感测技术实验指导书讲解
《传感器与检测技术》实验指导书(四个实验)
《传感器与检测技术》实验指导书(四个实验)实验一金属箔式应变片单臂电桥性能实验一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。
二、基本原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR/R=Kε式中ΔR/R为电阻丝的电阻相对变化值，K为应变灵敏系数，ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。
金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，用它来转换被测部位的受力大小及状态，通过电桥原理完成电阻到电压的比例变化，输出电压U0=EKε（E为供桥电压），对单臂电桥而言，电桥输出电压，U01=EKε/4。
（E为供桥电压）。
三、器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码（每只约20g）、数显表、±15V电源、±4V电源、万数显电压表输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器RW4，使数显表显示为零(数显表的切换开关打到2V档)，完毕关闭主控箱电源。
3、参考图（1-2）接入传感器，将应变式传感器的其中一个应变片R1(即模板左上方的R1)接入电桥作为一个桥臂，它与R5、R6、R7接成直流电桥(R5、R6、R7在模块内已连接好)，接好电桥调零电位器Rw1，接上桥路电源±4V(从主控箱引入)，检查接线无误后，合上主控箱电源开关，先粗调节Rw1，再细调RW4使数显表显示为零。
图1-2 应变式传感器单臂电桥实验接线图4、在传感器托盘上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和减少砝码并读取相应的数显表数值，记下实验结果填入表（1-1）。
表1-1：单臂测量时，输出电压与负载重量的关系：重量（g）电压(mv) 增加砝码减少砝码5、根据表（1-1）计算系统灵敏度S：S=ΔV/ΔW(ΔV为输出电压平均变化量；ΔW重量变化量)，计算非线性误差：δf1=Δm/yF·S×100%，式中Δm为输出电压值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大电压偏差量：yF·S为满量程时电压输出平均值。
传感器实验指导书
传感器与检测技术实验指导教师：陈劲松实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验错误!未指定书签。
实验二金属箔式应变片-全桥性能实验及电子秤实验错误!未指定书签。
实验三电容式传感器的位移特性实验 ..... 错误!未指定书签。
实验四Pt100热电阻测温实验.................. 错误!未指定书签。
实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、 实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。
二、 基本原理：金属丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值会发生变化，这就是金属的电阻应变效应。
金属的电阻表达式为：SlR ρ=（1）当金属电阻丝受到轴向拉力F 作用时，将伸长l ∆，横截面积相应减小S ∆，电阻率因晶格变化等因素的影响而改变ρ∆，故引起电阻值变化R ∆。
对式（1）全微分，并用相对变化量来表示，则有：ρρ∆+∆-∆=∆S S l l R R （2）式中的l l ∆为电阻丝的轴向应变，用ε表示，常用单位με（1με=1×mm mm 610-）。
若径向应变为rr ∆，电阻丝的纵向伸长和横向收缩的关系用泊松比μ表示为）（l l r r ∆-=∆μ，因为S S ∆=2（rr ∆），则（2）式可以写成： llk l l l l l l R R ∆=∆∆∆++=∆++∆=∆02121）（）（ρρμρρμ（3） 式（3）为“应变效应”的表达式。
0k 称金属电阻的灵敏系数，从式（3）可见，0k 受两个因素影响，一个是（1+μ2），它是材料的几何尺寸变化引起的，另一个是）（ρερ∆，是材料的电阻率ρ随应变引起的（称“压阻效应”）。
对于金属材料而言，以前者为主，则μ210+≈k ，对半导体，0k 值主要是由电阻率相对变化所决定。
实验也表明，在金属丝拉伸比例极限内，电阻相对变化与轴向应变成比例。
通常金属丝的灵敏系数0k =2左右。
用应变片测量受力时，将应变片粘贴于被测对象表面上。
传感器实验指导书
传感器（检测与转换）实验指导书李欣编著目录实验一电阻式传感器的单臂电桥性能实验 (3)实验二电阻式传感器的半桥性能实验 (6)实验三电阻式传感器的全桥性能实验 (8)实验四变面积式电容传感器特性实验 (10)实验五差动式电容传感器特性实验 (13)实验六差动变压器的特性实验 (14)实验七自感式差动变压器的特性实验 (16)实验八光电式传感器的转速测量实验 (18)实验九接近式霍尔传感器实验 (20)实验十涡流传感器的位移特性实验 (22)实验十一温度传感器及温度控制实验(AD590) (24)实验十二超声波传感器的位移特性实验 (27)附录一计算机数据采集系统的使用说明 (29)附录二检测与转换技术(传感器)实验台使用手册 (31)实验一电阻式传感器的单臂电桥性能实验一、实验目的1、了解电阻应变式传感器的基本结构与使用方法。
2、掌握电阻应变式传感器放大电路的调试方法。
3、掌握单臂电桥电路的工作原理和性能。
二、实验所用单元电阻应变式传感器、调零电桥、差动放大器板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。
三、实验原理及电路1、电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其阻值发生变化，这就是电阻应变效应，其关系为：ΔR/ R＝Kε，ΔR为电阻丝变化值，K为应变灵敏系数，ε为电阻丝长度的相对变化量ΔL/ L。
通过测量电路将电阻变化转换为电流或电压输出。
2、电阻应变式传感如图1-1所示。
传感器的主要部分是下、下两个悬臂梁，四个电阻应变片贴在梁的根部，可组成单臂、半桥与全桥电路，最大测量范围为±3mm。
11─外壳2─电阻应变片3─测杆4─等截面悬臂梁5─面板接线图图1-1 电阻应变式传感器3、电阻应变式传感的单臂电桥电路如图1-2所示，图中R1、R2、R3为固定，R为电阻应变片，输出电压U O＝EKε，E为电桥转换系数。
图1-2 电阻式传感器单臂电桥实验电路图四、实验步骤1、固定好位移台架，将电阻应变式传感器置于位移台架上，调节测微器使其指示15mm 左右。
现代(传感器)检测技术实验-实验指导书
现代(传感器)检测技术实验实验指导书目录1、THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介2、实验一金属箔式应变片——电子秤实验3、实验二交流全桥振幅测量实验4、实验三霍尔传感器转速测量实验5、实验四光电传感器转速测量实验6、实验五E型热电偶测温实验7、实验六E型热电偶冷端温度补偿实验西安交通大学自动化系2008.11THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介一、概述“THSRZ-2 型传感器系统综合实验装置”是将传感器、检测技术及计算机控制技术有机的结合，开发成功的新一代传感器系统实验设备。
实验装置由主控台、检测源模块、传感器及调理（模块）、数据采集卡组成。
1.主控台(1)信号发生器：1k～10kHz音频信号，Vp-p=0～17V连续可调；(2)1～30Hz低频信号，Vp-p=0～17V连续可调，有短路保护功能；(3)四组直流稳压电源：+24V,±15V、+5V、±2～±10V分五档输出、0～5V可调，有短路保护功能；(4)恒流源：0～20mA连续可调，最大输出电压12V；(5)数字式电压表：量程0～20V，分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级；(6)数字式毫安表：量程0～20mA，三位半数字显示、精度0.5级，有内侧外测功能；(7)频率/转速表：频率测量范围1～9999Hz，转速测量范围1～9999rpm；(8)计时器：0～9999s，精确到0.1s；(9)高精度温度调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法，温度控制精度±0.50C。
2.检测源加热源：0～220V交流电源加热，温度可控制在室温～1200C；转动源：0～24V直流电源驱动，转速可调在0～3000rpm；振动源：振动频率1Hz～30Hz（可调），共振频率12Hz左右。
3.各种传感器包括应变传感器：金属应变传感器、差动变压器、差动电容传感器、霍尔位移传感器、扩散硅压力传感器、光纤位移传感器、电涡流传感器、压电加速度传感器、磁电传感器、PT100、AD590、K型热电偶、E型热电偶、Cu50、PN结温度传感器、NTC、PTC、气敏传感器（酒精敏感，可燃气体敏感）、湿敏传感器、光敏电阻、光敏二极管、红外传感器、磁阻传感器、光电开关传感器、霍尔开关传感器。
《传感器与测试技术》实验指导书
《传感器与测试技术》 实验指导书工程与技术系二O一三年二月CSY－2000型传感器与检测技术实验台说 明 书CSY2000型传感器与检测技术实验台是本公司为适应不同类别、不同层次的专业需要，在2000系列传感器与检测技术实验台的基础上，增加了一些光电传感器而最新推出的模块化的新产品。
CSY－2000型传感器与检测技术实验台，主要用于各大专院校、中专及职业技术院校开设的“自动检测技术” “传感器原理与技术” “工业自动化控制” “非电量电测技术”等课程的教学实验。
它是采用最新推出的模块化结构的产品。
实验台上采用的大部分传感器虽然是教学传感器（透明结构便于教学），但其结构与线路是工业应用的基础。
希望通过实验帮助广大学生加强对书本知识的理解，并在实验的进行过程中通过信号的拾取、转换、分析、掌握作为一个科技工作者应具有的基本的操作技能与动手能力。
一、 实验台的组成CSY－2000型传感器与检测技术实验台由主机箱、温度源、转动源、振动源、传感器、相应的实验模板、数据采集卡及处理软件、实验桌等组成。
1、主机箱：提供高稳定的±15V、±5V、＋5V、±2V～±10V（步进可调）、＋2V～＋24V （连续可调）直流稳压电源；直流恒流源0.6mA～20mA可调；音频信号源（音频振荡器）1KHz～10KHz（连续可调）；低频信号源（低频振荡器）1Hz～30Hz（连续可调）；气压源0～20KPa （可调）；智能调节仪(器)；计算机通信口；主控箱面板上装有电压、电流、频率转速、气压、光照度数显表；漏电保护开关等。
其中，直流稳压电源、音频振荡器、低频振荡器都具有过载切断保护功能，在排除接线错误后重新开机一下才能恢复正常工作。
2、振动源：振动台振动频率1Hz～30Hz可调（谐振频率9Hz左右）。
3、转动源：手动控制0～2400转／分；自动控制300～2200转／分。
4、温度源：常温～200℃。
感测技术实验(必做)
测试技术实验指导书（必做）三明学院二00九年十二月实验目录实验一转速测量实验 (1)实验二电子秤实验 (4)实验三压力测量实验 (9)实验四温度测量实验 (12)附录一实验台使用说明 (16)附录二调节仪使用说明 (18)实验一 转速测量实验一、实验目的：1．熟悉和掌握霍尔转速传感器、磁电式、光电转速传感器的工作原理。
2．了解转速的测量方法。
二、基本原理：1．利用霍尔效应表达式：U H ＝K H IB ，当被测圆盘上装上N 只磁性体时，圆盘每转一周磁场就变化N 次。
每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物的转速。
2．基于电磁感应原理，N 匝线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中感应电势：dtd Ne φ-=发生变化，因此当转盘上嵌入N 个磁棒时，每转一周线圈感应电势产生N 次的变化，通过放大、整形和计数等电路即可以测量转速。
3．光电式转速传感器有反射型和直射型二种，本实验装置是反射型的，传感器端部有发光管和光电池，发光管发出的光源在转盘上反射后由光电池接受转换成电信号，由于转盘上有黑白相间的12个间隔，转动时将获得与转速及黑白间隔数有关的脉冲，将电脉计数处理即可得到转速值。
三、实验所需部件：霍尔转速传感器、磁电传感器、光电转速传感器、直流电源＋5V 、转动源2－12V 、数显单元、导线若干。
四、实验步骤：1、 根据图1－1，将霍尔转速传感器装于传感器支架上,探头对准反射面内的磁钢。
图1－1 霍尔、光电、磁电转速传感器安装示意图2、将5V直流源加于霍尔转速传感器的电源端（1号接线端）。
3、将霍尔转速传感器输出端（2号接线端）插入数显单元Fin端，3号接线端接地。
4、将转速源＋2V－12V输出旋至最小，接入三源板的转速电源孔中。
5、将数显单元上的开关拨到转速档，合上主控箱电源开关。
6、调节转速电压，可改变电机转速，观察并记录电压每增加1V时数显表转速显示的值，填入表1－1中。
传感器实验指导书
传感与检测技术实验讲义实验一应变式称重传感器的应用一．实验目的：1.熟悉常用应变式力传感器的应用。
2.掌握应变片传感器的测量原理及电桥电路的应用。
二．实验仪器：稳压电源、万用表、实验箱、称重传感器模块等。
实验原理：应变式传感器是常用的测量力的传感器。
应变片式传感器是一种将测试件上的应变量转换成一种电信号的敏感器件。
当事件受力发生形变时，电阻应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化，通常采用桥式电路，然后通过放大器放大实现。
三.实验内容及测试1．不同质量砝码重量测量应变片可以测量的重量范围为0~1Kg，额定灵敏度为1.0±0.15mv/g，R1~R4组成的电桥测量电路输入阻抗为1115±10%Ω，输出阻抗为1000±10%Ω，安全过载率为150%F.S，最大工作电压为15VDC。
满量程输出电压=激励电压×灵敏度。
U1A、U1B组成放大倍数可调的差分放大电路。
测量模块面板上共有4测试点，分别连接+12V，-12V，GND，输出点U0，连接电源和地线，用万用表直流电压档测量输出端电压。
1）不放任何砝码，用万用表测量输出端电压，调整RV1,RV2，使输出电压为0；2）将不同的砝码顺序放置在测量模块测量称盘上，用万用表测量输出端电压，并将电压值记录在2.实验报告1）整理实验数据，并绘制输入输出线性图；2）将数据填写在报告上。
实验二温度传感器的应用一、实验目的：熟悉常用温度传感器并掌握温度传感器的应用。
二、实验仪器：稳压电源、万用表、数字逻辑实验箱、Pt100热电阻、热敏电阻、集成电路等。
三、实验原理：温度传感器是将温度转换为电量输出的装置。
常用的温度传感器有热电阻、热敏电阻、热电偶、集成温度传感器等等。
热电阻主要是利用电阻随温度变化而变化这一特性来进行温度的测量、控制。
四、实验内容1、热电阻的测量：测量Pt 100热电阻、热敏电阻在不同温度下的电阻值。
2、热敏电阻的应用------------过热报警器热敏电阻在电路中常作为温度控制器件使用。
感测技术实验三指导书(新版)
实验三位移测量实验（一）一、实验目的：1. 了解电容式传感器结构及其特点；2. 了解电涡流传感器测量位移的工作原理和性能；3. 了解不同材料的被测体对电涡流传感器性能的影响；4. 了解不同尺寸的被测体对电涡流传感器性能的影响。
二、基本原理：1.电容式传感器a.电容式传感器原理：电容传感器是以各种类型的电容器为传感元件，将被测物理量转换成电容量的变化来实现对非电量的测量。
电容传感器的输出是电容的变化量。
利用电容ε关系式，通过相应的结构和测量电路可以选择在ε、A、d三个参数中，保持二个C=A d参数不变，改变其中一个参数，构成测干燥度（ε变）、测位移（d变）和测液位（A变）等多种电容传感器。
电容传感器极板形状分成平板、圆板形和圆柱(圆筒)形，本实验采用的传感器为圆筒形变面积差动式电容位移传感器（差动式通常优于单组(单边)式），它由二个圆筒和一个圆柱组成，如图3—1所示。
设圆筒的半径为R；圆柱的半径为r；圆柱的长为x，则电容量为C=ε2πｘ／ln(R／r)。
图中C1、C2是差动连接，当图中的圆柱产生∆X位移时，电容量的变化量为∆C =C1－C2=ε2π2∆X／ln(R／r)，式中ε2π、ln(R／r)为常数，说明∆C与∆X位移成正比，通过测量∆C即可获得位移∆X。
图3—1 实验电容传感器结构b.测量电路(电容变换器)：实验模板面板上已画出测量电路，其核心部分是图3—2所示的二极管环路充放电电路，环形充放电电路由D3、D4、D5、D6二极管、C4电容、L1电感和CX1、CX2（实验差动电容位移传感器）组成。
当高频激励电压(f>100kHz)输入到ａ点，ａ点由低电平E1跃到高电平E2时，电容CX1和CX2两端电压均由E1充到E2。
充电电荷一路由ａ点经D3到b点，再对CX1充电到O点(地)；另一路由ａ点经C4到c点，再经D5到d点对CX2充电到O点。
此时，D4和D6由于反偏置而截止。
在t1充电时间内，由ａ到c点的电荷量为：Q1＝CX2(E2-E1) （3—1）实验二位移测量实验图3—2 二极管环形充放电电路当高频激励电压由高电平E2返回到低电平E1时，电容C X1和C X2均放电。
传感器技术实验指导书_3
实验二直流全桥的应用――电子秤实验 (7)实验三电容式传感器的位移特性实验 (9)实验五直流激励时霍尔式传感器位移特性实验 (13)实验七光纤传感器的位移特性实验 (18)实验二直流全桥的应用――电子秤实验一、实验目的：了解应变直流全桥的应用及电路的标定。
二、基本原理：电子秤实验原理为实验一，全桥测量原理，通过对电路调节使电路输出的电压值为重量对应值，电压量纲（V）改为重量纲（g）即成为一台原始电子秤。
三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码四、实验步骤：1、按实验一中2的步骤，将差动放大器调零，应变式传感器实验模板按全桥接线，合上主控台电源开关，调节电桥平衡电位R W1，使数显表显示0.00V。
2、将10只砝码全部置于传感器的托盘上，调节电位器R W3（增益即满量程调节）使数显表显示为0.200V(2V档测量)或－0.200V。
3、拿去托盘上的所有砝码，调节电位器R W4（零位调节）使数显表显示为0.0000V。
4、重复2、3步骤的标定过程，一直到精确为止，把电压量纲V改为重量纲g，就可以称重。
成为一台原始的电子秤。
5、把砝码依次放在托盘上，填入下表2－1。
6、根据上表，计算误差与非线性误差。
五、思考题1、全桥测量中，当两组对边（R1、R3为对边）电阻值R相同时，即R1＝R3，R2＝R4，而R1≠R2时，是否可以组成全桥：（1）可以（2）不可以。
2、某工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片，如何利用这四片电阻应变片组成电桥，是否需要外加电阻。
实验三电容式传感器的位移实验一、实验目的：了解电容式传感器结构及其特点。
二、基本原理：利用平板电容C＝εA／d和其它结构的关系式通过相应的结构和测量电路可以选择ε、A、d 中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（ε变）测微小位移（变d）和测量液位（变A）等多种电容传感器。
三、需用器件与单元：电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、相敏检波、滤波模板、数显单元、直流稳压源。
《传感器与检测技术》实验指导书修订详解
自动化专业《传感器与检测技术》课程实验指导书撰写人：闫奇瑾审定人：辅小荣目录第一部分绪论 (1)第二部分基本实验指导 (2)实验一箔式应变片桥路性能比较 (2)实验二电涡流式传感器的静态标定 (6)实验三差动变面积式电容式传感器的静态特性 (9)实验四霍尔式传感器静态特性实验 (11)第一部分绪论本指导书是根据《传感器与检测技术》课程实验教学大纲编写的，适用于自动化专业。
一、本课程实验的作用与任务传感器与检测技术实验是《传感器与检测技术》课程教学的重要环节，是自动化专业的专业基础实验课。
通过实验，使学生加深理解传感技术的一般理论原理，了解各种传感器性能，掌握选用原则和设计方法，学会对各种参数的测量及分析技术。
二、本课程实验的基础知识本课程主要介绍传感器与检测技术基础理论，传感器的基本原理和结构，非电量的检测技术及系统，抗干扰技术和微机在检测中的应用等。
实验要求的基础知识主要有传感器的静态和动态特性，电阻式传感器，电感式传感器、电容式传感器、磁电式传感器的基本工作原理、结构、测量电路以及应用方法等。
三、本课程实验教学项目及其教学要求第二部分基本实验指导-1-实验一箔式应变片桥路性能比较一、实验目的1．观察了解箔式应变片结构及粘贴方式。
2．测试应变梁变形的应变输出。
3．比较各桥路间的输出关系。
二、实验原理应变片是最常用的测力传感元件。
用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面。
当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。
通过测量电路，转换成电信号输出显示。
电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，单臂，半桥双臂，全桥电路的灵敏度依次增大。
实际使用的应变电桥的性能和原理如下：图1-1应变电桥半桥双臂和全桥电路原理已知单臂、半桥双臂和全桥电路的∑R 分别为、、。
电桥灵敏度S ＝∆V / ∆X ，于是对应于单臂、半桥双臂和全桥的电压灵敏度分别为1/4 U 、1/2U 和U 。
传感器与测控技术试验指导书
实验一 金属箔式应变片性能一单臂电桥一、实验目的：了解金属箔式应变片，单臂单桥的工作原理和工作情况。
二、实验原理：本实验说明箔式应变片及单臂直流电桥的电源的原理和工作情况。
应变片是最常用的测力传感元件。
当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻也随之发生相应的变化，通过测量电路，转换成电信号输出显示。
电桥电路是最常用的非电量电测电路中的一种，当电桥平衡时，桥路对臂电阻乘积相等，电桥输出为零，在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中，R1=R2=R3=R4=R ，电阻的相对变化率分别为ΔR1/R1、ΔR2/R2、ΔR3/R3、ΔR4/R4，当使用一个应变片时，；当二个应变片组成差动状态工作，则有 ；用四个应变片组成二对差动工作时，。
由此可知，单臂、半桥、全桥电路的输出电压及灵敏度依次增大。
三、所需单元及部件：直流稳压电源、电桥、差动放大器、双孔悬臂梁称重传感器、砝码、一片应变片、F/V 表、主电源。
四、旋钮初始位置：直流稳压电源打到±2V 档，F/V 表打到2V 档，差动放大增益最大。
五、实验步骤：1、了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。
上下二片梁的外表各贴二片受力应变片。
2、将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（+）、负（-）、地短接。
将差动放大器的输出端与F/V 表的输入插口Vi 相连；开启主电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F/V 表显示为零，关闭主电源。
3、根据图1接线。
R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻；R4=Rx 为应变片。
将稳压电源的切换开关置±4V 档，F/V 表置20V 档。
开启主电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F/V 表显示为零，等待数分钟后将F/V 表置2V 档，再调电桥W1（慢慢地调），使F/V 表显示为零。
传感器与检测技术实验指导书
实验一金属箔式应变片性能研究一、实验目的1、了解金属箔式应变片，单臂电桥的工作原理和工作情况。
2、了解金属箔式应变片，半桥的工作原理和工作情况。
3、了解金属箔式应变片，全桥的工作原理和工作情况。
4、验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间的关系。
二、实验原理电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成，一种利用电阻材料的应变效应工程结构件的内部变形转化为电阻变化的传感器。
此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的形变，然后由电阻应变片将弹性元件的形变转化为电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或者电流变化信号输出。
它可用于能转化成形变的的各种物理量的检测。
本实验以金属箔式应变片为研究对象。
箔式应变片的基本结构：金属箔式应变片是在用苯酚、环氧树脂等绝缘材料的基板上，粘贴直径为0.025mm左右的金属丝或者金属箔制成，如图所示：(a)丝式应变片(b) 箔式应变片图1-1金属箔式应变片结构金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，与丝式应变片工作原理相同。
电阻丝在外力的作用下发生机械形变时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应。
描述电阻应变效应的关系式为△R/R=Kε。
式中△R/R为电阻丝电阻的相对变化，K为应变灵敏系数，ε=△L/L为电阻丝长度相对变化。
为了将电阻应变式传感器的电阻变化转化成电压或者电流信号，在应用中一般采用电桥电路作为测量电路。
电桥电路具有结构简单、灵敏度高、测量范围宽、线性度好且易实现温度补偿等优点。
能较好地满足各种应变测量要求，因此在测量应变中得到了广泛的应用。
电路电桥按其工作方式分有单臂、半桥、全桥三种，单臂工作输出信号最小，线性、稳定性较差；双臂输出是单臂的两倍，性能比单臂有所改善；全桥工作时的输出是单臂的四倍，性能最好。
因此，为了得到较大的输出电压一般采用半桥或者全桥工作。
三、需用器件与单元：可调直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、测微头、应变片、电压/频率表、主、副电源。
传感器及检测技术实验指导书
实验一 应变电阻性能及其位移测量方法一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片单臂、半桥（双臂）和全桥测量电路的工作特点及性能。
二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。
一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器，此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。
可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。
1、应变片的电阻应变效应：所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。
以圆柱形导体为例：设其长为：L 、半径为r 、材料的电阻率为ρ时，根据电阻的定义式得2rL A L R ⋅==πρρ（1-1） 当导体因某种原因产生应变时，其长度L 、截面积A 和电阻率ρ的变化为dL 、dA 、d ρ相应的电阻变化为dR 。
对式（1-1）全微分得电阻变化率 dR/R 为：ρρd r dr L dL R dR +-=2（1-2）式中：dL/L 为导体的轴向应变量L ε；dr/r 为导体的横向应变量r ε 由材料力学得： r L μεε-= (1-3)式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3～0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。
将式（1-3）代入式（1-2）得：ρρεμd R dR L ++=)21(（1-4） 式（1-4）说明电阻应变效应主要取决于它的几何应变（几何效应）和本身特有的导电性能（压阻效应）。
2、应变灵敏度：它是指电阻应变片在单位应变作用下所产生的电阻的相对变化量。
(1)金属导体的应变灵敏度K ：主要取决于其几何效应；可取L RdRεμ)21(+≈（1-5） 其灵敏度系数为：)21(μ+==RdRK 金属导体在受到应变作用时将产生电阻的变化，拉伸时电阻增大，压缩时电阻减小，且与其轴向应变成正比。
传感器及检测技术实验指导书
宿迁泽达职业技术学院传感器及应用系列传感器及测试技术实验指导书电气教研室魏立国编二0一一年九月实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。
二、实验仪器：应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V 、±4V 电源、万用表（自备）。
三、实验原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为ε⋅=∆k RR（1-1） 式中RR∆为电阻丝电阻相对变化； k 为应变灵敏系数； ll∆=ε为电阻丝长度相对变化。
金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件。
如图1-1所示，将四个金属箔应变片分别贴在双孔悬臂梁式弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随弹性体形变被拉伸，或被压缩。
图1-1 双孔悬臂梁式称重传感器结构图通过这些应变片转换弹性体被测部位受力状态变化，电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图1-2所示R5=R6=R7=R 为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压RR RR E U ∆⋅+∆⋅=211/40 （1-2）E 为电桥电源电压；式1-2表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为L=%10021⋅∆⋅-RR 。
图1-2 单臂电桥面板接线图四、实验内容与步骤1．图1-1应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R1、R2、R3、R4上，可用万用表测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω。
2．差动放大器调零。
从主控台接入±15V电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入端Ui短接并与地短接，输出端Uo2接数显电压表（选择2V档）。
将电位器Rw3调到增益最大位置（顺时针转到底），调节电位器Rw4使电压表显示为0V。
关闭主控台电源。
（Rw3、Rw4的位置确定后不能改动）3．按图1-2连线，将应变式传感器的其中一个应变电阻（如R1）接入电桥与R5、R6、R7构成一个单臂直流电桥。
感测技术实验指导书-1
《感测技术》实验指导书信息与电子工程学院2008年1月CSY-998C系列传感器实验台主要技术参数、性能及说明<一>传感器安装台部分：双平行振动梁的自由端及振动圆盘下面各装有磁钢，通过各自测微头或激振线圈接入低频激振器VO可做静态或动态测量。
应变梁：应变梁采用不锈钢片，双梁结构端部有较好的线性位移。
传感器：1、应变式传感器箔式应变片阻值：350Ω，应变系数：2。
2、热电偶（热电式）直流电阻：10Ω左右，由两个铜一康铜热电偶串接而成，分度号为T冷端温度为环境温度。
3、差动变压器量程：≥5mm，直流电阻：5Ω-10Ω由一个初级、二个次级线圈绕制而成的透明空心线圈，铁芯为软磁铁氧体。
4、电涡流位移传感器量程：3mm，直流电阻：1Ω-2Ω，多股漆包线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成。
5、霍尔式传感器日本JVC公司生产的线性半导体霍尔片，它置于环形磁钢构成的梯度磁场中。
量程：±1mm。
6、磁电式传感器直流电阻：30Ω-40Ω，由线圈和动铁（永久磁钢）组成，灵敏度：0.5v/m/s。
7、压电加速度传感器PZT-5双压电晶片和铜质量块构成。
谐振频率：＞-10KHz。
8、电容式传感器量程：＋5mm，由两组定片和一组动片组成的差动变面积式电容传感器。
9、压阻式压力传感器量程：15Kpa，供电：≤4V，美国摩托罗拉公司生产的MPX型压阻式压力传感器，具有温度自补偿功能。
10、光纤传感器由多模光纤、发射、接收电路组成的导光型传感器，线性范围1mm。
红外线发射、接收，2×60股丫形、半圆分布。
11、PN结温度传感器利用半导体P-N结良好的线性温度电压特性制成的测温传感器。
灵敏度：-2mV/℃12、热敏电阻由半导体热敏电阻NTC:温度系数为负，25℃时为10KΩ。
13、气敏传感器MQ3：酒精：测量范围：50-2000ppm.CH414、湿敏电阻高分子薄膜电阻型：RH：几兆Ω-几KΩ，响应时间：吸湿、脱湿小于10秒。
感测技术实验六指导书
实验六硅光电池特性研究一、实验目的：1.掌握硅光电池的工作原理；2.掌握硅光电池的基本特性；3.掌握硅光电池基本特性的测试方法。
二、实验原理：1.硅光电池的基本原理：光照射引起PN结两端产生电动势的现象称为光生伏特效应。
硅光电池就是基于这种光生伏特效应，直接将光能转变为电动势的光电器件。
2.硅光电池的基本特性：1)开路电压：硅光电池的开路电压是指硅光电池在外电路断开时两端的电压，它不仅与硅光电池的材料有关，而且与入射光强度有关，其规律是：硅光电池的开路电压与入射光强度的对数成正比，即开路电压随入射光强度的增大而增大，但入射光强度越大，开路电压增大得越缓慢。
开路电压与照度之间的关系如图6-1所示。
2)短路电流：硅光电池的短路电流就是无负载时回路中的电流。
对给定的硅光电池，其短路电流与入射光强度成正比。
短路电流与照度之间的关系如图6-1所示。
图6-1 硅光电池开路电压、短路电流与照度的关系图3)伏安特性：硅光电池在光照下产出光伏电压，在光电池两端加一个负载就会有电流流过，当负载很小时，电流较小而电压较大；当负载很大时，电流较大而电压较小。
图6-2给出了光照和负载变化时的伏安特性曲线。
从图中可以看出，当负载短接或很小时，负载线垂直或接近垂直，此时与各条特性曲线交点等距离，电流正比于照度，数值也较大。
负载电阻增大时，交点的距离不等即电流不与照度成正比关系，光照特性不是直线，电流也减小。
因此，在要求输出电流与光照呈线性关系的场合，负载电阻在条件许可情况下越小越好，并应限制在光实验三硅光电池特性研究照范围内使用。
图6-2 光照和负载变化时光电池的伏安特性曲线三、实验步骤：1.短路电流实验：1)将光源系统的航空插头接主控台照度输出，照度表标准探头(固定在光源系统上的光电池)接主控台照度传感器输入，光电池探头用专用导线一端联接后，插入照度架上传感器安装孔，导线另一端插入光电池实验模块上“光电池Ti”插口。
2)按照图6-3所示将“光电池实验模块”接线。
传感器检测技术实验指导书(测控)
实验一应变片实验：单臂、半桥、全桥比较实验目的：了解金属箔式应变片，电桥的工作原理和工作情况，验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。
所需单元和部件：直流稳压电源、主、副电源、双平行梁、应变片、螺旋测微头、电桥、电桥平衡网络、差动放大器、F／V表。
有关旋钮的初始位置：直流稳压电源打到±4V档，F／V表打到20V档，差动放大器增益打到最大(最右边)。
主副电源开关顺序：开电源时，先主电源再副电源；关电源时，先副电源再主电源。
注意：接线操作时，电源处于关闭状态。
实验步骤：1、差动放大器调零（4根线）用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接；将差动放大器的输出端与F／V表的输入插口Vi 相连；将差动放大器的地和F/V表的地相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F／V表显示为零，关闭主、副电源。
2、按照下图接成单臂电桥测试电路（11根线）图中Rx为应变片，从4个箭头竖直方向的应变片中任意选一个，r及W1为电桥平衡网络。
3、电桥调平衡把螺旋测微头放置双平行梁悬臂端中心磁柱正上方，两者距离大约5mm,注意不能吸合，双平行梁处于水平位置。
选择适当的差动放大器增益（建议最大），F／V表档位选择20V，调旋钮W1使F／V表读数为零，再把F／V表档位选择2V，调旋钮W1，使F／V表读数为零。
旋动旋钮W1时不要碰接线以避免线路接触不良。
4、测量读数向下旋转螺旋测微头（顺时针），使其下端慢慢接触双平行梁悬臂端中心磁柱，随着测微头下端的不断下降，双平行梁悬臂端会被吸住，使梁发生向上弯曲变形，导致F/V表读数不为零（读数的正负取决于接入电路中的应变片的箭头方向，即应变片在梁上贴的位置），继续向下旋转螺旋测微头使F/V读数恢复为零，记住螺旋测微头的刻度位置，旋转测微头，每旋转一周使梁自由端向下移动0.5mm，读一个F/V表读数（旋转时最好不要旋过再向回旋，读数时读绝对值，并注意单位），共读5个数据填入下表。
传感器与检测技术实验指导书
实验一应变式传感器与检测系统实验一、实验目的1．熟悉金属箔式应变片的应变效应和测量电桥（全桥）的组成、工作原理和性能；利用应变片制作的称重实验台进行物品称重，并掌握称重实验台的定标和测量误差修正方法；2．结合称重实验系统的构建，熟悉典型的自动检测系统的硬件结构和工作原理；掌握检测技术软件（数据采集和处理软件DRVI）的基本功能和使用方法。
二、实验原理本实验所用的DRCZ-A型称重台由应变式力传感器、底座、支架和托盘构成。
其中，力传感器由测力环和4个应变片构成的全桥电路组成。
当物料加到载物台后，4个应变片会发生变形，通过电桥放大后产生电压输出。
图1称重实验台结构示意图电阻应变片是利用物体线性长度发生变形时其阻值会发生改变的原理制成的，其电阻丝一般用康铜材料，它具有高稳定性及良好的温度补偿性能。
测量电路普遍采用惠斯通电桥（如图1-2所示），利用的是欧姆定律，输出量是电压差。
图2 电阻应变片惠斯通电桥测量电路为提高测量精度，称重实验台使用前可用标准砝码对其进行标定，得到物料重量与输出电压的关系曲线，实际使用时将测量电压按该曲线反求出实际重量就。
关系曲线用y=k x+b拟合，方法有：①理论拟合；②端点连线平移拟合；③端点连线拟合；④过零旋转拟合；⑤最小二乘拟合等。
本实验用两个砝码进行标定，通过计算直线的方法（端点连线拟合）进行标定。
测量误差修正除前述的标定外，还可通过数据处理的方法来实现，如：平均值处理等。
三、实验仪器设备和器材1．计算机１台2．检测软件DRVI 1套3．称重实验台（DRCZ-A）1个4．砝码1套5．USB数据采集器1台四、实验要求1.预习要求：阅读、理解实验指导书的实验原理，并思考回答以下问题：a) 为什么称重实验台能用应变片来称重？采用全桥电路有什么优点？b) 为什么称重实验台使用前要用标准砝码进行标定？c) 如何分析称重实验台称重时所产生的误差？2. 实验内容：用DRDAQ-USB型数据采集仪和DRCZ-A型称重台称一色块的重量，并计算静态误差与该系统测量的非线性误差。
武汉理工大学感测技术实验指导书
实验一电阻应变片传感器在电桥中的接法、性能检测及应用——电子秤设计——本实验为综合性实验，学时数：4本综合实验涉及的基本内容是金属箔式应变片传感器的基本原理，结构、性能及如何通过金属箔式应变片传感器测量力、压力、位移、应变、加速度等非电量参数等知识。
重点是金属电阻应变效应，金属应变片的主要特性；半导体材料的压阻效应。
压力传感器的应用及测量处理与转换电路，温度误差产生的原因及补偿。
要求实验者除应具备传感器基本知识外，还必须具备模拟电子技术，数字电子技术的基本知识，同时要求将所学知识灵活、综合地应用。
一、实验目的：1. 初步掌握传感器综合实验仪的结构及操作方法；2. 学习掌握应变片在电桥中的接法及直流电桥与交流电桥的工作原理及特点；3. 了解金属箔式应变片、单臂电桥、半桥及全桥的工作原理和工作情况；4. 验证直流、交流单臂、半桥、全桥的性能；5．通过电子秤设计实验，更好地理解电阻应变式传感器的实际应用；6．本次设计实验，使同学们在动手能力得到锻炼的同时充分发挥自己的创新潜能，充分调动学习主动性，培养创新能力；二、实验所需单元及部件：应变式传感器、应变式传感器实验模板、砝码、托盘、音频振荡器、数显表、±15V电源、±4V电源。
三、实验原理与说明3．1电阻应变式传感器的工作原理电阻应变式传感器是一种利用电阻材料的应变效应，将工程结构件的内部形变转换为电阻变化的传感器，此类传感器主要是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。
通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将形变转换成电阻的变化，再通过测量电路进一步将电阻的改变转换成电压或电流信号输出。
可用于能转化成形变的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。
其主要特点是：①结构简单，使用方便，性能稳定、可靠；②灵敏度高，频率响应特性好，适合于静态、动态测量③环境适应性好，应用领域广泛。
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感测技术实验指导书实验目录实验一光敏、气敏、湿敏传感器的特性实验 (1)实验二转速测量实验 (5)实验三电子秤实验 (8)实验四压力测量实验 (13)实验五温度测量实验 (16)实验六数字式传感器的应用实验 (20)附录一实验台使用说明 (22)附录二调节仪使用说明 (24)实验一 光敏、气敏、湿敏传感器的特性实验一、实验目的：1．了解光敏、气敏、湿敏传感器的基本特性； 2．学会光敏、气敏、湿敏传感器的使用。
二、基本原理：1．光敏电阻光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。
光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。
光敏电阻器的主要参数：1）亮电阻（k Ω）：指光敏电阻器受到光照射时的电阻值。
2）暗电阻(M Ω)：指光敏电阻器在无光照射（黑暗环境）时的电阻值。
3）亮电流：指光敏电阻器在规定的外加电压下受到光照射时所通过的电流。
4）暗电流(mA)：指在无光照射时，光敏电阻器在规定的外加电压下通过的电流。
5）电阻温度系数：指光敏电阻器在环境温度改变1℃时，其电阻值的相对变化。
6）灵敏度：指光敏电阻器在有光照射和无光照射时电阻值的相对变化。
2．热敏电阻热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC ）和负温度系数热敏电阻器（NTC ）。
正温度系数热敏电阻器（PTC ）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC ）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。
热敏电阻主要参数1） 标称阻值Rc ：一般指环境温度为25℃时热敏电阻器的实际电阻值。
2） 实际阻值RT ：在一定的温度条件下所测得的电阻值。
3）电阻温度系数αT ：它表示温度变化1℃时的阻值变化率，单位为%/℃。
3．湿敏电阻湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的。
工业上流行的湿敏电阻主要有：氯化锂湿敏电阻、有机高分子膜湿敏电阻等。
图1-1 光敏电阻外形示意图HR202L 小片式湿敏电阻是采用有机高分子材料的一种新型的湿度敏感元件，感湿范围宽，长期使用性能稳定，可以应用于仓储、车厢、居室内空气质量控制、楼宇自控、医疗、工业控制系统及科研等领域。
湿敏电阻主要参数：1）相对湿度：指在某一温度下，空气中所含水蒸气的实际密度与同一温度下饱和密度之比，通常用“RH”表示。
例如20％RH ；2）灵敏度：指湿敏电阻器检测湿度时的分辨率； 3）测湿范围（％RH ）：指湿敏电阻器的湿度测量范围；4）响应时间（s ）：指湿敏电阻器在湿度检测环境快速变化时，其电阻值的变化情况。
4．气敏传感器气敏电阻是利用某些金属氧化物半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应而使半导体本身的电导率发生变化这一机理而制成的，主要氧化物半导体材料，如SnO2、ZnO 、Fe2O3、MgO 、NiO 、BaTiO3等。
将气敏电阻按如图1-3所示电路制成的MQ-2气敏传感器，如图1-2所示，具有模拟量、数字量双路信号输出功能，对液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等气体有较好的灵敏度，适用于家庭或工厂的上述气体泄漏检测。
三、实验所需部件：1．光敏电阻、气敏传感器、湿敏电阻、热敏电阻； 2．直流稳压电源，万用表、导线若干； 3．酒精、棉球；图1-2 气敏传感器外形示意图图1-3 气敏传感器硬件原理图四、实验步骤：1．光敏电阻特性测试：测量T5516、T5537、T5528三种光敏电阻在实验室常态光线下电阻值R0、黑暗环境中暗电阻阻值Ra、不同光强度照射下亮电阻值Rg1、Rg2及响应时间，记录下表。
（1）T5516测试数据记录：（2）T5537测试数据记录：（3）T5528测试数据记录：说明T5516、T5537、T5528三种光敏电阻的亮电阻、暗电阻的阻值范围，计算三种光敏电阻的灵敏度。
2．湿敏电阻特性测试：测量HR202L湿敏电阻在实验室常态湿度下电阻值R0和潮湿环境中（呼热气）的湿电阻阻值R H及其响应时间，记录下表。
HR202L测试数据记录：说明干、湿电阻的阻值变化范围及响应时间范围。
3．热电阻特性测试：测量不同型号PTC、NTC热敏电阻在常温下的电阻阻值R0、60℃温度下的热电阻阻值R t1、90℃温度下的热电阻阻值R t2及其响应时间，记录下表。
（1）MZ31-03M PTC热敏电阻测试数据记录：（2）不同型号NTC热敏电阻测试数据记录：说明PTC热敏电阻和各种NTC热敏电阻随温度变化的趋势、阻值变化范围及响应时间范围。
4．气敏传感器特性测试：按传感器实验板提示，加5V工作电源，并预热20分钟。
在有无烟雾或酒精环境下分别测试实验板的AOUT端、DOUT端输出电压，记录下表。
说明MQ-2气敏传感器在有无烟雾或酒精环境下输出信号的变化及响应时间的快慢。
五、思考题：1、根据T5516、T5537、T5528三种光敏电阻的测试特性，设计一种亮、暗环境测试的电路，并标明线路中各元件的参数。
2、PTC、NTC可以作为温度数值测量的传感器吗？为什么？3、根据MQ-2气敏传感器的测试特性，如何设计硬件线路将气敏传感器检测的信号传送到51单片机？实验二 转速测量实验二、实验目的：1．熟悉和掌握霍尔转速传感器、磁电式、光电转速传感器的工作原理。
2．了解转速的测量方法。
二、基本原理：1．利用霍尔效应表达式：U H ＝K H IB ，当被测圆盘上装上N 只磁性体时，圆盘每转一周磁场就变化N 次。
每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物的转速。
2．基于电磁感应原理，N 匝线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中感应电势： dtd Ne φ-=发生变化，因此当转盘上嵌入N 个磁棒时，每转一周线圈感应电势产生N 次的变化，通过放大、整形和计数等电路即可以测量转速。
3．光电式转速传感器有反射型和直射型二种，本实验装置是反射型的，传感器端部有发光管和光电池，发光管发出的光源在转盘上反射后由光电池接受转换成电信号，由于转盘上有黑白相间的12个间隔，转动时将获得与转速及黑白间隔数有关的脉冲，将电脉计数处理即可得到转速值。
三、实验所需部件：霍尔转速传感器、磁电传感器、光电转速传感器、直流电源＋5V 、转动源2－12V 、数显单元、导线若干。
四、实验步骤：1、 根据图1－1，将霍尔转速传感器装于传感器支架上,探头对准反射面内的磁钢。
图2－1 霍尔、光电、磁电转速传感器安装示意图2、 将5V 直流源加于霍尔转速传感器的电源端（1号接线端）。
3、将霍尔转速传感器输出端（2号接线端）插入数显单元Fin端，3号接线端接地。
4、将转速源＋2V－12V输出旋至最小，接入三源板的转速电源孔中。
5、将数显单元上的开关拨到转速档，合上主控箱电源开关。
6、调节转速电压，可改变电机转速，观察并记录电压每增加1V时数显表转速显示的值，填入表1－1中。
7、关闭主控箱电源开关，取下霍尔转速传感器，进行光电转速测量，光电转速传感器已安装在三源板上，把三源板上的+5V、接地、V O 与主控箱上的+5V、地、数显表的Fin相连。
8、将转速源2－12V输出旋到最小，接到三源板的转速电源插孔中。
9、合上主控箱电源开关，调节转速源2—12V，观察并记录电压每增加1V时数显表转速显示的值，填入表1－2中。
10、关闭主控箱电源开关，取下光电传感器的相关连线，进行磁电式转速测量。
11、磁电式转速传感器按图1-1安装传感器端面离转动盘面2mm左右，并且将磁电式转速传感器中心对准磁钢中心。
将磁电式转速传感器输出端插入数显单元Fin孔。
（磁电式转速传感器两输出插头插入台面板上二个插孔）12、将转速源2－12V输出旋到最小，接到三源板的转速电源插孔中，合上主控箱电源开关，调节转速源2—12V，记录数显表转速显示为0时的电压最大值。
继续观察并记录电压每增加1V时数显表转速显示的值，填入表1－3中。
表1－1电压与转速（霍尔转速传感器）表1－2电压与转速（光电转速传感器）表1－3电压与转速（磁电转速传感器）五、思考题：1、本实验装置上用了六只磁钢，能否用一只磁钢？2、本实验中用了多种传感器测量转速，试分析比较一下哪种方法最简单、方便?3、为什么说磁电式转速传感器不能测很低速的转动，能说明理由吗？4、如何利用光电传感器和调节仪自动控制电机转速?实验三电子秤实验一、实验目的：1．了解金属箔式应变片的应变效应，电桥的工作原理。
2．了解单臂电桥、半桥、全桥的性能，并比较其灵敏度和非线性度。
3．通过实验后能够设计信号放大电路。
三、基本原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR／R＝Kε式中ΔR／R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数,ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化，金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。
对单臂电桥输出电压Uo1= EKε/4。
对于半桥不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。
当应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压U O2＝EKε／2。
全桥测量电路中，将受力性相同的两应变片接入电桥对边，当应变片初始阻值：R1＝R2＝R3＝R4，其变化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4时，其桥路输出电压U03＝KEε。
其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差得到改善。
三、实验所需部件：应变式传感器实验模板、应变式传感器、托盘、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表、导线若干。
四、实验步骤：1、根据图2－1可知应变式传感器已装于应变传感器模板上。
各应变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。
加热丝也接于模板上，可用万用表进行判别,R1=R2=R3=R4=350Ω,加热丝阻值为50Ω左右。
2、接入模板电源 15V(从主控台引入)，检查无误后,合上主控箱电源开关，将实验模板调节增益电位器R W3顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正负输入端与地短接,输出端与主控箱面板上数显表电压输入端V i相连,调节实验模板上的调零电位器R W4，使数显表显示为零(数显表的量程切换开关打到2V档)。
关闭主控箱电源。
图3－1 应变式传感器安装示意图3、将应变式传感器的其中一个电阻应变片R1(即模块左上方的R1)接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥（R5、R6、R7、模块内已连接好），接好电桥调零电位器RW1，接上桥路电源±4V,此时应将±4V地与±15V地短接(因为不共地),如图2－2所示,检查无误后,合上主控箱电源开关。