2023年2月19日  傳感器實(shí)訓室設備，傳感器技術(shù)實(shí)訓裝置

傳感器實(shí)訓室設備、傳感器技術(shù)實(shí)訓裝置

傳感器實(shí)訓室、傳感與檢測技術(shù)實(shí)訓室設備
傳感器實(shí)訓臺、傳感器及檢測技術(shù)實(shí)驗室主要承擔自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)、電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)等實(shí)驗教學(xué)任務(wù)，傳感器實(shí)訓臺主要功能:可完成《傳感器與檢測技術(shù)》等課程的實(shí)驗（實(shí)訓〉項目。是學(xué)生進(jìn)行傳感器項目學(xué)習應用的重要理實(shí)一體化教學(xué)場(chǎng)所。學(xué)生通過(guò)實(shí)訓設備,在老師的指導下能夠快速將所學(xué)傳感器理論知識轉換為實(shí)踐應用能力,從而提高動(dòng)手能力、職業(yè)素養。
傳感器實(shí)訓室主要設備:傳感器技術(shù)實(shí)訓裝置、常用的傳感器有金屬箔式應變傳感器、差動(dòng)變壓器式傳感器、差動(dòng)電容式傳感器、霍爾式傳感器等。
傳感器實(shí)訓設備適用專(zhuān)業(yè):機電一體化技術(shù)、工業(yè)機器人技術(shù)、無(wú)人機應用技術(shù)、數控技術(shù)等。
傳感器實(shí)訓設備是機電工程系專(zhuān)業(yè)實(shí)訓室之一，傳感器技術(shù)實(shí)訓設備可承擔應用電子技術(shù)、機電一體化技術(shù)、電氣自動(dòng)化技術(shù)專(zhuān)業(yè)的傳感器技術(shù)與應用課程的實(shí)驗或實(shí)訓。
傳感器實(shí)訓室主要設備：
上海碩博科教設備有限公司生產(chǎn)的傳感器技術(shù)實(shí)驗臺。 傳感器檢測實(shí)驗臺主要由試驗臺部分、三源板部分、處理（模塊）電路部分和數據采集通訊部分組成。
傳感器實(shí)訓室可進(jìn)行的實(shí)訓項目：
1、傳感器和轉換電路板采用模塊式結構，便于靈活組合（每種傳感器配備1～2塊轉換電路板）開(kāi)出各種實(shí)驗，也便于根據教學(xué)大綱增加新的實(shí)驗項目。
2、傳感器的結構以及轉換電路板上的印刷電路和元器件都直觀(guān)可見(jiàn)，傳感和轉換電路板的正面印有電路原理圖。這種直觀(guān)的特點(diǎn)有助于學(xué)生增加感性認識，增強實(shí)驗效果。
3、所用傳感器盡量選擇工業(yè)上實(shí)用的或與之接近的類(lèi)型，具有實(shí)用性和先進(jìn)性。
4、實(shí)驗結果精度較高，在一定的位移范圍內，傳感器非線(xiàn)性誤差不超過(guò)3％。
5、提供計算機采集系統，包括高精度的數據采集卡和簡(jiǎn)便易用的數據處理軟件，可以幫助學(xué)生對實(shí)驗結果進(jìn)行分析。
6、實(shí)驗接線(xiàn)方便，電源具有自動(dòng)保護功能。
（三）實(shí)驗項目
◆ 電阻式傳感器的單臂電橋性能實(shí)驗
◆ 電阻式傳感器的半橋性能實(shí)驗
◆ 電阻式傳感器的全橋性能實(shí)驗
◆ 電阻式傳感器的單臂、半橋和全橋的比較實(shí)驗
◆ 電阻式傳感器的振動(dòng)實(shí)驗 *
◆ 電阻式傳感器的電子秤實(shí)驗 *
◆ 變面積式電容傳感器特性實(shí)驗
◆ 差動(dòng)式電容傳感器特性實(shí)驗
◆ 電容傳感器的振動(dòng)實(shí)驗 *
◆ 電容傳感器的電子秤實(shí)驗 *
◆ 差動(dòng)變壓器的特性實(shí)驗
◆ 自感式差動(dòng)變壓器的特性實(shí)驗
◆ 差動(dòng)變壓器的振動(dòng)實(shí)驗 *
◆ 差動(dòng)變壓器的電子秤實(shí)驗 *
◆ 光電式傳感器的轉速測量實(shí)驗
◆ 光電式傳感器的旋轉方向測量實(shí)驗
◆ 接近式霍爾傳感器實(shí)驗
◆ 霍爾傳感器的轉速測量實(shí)驗
◆ 渦流傳感器的位移特性實(shí)驗
◆ 被測體材質(zhì)對渦流傳感器特性的影響實(shí)驗
◆ 渦流式傳感器的振動(dòng)實(shí)驗 *
◆ 渦流式傳感器的轉速測量實(shí)驗
◆ 溫度傳感器及溫度控制實(shí)驗(AD590)
◆ K型熱電偶的溫度控制實(shí)驗
◆ E型熱電偶的溫度控制實(shí)驗
◆ 鉑熱電阻的溫度控制實(shí)驗
◆ 銅熱電阻的溫度控制實(shí)驗
◆ 磁電式傳感器的特性實(shí)驗
◆ 磁電式傳感器的轉速測量實(shí)驗
◆ 磁電式傳感器的應用實(shí)驗 *
◆ 壓電加速度式傳感器的特性實(shí)驗
◆ 光纖傳感器的位移特性實(shí)驗
◆ 光纖傳感器的振動(dòng)實(shí)驗
◆ 光纖傳感器的轉速測量實(shí)驗
◆ 壓阻式壓力傳感器的特性實(shí)驗
◆ 壓阻式壓力傳感器的差壓測量實(shí)驗 *
◆ 超聲波傳感器的位移特性實(shí)驗
◆ 超聲波傳感器的應用實(shí)驗 *
◆ 氣敏傳感器的原理實(shí)驗
◆ 濕度式傳感器的原理實(shí)驗
實(shí)驗一 電阻式傳感器的單臂電橋性能實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
1、了解電阻應變式傳感器的基本結構與使用方法。
2、掌握電阻應變式傳感器放大電路的調試方法。
3、掌握單臂電橋電路的工作原理和性能。
實(shí)驗二 電阻式傳感器的半橋性能實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
掌握半橋電路的工作原理和性能。
二、實(shí)驗所用單元
同實(shí)驗一。
三、實(shí)驗原理及電路
將兩個(gè)受力方向不同的應變片電阻分別接入電橋的兩個(gè)相鄰橋臂，組成半橋形式的測量電路，轉換電路的輸出靈敏度提高，非線(xiàn)性得到改善。
實(shí)驗三 電阻式傳感器的全橋性能實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
掌握全橋電路的工作原理和性能。
二、實(shí)驗所用單元
同實(shí)驗一。
三、實(shí)驗原理及電路
將四個(gè)應變片電阻分別接入電橋的四個(gè)橋臂，兩相鄰的應變片電阻的受力方向不同，組成全橋形式的測量電路，轉換電路的輸出靈敏度進(jìn)一步提高，非線(xiàn)性得到改善。實(shí)驗電路圖見(jiàn)圖3-1，全橋的輸出電壓UO＝4EKε
四、實(shí)驗步驟
1、按實(shí)驗一的實(shí)驗步驟1至3進(jìn)行操作。
2、按圖3-1接線(xiàn)，將四個(gè)應變片接入電橋中，注意相鄰橋臂的應變片電阻受力方向必須相反。
實(shí)驗四 電阻式傳感器的單臂、半橋、全橋性能比較實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
比較半橋、全橋形式輸出時(shí)的靈敏度和非線(xiàn)性度。
二、實(shí)驗所用單元
同實(shí)驗一。
三、實(shí)驗報告
1、按實(shí)驗一、實(shí)驗二、實(shí)驗三所得的單臂、半橋和全橋輸出時(shí)的靈敏度和非線(xiàn)性誤差，從理論上進(jìn)行分析比較，注意實(shí)驗一、實(shí)驗二和實(shí)驗三中的放大器增益必須相同。
2、若要提高系統的靈敏度，除了采用不同的橋路形式外，還能采用什么措施？
實(shí)驗五 電阻式傳感器的振動(dòng)實(shí)驗 *
一、實(shí)驗目的
了解電阻應變式傳感器的動(dòng)態(tài)特性。
二、實(shí)驗所用單元
電阻應變式傳感器、調零電橋、直流穩壓電源、低頻振蕩器、振動(dòng)臺、示波器。
三、實(shí)驗原理及電路
將電阻式傳感器與振動(dòng)臺相連，在振動(dòng)臺的帶動(dòng)下，可以觀(guān)察電阻式傳感器動(dòng)態(tài)特性，電路圖如圖5-1。
實(shí)驗六 電阻式傳感器的電子秤實(shí)驗 *
一、實(shí)驗目的
1、進(jìn)一步掌握電阻應變式傳感器的特性。
2、了解電阻應變式傳感器在稱(chēng)重儀器中的應用。
二、實(shí)驗所用單元
電阻應變式傳感器、調零電橋、差動(dòng)放大器板、直流穩壓電源、數字電壓表、振動(dòng)臺、砝碼。
三、實(shí)驗原理及電路
由于電阻式傳感器的輸出與位移成正比，利用彈性材料的特性，可以使電阻式傳感器輸出與質(zhì)量成線(xiàn)性關(guān)系，由此可以進(jìn)行質(zhì)量的測量。在本實(shí)驗中可以利用振動(dòng)臺的振動(dòng)梁作為彈性部件。
四、實(shí)驗步驟
1、根據實(shí)驗一至實(shí)驗五的實(shí)驗內容設計電子秤實(shí)驗的實(shí)驗裝置。
2、調節差動(dòng)放大器的零點(diǎn)與增益，調節該電子秤實(shí)驗裝置的零點(diǎn)與量程，注意確定量程時(shí)不要超出電阻式傳感器的線(xiàn)性范圍，并使砝碼質(zhì)量與輸出電壓在數值上有直觀(guān)的聯(lián)系。
3、根據所確定量程，逐次增加砝碼的質(zhì)量，將質(zhì)量與輸出電壓記入下表。
實(shí)驗七 變面積式電容傳感器特性實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
1、了解變面積式電容傳感器的基本結構。
2、掌握變面積式電容及二極管環(huán)形電橋的工作原理。
3、掌握變面積式電容傳感器的調試方法。
二、實(shí)驗所用單元
電容式傳感器、電容式傳感器轉換電路板、差動(dòng)放大器板、直流穩壓電源、數字電壓表、位移臺架。
三、實(shí)驗原理及電路
1、實(shí)驗電路框圖如圖7-1所示。電容的變化通過(guò)電容轉換電路轉換成電壓信號，經(jīng)過(guò)差動(dòng)放大器放大后，用數字電壓表顯示出來(lái)。
實(shí)驗八 差動(dòng)式電容傳感器特性實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
1、了解差動(dòng)式電容傳感器的基本結構。
2、掌握差動(dòng)式電容傳感器的調試方法。
二、實(shí)驗所用單元
電容式傳感器、電容式傳感器轉換電路板、差動(dòng)放大器板、直流穩壓電源、數字電壓表、位移臺架。
三、實(shí)驗原理及電路
實(shí)驗電路框圖如圖8-1所示。與實(shí)驗七不同之處在于接入電容轉換電路的兩個(gè)電容都為可變電容，當電容傳感器的動(dòng)極移動(dòng)時(shí)，兩個(gè)電容的電容量都發(fā)生變化，但變化方向相反，這樣就構成差動(dòng)式的電容傳感器。
實(shí)驗九 電容傳感器的振動(dòng)實(shí)驗 *
一、實(shí)驗目的
了解電容式傳感器的動(dòng)態(tài)特性。
二、實(shí)驗所用單元
電容式傳感器、電容式傳感器轉換電路板、直流穩壓電源、低頻振蕩器、振動(dòng)臺、示波器。
三、實(shí)驗原理及電路
將電容式傳感器與振動(dòng)臺相連，在振動(dòng)臺的帶動(dòng)下，可以觀(guān)察電容式傳感器動(dòng)態(tài)特性，電路圖如圖9-1。
實(shí)驗十 電容傳感器的電子秤實(shí)驗 *
一、實(shí)驗目的
1、進(jìn)一步掌握電容式傳感器的特性。
2、了解電容式傳感器在稱(chēng)重儀器中的應用。
二、實(shí)驗所用單元
電容式傳感器、電容式傳感器轉換電路板、差動(dòng)放大器板、直流穩壓電源、數字電壓表、振動(dòng)臺、砝碼。
三、實(shí)驗原理及電路
由于電容式傳感器的輸出與位移成正比，利用彈性材料的特性，可以使電容式傳感器輸出與質(zhì)量成線(xiàn)性關(guān)系，由此可以進(jìn)行質(zhì)量的測量。在本實(shí)驗中可以利用振動(dòng)臺的振動(dòng)梁作為彈性部件。
四、實(shí)驗步驟
1、根據實(shí)驗七及實(shí)驗八的實(shí)驗內容設計電子秤實(shí)驗的實(shí)驗裝置。
2、調節差動(dòng)放大器的零點(diǎn)與增益，調節該電子秤實(shí)驗裝置的零點(diǎn)與量程，注意確定量程時(shí)不要超出電容式傳感器的線(xiàn)性范圍，并使砝碼質(zhì)量與輸出電壓在數值上有直觀(guān)的聯(lián)系。
3、根據所確定量程，逐次增加砝碼的質(zhì)量，將質(zhì)量與輸出電壓記入下表。
實(shí)驗十一 差動(dòng)變壓器的特性實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
1、了解差動(dòng)變壓器的基本結構。
2、掌握差動(dòng)變壓器及整流電路的工作原理。
3、掌握差動(dòng)變壓器的調試方法。
二、實(shí)驗所用單元
電感式傳感器、電感式傳感器轉換電路板、差動(dòng)放大器板、直流穩壓電源、數字電壓表、位移臺架。
三、實(shí)驗原理及電路
1、差動(dòng)變壓器由一個(gè)初級線(xiàn)圈和兩個(gè)次級線(xiàn)圈及一個(gè)鐵芯組成，當鐵芯移動(dòng)時(shí)，由于初級線(xiàn)圈和次級線(xiàn)圈之間的互感發(fā)生變化使次級線(xiàn)圈的感應電勢產(chǎn)生變化，一個(gè)次級線(xiàn)圈的感應電勢增加，另一個(gè)則減少，將兩個(gè)次級線(xiàn)圈反向串接，就可以引出差值輸出，其輸出電勢反映出鐵芯的位移量。
2、差動(dòng)變壓器實(shí)驗電路圖如圖11-1所示。
實(shí)驗十二 自感式差動(dòng)變壓器的特性實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
1、了解自感式差動(dòng)變壓器的基本結構。
2、掌握自感式差動(dòng)變壓器及整流電路的工作原理。
3、掌握自感式差動(dòng)變壓器的調試方法。
二、實(shí)驗所用單元
電感式傳感器、電感式傳感器轉換電路板、差動(dòng)放大器板、直流穩壓電源、數字電壓表、位移臺架。
實(shí)驗十三 差動(dòng)變壓器的振動(dòng)實(shí)驗 *
一、實(shí)驗目的
了解差動(dòng)變壓器的動(dòng)態(tài)特性。
二、實(shí)驗所用單元
電感式傳感器、電感式傳感器轉換電路板、直流穩壓電源、低頻振蕩器、振動(dòng)臺、示波器。
實(shí)驗十四 差動(dòng)變壓器的電子秤實(shí)驗 *
一、實(shí)驗目的
1、進(jìn)一步掌握差動(dòng)變壓器的特性。
2、了解差動(dòng)變壓器在稱(chēng)重儀器中的應用。
二、實(shí)驗所用單元
電感式傳感器、電感式傳感器轉換電路板、差動(dòng)放大器板、直流穩壓電源、數字電壓表、振動(dòng)臺、砝碼。
三、實(shí)驗原理及電路
由于差動(dòng)變壓器的輸出與位移成正比，利用彈性材料的特性，可以使差動(dòng)變壓器輸出與質(zhì)量成線(xiàn)性關(guān)系，由此可以進(jìn)行質(zhì)量的測量。在本實(shí)驗中可以利用振動(dòng)臺的振動(dòng)梁作為彈性部件。
實(shí)驗十五 光電式傳感器的轉速測量實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
1、了解光電式傳感器的基本結構。
2、掌握光電式傳感器及其轉換電路的工作原理。
3、掌握差動(dòng)變壓器的調試方法。
二、實(shí)驗所用單元
光電式傳感器、光電式傳感器轉換電路板、直流穩壓電源、數字電壓表、位移臺架。
三、實(shí)驗原理及電路
1、光斷續器原理如圖15-1所示，一個(gè)開(kāi)口的光耦合器，當開(kāi)口處被遮住時(shí)，光敏三極管接收不到發(fā)光二極管的光信號，輸出電壓為0，否則有電壓輸出。
實(shí)驗十六 光電式傳感器的旋轉方向測量實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
了解旋轉方向的測量方法。
二、實(shí)驗所用單元
光電式傳感器、光電式傳感器轉換電路板、直流穩壓電源、數字電壓表、位移臺架、雙蹤示波器。
三、實(shí)驗原理及電路
光電式傳感器經(jīng)過(guò)轉換電路后可輸出相位差分別為0°、90°、180°、270°的方波信號，如果電動(dòng)機的旋轉方向改變，這四個(gè)方波信號之間的相位關(guān)系也隨之改變，可以根據相位關(guān)系判斷電動(dòng)機的旋轉方向。
四、實(shí)驗步驟
1、按照實(shí)驗十五的步驟連接好實(shí)驗電路。
2、接通電源，調節電位器RP使電動(dòng)機在一個(gè)合適的轉速上旋轉。
3、將雙蹤示波器Y1探頭接0°輸出端，Y2探頭依次接90°、180°、270°輸出端，觀(guān)察波形之間的相位關(guān)系，并記錄波形。
4、改變電動(dòng)機輸入電壓的方向，重復步驟3，并記錄波形。
五、實(shí)驗報告
1、畫(huà)出從示波器上觀(guān)察到的八組波形，比較電動(dòng)機旋轉方向不同時(shí)，各方波之間的相差關(guān)系。
2、為什么開(kāi)關(guān)型光電傳感器多采用紅外線(xiàn)形式？
實(shí)驗十七 接近式霍爾傳感器實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
1、掌握開(kāi)關(guān)型集成霍爾傳感器及其轉換電路的工作原理。
2、了解利用開(kāi)關(guān)型集成霍爾傳感器制作接近開(kāi)關(guān)的方法。
二、實(shí)驗所用單元
霍爾式傳感器轉換電路板、霍爾電路配套磁鋼和鐵片（實(shí)驗十九中的渦流載體）、直流穩壓電源、數字電壓表、位移臺架。
三、實(shí)驗原理及電路
1、實(shí)驗電路如圖17-1所示。電路主要由三部分組成，第一部分是霍爾集成電路，第二部分是觸發(fā)器，第三部分是兩個(gè)非門(mén)。當發(fā)光二極管亮時(shí)，表示有輸出信號。
實(shí)驗十八 霍爾傳感器的轉速測量實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
了解開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器用于測量轉速的方法。
二、實(shí)驗所用單元
霍爾傳感器探頭（內附轉換電路）、電機（光電傳感器中）、電機調速裝備（光電傳感器轉換電路中）、位移臺架、直流穩壓電源、數字電壓表
三、實(shí)驗原理及電路
利用開(kāi)關(guān)型霍爾傳感器探頭對旋轉體磁極的明顯變化產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)電路處理即可測量轉速。
四、實(shí)驗步驟
1、固定好位移臺架，將霍爾傳感器探頭裝于傳感器支架上，將電機放入位移臺架的圓孔中，使探頭對準電機轉盤(pán)磁極。
2、霍爾傳感器探頭的紅線(xiàn)接面板上的+5V電源，藍線(xiàn)接數字電壓表輸入端，黑線(xiàn)接地。
3、將數字電壓表切換開(kāi)關(guān)撥到頻率檔，調節電機調速旋鈕，使電機轉動(dòng)，觀(guān)察實(shí)驗現象。
實(shí)驗十九 渦流傳感器的位移特性實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
1、了解渦流式傳感器的基本結構。
2、掌握渦流式傳感器的工作原理及性能。
二、實(shí)驗所用單元
渦流式傳感器和鐵片、渦流式傳感器轉換電路板、直流穩壓電源、數字電壓表、位移臺架。
三、實(shí)驗原理及電路
通以高頻電流的線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，當有導電體接近時(shí)，因導電體渦流效應產(chǎn)生渦流損耗，引起線(xiàn)圈的電感發(fā)生變化。而渦流損耗與導電體離線(xiàn)圈的距離有關(guān)，因此可以進(jìn)行位移測量。實(shí)驗電路如圖19-1所示，采用電容式三點(diǎn)式振蕩器，用于產(chǎn)生高頻電流，電流的大小與電感L2（即渦流感應頭中的線(xiàn)圈）的大小有關(guān)，濾波后輸出直流信號。
實(shí)驗二十 被測體材質(zhì)對渦流傳感器特性的影響實(shí)驗

一、實(shí)驗目的
了解不同的被測體材料對渦流式傳感器特性的影響。
二、實(shí)驗所用單元
與實(shí)驗十九相同，另加銅和鋁的被測體小圓盤(pán)。
三、實(shí)驗原理及電路
渦流效應與金屬導體本身的電阻率和磁導率有關(guān)，因此不同的材料就會(huì )有不同的特性。
四、實(shí)驗步驟
實(shí)驗步驟與實(shí)驗十九相同，只是分別用銅圓盤(pán)和鋁圓盤(pán)代替實(shí)驗十九中的鐵圓盤(pán)，并將實(shí)驗數據分別記入表20-1和表20-2中。
實(shí)驗二十一 渦流式傳感器的振動(dòng)實(shí)驗 *
一、實(shí)驗目的
了解差動(dòng)變壓器的動(dòng)態(tài)特性。
二、實(shí)驗所用單元
渦流式傳感器和鐵片、渦流式傳感器轉換電路板、直流穩壓電源、低頻振蕩器、振動(dòng)臺、示波器。
三、實(shí)驗原理及電路
將渦流式傳感器與振動(dòng)臺相連，在振動(dòng)臺的帶動(dòng)下，可以觀(guān)察渦流式傳感器動(dòng)態(tài)特性。
四、實(shí)驗步驟
1、固定好振動(dòng)臺，將渦流式傳感器置于振動(dòng)臺上，將振動(dòng)連接桿與渦流式傳感器的鐵片連接。
2、按照圖19-1接線(xiàn)，注意將轉換電路輸出與示波器探頭相連，低頻振蕩器輸出接振動(dòng)臺小板上的振蕩線(xiàn)圈。
3、接通電源，調節低頻振蕩器的振幅與頻率以及示波器的量程，觀(guān)察輸出波形。
實(shí)驗二十二 渦流式傳感器的轉速測量實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
了解渦流式傳感器用于測量轉速的方法。
二、實(shí)驗所用單元
渦流傳感器探頭（內附轉換電路）、電機（光電傳感器中）、電機調速裝備（光電傳感器轉換電路中）、差動(dòng)放大器、位移臺架、直流穩壓電源、數字電壓表
三、實(shí)驗原理及電路
利用渦流式傳感器探頭對旋轉體材質(zhì)的明顯變化產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)電路處理即可測量轉速。
四、實(shí)驗步驟
1、固定好位移臺架，將渦流傳感器探頭裝于傳感器支架上，將電機放入位移臺架的圓孔中，使探頭對準電機轉盤(pán)磁極。
2、將渦流傳感器探頭的兩根輸出信號線(xiàn)接至差動(dòng)放大器的輸入端，差動(dòng)放大器的輸出接至數字電壓表的輸入端。
3、將數字電壓表切換開(kāi)關(guān)撥到頻率檔，調節電機調速旋鈕，使電機轉動(dòng)，觀(guān)察實(shí)驗現象。
實(shí)驗二十三 溫度傳感器及溫度控制實(shí)驗(AD590)
一、實(shí)驗目的
1、熟悉半導體型溫度傳感器AD590的基本性能。
2、應用AD590實(shí)現對溫度的檢測和簡(jiǎn)單控制。
二、實(shí)驗所用單元
保溫盒（內附溫度傳感器）、溫度傳感器轉換電路板、溫度控制電路板、玻璃管水銀溫度計、直流穩壓電源、低壓交流電源、數字電壓表、位移臺架
實(shí)驗二十四 K型熱電偶的溫度控制實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
了解K型熱電偶的特性與應用。
二、實(shí)驗所用單元
加熱源、K型熱電偶（溫度控制用）、K型熱電偶（測量用）、溫度控制單位、溫度傳感器實(shí)驗板、數字電壓表、萬(wàn)用表（自備）
三、實(shí)驗原理及電路
當兩種不同的金屬組成回路，如二個(gè)接點(diǎn)處的溫度不同，在回路中就會(huì )產(chǎn)生熱電勢，這就是熱電效應。溫度高的接點(diǎn)稱(chēng)為工作端，置于被測溫度場(chǎng)，溫度低的接點(diǎn)稱(chēng)為冷端（或自由端），冷端的溫度為恒溫，一般為室溫或補償后的0℃或25℃。
熱電偶實(shí)驗原理圖如圖24-1所示。K型熱電偶接至差動(dòng)放大器的輸入端，經(jīng)放大后輸出電壓由數字電壓表顯示。
實(shí)驗二十五 E型熱電偶的溫度控制實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
了解E型熱電偶的特性與應用。
二、實(shí)驗所用單元
加熱源、K型熱電偶（溫度控制用）、E型熱電偶（測量用）、溫度控制單位、溫度傳感器實(shí)驗板、數字電壓表、萬(wàn)用表（自備）
三、實(shí)驗原理及電路
實(shí)驗及電路參見(jiàn)實(shí)驗二十四，本實(shí)驗測量E型熱電偶的特性。
四、實(shí)驗步驟
按實(shí)驗二十四的步驟進(jìn)行操作，將實(shí)驗結果記入下表中，E型熱電偶在50℃時(shí)的分度值為3.047mV。
實(shí)驗二十六 鉑熱電阻的溫度控制實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
了解鉑熱電阻的特性與應用。
二、實(shí)驗所用單元
加熱源、K型熱電偶、Pt100熱電阻、溫度控制單位、溫度傳感器實(shí)驗板、數字電壓表、萬(wàn)用表（自備）
三、實(shí)驗原理及電路
利用導體電阻隨溫度變化的特性，可以通過(guò)測量電路將電阻的變化轉換為電壓輸出，達到測量溫度的目的。熱電阻用于溫度測量時(shí)，要求其材料電阻溫度系數大、穩定性好、電阻率高，電阻與溫度之間最好呈線(xiàn)性關(guān)系。常用的有鉑熱電阻和銅熱電阻，鉑熱電阻的阻值與溫度的關(guān)系為：
Rt＝R0(1＋At＋Bt2)，其中Rt為溫度t下的阻值，R0為0℃下的阻值，鉑熱電阻一般采用三線(xiàn)連接，其中一端接二根引線(xiàn)主要是為消除引線(xiàn)電阻對測量結果的影響。
鉑熱電阻實(shí)驗原理圖如圖26-1所示。鉑熱電阻與R1、R2、R4組成直流電橋，經(jīng)差動(dòng)放大器放大后輸出電壓由數字電壓表顯示。
實(shí)驗二十七 銅電阻的溫度控制實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
了解銅熱電阻的特性與應用。
二、實(shí)驗所用單元
加熱源、K型熱電偶、銅熱電阻、溫度控制單位、溫度傳感器實(shí)驗板、數字電壓表、萬(wàn)用表（自備）
三、實(shí)驗原理及電路
實(shí)驗原理及電路圖參見(jiàn)實(shí)驗二十六，注意銅熱電阻接至橋路的C、D兩端。
實(shí)驗二十八 磁電式傳感器的特性實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
1、了解磁電式傳感器的結構。
2、掌握磁電式傳感器的工作原理及應用。
二、實(shí)驗所用單元
磁電式傳感器、差動(dòng)放大器、低頻振蕩器、振動(dòng)臺、直流穩壓電源、示波器
實(shí)驗二十九 磁電式傳感器的轉速測量實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
了解磁電式傳感器用于測量轉速的方法。
二、實(shí)驗所用單元
磁電式傳感器探頭（內附轉換電路）、電機（光電傳感器中）、電機調速裝備（光電傳感器轉換電路中）、差動(dòng)放大器、位移臺架、直流穩壓電源、數字電壓表
三、實(shí)驗原理及電路
旋轉體在旋轉時(shí)對磁電式傳感器探頭中線(xiàn)圈的磁通率造成明顯變化，探頭產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)電路處理即可測量轉速。
四、實(shí)驗步驟
1、固定好位移臺架，將磁電式傳感器探頭裝于傳感器支架上，將電機放入位移臺架的圓孔中，使探頭對準電機轉盤(pán)磁極。
2、將磁電傳感器探頭的兩根輸出信號接至差動(dòng)放大器的輸入端，差動(dòng)放大器輸出接至數字電壓表輸入端。
3、將數字電壓表切換開(kāi)關(guān)撥到頻率檔，調節電機調速旋鈕，使電機轉動(dòng)，觀(guān)察實(shí)驗現象。
實(shí)驗三十 磁電式傳感器的應用實(shí)驗 *
磁電式傳感器是一種采用絕對測量原理的傳感器，因而不用找其它的相對靜止點(diǎn)，可以直接放在地面上測量振動(dòng)。請設計一個(gè)簡(jiǎn)易的裝置用來(lái)測量車(chē)床的振動(dòng)。
實(shí)驗三十一 壓電加速度式傳感器的特性實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
1、了解壓電加速度式傳感器的基本結構。
2、掌握壓電加速度式傳感器的工作原理及應用。
二、實(shí)驗所用單元
壓電加速度式傳感器、壓電加速度轉換電路板、低頻振蕩器、振動(dòng)臺、直流穩壓電源、數字電壓表、示波器
三、實(shí)驗原理及電路
壓電式傳感器是一種典型的有源傳感器，其中有力敏元件，在壓力、應力、加速度等外力作用下，壓電介質(zhì)表面產(chǎn)生電荷，從而實(shí)現非電量的測量。本實(shí)驗采用的傳感器的輸出信號與傳感器移動(dòng)的加速度成正比，實(shí)驗電路框圖如圖31-1所示。
實(shí)驗三十二 光纖傳感器的位移特性實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
1、了解光纖位移傳感器的基本結構。
2、掌握光纖傳感器及其轉換電路的工作原理。
二、實(shí)驗所用單元
光纖傳感器、光纖傳感器轉換電路板、反射面、位移臺架、直流穩壓電源、數字電壓表
三、實(shí)驗原理及電路
本實(shí)驗采用的是導光型多模光纖，它由兩束光纖混合成Y型光纖，探頭為半圓分布，一束光纖端部與光源相接發(fā)射光束，另一束端部與光電轉換器相接接收光束，兩光束混合后的端部是工作端即探頭。由光源發(fā)出的光通過(guò)光纖傳到端部射出后再被測體反射回來(lái)，由另一束光纖接收光信號經(jīng)光電轉換器轉換成電壓量，該電壓的大小取決于反射面與探頭的距離。
實(shí)驗三十三 光纖傳感器的振動(dòng)實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
了解光纖位移傳感器的動(dòng)態(tài)特性。
二、實(shí)驗所用單元
光纖傳感器、光纖傳感器轉換電路板、低通濾波器、低頻振蕩器、振動(dòng)臺、直流穩壓電源、示波器
實(shí)驗三十四 光纖傳感器的轉速測量實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
了解光纖位移傳感器用于測量轉速的方法。
二、實(shí)驗所用單元
光纖傳感器、光纖傳感器轉換電路板、電機（光電傳感器中）、電機調速裝備（光電傳感器轉換電路中）、位移臺架、直流穩壓電源、數字電壓表
三、實(shí)驗原理及電路
利用光纖位移傳感器探頭對旋轉體反射光的明顯變化產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)電路處理即可測量轉速。
實(shí)驗三十五 壓阻式壓力傳感器的特性實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
1、了解擴散硅壓阻式傳感器測量壓力的方法。
2、掌握擴散硅壓阻式傳感器及其轉換電路的工作原理。
二、實(shí)驗所用單元
壓阻式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器轉換電路板、橡皮氣囊、儲氣箱、三通連接導管、壓力表、位移臺架、直流穩壓電源、數字電壓表
實(shí)驗三十六 壓阻式壓力傳感器的差壓測量實(shí)驗 *
一、實(shí)驗目的
了解利用壓阻式壓力傳感器進(jìn)行差壓測量的方法。
二、實(shí)驗所用單元
同實(shí)驗三十五
三、實(shí)驗原理
實(shí)驗三十六中所采用的壓力傳感器有兩個(gè)壓力輸入端，儲氣箱中的氣體壓力作用到傳感器中硅膜片的一側，另一側所受的壓力為大氣壓力。如果另一側也輸入可調節的氣壓，則可以進(jìn)行差壓測量。
實(shí)驗三十七 超聲波傳感器的位移特性實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
1、了解超聲波在介質(zhì)中的傳播特性。
2、了解超聲波傳感器測量距離的原理與結構。
3、掌握超聲波傳感器及其轉換電路的工作原理。
二、實(shí)驗所用單元
超聲波發(fā)射探頭、超聲波接收傳感器、超聲波傳感器轉換電路板、反射擋板、振動(dòng)臺、直流穩壓電源、數字電壓表
三、實(shí)驗原理及電路
超聲波傳感器由發(fā)射探頭與接收傳感器及相應的測量電路組成。超聲波是在聽(tīng)覺(jué)閾值以外的聲波，其頻率范圍在20KHz至60KHz之間，超聲波在介質(zhì)中可以產(chǎn)生三種形式的振蕩波：橫波、縱波和表面波。本實(shí)驗以空氣為介質(zhì)，用縱波測量距離。發(fā)射探頭發(fā)出40KHz的超聲波，在空氣中傳播速度為344m/s，當超聲波在空氣中碰到不同介面時(shí)會(huì )產(chǎn)生一個(gè)反射波和折射波，其中反射由接收傳感器輸入測量電路，測量電路可以計算機超聲波從發(fā)射到接收之間的時(shí)間差，從而得到傳感器與反射面的距離。
實(shí)驗三十八 超聲波傳感器的應用實(shí)驗 *
超聲波傳感器是一種非接觸式的位移傳感器，非常適用于距離報警的設備。請設計一個(gè)汽車(chē)的倒車(chē)雷達裝置，并進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)驗三十九 氣敏傳感器的原理實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
1、了解氣敏傳感器的基本結構。
2、掌握氣敏傳感器的工作原理及其應用。
二、實(shí)驗所用單元
氣敏傳感器、差動(dòng)放大器、位移臺架、直流穩壓電源、數字電壓表、酒精棉花球（自備）
三、實(shí)驗原理及電路
氣敏元件及傳感器種類(lèi)很多，其測量對象有氧、氫、氮、一氧化碳、二氧化碳、丁烷、甲烷、乙醇等，不同的測量對象有不同的原理。本實(shí)驗采用的是適用于測量乙醇濃度的氣敏傳感器，實(shí)驗電路如圖40-1所示。
氣敏元件由微型Al2O3陶瓷管、SnO2敏感層、測量電極和加熱器構成，氣敏元件固定在不銹鋼制成的腔體內。它有6個(gè)針狀管腳，其中4個(gè)并聯(lián)成AB兩端用于輸出信號，另兩個(gè)r管腳用于提供加熱電流。
實(shí)驗四十 濕度式傳感器的原理實(shí)驗
一、實(shí)驗目的
1、了解濕度傳感器的基本結構。
2、掌握濕度傳感器的工作原理及其應用。
二、實(shí)驗所用單元
濕度傳感器、位移臺架、直流穩壓電源、數字電壓表、濕棉花球（自備）、干燥劑（自備）
三、實(shí)驗原理及電路
濕敏元件主要有電容式和電阻式兩種，電容式采用高分子薄膜為感濕材料，用微電子技術(shù)制作，其電容值隨濕度呈線(xiàn)性變化，再通過(guò)測量電路將電容轉換為電壓值。電阻式濕敏元件其電阻值的對數與相對濕度接近線(xiàn)性關(guān)系，可以用于測量相對濕度。
附錄一 計算機數據采集系統的使用說(shuō)明
計算機數據采集系統由數據采集卡、計算機及數據采集軟件組成，可以利用計算機的強大數據處理功能對實(shí)驗結果進(jìn)行分析。
一、采集系統的組成
1、數據采集卡
數據采集卡已安裝于儀器內部，其采集的數據即為實(shí)驗設備上數字電壓表的信號輸入端。
技術(shù)指標為：12位A/D轉換；分辨率1/2048；采樣周期1ms～1000ms，可自行設定；采集方式分單次和連續兩種模式，單次模式用于采集一個(gè)靜態(tài)的數據，連續模式用于采集動(dòng)態(tài)的連續數據。
2、實(shí)驗軟件
提供一張軟盤(pán)，運行軟盤(pán)中的setup.exe文件，按照提示進(jìn)行安裝。
3、通訊約定
利用計算機的串行接口RS232，波特率28800，1個(gè)停止位，無(wú)奇偶校驗位。
二、實(shí)驗軟件的使用
1、實(shí)驗前先用隨機的通訊線(xiàn)將數據采集卡與計算機空閑的COM口相連。
2、在通訊設置選擇所連接的COM口。
3、在實(shí)驗箱上進(jìn)行實(shí)驗操作，直到獲得實(shí)驗結果。
4、點(diǎn)擊"新建實(shí)驗"按鈕，在"新建實(shí)驗"窗口中設置好實(shí)驗信息。選擇采集方式分單次或連續。
單次采集每組最多采集30個(gè)數據，實(shí)驗結果曲線(xiàn)可以用實(shí)驗點(diǎn)、點(diǎn)間連線(xiàn)、擬合線(xiàn)三種方式任意顯示，可以同屏顯示幾組的實(shí)驗曲線(xiàn)用于進(jìn)行比較，如電阻式傳感器的單臂、半橋、全橋特性的比較。
連續采集最高采樣頻率為1KHz，最長(cháng)采集時(shí)間為10s。連續采集的實(shí)驗曲線(xiàn)可以按時(shí)間軸任意縮放。
5、點(diǎn)擊"開(kāi)始實(shí)驗"按鈕，開(kāi)始當前一次的實(shí)驗。單次采集時(shí)在實(shí)驗列表中選擇一個(gè)實(shí)驗點(diǎn)，在相應的單元格中點(diǎn)擊左邊的"采集"按鈕，采集當前的實(shí)驗數據。連續采集時(shí)點(diǎn)擊"開(kāi)始實(shí)驗"按鈕，立即開(kāi)始當前一次的實(shí)驗并馬上開(kāi)始采集，采集結果顯示在當前的實(shí)驗列表中，每次實(shí)驗最多可以做4次。
6、其他按鈕的功能
(1) "畫(huà)曲線(xiàn)"按鈕：按照實(shí)驗列表中的數據顯示實(shí)驗曲線(xiàn)，當數據實(shí)驗變化或更改設置后，都需要點(diǎn)擊"畫(huà)曲線(xiàn)"按鈕進(jìn)行重畫(huà)。
(2) "保存實(shí)驗"按鈕：將實(shí)驗結果保存到文件中。
(3) "打開(kāi)實(shí)驗"按鈕：打開(kāi)用"保存實(shí)驗"按鈕保存的實(shí)驗結果。
(4) "打印"按鈕：將實(shí)驗結果打印出來(lái)，打印前應檢查計算機的打印機設置。
(5) "幫助"按鈕：用于查看聯(lián)機幫助信息。
三、故障分析
1、不能進(jìn)入軟件主界面：請檢查是否按要求將附帶的軟件正確安裝。
2、不能找開(kāi)COM口：請檢查Windows系統中"調制解調器"選項中的"診斷"項目；檢查該COM口是否被占用或該COM口的中斷號是否與其他硬件有沖突。
3、不能進(jìn)行采集：檢查實(shí)驗箱與計算機的通訊線(xiàn)是否正常連接或實(shí)驗箱是否開(kāi)機。
附錄二 溫度控制儀表操作說(shuō)明
一、各功能的調出順序
1、儀表通電后，經(jīng)過(guò)幾秒鐘后，PV窗口顯示測量值，SV窗口顯示設定值，進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
2、溫度的設定：按SET鍵，SV窗口的第一位高亮，其他位閃爍，按 鍵將高亮位移至需設定位，按排顯示SP（溫度設定值）。按 或 鍵直至將數字設定至所需值，再按SET鍵設定結束。
3、控制參數的設定：按SET鍵5秒鐘以上，PV窗口顯示控制參數的提示符（詳見(jiàn)控制參數一覽表），配合 、 或 鍵，使SV窗口顯示為所需要的值。繼續按SET鍵，PV窗口依次顯示各參數的提示符，可以繼續設定其他的參數，再按SET鍵5秒鐘以上，回到標準模式（無(wú)鍵按下30秒鐘后自動(dòng)返回到標準模式）。
4、儀表控制參數的自整定功能：按SET鍵使PV窗口顯示"ATU"，按 鍵，SV窗口顯示"1"，按SET鍵5秒鐘，返回正常顯示模式，此時(shí)"AT"燈亮，儀表開(kāi)始自整定，溫度經(jīng)過(guò)三波動(dòng)后自整定結束，"AT"燈滅，儀表將以新的PID參數進(jìn)行控制，并永久保存。