灯的熄灭情况。5、在已知所测酒精浓度的情况下，调整RW1可进行实验模块的输出电压标定。6、将变换电路的电

3、压输出端接至电压表，重复上述④步，观察电压表指示的变化情况。浓度电压（二）湿敏传感器实验注：本实验的湿度传感器已由内部放大器进行放大、校正、输出的电压信号与相对湿度成近似线性关系，标定在：0-3V→0-99%HR。1、将主控箱+5V电源接入传感器实验模板电源输入端，信号电压输出端与数字电压表相接，电压表置20V档。2、准备好热湿棉球。3、将热湿棉球置于传感器上方，并微微吹气，使棉球周围的空气湿度发生变化，观察LED指示灯的点亮情况，同时注意观察数显电压表的指示值。4、考虑一下为什么在实验模块通电后，湿度指示灯仪有几盏已点亮。湿度电压实验二光纤传感器的位移特性实验一、实验目的：1、了解光

4、纤位移传感器的工作原理和性能。2、光纤传感器的位移特性实验二、基本原理：本实验采用的是导光型多模光纤，它由两束光纤组成半圆分布的Y型传感探头，一束光纤端部与光源相接用来传递发射光，另一束端部与光电转换器相接用来传递接收光，两光纤束混合后的端部是工作端亦即探头，当它与被测体相距Ｘ时，由光源发出的光通过一束光纤射出后，经被测体反射由另一束光纤接收，通过光电转换器转换成电压，该电压的大小与间距Ｘ有关，因此可用于测量位移。三、需用器件与单元：光纤传感器、光纤传感器实验模板、数显单元、测微头、直流电源±15V、铁测片。四、实验步骤：1、根据图9-1安装光纤位移传感器，二束光纤分别插入实验板上光电

5、变换座内。其内部装有发光管Ｄ及光电转换管T。2、将光纤实验模板输出端V0与数显单元相连，见图9-2。3、在测微头顶端装上铁质圆片，作为反射面，调节测微头使探头与反射面轻微接触,数显表置20V档。4、实验模板接入±15V电源，合上主控箱电源开关，调节RW2使数显表显示为零。5、旋转测微头,使被测体离开探头,每隔0.1mm读出数显表显示值,将其填入9-1。注：电压变化范围从0→最大→最小必须记录完整。表9-1：光纤位移传感器输出电压与位移数据6、根据表9-1数据，作出光纤位移传感器的位移特性图，并加以分析、计算出前坡和后坡的灵敏度及两坡段的非线性误差。五、思考题：光纤位移传感器测量位移时，

6、对被测体的表面有些什么要求？实验三电涡流传感器位移实验一、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、基本原理：通以高频电流的线圈会产生高频磁场，当有导体接近该磁场时，会在导体表面产生涡流效应，而涡流效应的强弱与该导体与线圈的距离有关，因此通过检测涡流效应的强弱即可以进行位移测量。三、需用器件与单元：电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、直流电源、数显单元、测微头、铁圆片。四、实验步骤：1、根据图８－１安装电涡流传感器。2、观察传感器结构，这是一个扁平的多层线圈，两端用单芯屏蔽线引出。3、将电涡流传感器输出插头接入实验模板上相应的传感器输入插口，传感器作为由晶体管T1组成振荡

7、器的一个电感元件。4、在测微头端部装上铁质金属圆片，作为电涡流传感器的被测体。5、将实验模板输出端V0与数显单元输入端Vi相接。数显电压表量程置20V档。6、用连接导线从主控箱接入＋15V直流电源到模板上标有+15V的插孔中。7、移动测微头与传感器线圈端部接触，开启主控箱电源开关，记下数显表读数，旋转测微头每隔0.2mm读一个数，直到输出几乎不变为止，将结果填入表8-1。表8-1：电涡流传感器位移与输出电压数据8、根据表8-1数据，画出V-X曲