傳感器實訓室設備、傳感器技術實訓裝置
傳感器實訓室、傳感與檢測技術實訓室設備
傳感器實訓臺、傳感器及檢測技術實驗室主要承擔自動化專業(yè)、電氣工程及其自動化專業(yè)等實驗教學任務，傳感器實訓臺主要功能:可完成《傳感器與檢測技術》等課程的實驗（實訓〉項目。是學生進行傳感器項目學習應用的重要理實一體化教學場所。學生通過實訓設備,在老師的指導下能夠快速將所學傳感器理論知識轉換為實踐應用能力,從而提高動手能力、職業(yè)素養(yǎng)。
傳感器實訓室主要設備:傳感器技術實訓裝置、常用的傳感器有金屬箔式應變傳感器、差動變壓器式傳感器、差動電容式傳感器、霍爾式傳感器等。
傳感器實訓設備適用專業(yè):機電一體化技術、工業(yè)機器人技術、無人機應用技術、數控技術等。
傳感器實訓設備是機電工程系專業(yè)實訓室之一，傳感器技術實訓設備可承擔應用電子技術、機電一體化技術、電氣自動化技術專業(yè)的傳感器技術與應用課程的實驗或實訓。
傳感器實訓室主要設備：
上海碩博科教設備有限公司生產的傳感器技術實驗臺。
傳感器檢測實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。
傳感器實訓室可進行的實訓項目：
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）開出各種實驗，也便于根據教學大綱增加新的實驗項目。
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可見，傳感和轉換電路板的正面印有電路原理圖。這種直觀的特點有助于學生增加感性認識，增強實驗效果。
3、所用傳感器盡量選擇工業(yè)上實用的或與之接近的類型，具有實用性和先進性。
4、實驗結果精度較高，在一定的位移范圍內，傳感器非線性誤差不超過3％。
5、提供計算機采集系統(tǒng)，包括高精度的數據采集卡和簡便易用的數據處理軟件，可以幫助學生對實驗結果進行分析。
6、實驗接線方便，電源具有自動保護功能。
（三）實驗項目
◆ 電阻式傳感器的單臂電橋性能實驗
◆ 電阻式傳感器的半橋性能實驗
◆ 電阻式傳感器的全橋性能實驗
◆ 電阻式傳感器的單臂、半橋和全橋的比較實驗
◆ 電阻式傳感器的振動實驗 *
◆ 電阻式傳感器的電子秤實驗 *
◆ 變面積式電容傳感器特性實驗
◆ 差動式電容傳感器特性實驗
◆ 電容傳感器的振動實驗 *
◆ 電容傳感器的電子秤實驗 *
◆ 差動變壓器的特性實驗
◆ 自感式差動變壓器的特性實驗
◆ 差動變壓器的振動實驗 *
◆ 差動變壓器的電子秤實驗 *
◆ 光電式傳感器的轉速測量實驗
◆ 光電式傳感器的旋轉方向測量實驗
◆ 接近式霍爾傳感器實驗
◆ 霍爾傳感器的轉速測量實驗
◆ 渦流傳感器的位移特性實驗
◆ 被測體材質對渦流傳感器特性的影響實驗
◆ 渦流式傳感器的振動實驗 *
◆ 渦流式傳感器的轉速測量實驗
◆ 溫度傳感器及溫度控制實驗(AD590)
◆ K型熱電偶的溫度控制實驗
◆ E型熱電偶的溫度控制實驗
◆ 鉑熱電阻的溫度控制實驗
◆ 銅熱電阻的溫度控制實驗
◆ 磁電式傳感器的特性實驗
◆ 磁電式傳感器的轉速測量實驗
◆ 磁電式傳感器的應用實驗 *
◆ 壓電加速度式傳感器的特性實驗
◆ 光纖傳感器的位移特性實驗
◆ 光纖傳感器的振動實驗
◆ 光纖傳感器的轉速測量實驗
◆ 壓阻式壓力傳感器的特性實驗
◆ 壓阻式壓力傳感器的差壓測量實驗 *
◆ 超聲波傳感器的位移特性實驗
◆ 超聲波傳感器的應用實驗 *
◆ 氣敏傳感器的原理實驗
◆ 濕度式傳感器的原理實驗
實驗一 電阻式傳感器的單臂電橋性能實驗
一、實驗目的
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。
實驗二 電阻式傳感器的半橋性能實驗
一、實驗目的
掌握半橋電路的工作原理和性能。
二、實驗所用單元
同實驗一。
三、實驗原理及電路
將兩個受力方向不同的應變片電阻分別接入電橋的兩個相鄰橋臂，組成半橋形式的測量電路，轉換電路的輸出靈敏度提高，非線性得到改善。
實驗三 電阻式傳感器的全橋性能實驗
一、實驗目的
掌握全橋電路的工作原理和性能。
二、實驗所用單元
同實驗一。
三、實驗原理及電路
將四個應變片電阻分別接入電橋的四個橋臂，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一步提高，非線性得到改善。實驗電路圖見圖3-1，全橋的輸出電壓UO＝4EKε
四、實驗步驟
1、按實驗一的實驗步驟1至3進行操作。
2、按圖3-1接線，將四個應變片接入電橋中，注意相鄰橋臂的應變片電阻受力方向必須相反。
實驗四 電阻式傳感器的單臂、半橋、全橋性能比較實驗
一、實驗目的
比較半橋、全橋形式輸出時的靈敏度和非線性度。
二、實驗所用單元
同實驗一。
三、實驗報告
1、按實驗一、實驗二、實驗三所得的單臂、半橋和全橋輸出時的靈敏度和非線性誤差，從理論上進行分析比較，注意實驗一、實驗二和實驗三中的放大器增益必須相同。
2、若要提高系統(tǒng)的靈敏度，除了采用不同的橋路形式外，還能采用什么措施？
實驗五 電阻式傳感器的振動實驗 *
一、實驗目的
了解電阻應變式傳感器的動態(tài)特性。
二、實驗所用單元
電阻應變式傳感器、調零電橋、直流穩(wěn)壓電源、低頻振蕩器、振動臺、示波器。
三、實驗原理及電路
將電阻式傳感器與振動臺相連，在振動臺的帶動下，可以觀察電阻式傳感器動態(tài)特性，電路圖如圖5-1。
實驗六 電阻式傳感器的電子秤實驗 *
一、實驗目的
1、進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重儀器中的應用。
二、實驗所用單元
電阻應變式傳感器、調零電橋、差動放大器板、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表、振動臺、砝碼。
三、實驗原理及電路
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量成線性關系，由此可以進行質量的測量。在本實驗中可以利用振動臺的振動梁作為彈性部件。
四、實驗步驟
1、根據實驗一至實驗五的實驗內容設計電子秤實驗的實驗裝置。
2、調節(jié)差動放大器的零點與增益，調節(jié)該電子秤實驗裝置的零點與量程，注意確定量程時不要超出電阻式傳感器的線性范圍，并使砝碼質量與輸出電壓在數值上有直觀的聯(lián)系。
3、根據所確定量程，逐次增加砝碼的質量，將質量與輸出電壓記入下表。
實驗七 變面積式電容傳感器特性實驗
一、實驗目的
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、實驗所用單元
電容式傳感器、電容式傳感器轉換電路板、差動放大器板、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表、位移臺架。
三、實驗原理及電路
1、實驗電路框圖如圖7-1所示。電容的變化通過電容轉換電路轉換成電壓信號，經過差動放大器放大后，用數字電壓表顯示出來。
實驗八 差動式電容傳感器特性實驗
一、實驗目的
1、了解差動式電容傳感器的基本結構。
2、掌握差動式電容傳感器的調試方法。
二、實驗所用單元
電容式傳感器、電容式傳感器轉換電路板、差動放大器板、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表、位移臺架。
三、實驗原理及電路
實驗電路框圖如圖8-1所示。與實驗七不同之處在于接入電容轉換電路的兩個電容都為可變電容，當電容傳感器的動極移動時，兩個電容的電容量都發(fā)生變化，但變化方向相反，這樣就構成差動式的電容傳感器。
實驗九 電容傳感器的振動實驗 *
一、實驗目的
了解電容式傳感器的動態(tài)特性。
二、實驗所用單元
電容式傳感器、電容式傳感器轉換電路板、直流穩(wěn)壓電源、低頻振蕩器、振動臺、示波器。
三、實驗原理及電路
將電容式傳感器與振動臺相連，在振動臺的帶動下，可以觀察電容式傳感器動態(tài)特性，電路圖如圖9-1。
實驗十 電容傳感器的電子秤實驗 *
一、實驗目的
1、進一步掌握電容式傳感器的特性。
2、了解電容式傳感器在稱重儀器中的應用。
二、實驗所用單元
電容式傳感器、電容式傳感器轉換電路板、差動放大器板、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表、振動臺、砝碼。
三、實驗原理及電路
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量成線性關系，由此可以進行質量的測量。在本實驗中可以利用振動臺的振動梁作為彈性部件。
四、實驗步驟
1、根據實驗七及實驗八的實驗內容設計電子秤實驗的實驗裝置。
2、調節(jié)差動放大器的零點與增益，調節(jié)該電子秤實驗裝置的零點與量程，注意確定量程時不要超出電容式傳感器的線性范圍，并使砝碼質量與輸出電壓在數值上有直觀的聯(lián)系。
3、根據所確定量程，逐次增加砝碼的質量，將質量與輸出電壓記入下表。
實驗十一 差動變壓器的特性實驗
一、實驗目的
1、了解差動變壓器的基本結構。
2、掌握差動變壓器及整流電路的工作原理。
3、掌握差動變壓器的調試方法。
二、實驗所用單元
電感式傳感器、電感式傳感器轉換電路板、差動放大器板、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表、位移臺架。
三、實驗原理及電路
1、差動變壓器由一個初級線圈和兩個次級線圈及一個鐵芯組成，當鐵芯移動時，由于初級線圈和次級線圈之間的互感發(fā)生變化使次級線圈的感應電勢產生變化，一個次級線圈的感應電勢增加，另一個則減少，將兩個次級線圈反向串接，就可以引出差值輸出，其輸出電勢反映出鐵芯的位移量。
2、差動變壓器實驗電路圖如圖11-1所示。
實驗十二 自感式差動變壓器的特性實驗
一、實驗目的
1、了解自感式差動變壓器的基本結構。
2、掌握自感式差動變壓器及整流電路的工作原理。
3、掌握自感式差動變壓器的調試方法。
二、實驗所用單元
電感式傳感器、電感式傳感器轉換電路板、差動放大器板、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表、位移臺架。
實驗十三 差動變壓器的振動實驗 *
一、實驗目的
了解差動變壓器的動態(tài)特性。
二、實驗所用單元
電感式傳感器、電感式傳感器轉換電路板、直流穩(wěn)壓電源、低頻振蕩器、振動臺、示波器。
實驗十四 差動變壓器的電子秤實驗 *
一、實驗目的
1、進一步掌握差動變壓器的特性。
2、了解差動變壓器在稱重儀器中的應用。
二、實驗所用單元
電感式傳感器、電感式傳感器轉換電路板、差動放大器板、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表、振動臺、砝碼。
三、實驗原理及電路
由于差動變壓器的輸出與位移成正比，利用彈性材料的特性，可以使差動變壓器輸出與質量成線性關系，由此可以進行質量的測量。在本實驗中可以利用振動臺的振動梁作為彈性部件。
實驗十五 光電式傳感器的轉速測量實驗
一、實驗目的
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、掌握差動變壓器的調試方法。
二、實驗所用單元
光電式傳感器、光電式傳感器轉換電路板、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表、位移臺架。
三、實驗原理及電路
1、光斷續(xù)器原理如圖15-1所示，一個開口的光耦合器，當開口處被遮住時，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。
實驗十六 光電式傳感器的旋轉方向測量實驗
一、實驗目的
了解旋轉方向的測量方法。
二、實驗所用單元
光電式傳感器、光電式傳感器轉換電路板、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表、位移臺架、雙蹤示波器。
三、實驗原理及電路
光電式傳感器經過轉換電路后可輸出相位差分別為0°、90°、180°、270°的方波信號，如果電動機的旋轉方向改變，這四個方波信號之間的相位關系也隨之改變，可以根據相位關系判斷電動機的旋轉方向。
四、實驗步驟
1、按照實驗十五的步驟連接好實驗電路。
2、接通電源，調節(jié)電位器RP使電動機在一個合適的轉速上旋轉。
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，觀察波形之間的相位關系，并記錄波形。
4、改變電動機輸入電壓的方向，重復步驟3，并記錄波形。
五、實驗報告
1、畫出從示波器上觀察到的八組波形，比較電動機旋轉方向不同時，各方波之間的相差關系。
2、為什么開關型光電傳感器多采用紅外線形式？
實驗十七 接近式霍爾傳感器實驗
一、實驗目的
1、掌握開關型集成霍爾傳感器及其轉換電路的工作原理。
2、了解利用開關型集成霍爾傳感器制作接近開關的方法。
二、實驗所用單元
霍爾式傳感器轉換電路板、霍爾電路配套磁鋼和鐵片（實驗十九中的渦流載體）、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表、位移臺架。
三、實驗原理及電路
1、實驗電路如圖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，第三部分是兩個非門。當發(fā)光二極管亮時，表示有輸出信號。
實驗十八 霍爾傳感器的轉速測量實驗
一、實驗目的
了解開關型霍爾傳感器用于測量轉速的方法。
二、實驗所用單元
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(wěn)壓電源、數字電壓表
三、實驗原理及電路
利用開關型霍爾傳感器探頭對旋轉體磁極的明顯變化產生脈沖信號，經電路處理即可測量轉速。
四、實驗步驟
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磁極。
2、霍爾傳感器探頭的紅線接面板上的+5V電源，藍線接數字電壓表輸入端，黑線接地。
3、將數字電壓表切換開關撥到頻率檔，調節(jié)電機調速旋鈕，使電機轉動，觀察實驗現象。
實驗十九 渦流傳感器的位移特性實驗
一、實驗目的
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(wěn)壓電源、數字電壓表、位移臺架。
三、實驗原理及電路
通以高頻電流的線圈產生磁場，當有導電體接近時，因導電體渦流效應產生渦流損耗，引起線圈的電感發(fā)生變化。而渦流損耗與導電體離線圈的距離有關，因此可以進行位移測量。實驗電路如圖19-1所示，采用電容式三點式振蕩器，用于產生高頻電流，電流的大小與電感L2（即渦流感應頭中的線圈）的大小有關，濾波后輸出直流信號。
實驗二十 被測體材質對渦流傳感器特性的影響實驗
一、實驗目的
了解不同的被測體材料對渦流式傳感器特性的影響。
二、實驗所用單元
與實驗十九相同，另加銅和鋁的被測體小圓盤。
三、實驗原理及電路
渦流效應與金屬導體本身的電阻率和磁導率有關，因此不同的材料就會有不同的特性。
四、實驗步驟
實驗步驟與實驗十九相同，只是分別用銅圓盤和鋁圓盤代替實驗十九中的鐵圓盤，并將實驗數據分別記入表20-1和表20-2中。
實驗二十一 渦流式傳感器的振動實驗 *
一、實驗目的
了解差動變壓器的動態(tài)特性。
二、實驗所用單元
渦流式傳感器和鐵片、渦流式傳感器轉換電路板、直流穩(wěn)壓電源、低頻振蕩器、振動臺、示波器。
三、實驗原理及電路
將渦流式傳感器與振動臺相連，在振動臺的帶動下，可以觀察渦流式傳感器動態(tài)特性。
四、實驗步驟
1、固定好振動臺，將渦流式傳感器置于振動臺上，將振動連接桿與渦流式傳感器的鐵片連接。
2、按照圖19-1接線，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臺小板上的振蕩線圈。
3、接通電源，調節(jié)低頻振蕩器的振幅與頻率以及示波器的量程，觀察輸出波形。
實驗二十二 渦流式傳感器的轉速測量實驗
一、實驗目的
了解渦流式傳感器用于測量轉速的方法。
二、實驗所用單元
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）、差動放大器、位移臺架、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表
三、實驗原理及電路
利用渦流式傳感器探頭對旋轉體材質的明顯變化產生脈沖信號，經電路處理即可測量轉速。
四、實驗步驟
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磁極。
2、將渦流傳感器探頭的兩根輸出信號線接至差動放大器的輸入端，差動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關撥到頻率檔，調節(jié)電機調速旋鈕，使電機轉動，觀察實驗現象。
實驗二十三 溫度傳感器及溫度控制實驗(AD590)
一、實驗目的
1、熟悉半導體型溫度傳感器AD590的基本性能。
2、應用AD590實現對溫度的檢測和簡單控制。
二、實驗所用單元
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(wěn)壓電源、低壓交流電源、數字電壓表、位移臺架
實驗二十四 K型熱電偶的溫度控制實驗
一、實驗目的
了解K型熱電偶的特性與應用。
二、實驗所用單元
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、溫度傳感器實驗板、數字電壓表、萬用表（自備）
三、實驗原理及電路
當兩種不同的金屬組成回路，如二個接點處的溫度不同，在回路中就會產生熱電勢，這就是熱電效應。溫度高的接點稱為工作端，置于被測溫度場，溫度低的接點稱為冷端（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℃。
熱電偶實驗原理圖如圖24-1所示。K型熱電偶接至差動放大器的輸入端，經放大后輸出電壓由數字電壓表顯示。
實驗二十五 E型熱電偶的溫度控制實驗
一、實驗目的
了解E型熱電偶的特性與應用。
二、實驗所用單元
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、溫度傳感器實驗板、數字電壓表、萬用表（自備）
三、實驗原理及電路
實驗及電路參見實驗二十四，本實驗測量E型熱電偶的特性。
四、實驗步驟
按實驗二十四的步驟進行操作，將實驗結果記入下表中，E型熱電偶在50℃時的分度值為3.047mV。
實驗二十六 鉑熱電阻的溫度控制實驗
一、實驗目的
了解鉑熱電阻的特性與應用。
二、實驗所用單元
加熱源、K型熱電偶、Pt100熱電阻、溫度控制單位、溫度傳感器實驗板、數字電壓表、萬用表（自備）
三、實驗原理及電路
利用導體電阻隨溫度變化的特性，可以通過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，要求其材料電阻溫度系數大、穩(wěn)定性好、電阻率高，電阻與溫度之間最好呈線性關系。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連接，其中一端接二根引線主要是為消除引線電阻對測量結果的影響。
鉑熱電阻實驗原理圖如圖26-1所示。鉑熱電阻與R1、R2、R4組成直流電橋，經差動放大器放大后輸出電壓由數字電壓表顯示。
實驗二十七 銅電阻的溫度控制實驗
一、實驗目的
了解銅熱電阻的特性與應用。
二、實驗所用單元
加熱源、K型熱電偶、銅熱電阻、溫度控制單位、溫度傳感器實驗板、數字電壓表、萬用表（自備）
三、實驗原理及電路
實驗原理及電路圖參見實驗二十六，注意銅熱電阻接至橋路的C、D兩端。
實驗二十八 磁電式傳感器的特性實驗
一、實驗目的
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、實驗所用單元
磁電式傳感器、差動放大器、低頻振蕩器、振動臺、直流穩(wěn)壓電源、示波器
實驗二十九 磁電式傳感器的轉速測量實驗
一、實驗目的
了解磁電式傳感器用于測量轉速的方法。
二、實驗所用單元
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）、差動放大器、位移臺架、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表
三、實驗原理及電路
旋轉體在旋轉時對磁電式傳感器探頭中線圈的磁通率造成明顯變化，探頭產生脈沖信號，經電路處理即可測量轉速。
四、實驗步驟
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磁極。
2、將磁電傳感器探頭的兩根輸出信號接至差動放大器的輸入端，差動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關撥到頻率檔，調節(jié)電機調速旋鈕，使電機轉動，觀察實驗現象。
實驗三十 磁電式傳感器的應用實驗 *
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，可以直接放在地面上測量振動。請設計一個簡易的裝置用來測量車床的振動。
實驗三十一 壓電加速度式傳感器的特性實驗
一、實驗目的
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、振動臺、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表、示波器
三、實驗原理及電路
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，壓電介質表面產生電荷，從而實現非電量的測量。本實驗采用的傳感器的輸出信號與傳感器移動的加速度成正比，實驗電路框圖如圖31-1所示。
實驗三十二 光纖傳感器的位移特性實驗
一、實驗目的
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(wěn)壓電源、數字電壓表
三、實驗原理及電路
本實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)出的光通過光纖傳到端部射出后再被測體反射回來，由另一束光纖接收光信號經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。
實驗三十三 光纖傳感器的振動實驗
一、實驗目的
了解光纖位移傳感器的動態(tài)特性。
二、實驗所用單元
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、振動臺、直流穩(wěn)壓電源、示波器
實驗三十四 光纖傳感器的轉速測量實驗
一、實驗目的
了解光纖位移傳感器用于測量轉速的方法。
二、實驗所用單元
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(wěn)壓電源、數字電壓表
三、實驗原理及電路
利用光纖位移傳感器探頭對旋轉體反射光的明顯變化產生脈沖信號，經電路處理即可測量轉速。
實驗三十五 壓阻式壓力傳感器的特性實驗
一、實驗目的
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(wěn)壓電源、數字電壓表
實驗三十六 壓阻式壓力傳感器的差壓測量實驗 *
一、實驗目的
了解利用壓阻式壓力傳感器進行差壓測量的方法。
二、實驗所用單元
同實驗三十五
三、實驗原理
實驗三十六中所采用的壓力傳感器有兩個壓力輸入端，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(jié)的氣壓，則可以進行差壓測量。
實驗三十七 超聲波傳感器的位移特性實驗
一、實驗目的
1、了解超聲波在介質中的傳播特性。
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、振動臺、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表
三、實驗原理及電路
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。超聲波是在聽覺閾值以外的聲波，其頻率范圍在20KHz至60KHz之間，超聲波在介質中可以產生三種形式的振蕩波：橫波、縱波和表面波。本實驗以空氣為介質，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會產生一個反射波和折射波，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)射到接收之間的時間差，從而得到傳感器與反射面的距離。
實驗三十八 超聲波傳感器的應用實驗 *
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。請設計一個汽車的倒車雷達裝置，并進行說明。
實驗三十九 氣敏傳感器的原理實驗
一、實驗目的
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、實驗所用單元
氣敏傳感器、差動放大器、位移臺架、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表、酒精棉花球（自備）
三、實驗原理及電路
氣敏元件及傳感器種類很多，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。本實驗采用的是適用于測量乙醇濃度的氣敏傳感器，實驗電路如圖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個針狀管腳，其中4個并聯(lián)成AB兩端用于輸出信號，另兩個r管腳用于提供加熱電流。
實驗四十 濕度式傳感器的原理實驗
一、實驗目的
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、實驗所用單元
濕度傳感器、位移臺架、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表、濕棉花球（自備）、干燥劑（自備）
三、實驗原理及電路
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，用微電子技術制作，其電容值隨濕度呈線性變化，再通過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性關系，可以用于測量相對濕度。
附錄一 計算機數據采集系統(tǒng)的使用說明
計算機數據采集系統(tǒng)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驗結果進行分析。
一、采集系統(tǒng)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驗設備上數字電壓表的信號輸入端。
技術指標為：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(xù)兩種模式，單次模式用于采集一個靜態(tài)的數據，連續(xù)模式用于采集動態(tài)的連續(xù)數據。
2、實驗軟件
提供一張軟盤，運行軟盤中的setup.exe文件，按照提示進行安裝。
3、通訊約定
利用計算機的串行接口RS232，波特率28800，1個停止位，無奇偶校驗位。
二、實驗軟件的使用
1、實驗前先用隨機的通訊線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、在實驗箱上進行實驗操作，直到獲得實驗結果。
4、點擊"新建實驗"按鈕，在"新建實驗"窗口中設置好實驗信息。選擇采集方式分單次或連續(xù)。
單次采集每組最多采集30個數據，實驗結果曲線可以用實驗點、點間連線、擬合線三種方式任意顯示，可以同屏顯示幾組的實驗曲線用于進行比較，如電阻式傳感器的單臂、半橋、全橋特性的比較。
連續(xù)采集最高采樣頻率為1KHz，最長采集時間為10s。連續(xù)采集的實驗曲線可以按時間軸任意縮放。
5、點擊"開始實驗"按鈕，開始當前一次的實驗。單次采集時在實驗列表中選擇一個實驗點，在相應的單元格中點擊左邊的"采集"按鈕，采集當前的實驗數據。連續(xù)采集時點擊"開始實驗"按鈕，立即開始當前一次的實驗并馬上開始采集，采集結果顯示在當前的實驗列表中，每次實驗最多可以做4次。
6、其他按鈕的功能
(1) "畫曲線"按鈕：按照實驗列表中的數據顯示實驗曲線，當數據實驗變化或更改設置后，都需要點擊"畫曲線"按鈕進行重畫。
(2) "保存實驗"按鈕：將實驗結果保存到文件中。
(3) "打開實驗"按鈕：打開用"保存實驗"按鈕保存的實驗結果。
(4) "打印"按鈕：將實驗結果打印出來，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COM口：請檢查Windows系統(tǒng)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、不能進行采集：檢查實驗箱與計算機的通訊線是否正常連接或實驗箱是否開機。
附錄二 溫度控制儀表操作說明
一、各功能的調出順序
1、儀表通電后，經過幾秒鐘后，PV窗口顯示測量值，SV窗口顯示設定值，進入正常工作狀態(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(xù)按SET鍵，PV窗口依次顯示各參數的提示符，可以繼續(xù)設定其他的參數，再按SET鍵5秒鐘以上，回到標準模式（無鍵按下30秒鐘后自動返回到標準模式）。
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"AT"燈亮，儀表開始自整定，溫度經過三波動后自整定結束，"AT"燈滅，儀表將以新的PID參數進行控制，并永久保存。
