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时间:2018-01-28
《《传感器原理》实验指导书1》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
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
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