传感器实验四(1)
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UO14/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。
实验四 声音传感器实验
信息工程学院实验报告实验项目名称：实验四声音传感器实验实验时间：班级：姓名：学号：一、实验目的1. 学习CC2530 单片机GPIO 的使用。
2. 学习声音传感器的使用二、实验原理1. CC2530 节点与三轴加速度传感器的硬件接口(1). 声音传感器模块(MIC)引脚GND：外接GNDDO：数字量输出接口(0 和1)+5V：外接5V 电源(2). 传感器模块与2. GPIO(1). 简介CC2530单片机具有21个数字输入/输出引脚，可以配置为通用数字I/O或外设I/O信号，配置为连接到ADC、定时器或USART外设。
这些I/O口的用途可以通过一系列寄存器配置，由用户软件加以实现。
I/O端口具备如下特性：●21个数字I/O引脚●可以配置为通用I/O或外部设备I/O●输入口具备上拉或下拉能力●具有外部中断能力。
这21个I/O引脚都可以用作于外部中断源输入口。
因此如果需要外部设备可以产生中断。
外部中断功能也可以从睡眠模式唤醒设备。
(2). 寄存器简介本次实验中主要涉及到GPIO的寄存器如下：3. MIC 声音传感器(1). 概述声音传感器的作用相当于一个话筒（麦克风）。
它用来接收声波，显示声音的振动图象。
但不能对噪声的强度进行测量。
该传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。
声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，而产生与之对应变化的微小电压。
这一电压随后被转化成0-5V 的电压，经过比较器转换数字信号后，被数据采集器接受，并传送给计算机。
传感器特点：●具有信号输出指示。
●输出有效信号为低电平。
●当有声音时输出低电平，信号灯亮。
应用范围：●可以用于声控灯，配合光敏传感器做声光报警，以及声音控制，声音检测的场合。
(2). 使用方法本实验利用CC2530 的GPIO 读取声音传感器模块的检测结果输出端，当检测到一定的声音时，此输出端为低电平；未检测到一定的声音时，此输出端为高电平。
因此在实际应用中可以根据这种情况判断是否有声音在传感器附近产生。
自动化传感器实验报告四--直流全桥的应用——电子秤实验
广东技术师范学院实验报告学院：自动化专业：自动化班级：08自动化成绩：姓名：学号：组别：组员：实验地点：实验日期：指导教师签名：实验二项目名称：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与实验三相同，利用全桥测量原理，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）改为重量量纲（g）即成为一台原始的电子秤。
三、需用器件和单元传感器实验箱（二）中应变式传感器实验单元，应变式传感器实验模板、砝码、智能直流电压表（或虚拟直流电压表）、±15V电源、±5V电源。
四、实验内容与步骤1．按实验一中的步骤2，将差动放大器调零，按图3-1全桥接线，打开直流稳压电源开关，调节电桥平衡电位器Rw1，使直流电压表显示为零。
2．将10只砝码全部置于传感器的托盘上，调节电位器Rw3（增益即满量程调节）使直流电压表显示为0.200V或-0.200V。
3．拿去托盘上的所有砝码，调节电位器Rw1（零位调节）使直流电压表显示为0.000V。
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4-1。
表4-1电桥输出电压与加负载重量值6.误差：0% 非线性误差：0%五、实验注意事项1．不要在砝码盘上放置超过1kg的物体，否则容易损坏传感器。
2．电桥的电压为±5V，绝不可错接成±15V。
六、实验报告要求1．记录实验数据，绘制传感器的特性曲线。
2．分析什么因素会导致电子秤的非线性误差增大，怎么消除，若要增加输出灵敏度，应采取哪些措施。
答：环境因素和实验器材的校正不准会导致非线性误差增大。
通过多次校正，调节变位器可消除或减少误差。
若要增加输出灵敏度可增加相形放大电路。
广东技术师范学院实验报告学院：自动化专业：自动化班级：08自动化成绩：姓名：学号：组别：组员：实验地点：实验日期：指导教师签名：实验二项目名称：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。
实验四 霍尔式传感器的静态位移特性—直流激励
南昌大学实验报告学生姓名： 学 号： 专业班级： 实验类型：□ 验证 □ 综合 □ 设计 □ 创新 实验日期： 实验成绩：实验四 霍尔式传感器的静态位移特性—直流激励实验目的：了解霍尔式传感器的原理与特性。
所需单元及部件：霍尔片、磁路系统、电桥、差动放大器、V /F 表、直流稳压电源，测微头、振动平台。
有关旋钮的初始位置：差动放大器增益旋钮打到最小，电压表置2V 档，直流稳压电源置2V 档，主、副电源关闭。
实验步骤：（1）了解霍尔式传感器的结构及实验仪上的安装位置，熟悉实验面板上霍尔片的符号，霍尔片安装在实验仪的振动圃盘上，两个半圆永久磁钢固定在实验仪的顶板上，二者组合成霍尔式传感器。
（2）开启主、副电源将差动放大器调零后，增益置接近最小，使得霍尔片在磁场中位移时V /F 表读数明显变化，关闭主，副电源，根据图1接线，W 1、r 为电桥单元的直流电桥平衡网络。
（3）装好测微头，调节测微头与振动台吸合并使霍尔片置于半圆磁钢上下正中位置。
（4）开启主、副电源，调整W1使电压表指示为零。
（5）上下旋动测微头，记下电压表读数，建议每隔0.2mm 读一个数，将读数填入下表：图1 接线图做出V—X曲线，指出线性范围，求出灵敏度，关闭主、副电源。
可见，本实验测出的实际上是磁场情况，它的线性越好，位移测量的线性度也越好，它的变化越陡，位移测量的灵敏度也越大。
（6）实验完毕，关闭主、副电源，各旋钮置初始位置。
注意事项：（1）由于磁路系统的气隙较大，应使霍尔片尽量靠近极靴，以提高灵敏度。
（2）一旦调整好后，测量过程中不能移动磁路系统。
（3）激励电压不能过大，以免损坏霍尔片。
（±4V就有可能损坏霍尔片）。
传感器检测实验报告
一、实验目的1. 了解传感器的基本原理和检测方法。
2. 掌握不同类型传感器的应用和特性。
3. 通过实验，验证传感器检测的准确性和可靠性。
4. 培养动手能力和分析问题的能力。
二、实验原理传感器是将物理量、化学量、生物量等非电学量转换为电学量的装置。
本实验主要涉及以下几种传感器：1. 电阻应变式传感器：利用应变片将应变转换为电阻变化，从而测量应变。
2. 电感式传感器：利用线圈的自感或互感变化，将物理量转换为电感变化，从而测量物理量。
3. 电容传感器：利用电容的变化，将物理量转换为电容变化，从而测量物理量。
4. 压电式传感器：利用压电效应，将物理量转换为电荷变化，从而测量物理量。
三、实验仪器与设备1. 电阻应变式传感器实验装置2. 电感式传感器实验装置3. 电容传感器实验装置4. 压电式传感器实验装置5. 数字万用表6. 示波器7. 信号发生器8. 振动台四、实验步骤1. 电阻应变式传感器实验（1）连接实验装置，确保电路连接正确。
（2）调整信号发生器输出频率和幅度，使振动台产生一定频率和幅度的振动。
（3）观察数字万用表和示波器显示的应变值和电压值。
（4）分析应变值和电压值之间的关系，验证电阻应变式传感器的检测原理。
2. 电感式传感器实验（1）连接实验装置，确保电路连接正确。
（2）调整信号发生器输出频率和幅度，使振动台产生一定频率和幅度的振动。
（3）观察数字万用表和示波器显示的电感值和电压值。
（4）分析电感值和电压值之间的关系，验证电感式传感器的检测原理。
3. 电容传感器实验（1）连接实验装置，确保电路连接正确。
（2）调整信号发生器输出频率和幅度，使振动台产生一定频率和幅度的振动。
（3）观察数字万用表和示波器显示的电容值和电压值。
（4）分析电容值和电压值之间的关系，验证电容传感器检测原理。
4. 压电式传感器实验（1）连接实验装置，确保电路连接正确。
（2）调整信号发生器输出频率和幅度，使振动台产生一定频率和幅度的振动。
传感器实验实习报告
一、实习背景随着科技的不断发展，传感器在各个领域得到了广泛的应用。
为了更好地了解传感器的原理和应用，提高自己的实践能力，我参加了本次传感器实验实习。
通过本次实习，我对传感器的原理、结构、工作方式及在实际应用中的重要作用有了更深入的认识。
二、实习目的1. 了解传感器的基本原理、分类、结构和工作方式。
2. 掌握传感器实验的基本操作方法和技巧。
3. 通过实验验证传感器的性能，提高自己的实践能力。
4. 了解传感器在实际应用中的重要作用。
三、实习内容本次实习主要分为以下几个部分：1. 传感器基本原理学习首先，我们学习了传感器的定义、分类、工作原理和性能指标。
传感器是一种能够将非电学量转换为电学量的装置，它具有测量精度高、响应速度快、便于自动控制等优点。
传感器按照其工作原理可以分为电阻式、电容式、电感式、压电式等。
2. 传感器实验操作（1）电阻应变式传感器实验实验目的：了解电阻应变式传感器的结构、工作原理，掌握电桥测量应变片电阻的微小变化，进而测定悬臂梁的应变。
实验步骤：① 搭建惠斯通电桥，将电阻应变片接入电桥中；② 对悬臂梁施加微小形变，观察应变片电阻的变化；③ 通过电桥测量应变片电阻的微小变化，计算悬臂梁的应变。
（2）压电式传感器实验实验目的：了解压电式传感器的测量振动的原理和方法。
实验步骤：① 将压电传感器安装在振动台上；② 通过低频振荡器产生振动信号，接入振动台；③ 观察压电传感器输出信号的变化，分析振动信号的特点。
3. 传感器性能测试（1）灵敏度测试测试方法：通过改变输入信号的大小，观察输出信号的变化，计算灵敏度。
（2）线性度测试测试方法：在一定的输入范围内，分别测量输出信号，绘制输出信号与输入信号的关系曲线，分析线性度。
（3）频率响应测试测试方法：在一定的频率范围内，分别测量输出信号，绘制输出信号与频率的关系曲线，分析频率响应。
四、实习总结通过本次传感器实验实习，我收获颇丰。
以下是我对本次实习的总结：1. 深入了解了传感器的原理、分类、结构和工作方式。
传感器实验报告
实验一 金属箔式应变片——全桥性能实验一、实验目的了解全桥测量电路的优点二、基本原理全桥测量电路中，将受力方向相同的两应变片接入电桥对边，相反的应变片接入电桥邻边。
当应变片初始阻值R1=R2=R3=R4、其变化值1234R R R R ∆=∆=∆=∆时，其桥路输出电压3o U EK ε=。
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都得到了改善。
三、实验器材主机箱、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等。
四、实验步骤1.根据接线示意图安装接线。
2.放大器输出调零。
3.电桥调零。
4.应变片全桥实验数据记录如下表所示： 重量（g ） 0 20 40 60 80 100 120 140 电压（mv ）20.140.160.480.8100.8121.1141.2实验曲线如下所示：分析：从图中可见，数据点基本在拟合曲线上，线性性比半桥进一步提高。
5.计算灵敏度S=U/W ，非线性误差δ。
U=141.2mv ， W=140g ； 所以 S=141.2/140=1.0086 mv/g;m∆=0.1786g，y F S=140g，δ=⨯=0.1786/140100%06.利用虚拟仪器进行测量测量数据如下表所示：重量（g）0 20 40 60 80 100 120 140电压（mv）-1.1 19.6 40.4 61.1 81.7 102.4 122.0 142.0 实验曲线如下所示：五、思考题1.测量中，当两组对边电阻值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。
答：（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，能否及如何利用四组应变片组成电桥，是否需要外加电阻。
答：能够利用它们组成电桥。
对于左边一副图，可以任意选取两个电阻接入电桥的对边，则输出为两倍的横向应变，如果已知泊松比则可知纵向应变。
对于右边的一幅图，可以选取R3、R4接入电桥对边，则输出为两倍的纵向应变。
传感器实验报告
传感器实验报告传感器实验实验⼀、电阻应变⽚传感器1．实验⽬的(1) 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。
(2) 了解半桥的⼯作原理，⽐较半桥与单臂电桥的不同性能、了解其特点(3) 了解全桥测量电路的原理及优点。
(4) 了解应变直流全桥的应⽤及电路的标定。
2．实验数据整理与分析由以上两趋势图可以看出，其中⼀个20.9997R =,另⼀个20.9999R =，两个的线性都较好。
其中产⽣⾮线性的原因主要有：（1）04x R e e R R ?=+?，0e 和R ?并不成严格的线性关系，只有当0R R ?<<才有04x Re e R=，所以理论上并不是绝对线性的，总会出现⼀些⾮线性。
（2）应变⽚与材料的性能有关，这也可能产⽣⾮线性。
（3）实验中外界因素的影响，包括外界温度之类的影响。
为什么半桥的输出灵敏度⽐单臂时⾼出⼀倍，且⾮线性误差也得到改善？答：单臂：04x R e e R ?=半桥：1201()2x R R e e R R ??=-灵敏度公式：U S W=；所以半桥测量时是单臂测量的灵敏度的两倍。
0k 受电阻变化影响变得很⼩改善了⾮线性误差。
3．思考题a ．半桥测量时两⽚不同受⼒状态的电阻应变⽚接⼊电桥时，应放在：（1）对边（2）邻边。
解：邻边 b ．桥路（差动电桥）测量时存在⾮线性误差，是因为：（1）电桥测量原理上存在⾮线性（2）应变⽚应变效应是⾮线性的（3）调零值不是真正为零。
解：（1）（2）（3）。
c ．全桥测量中，当两组对边（R1、R3为对边）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。
解：（1）d ．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。
解：可组成全路电桥实验⼆差动变压器1.实验⽬的(1)了解差动变压器的⼯作原理和特性(2)了解三段式差动变压器的结构(3)了解差动变压零点残余电压组成及其补偿⽅法(4)了解激励频率低差动变压器输出的影响2.实验数据整理与分析实验A中产⽣⾮线性误差的原因：（1）存在零点残余电压（2）零点附近波动较⼤（3）读数时的⼈为误差分析产⽣零点残余电压的原因，对差动变压器的性能有哪些不利影响。
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。
传感器技术实验指导书
实验四电涡流传感器位移特性实验一、实验目的：1、了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。
2、了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。
3、了解电涡流传感器位移特性与被测体的形状和尺寸有关。
二、基本原理：电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器。
电涡流式传感器由传感器线圈和被测物体（导电体—金属涡流片）组成，如图4-1所示。
根据电磁感应原理，当传感器线圈（一个扁平线圈）通以交变电流（频率较高，一般为1MHz～2MHz）I1时，线圈周围空间会产生交变磁场H1，当线圈平面靠近某一导体面时，由于线圈磁通链穿过导体，使导体的表面层感应出呈旋涡状自行闭合的电流I2，而I2所形成的磁通链又穿过传感器线圈，这样线圈与涡流“线圈”形成了有一定耦合的互感，最终原线圈反馈一等效电感，从而导致传感器线圈的阻抗Z发生变化。
我们可以把被测导体上形成的电涡等效成一个短路环，这样就可得到如图4-2的等效电路。
图中R1、L1为传感器线圈的电阻和电感。
短路环可以认为是一匝短路线圈，其电阻为R2、电感为L2。
线圈与导体间存在一个互感M，它随线圈与导体间距的减小而增大。
图4-1电涡流传感器原理图图4-2电涡流传感器等效电路图根据等效电路可列出电路方程组：通过解方程组，可得I1、I2。
因此传感器线圈的复阻抗为：线圈的等效电感为：线圈的等效Q值为：Q＝Q0{[1-(Ｌ2ω2Ｍ2)/(Ｌ1Ｚ22)]／［1+(R2ω2Ｍ2)/(R1Ｚ22)］}式中：Q0—无涡流影响下线圈的Ｑ值，Q0＝ωＬ1／R1；Ｚ22—金属导体中产生电涡流部分的阻抗，Ｚ22＝R22+ω2L22。
由式Z、L和式Ｑ可以看出，线圈与金属导体系统的阻抗Z、电感L和品质因数Ｑ值都是该系统互感系数平方的函数，而从麦克斯韦互感系数的基本公式出发，可得互感系数是线圈与金属导体间距离x(H)的非线性函数。
因此Z、L、Ｑ均是ｘ的非线性函数。
虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为"S"型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。
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。
实验4 电涡流传感器位移实验
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、按图8-2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。
图8-1
图8-2
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曲线，根据曲线找出线性区域及选择位移测量时的最佳工作点，试计算量程为1mm、3mm及5mm时的灵敏度和非线性误差（可以用端基法或其它拟合直线）
五、思考题：
1、电涡流传感器的量程与哪些因素有关，如需要测量±3mm的量程应如何设计传感器处理电路？
2、用电涡流传感器进行非接触位移测量时，如何根据量程选用传感器？。
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。
传感器实验报告
实验一 箔式应变片性能一、实验目地：1、观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式。
2、测试应变梁变形的应变输出。
3、了解实际使用的应变电桥的性能和原理。
二、实验原理：本实验说明箔式应变片在单臂直流电桥、半桥、全桥里的性能和工作情况。
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，当被测件受力发生形变，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，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R 1、R 2、R 3、R 4中，电阻的相对变化率分别为△R 1／R 1、△R 2／R 2、△R 3／R 3、△R 4／R 4，当使用一个应变片时，R ΔR R =∑；当二个应变片组成差动状态工作，则有RR R Δ2=∑；用四个应变片组成二个差动对工作，且R 1＝R 2＝R 3＝R 4＝R ，RR R Δ4=∑。
由此可知，单臂，半桥，全桥电路的灵敏度依次增大。
根据戴维南定理可以得出测试电桥的输出电压近似等于1/4·E ·∑R ，电桥灵敏度Ku ＝V ／△R ／R ，于是对应于单臂、半桥和全桥的电压灵敏度度分别为1/4E 、1/2E 和E.。
由此可知，当E 和电阻相对变化一定时，电桥及电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。
三、实验所需部件：直流稳压电源（±4V 档）、电桥、差动放大器、箔式应变片、砝码（20g ）、电压表（±4v ）。
四、实验步骤：1、调零 开启仪器电源，差动放大器增益至100倍（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，用“调零”电位器调整差动放大器输出电压为零，然后拔掉实验线。
调零后电位器位置不要变化。
2、按图（1）将实验部件用实验线连接成测试桥路。
桥路中R 1、R 2、R3、和W D 为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器，R 为应变片（可任选上、下梁中的一片工作片）。
传感器实验报告
核技术与自动化工程学院实验报告课程名称：传感器原理及应用姓名：张亚磊张振宇学号：201106090112201106090115专业：核技术学期： 20013--2014任课教师：刘易实验（1）名称：应变片实验实验人员：张亚磊张振宇指导老师：刘易实验地点： 6C801 实验时间： 10.22一、实验目的及要求◇了解不同电桥的特性和实现方法：1. 直流单臂电桥特性2 .直流双臂电桥（半桥）特性3. 直流四臂电桥（全桥）特性◇1.详细记录不同电路连接时的测量数据2.在同一坐标上描绘出X—V曲线，比较三种接法的灵敏度3.编写实验报告二、实验内容图1-1 原理图电阻应变片式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器的构造由在弹性元件上粘贴电阻应变敏感元件构成，其工作原理是基于应变效应。
通过螺旋测微器的上下移动，给应变片施加不同的力，进而改变应变片的电阻。
通过以上电路，将输出信号经过差动放大器的放大，观察输出电压与位移的关系。
将应变片接入Rx，测量单臂电桥数据。
将应变片接入Rx和R3,构成半桥电路。
将四个电阻都接入电路，构成全桥。
三、实验步骤1.直流电源旋在±2V档。
F/V表置于2V，差动放大器增益打到最大。
2.系统调零，观察梁上的应变片，转动测微头，使梁处于水平位置（目测），接通总电源及副电源。
放大器增益旋至最大。
3.差动放大器调零，方法是用导线将放大器正负输入端与地连接起来，输出端接至F/V表输入端，调整差动放大器上的调零旋钮，使表头指示为零。
4.电桥调零，根据电路图，利用电桥单元上的接线和调零网络连接好测量电路。
图中r及w1为调平衡网络，先将Rx设置为工作片。
5.直流电源打到±4V，调整电桥平衡电位器使电压表为零（电桥调零）。
测微头调整在整刻度（0mm）位置，开始读取数据。
6.上下旋动测微头，每移动1mm（两圈）读取一个数值，测试数据填入表格；7.保持差动放大器增益不变，将R3换为与R4工作状态相反的另一个应变片形成半桥电路，测试数据填入表格；8.保持差动放大器增益不变，将R1、R2两个电阻换成另外两个应变片接成一个直流全桥，测试数据填入表格。
实验4 用力敏传感器测定液体表面张力系数(66-69)3100
实验四用力敏传感器测定液体的表面张力系数体表面层内的分子，由于受到不对称的分子力作用，使液体自由表面犹如一张拉紧的弹性薄膜，都有收缩趋势，因此液体表面内存在张力，称为液体表面张力。
表面张力是液体表面的重要特性，是液体表面内分子力作用的结果。
对于表面张力的研究，可以为分析分子的分布和液体表面结构提供有用的线索，说明泡沫、湿润和毛细现象等。
测量液体的表面张力系数有多种方法，如拉脱法、毛细管法、平板法、最大泡压法等。
本实验用拉脱法，利用力敏传感器进行测量。
【实验目的】1．学习用砝码对硅压阻力敏传感器进行定标,计算该传感器的灵敏度,掌握传感器的定标方法；2．观察拉脱法测液体表面张力的物理过程和物理现象,并用物理学基本概念和定律进行分析和研究,加深对物理规律的认识；3．测量纯水和其它液体的表面张力系数；4．测量液体的浓度与表面张力系数的关系（如酒精不同浓度时的表面张力系数）。
【实验仪器】液体表面张力系数测定仪、垂直调节台、硅压阻力敏传感器、铝合金吊环、g.50片码（7只）、吊盘、玻璃皿（2个）、镊子钳、游标卡尺、支架1、调节螺丝2、升降螺丝3、玻璃器皿4、吊环5、力敏传感器6、支架7、固定螺丝8、航空插头9、底座10、数字电压表11、调零旋钮图11-1硅压阻力敏传感器液体表面张力系数测定仪是一种新型拉脱法液体表面张力系数测定仪。
具有以下三个优点：1．用硅压阻力敏传感器（又称半导体应变计）测量液体与金属相接触的表面张力，该传感器灵敏度高，线性和稳定性好，以数字式电压表输出显示。
2．用一定高度的薄金属环，吊环不易变形，反复使用不易损坏或遗失。
3．吊环的外型尺寸经专门设计和实验，对直接测量结果一般不需要校正，可得到较准确可靠的结果。
因此本仪器测量液体表面张力系数误差小，重复性好；有利于学生学习和掌握硅压阻力敏传感器的原理和方法。
液体表面张力测定仪包括硅扩散电阻非平衡电桥的电源和测量电桥失去平衡时输出电压大小的数字电压表。
工程实践实验四——物联网传感器应用实验
物联网工程实践实验报告实验名称：物联网综合应用实验（一）班级：2018级通信工程（一）班姓名：学号：实验日期：20202年月日完成日期：20202年月日实验四物联网传感器应用实验一、实验目的1.了解温湿度传感器的工作原理和功能测试2. 了解人体感应传感器的工作原理和功能测试3. 了解光照/光强度传感器的工作原理和功能测试4. 了解震动传感器的工作原理和功能测试二、实验设备CES-IOT6818实验箱，Zigbee 传感网络套件：协调器、传感器模块、仿真器、MiniUSB。
三、实验原理1.温湿度传感器的工作原理温湿度传感器模块的基本参数:(1)输出信号:RS232:(2)串口数据格式:115200bps,N,8,1(3)湿度测量范围:0~100%RH，湿度测量精度:3%温度测量范围:-40~+123.8C，温度测量精度:+ 0.4(4)响应时间:8s (tau63%)低功耗80μW(12位测量串口协议格式说明:当串口数据读取出来的时候，是如下面十六进制显示的:FE11707900000402441600000000000000004C从左到右，数据表示意义如下FE:表示头字节11:表示从后一位开始到结尾的数据长度7079:表示终端的地址0000:表示父节点的地址04:教学平台编号02:温湿度传感器编号44:表示湿度16:表示温度0000000000000000:预留的位置2.人体感应传感器的工作原理(1)输出信号:RS232(2)事口数据格式115200ps.N,8.1.(3)工作电压:DC3.3V(4)静态电流(5)电平输出:高3.3V/低OV(6)触发方式:L不可重复触发/H重复触发(默认重复触发)(7)延时时间:0.5--200S(可调)可制作范围零点几秒--几十分钟(8)封锁时间:2.5S，可制作范围:零点几秒--几十秒(9)感应角度:<100度锥角(10)工作温度:-15~-70C(11)感应透镜尺寸:直径:23.2mm菲涅尔透镜串口协议格式说明:当串口数据读取出来的时候，是如下面十六进制显示的:FEII7379000004070100000000000000000019从左到右，数据表示意义如下FE:表示头字节II:表示从后一位开始到结尾的数据长度7379:表示终端的地址0000表示父节点的地址04:教学平台编号07:人体感应传感器编号3.光照/光强度传感器的工作原理光照度传感器模块的基本参数（1）输出信号:RS232;（2）串口数据格式:115200bps,N,8,1（3）供电电源:3.3V（4）光照度范围:0-65535lx（5）传感器内置16bitAD转换器（6）直接数字输出，省略复杂的计算，省略标定（7）不区分环境光源（8）接近于视觉灵敏度的分光特性（9）可对广泛的亮度进行1勒克斯的高精度测定（10）标准NXPIIC通信协议串口协议格式说明当串口数据读取出来的时候，是如下面十六进制显示的:FE117479000004083001000000000000000021从左到右，数据表示意义如下FE:表示头字节I1:表示从后一位开始到结尾的数据长度7479:表示终端的地址000:表示父节点的地址04:教学平台编号B:光照/光强度传感器编号3001:光照强度值4.震动传感器的工作原理震动传感器模块的基本参数(1)输出信号:RS232(2)串口数据格(15200p5N,8,1(3)工作电压:3.3V-5V(4)输出形式:数字开关量输出(0和1)(5)可以检测周围环境的震动，灵敏度可调(6)用于各种震动触发作用，报盗报警，智能小车，地震报警，摩托车报警等(7)高灵敏震动传感器，全方位感应震动(8)比较器输出，信号干净，波形好，驱动能力强，超15mA(9)本模块与常开型震动传感器模块相比，震动触发的时间更长，可以驱动继电器模体串口协议格式说明当串口数据读取出来的时候，是如下面十六进制显示的:FE117279.0000180100000000000000000007从左到右，数据表示意义如下FE:表示头字节l表示从后一位开始到结尾的数据长度7279:表示终端的地址000表示父节点的地址04教学平台编号0100震动感应状态，(1表示有震动，0表示没震动00000000000000)00:预留的位置四、实验步骤（1）准备好带有温湿度传感器的CC2530射频板，确定按照第一章1.2节设置节点板跳线为模式一，将CC2530仿真器连接到该CC2530射频板上，接上出厂电源。
传感器实验
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、实验仪器应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V 、±5V 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RRR E U ⋅+∆⋅=21/40 （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．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、±5V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，输出端Uo2接数显电压表（选择2V档）。
调节电位器Rw3使电压表显示为0V。
关闭主控台电源。
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。
4．加托盘后电桥调零。
电桥输出接到差动放大器的输入端Ui，检查接线无误后，合上主控台电源开关，预热五分钟，先调节Rw1使电压表显示近似为零，再调节Rw4约中间位置。
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班级：08计测2班学号：3108002518 姓名：陈伟冬
实验四震动信号的多种传感器测量与比较
试验项目名称：振动信号的多种传感器测量与比较
实验项目性质：普通试验
所属课程名称：传感器原理与设计
试验计划学时：2学时
一、实验目的
1、振动信号的获取可用不同类型的传感器，但不同类型的传感器有其适用范围和场
合。
本次实验用三种不同传感器对振动台振动信号检测，旨在实验中观察了解其适
用范围；
2、了解电涡流传感器、磁电式传感器和压电式传感器在振动检测中的测试方法及工程
应用。
二、试验内容和要求
1、电涡流传感器的振动测试。
了解电涡流传感器的结构、原理、工作特性及测试方法；
2、磁电式传感器的振动测试。
了解磁电式传感器结构、原理及实际应用：振动位移、
速度、加速度的检测；
3、压电式传感器的振动测试。
了解压电加速度计的结构、原理和工作特性，掌握压电
式加速度计的实际应用：振动加速度的直接检测。
三、实验主要仪器设备和材料
1、CYS型传感器系统综合实验仪
本次实验所用公共模块包括：①直流稳压电源；②差动放大器；③电压/频率表；
④低频振荡器；⑤低通滤波器。
此外，用不同传感器进行测量时还用到以下模块。
a、电涡流传感器测振：电涡流传感器、电涡流变换器；
b、压电式传感器测振：压电式传感器、电荷放大器（或电压放大器）；
c、磁电式传感器测振：磁电式传感器。
2、双踪示波器和接插连接实验导线若干。
四、实验方法、步骤及结果测试
一）实验原理及方法
二）实验步骤及结果测试
1、电涡流传感器振动测试观察
a、将电涡流线圈支架转一角度，置于圆盘振动台上方，线圈与圆盘面平行，
固定在一个合适位置，使圆盘振动时不碰擦传感器为好。
b、电涡流线圈
图4-1电涡流传感器输出波形
2、磁电式传感器的振动测试观察
a、按图6所示接线。
磁电式传感器端口接差动放大器两输入端，差动放大器
输出端接示波器。
b、开启电源，加入激励使圆盘振动台振动，调节振荡频率和幅度，观察输出
波形的变化。
图4-2a 磁电式传感器输出波形a
c、由低至高调节悬臂梁的振动频率，观察所得波形的变化趋势。
答：幅度先变大后变小。
d、将“激振I”与“磁电”端接线互换，接通低频振荡器，观察差动放大器的
输出波形。
并与原磁电式传感器波形比较。
图4-2a 磁电式传感器输出波形b
e、由d可得出结论：磁电式传感器是一种磁→电、电→磁转换的双向式传感
器。
3、压电式传感器的振动测试观察
a、观察压电式加速度传感器的结构：由双压电陶瓷晶片、惯性质量块、压簧，
引出的电极组装于塑料外壳内。
b、按图7、8接线，低频振荡输出接“激振II”端。
c、开启电源，调节振动频率与振幅，用示波器观察低通滤波器的输出波形。
图4-3 压电式传感器输出波形
d、使悬臂梁慢慢趋于谐振状态（悬臂梁振幅最大），观察示波器所观测到波形
的峰—峰值变化趋势。
答：悬臂梁振幅变大的同时，峰峰值也随着变大。
e、调低悬臂梁振动频率，观察所测波形的变化趋势。
、
答：悬臂梁频率降低，波形幅度变小
4、比较测试
a、用双线示波器的通道1和通道2，分别接入（电涡流/磁电、电涡流/压电、
磁电/压电）两种不同传感器转换电路的输出信号，观察同时测试同一振动
信号时的波形（幅值、频率和相位）输出。
b、调节激振器激振频率，观察比较不同传感器的输出波形。
五、思考题
1、传感器实验仪上的电涡流式传感器，除了能用作振动测试之外，还可能用来测量哪
些物理量？
答：电涡流传感器可以测量振动，位移，厚度，转速，温度，硬度等物理量，可以
进行无损探伤。
2、如何理解压电加速度传感器是一种对外力作用敏感的传感器？
答：由于压电效应，加速度越大，作用在传感器上的力就越大，产生压电电荷就越
多，所以压电式加速度传感器实际上是一种对外力敏感的传感器。
3、当振动频率很低时，可否用压电式传感器测振？
答：由于压电式加速度传感器是测量振动的加速度值，而在相同的位移幅值条件下
加速度值与信号的频率平方成正比，所以低频振动其振动量的加速度值会相当小，难以被分辨。
4、如何理解磁电式传感器是一种磁→电、电→磁转换的双向式传感器？
答：磁电式传感器具有双向转换特性，利用其逆转效应可以构成力矩发生器和电磁
激振器。