传感器实验2

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光电传感器实验报告（文档4篇）

光电传感器实验报告（文档4篇）以下是网友分享的关于光电传感器实验报告的资料4篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。

光电传感器实验报告第一篇实验报告2――光电传感器测距功能测试1．实验目的：了解光电传感器测距的特性曲线；掌握LEGO基本模型的搭建；熟练掌握ROBOLAB软件；2．实验要求：能够用LEGO积木搭建小车模式，并在车头安置光电传感器。

能在光电传感器紧贴红板，以垂直红板的方向作匀速直线倒车运动过程中进行光强值采集，绘制出时间－光强曲线，然后推导出位移－光强曲线及方程。

3．程序设计：编写程序流程图并写出程序，如下所示：ROBOLAB程序设计：4．实验步骤：1) 搭建小车模型，参考附录步骤或自行设计（创新可加分）。

2) 用ROBOLAB编写上述程序。

3) 将小车与电脑用USB数据线连接，并打开NXT的电源。

点击ROBOLAB 的RUN按钮，传送程序。

4) 取一红颜色的纸板（或其他红板）竖直摆放，并在桌面平面与纸板垂直方向放置直尺，用于记录小车行走的位移。

5) 将小车的光电传感器紧贴红板放置，用电脑或NXT的红色按钮启动小车，进行光强信号的采样。

从直尺上读取小车的位移。

6) 待小车发出音乐后，点击ROBOLAB的数据采集按钮，进行数据采集，将数据放入红色容器。

共进行四次数据采集。

7) 点击ROBOLAB的计算按钮，分别对四次采集的数据进行同时显示、平均线及拟和线处理。

8) 利用数据处理结果及图表，得出时间同光强的对应关系。

再利用小车位移同时间的关系（近似为匀速直线运动），推导出小车位移同光强的关系表达式。

5．调试与分析a) 采样次数设为24，采样间隔为0.05s，共运行1.2s。

采得数据如下所示。

b) 在ROBOLAB的数据计算工具中得到平均后的光电传感器特性曲线，如图所示：c) 对上述平均值曲线进行线性拟合，得到的光强与时间的线性拟合函数：d) 取四次实验小车位移的平均值，根据时间与光强的拟合函数求取距离与光强的拟合函数：由上图可得光强与时间的关系为：y=-25.261858×t+56.524457 ; 量取位移为4.5cm，用时1.2s，得：x=3.75×t ;光强与位移的关系为：y= -6.73649547×x+56.524457 ;e) 通过观测上图及导出的光强位移函数可知，光电传感器在短距离里内对位移信号有着良好的线性关系，可以利用光强值进行位移控制。

传感器技术实验报告

传感器技术实验报告
《传感器技术实验报告》
近年来，随着科技的不断发展，传感器技术在各个领域中得到了广泛的应用。

传感器作为一种能够感知环境并将感知到的信息转化为可用信号的装置，已经成为了现代科技发展中不可或缺的一部分。

在本次实验中，我们将对传感器技术进行一系列的实验，以探究其在不同领域中的应用和性能表现。

实验一：温度传感器性能测试
在这个实验中，我们使用了一款市场上常见的温度传感器，通过连接到实验仪器上并对其进行测试，我们得出了传感器在不同温度下的性能表现。

通过实验数据的分析，我们发现该温度传感器具有较高的精准度和稳定性，能够在不同温度条件下准确地反映出环境温度变化。

实验二：光敏传感器应用实验
在这个实验中，我们将光敏传感器应用于光控灯的设计中。

通过实验数据的采集和分析，我们发现光敏传感器能够准确感知环境光线的强弱，并将其转化为控制信号，从而实现了光控灯的自动开关。

这一实验结果表明了光敏传感器在节能环保领域中的重要应用价值。

实验三：压力传感器在工业领域中的应用
在这个实验中，我们将压力传感器应用于工业机械设备中，通过实验数据的采集和分析，我们发现压力传感器能够准确感知机械设备的工作压力，并将其转化为控制信号，从而实现了对机械设备的智能监控和控制。

这一实验结果表明了压力传感器在工业领域中的重要应用潜力。

通过以上一系列的实验，我们深入探究了传感器技术在不同领域中的应用和性
能表现，实验结果表明了传感器技术在现代科技发展中的重要作用和广阔前景。

我们相信，随着科技的不断进步，传感器技术将会在更多领域中得到广泛的应用，为人类社会的发展进步做出更大的贡献。

实验二气敏传感器的应用

实验二气敏传感器的应用1、目的●了解气敏传感器的特性●学习气敏传感器的应用。

2、器材●传感器实训台的操作板1的直流电压源，操作板3的气敏传感器应用电路、蜂鸣器电路、继电器电路。

●MQ-5型气敏传感器1只，跳线若干、万用表等实验器材。

3、实验内容图1 图2气敏传感器，又称气体传感器，是指利用各种化学、物理效应将气体成分、浓度按一定规律转换成电信号输出的传感器件，是化学传感器中最活跃的一种，其广泛应用于煤矿、农业、化工、建筑、环保、医疗、家电等领域。

目前气敏传感器的主要产品包括可燃性气敏传感器、CO、H2S、NH3、SO2、C12、NO、NO2等毒性气敏传感器、氧传感器、溶氧传感器、CO2传感器等。

例如用于家庭或工业可燃性气体的检测、检漏报警器电路中所采用MQ-5、MQ-6型气敏传感器就属于可燃性气敏传感器。

MQ-5半导体气体传感器特点: 对液化气,天然气城市煤气有较好的灵敏度对乙醇,烟雾几乎不响应高灵敏度/快速响应恢复优异的稳定性/长寿命简单的驱动电路应用: 适用于家庭或工业上对液化气,天然气,煤气的监测装置。

MQ-6半导体气体传感器特点: 对液化气,丁烷,丙烷有较高的灵敏度抵抗乙醇蒸气、烟雾的干扰高灵敏度/快速响应恢复优异的稳定性/长寿命简单的驱动电路。

MQ-6适用于家庭或工业上对液化石油气（LPG）,丁烷,丙烷,LNG （液化天然气）的检测装置。

MQ系列可燃气体传感器的特点是：●检测范围为20ppm～10000ppm●灵敏度高，响应速度快，小于10秒●可靠性好●功耗≤0.75W●连续工作使用寿命大于3年●输出信号为伏特级MQ-5、MQ-6型气敏传感器的外观和相应的结构形式如上图1所示，它由微型氧化铝陶瓷管、氧化锌敏感层，测量电极和加热器构成，敏感元件固定在塑料或不绣钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。

封装好的气敏元件有6个管脚，其中4个用于信号取出，2个用于提供加热电流。

MQ-6型气敏器件对不同种类，不同浓度的气体有不同的电阻值。

传感器实验报告

3)电涡流传感器的灵敏度为：铝>铁。在输出频率f与距离h的关系图中，可以较为明显地看出，材料的曲线变化斜率绝对值的大小关系为铝>铁。在输出电压U与距离h的关系图中，由于两种材料的灵敏度都较低，且差异不大，难以进行判断。当电阻率差异较大时，电涡流的大小与材料的电阻率有关。当材料的电阻率小时，形成的电涡流大，从而形成较大的反向磁场，对于线圈等效电感影响较大，变化也较为明显，因而灵敏度较高。当电阻率差异较小时，灵敏度还受到磁导率等其它因素的影响。
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
f(kHz)
1113
1090
1073
1056
1045
1035
1028
1020
1014
1009
1004
V(mV)
0
1373
2150
2750
3320
3830
4330
4810
5240
5670
6060
2.数据处理及分析
铝板：
钢板：
对比图：
4)在距离小于2mm时，无法使用涡流传感器测量铁板的位置。其原因可能为铁板是磁性材料。
误差分析
（1）由于读数使用数字设备，输出数据老是跳动，可能会导致读数结果与实际不符。
（2）板与传感器并不是完全平行放置，距离测量存在误差。
（3）由于钢板的零点为调整后得到，所以它的输出和铝板比较得到的结论会存在一定的误差。
涡流传感器通常由扁平环形线圈组成。在线圈中通以高频（通常为2.5MHz左右）电流，则在线圈中产生高频交变磁场。当导电金属板接近线圈时，交变磁场在板的表面层内产生感应电流即涡流。涡电流又产生一个反方向的磁场，从而减弱了线圈的原磁场，也就改变了原线圈的自感量L、阻抗Z及Q值。线圈上述参数的变化在其它条件不变的情况下仅是线圈与金属板之间距离的单值函数。

传感器实验

实验一（1）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：εK R R =∆/式中R R /∆为电阻丝电阻的相对变化，K 为应变灵敏系数，l l /∆=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元件，通过它转换被测部位的受力状态变化，电桥的作用是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。

单臂电桥输出电压U O14/εEK =。

三、需用器件与单元：应变式传感器实验模块、应变式传感器、砝码、数显表、±15V 电源、±4V 电源、万用表（自备）。

四、实验步骤：1、根据图1-1应变式传感器已装于应变传感器模块上。

传感器中各应变片已接入模块的左上方的R 1、R2、R3、R 4。

加热丝也接于模块上，可用万用表进行测量判别，R 1= R 2= R 3= R 4=350Ω，加热丝阻值为50Ω左右。

2、接入模块电源±15V （从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模块调节增益电位器Rw 3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的数显表电压输入端Vi 相连，调节实验模块上调零电位器Rw 4，使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V 档）。

关闭主控箱电源。

图1-1 应变式传感器安装示意图3、将应变式传感器的其中一个应变片R 1（即模块左上方的R 1）接入电桥作为一个桥臂与R 5、R 6、R 7接成直流电桥（R 5、R 6、R 7模块内已连接好），接好电桥调零电位器Rw 1，接上桥路电源±4V （从主控箱引入）如图1-2所示。

检查接线无误后，合上主控箱电源开关。

调节Rw 1，使数显表显示为零。

测试技术实验2 电容式传感器特性实验

实验二、电容式传感器特性实验
1、实验目的
掌握电容式传感器的工作原理和测量方法。

2、实验原理
电容式传感器有多种样式，本仪器中是差动平行变面积式。

传感器由两组定片和一组动片组成。

当安装于振动台上的动片上、下改变位置时，与两组静片之间的相对面积发生变化，极间电容也发生相应变化，成为差动电容、如将上层定片与动片之间的电容定为C X1，下层定片与动片之间的电容定为C X2。

当将C X1和C X2接入双下型桥路做为相邻两臂时，桥路的输出电压与电容量的变化有关，即与振动台的位移有关。

3、实验所用仪器
电容式传感器、电容变换器、差动放大器、低通滤波器、低频振荡器、螺旋测微器
4、实验步骤
（1）按电路图接线，电容变换器和差动放大器的增益适度。

（2）装上螺旋测微仪，带动振动圆盘移动，使电容动片位于两静片中间的位置，调节差动放大器调零按钮使差动放大器输出为零。

（3）以此为起点，旋动螺旋测微器向上和向下移动，直至动片与一组静片完全重合为止，记录数据，作出V-X曲线，求得灵敏度。

6、作出图像
可求得灵敏度=∆V/∆X≈0.21V/mm。

实验二扩散硅压阻式传感器模块d1

实验二扩散硅压阻式压力传感器实验模块2.1实验目的：实验 2.1.1：了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。

工作原理：是指利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。

单晶硅材料在受到力的作用后，电阻率发生变化，通过测量电路就可得到正比于力变化的电信号输出。

压阻式传感器用于压力、拉力、压力差和可以转变为力的变化的其他物理量（如液位、加速度、重量、应变、流量、真空度）的测量和控制。

转换原理：在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法，，形成4个阻值相等的电阻条。

并将它们连接成惠斯通电桥，电桥电源端和输出端引出，用制造集成电路的方法封装起来，制成扩散硅压阻式压力传感器。

平时敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当传感器受压后芯片电阻发生变化，电桥将失去平衡，给电桥加一个恒定电压源，电桥将输出与压力对应的电压信号，这样传感器的电阻变化通过电桥转换成压力信号输出。

压阻效应:当力作用于硅晶体时，晶体的晶格产生变形,使载流子从一个能谷向另一个能谷散射,引起载流子的迁移率发生变化，扰动了载流子纵向和横向的平均量，从而使硅的电阻率发生变化。

这种变化随晶体的取向不同而异，因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。

硅的压阻效应不同于金属应变计（见电阻应变计），前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化，后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化（应变），而且前者的灵敏度比后者大50～100倍。

实验 2.1.2：了解利用压阻式压力传感器进行差压测量的方法。

2.2实验设备和元件：2.2.1 实验设备：实验台所属各分离单元和导线若干。

2.2.2 其他设备：2号扩散压阻式压力传感器实验模块，14号交直流，全桥，测量，差动放大实验模块，数显单元20V，直流稳压源+5V，+_12V电源。

2.3实验内容：2.3.1扩散压阻式压力传感器一般介绍：单晶硅材料在受到外力作用产生极微小应变时（一般步于400微应变），其内部原子结构的电子能级状态会发生变化，从而导致其电阻率剧烈变化（G因子突变）。

实验八位移传感器(2)

实验八位置传感器1.金属箔式应变片传感器单臂、半桥、全桥比较一. 实验目的1. 观察了解金属箔式应变片的结构、粘贴方式。

2. 测量悬臂梁变形的应变输出。

3. 比较各种桥路的输出关系。

二. 实验原理应用应变片测试时，将应变片用粘合剂牢固地粘贴在测试件表面上。

当试件受力变形时，应变片的敏感栅也随之变形，使其电阻值也发生相应的变化，通过测量电路最终将其转换为电压或电流的变化。

本实验装置将应变片粘贴在悬臂梁上，旋转测微头使悬臂梁移动端上下位移时，悬臂梁产生变形，使应变片电阻值发生变化，通过电桥电路将其转换为电压的变化。

电桥电路是最常用的把被测非电量通过电阻变化转换成为电压或电流变化的测量电路，桥路对臂阻值乘积相等时电桥平衡，输出为零。

在桥臂四个电阻R1、R2、R3、R4中，电阻的相对变化率分别为ΔR1 /R1、ΔR2 /R2、ΔR3 /R3、ΔR4 /R4，一般情况下R1 =R2 =R3 =R4 =R（本实验装置就是全等臂电桥，R =352Ω）。

当使用一个应变片时，ΣR = ΔR / R；使用二个应变片组成差动状态工作，ΣR=2ΔR/R；使用四个应变片组成二个差动对工作，ΣR=4ΔR/R。

三.实验所需部件直流稳压电源、电桥、差动放大器、金属箔式应变片、测微头、数字电压表。

四.实验步骤1. 差动放大器、电压表调零直流稳压电源置±2V档，数字电压表置2V档，开启仪器主、副电源开关。

差动放大器增益置最大（顺时针方向旋到底），“＋”“－”输入端用实验线对地短路，输出端接数字电压表输入端V i，用差动放大器“调零”电位器调整，使数字电压表显示为0，然后关闭副电源开关，调零结束。

（注意：调零后“调零”电位器位置不要变化,改变差动放大器增益后需要重新调零）2. 单臂直流电桥测量（1）按图1将实验部件用实验线连接成单臂电桥测试桥路。

桥路中R1、R2、R3、和W1为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器，R4接入一个金属箔式应变片（可任选上、下梁中的一片应变片）。

传感器测试实验报告

传感器测试实验报告实验一直流激励时霍尔传感器位移特性实验一、实验目的：了解霍尔式传感器原理与应用。

二、基本原理：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于磁场和电流的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。

具有这种效应的元件成为霍尔元件，根据霍尔效应，霍尔电势UH＝KHIB，当保持霍尔元件的控制电流恒定，而使霍尔元件在一个均匀梯度的磁场中沿水平方向移动，则输出的霍尔电动势为UHk_，式中k—位移传感器的灵敏度。

这样它就可以用来测量位移。

霍尔电动势的极性表示了元件的方向。

磁场梯度越大，灵敏度越高；磁场梯度越均匀，输出线性度就越好。

三、需用器件与单元：霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、15V直流电源、测微头、数显单元。

四、实验步骤：1、将霍尔传感器安装在霍尔传感器实验模块上，将传感器引线插头插入实验模板的插座中，实验板的连接线按图9-1进行。

1、3为电源5V，2、4为输出。

2、开启电源，调节测微头使霍XX大致在磁铁中间位置，再调节Rw1使数显表指示为零。

图9-1直流激励时霍尔传感器位移实验接线图3、测微头往轴向方向推进，每转动0.2mm记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入表9-1。

表9－1作出V-_曲线，计算不同线性范围时的灵敏度和非线性误差。

五、实验注意事项：1、对传感器要轻拿轻放，绝不可掉到地上。

2、不要将霍尔传感器的激励电压错接成15V，否则将可能烧毁霍尔元件。

六、思考题：本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的时什么量的变化七、实验报告要求：1、整理实验数据，根据所得得实验数据做出传感器的特性曲线。

2、归纳总结霍尔元件的误差主要有哪几种，各自的产生原因是什么，应怎样进行补偿。

实验二集成温度传感器的特性一、实验目的：了解常用的集成温度传感器基本原理、性能与应用。

二、基本原理：集成温度传器将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一芯片上，它能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出，一般用于－50℃－＋150℃之间测量，温敏晶体管是利用管子的集电极电流恒定时，晶体管的基极—发射极电压与温度成线性关系。

传感器设计基础实验2-2

三、实验数据记录与处理1、实验部分四相敏检波器实验（1）根据图4A进行连线：观察输入与输出波的相位和幅值关系：发现输入和输出的波形同相并且幅值相等。

改变参考电压的极性（除去直流恒压源+2V输出端与相敏检波器参考输入端DC的连线，把直流恒压源的-2V输出接至相敏检波器的参考输入端DC），观察输入和输出波形的相位和幅值关系：发现输入和输出的波形反相，并且幅值相等。

结论：当参考电压为正时，输入和输出同相；当参考电压为负时，输入和输出反相。

此电路的放大倍数为1。

（2）根据图4B重新接线，在电路中加入低通滤波器观察Vi与Vo的波形如下：可以看出，Vi与Vo同相且幅值相等。

调整音频振荡器的输出幅度Vi p-p,同时记录万用表的读数Vo：Vi p-p/V Vo/mV1.02 23.01.22 28.71.42 33.11.62 38.31.82 44.52.02 49.02.22 54.62.42 59.52.62 64.52.82 70.23.02 75.4作出Vo-Vi p-p曲线如下：可以看出，Vo与Vi p-p呈线性关系，即当音频振荡器的输出幅度变大时，万用表的示数随之线性增加。

图像曲线的斜率大约为26.2（mV/V）。

（3）根据图4C重新接线，在电路中加入移相器开启恒压源，转动移相器上的移相电位器，观察示波器上显示的波形及万用表上的读数，使得输出最大。

经过调整移相电位器，发现万用表示数最大值为-0.568V，极性为负。

此时波形图如下所示：发现加入移相器后，Vo的幅值会随移相电位器的调整而发生改变。

且Vo在示波器上的图像不再是完全的正弦波，其顶端变尖，类似于三角波。

移相电位器调整时，Vo图像会随之倾斜。

当输出最大时，图像的顶端正好处于中间位置（通过图像也发现确实只有当相敏检波器的Vo的波形顶端处于正中时，才能使Vo的幅值最大，即输出最大）。

调整音频振荡器的输出幅度，同时记录万用表的示数，数据如下所示：Vi p-p/V Vo/V1 -0.1671.96 -0.3493 -0.5373.96 -0.7174.92 -0.8965.96 -1.0946.96 -1.2878 -1.4798.96 -1.64610 -1.83411 -2.04012 -2.18813 -2.379作出Vo-Vi p-p曲线图如下所示：发现万用表的读数Vo与Vi呈线性关系，当音频振荡器的输出Vi变大时，Vo随之线性减小。

实验2电阻式传感器单臂桥、双臂桥、全桥比较

实验二金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较
一、实验目的：比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。

二、原理：（1）不同受力方向的两片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。

当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压U02=EK/ε2。

（2）全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，不同的接入邻边，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，非线性误差和温度误差均得到改善。

三、需元件与单元，同实验一
四、实验步骤：同实验一：1）阻值测量；2）差动运放调零；3）电桥调零。

接线图见1-2、1-3
根据实验所得的单臂、半桥和全桥输出时的灵敏度和非线性度，从理论上进行分析比较。

阐述理由(注意：实验一、二的放大器增益必须相同)。

图1-2 半桥电路图
图1-3 全桥电路图
五、思考题：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。

图1-4 应变式传感器受拉时传感器圆周面展开图。

传感器系列实验实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解传感器的基本原理和分类。

2. 掌握常见传感器的工作原理和特性。

3. 学会传感器信号的采集和处理方法。

4. 提高实验操作能力和数据分析能力。

二、实验设备与器材1. 传感器实验平台2. 数据采集卡3. 信号发生器4. 示波器5. 计算机及相应软件6. 传感器：热敏电阻、霍尔传感器、光电传感器、电容式传感器、差动变压器等三、实验内容及步骤1. 热敏电阻实验（1）目的：了解热敏电阻的工作原理和特性。

（2）步骤：1. 将热敏电阻连接到实验平台上，并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。

2. 通过数据采集卡采集热敏电阻的输出信号。

3. 使用示波器观察热敏电阻输出信号的波形和幅度。

4. 分析热敏电阻输出信号与温度的关系。

2. 霍尔传感器实验（1）目的：了解霍尔传感器的工作原理和特性。

1. 将霍尔传感器连接到实验平台上，并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。

2. 通过数据采集卡采集霍尔传感器的输出信号。

3. 使用示波器观察霍尔传感器输出信号的波形和幅度。

4. 分析霍尔传感器输出信号与磁场强度的关系。

3. 光电传感器实验（1）目的：了解光电传感器的工作原理和特性。

（2）步骤：1. 将光电传感器连接到实验平台上，并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。

2. 通过数据采集卡采集光电传感器的输出信号。

3. 使用示波器观察光电传感器输出信号的波形和幅度。

4. 分析光电传感器输出信号与光照强度的关系。

4. 电容式传感器实验（1）目的：了解电容式传感器的工作原理和特性。

（2）步骤：1. 将电容式传感器连接到实验平台上，并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。

2. 通过数据采集卡采集电容式传感器的输出信号。

3. 使用示波器观察电容式传感器输出信号的波形和幅度。

4. 分析电容式传感器输出信号与电容变化的关系。

5. 差动变压器实验（1）目的：了解差动变压器的工作原理和特性。

1. 将差动变压器连接到实验平台上，并设置信号发生器输出一定频率的正弦波信号。

实验二红外测距传感器实验

信息工程学院实验报告课程名称：传感器原理及应用实验项目名称：实验二红外测距传感器实验实验时间：2016.10.8 班级：姓名：学号：一、实验目的1. 学习CC2530 单片机ADC 模块的使用。

2. 学习红外测距传感器的使用。

二、实验原理1. CC2530节点与红外测距传感器的硬件接口红外线测距传感器模块GP2Y0A21YK0F 成绩：指导老师(签名)：(1). 红外测距传感器模块(GP2Y0A21YK0F)引脚OUT：模拟量输出接口(AD 模块)GND：外接GNDVCC：数字量输出接口(0 和1) 外接5V 电源(2). 传感器模块与CC2530 模块之间的连接2. ADC(1). 简介CC2530单片机的ADC支持多达14位的模拟数字转换，具有多达12位的ENOB（有效数字位）。

它包括一个模拟多路转换器，具有多达8个各自可配置的通道；以及一个参考电压发生器。

转换结果通过DMA写入存储器。

还具有若干运行模式。

ADC模块的方框图如下所示：ADC的主要特性如下：●可选的抽取率，这也设置了分辨率（7到12位）●8个独立的输入通道，可接受单端或差分信号●参考电压可选为内部单端、外部单端、外部差分或A VDD5 ●产生中断请求●转换结束时的DMA触发●温度传感器输入●电池测量功能(2). 寄存器简介本次实验中主要涉及到ADC模块的寄存器：数据的换算：例如：在CC2530 中配置ADC 的参考电压为A VDD5(3.3V)，抽取率为512(12 位有效数据)，由于在实验中采用单端转换方式，所以实际数据只有11 位。

这时，ADC 采集到的数据记为x,则ADC采集数据转换为电压(单位：V)：V = x * 3.3 / 20483. GP2Y0A21YK0F 红外测距传感器(1). 概述夏普GP2Y0A21YK0F 测距传感器是基于PSD 的微距传感器，其有效的测量距离在80cm 内，有效的测量角度大于40 度，输出信号为模拟电压，在0 到8cm 左右的范围内与距离成正比非线性关系，在10-80cm 的距离范内成反比非线性关系，平均功耗为30mA，反应时间约为5ms，并且对背景光及温度的适应性较强。

机械工程测试技术拓展实训实验教案实验二应变传感器性能实验

实验二：应变传感器性能实验实验2.1 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、实验目的1、了解金属箔式应变片的应变效应，应变式传感器的工作原理；2、掌握单臂测量电路的工作原理。

二、实验内容1、记录所加重量与电桥电压输出数据；2、计算灵敏度、非线性误差δ。

三、实验原理、方法和手段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：。

式中：为电阻丝电阻相对变化，K 为应变灵敏系数，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。

四、实验条件主机箱（±4V 、±15V 、电压表）、应变式传感器实验模板、托盘、砝码、数显万用表。

五、实验步骤应变传感器实验模板说明：实验模板中的R 1、R 2、R 3、R 4为应变片，没有文字标记的5个电阻符号下面是空的，其中4个组成电桥模型是为实验者组成电桥方便而设，图中的粗黑曲线表示连接线。

εK R R =∆/R R /∆L L /∆=ε4/01εEK U =图 2-1应变式传感器单臂电桥实验安装、接线示意图1、根据图2-1安装、接线。

应变式传感器已装于应变传感器模板上。

传感器中4片应变片和加热电阻已连接在实验模板左上方的、、、和加热器上。

传感器左上角应变片为；右下角为；右上角为；左下角为。

当传感器托盘支点受压时，、阻值增加，、阻值减小，可用数显万用表进行测量判别。

常态时应变片阻值＝＝＝＝，加热丝阻值为左右。

2、放大器输出调零：将图2-1实验模板上放大器的两输入端口引线暂时脱开，再用导线将两输入端短接（V i ＝0），调节入放大器的增益电位器大约到中间位置（先逆时针旋到底，再顺时针旋转2圈），将主机箱电压表的量程切换开关到2V 档，合上主机箱电源开关；调节实验模板放大器的调零电位器，使主机箱电压表显示为零。

实验二电桥测试(电阻式传感器的单臂、全桥电桥性能)实验

实验二电桥测试（1）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、电阻应变式传感如图1-1所示。

传感器的主要部分是上、下两个悬臂梁，四个电阻应变片贴在梁的根部，可组成单臂、（双臂）半桥与全桥电路，最大测量范围为±3mm。

1─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2、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＝KΔL/ L=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。

通过施加外力引起应变片变形，测量电路将电阻变化转换为电流或电压的变化。

ρρεμd K S 1)21(++=对于金属应变片，K s 主要取决于式中的第一项。

金属的泊松比通常在0.3左右，对于大多数金属K s 取2。

本实验采用直流电桥来测量金属应变片的工作特性。

3．电桥的工作原理和特性（1）电桥的工作原理图2 是一个直流电桥．A 、C 端接直流电源，称供桥端，U o 称供桥电压；B 、D 端接测量仪器，称输出端U BD =U BC +U CD =U O [R 3/(R 3+R 4)-R 2/(R 1+R 2)] 1）由式（1）可知，当电桥输出电压为零时电桥处于平衡状态．为保证测量的准确性，在实测之前应使电桥平衡（称为预调平衡）．（2）电桥的加减特性电桥的四个桥臂都由应变片组成，则工作时各桥臂的电阻状态都将发生变化(电阻拉伸时，阻值增加；电阻压缩时，阻值减小)，电桥也将有电压输出．当供桥电压一定而且△R i <<R i 时，d U=(∂ U/∂R 1) d R 1+(∂ U/∂R 2) dR 2+(∂ U/∂R 3) dR 3+(∂ U/∂R 4) dR 4 2) 其中U =U BD ．对于全等臂电桥，R 1=R 2=R 3=R 4=R ，各桥臂应变片灵敏系数K 相同，上式可简化为d U=0.25U O (d R 1 / R 1- d R 2 / R 2+ d R 3 / R 3- d R 4 / R 4) 3）当△Ri <<R 时，此时可用电压输出增量式表示∆ U=0.25 U O (∆ R 1 / R 1- ∆ R 2 / R 2+ ∆ R 3 / R 3- ∆ R 4 / R 4) 4）式（4）为电桥转换原理的一般形式，现讨论如下：（a ）当只有一个桥臂接应变片时（称为单臂电桥），桥臂R 1为工作臂，且工作时电阻由R 变为R +△R ，其余各臂为固定电阻R （△R 2=△R 3=△R 4=0），则式（4）变为∆ U=0.25 U O (∆ R / R)= 0.25 U O K ε 5）（b ）若两个相邻臂接应变片时（称为双臂电桥，即半桥），（见图3）即桥臂R 1、R 2为工作臂，且工作时有电阻增量△R 1、△R 2，而R 3和R 4臂为固定电阻R （∆R 3=∆R 4=0）．当两桥臂电阻同时拉伸或同时压缩时，则有△R 1=△R 2=△R ，由式（4）可得△U =0．当一桥臂电阻拉伸一桥臂压缩时，则有△R1=△R，△R2=－△R，由式（4）可得∆ U=2[ 0.25 U O (∆ R / R) ]=2 [ 0.25 U O Kε] 6)（c）当四个桥臂全接应变片时（称为全桥），（见图4），R1=R2=R3=R4=R，都是工作臂，△R1=△R3=△R，△R2=△R4=－△R，则式（4）变为∆ U=4[ 0.25 U O (∆ R / R) ]=4 [ 0.25 U O Kε] 7)此时电桥的输出比单臂工作时提高了四倍，比双臂工作时提高了二倍．（3）电桥的灵敏度电桥的灵敏度S u是单位电阻变化率所对应的输出电压的大小S u=∆ U/(∆ R/ R)= 0.25 U O (∆ R1 / R1- ∆ R2 / R2+ ∆ R3 / R3- ∆ R4 / R4)/ (∆ R/ R) 8) 令 n=(∆ R1 / R1- ∆ R2 / R2+ ∆ R3 / R3- ∆ R4 / R4)/ (∆ R/ R) 9)则S u=0.25n U O 10)式中，n 为电桥的工作臂系数．由上式可知，电桥的工作臂系数愈大，则电桥的灵敏度愈高，因此，测量时可利用电桥的加减特性来合理组桥，以增加n 及测量灵敏度．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=EKε11）E---电桥转换系数：单臂E= U0/4 半桥（双臂）E= U0/2 全桥E= U04.由10）11）可知：S u、∆ U均与电桥的工作臂数、U o供桥电压成正比；但U o 供桥电压过大会使应变片的温度变大。

(完整word版)检测原理-实验二-光纤传感器测速实验

实验报告课程名称检测原理题目名称光纤传感器测速实验学生学院自动化学院专业班级学号学生姓名指导教师2016 年12月20 日一、实验目的了解光纤传感器测速原理。

二、实验内容和要求本光纤传感器为反射式，光纤采用Y型结构，两束多模光纤合并于一端组成光纤探头，一束作为接收，另一端作为光源发射，近红外二极管发出的近红外光经光源光纤照射至电机的旋转叶片，由叶片反射的光信号经接收光纤传输至光电转换器转换为电信号，反射光的强弱与反射物与光纤探头的距离成一定的比例关系，通过对光强的检测就可得电机的转速。

三、实验方案1.取下光纤光电实验模块的光纤探头装在主机上的支架上，光纤缎面垂直对准小电机叶片。

2.主机上的电压／频率表旋至2KHZ位置，示波器探头置实验模块的光纤位移变换器的输出端VOUT，检测脉冲波形。

3.模块的光纤位移传感变换器输出端接至整形电路输入端，输出端TTLV0接至主机上的“转速信号入”端。

4.开启主机与模块的电源，“电机控制”置“开”调节转速从慢至快，记录实验数据于表4-1。

四、实验结果及数据处理1、实验数据表4-1 光纤位移传感器测速数据11729567884104频率（HZ）转速（X）0.58.514.528394252X=式中N－频率表读数Z－电机叶片数（电机叶片为2）2、根据实验数据画出f-x曲线，如下图所示：图5-2 f-x曲线图五、思考题思考光纤传感器的特点，本实验测速误会有哪些？答：有外部光源影响和实验器材老化六、心得体会通过这次实验，我了解了光纤传感器测速的基本原理。

在实验过程中我们也遇到了一些问题，从这些问题中，我也明白了实验出错了应该思考可能是哪里出问题，一步一步排除，而不是盲目的检查线路或者直接就寻求别人的帮忙，查错的过程我们能学得更多。

实验二多传感器的工程检测综合实验(2)

实验二多传感器的工程检测综合实验（Ⅱ）一、实验目的1．掌握磁电、光电等各种传感器的工作原理；利用以上传感器进行振动、速度等参数的测量，并采用适当的信号分析方法对测量结果进行分析和显示。

2．结合本实验项目，掌握检测系统的结构和组成，并熟悉振动、速度、轴心轨迹等物理量的测量和工程应用方法。

二、实验台简介多功能转子实验台较好地模拟大型设备（如机床）运行时候的工作状态，提供了振动、转速等测试对象，可以开设磁电、光电、压电等多种传感器的综合实验。

利用不同的传感器，可以对同一个物理量，采用多种方式测量，再现了实际工程应用中物理量的工程测试方法。

转子实验台由以下几个部分组成：1底座、2主轴、3偏心飞轮、4直流电机、5主轴支座、6含油轴承及油杯、7电机支座、8连轴器及护罩、9 RS9008电涡流传感器支架、10磁电转速传感器支架、11测速齿轮(15齿)、12保护挡板支架，如图1所示。

图1 DRZZS-A型多功能转子试验台传感器安装位置示意图主要技术指标为：可调转速范围：0~2500转/分，无级；电源：DC12V；主轴长度：500mm；主轴直径：12mm；外形尺寸：640×140×160mm；重量：12.5kg。

三、实验原理1、转子实验台底座振动测量实验机械在运动时，由于旋转件的不平衡、负载的不均匀、结构刚度的各向异性、间隙、润滑不良、支撑松动等因素，总是伴随着各种振动。

机械振动往往会降低机器性能，破坏其正常工作，缩短使用寿命，甚至导致事故，因此有必要进行机械结构的振动分析和振动测试。

对于转子实验台的振动，可以采用磁电速度传感器和压电加速度传感器进行测量。

将带有磁座的速度和加速度传感器放置在试验台的底座上，如图2所示。

1）采用磁电速度传感器的振动测量：磁电速度传感器是由一个线圈组件和壳体组成的。

如图3所示，壳体中固定有磁铁，线圈组件用弹性元件悬挂在壳体上。

工作时，将传感器壳体固定在振动体上，这样当振动体振动时，在传感器工作频率范围内，线圈与磁铁相对运动，切割磁力线，在线圈内产生感应电压，该电压值正比于振动速度值。

实验2、电阻应变称重传感器实验

实验二、电阻应变称重传感器实验一、实验目的1、观察和分析电阻的应变效应，掌握电阻应变片的工作原理和方法；2、熟悉DRVI可重组虚拟实验开发平台结构原理及使用；二、实验仪器和设备1、DRVI可重组虚拟实验开发平台1套2、数据采集仪（DRDAQ－USB）1套3、计算机1台4、称重台（DRCZ－A）1个三、电阻应变片工作原理简介本实验的电阻应变计采用的是惠斯通全桥电路，当物料加到载物台后，4个应变片会发生变形，产生电压输出，经采样后送到计算机由DRVI快速可重组虚拟仪器平台软件处理。

因为电桥在生产时有一些误差，不可能保证每一个电桥的电阻阻值和斜率保持一致。

所以，传感器在使用之前要经过非线性校正，使计算机在经过采样后得到的数字量，与真实质量之间必须是一种线性关系，图2.1 电阻应变片输入与输出对应关系示意图这种线性关系需要由标定来完成。

图2.2 应变电阻称重传感器实验（服务器端）设计原理图图2.1是电阻应变片的输入与输出对应关系的示意图，图中，y表示传感器的输出（电压），x表示传感器的输入（力），L0是原始数学对应关系。

K表示L0的斜率，它实际上对应于电阻应变片的灵敏度；b表示L0的截距，它实际上表示的是电阻应变片的零位（即传感器在没有施加外力的情况下的输出电压）。

左图表示的是随着截距b的改变，其数学对应关系的改变情况。

右图表示的是截距b不改变，随着斜率改变，传感器的数学关系的改变情况。

分别调整称重台的零位电位器和增益电位器实际就是改变截距b和灵敏度K。

在实验的过程中同学们可以调整这两个电位器来看看传感器的曲线变化。

调整后，需要作全量程的5～10点标定，记录下标定结果，并根据结果作图。

在实验中采用的电阻应变片是DRYB －5－A 型应变电阻应变片，它具有精度高、复现性好的特点。

需要特别强调的是：由于电阻应变片的过载能力有限（150%），所以，在实际使用过程中应尽量避免用力压传感器的头部或冲击传感器。

否则，极易导致传感器因过载而损坏！实验实验系统组成如图2.3所示图2.3 实验系统组成四、实验步骤及内容1、将称重台的传感器输出线与实验台上对应的接口相连。