测试技术实验指导书
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实验一光电感测传感器性能实验
一、实验目的
了解光敏晶体管、光遮断器的特性
二、实验仪器设备
1、KL-62001 实验器。
2、模板KL-64001,KL-64002,KL-64003。
3、连接线2mm-0.65mm。
4、附件:小磁铁
三、实验电路原理说明
(一)、光电晶体
光控电路
本电路由光电晶体所构成的光控开关电路。当光电晶体不受光时,C、E 两端为截止状态,因此输出端为高电位。当受光时,受光强度的大小,输出电压随之做大小变化。
(二)、光遮断器
当光遮断器的检测口没有物体通过时,发光二极管加一偏压,产生一光源,此一光源,照射光电晶体,集电极电流变大,使集电极电位(Vo)下降。一旦光束被检测物阻断时,光电晶体的集电极电路下降,集电极电压(Vo)上升。利用集电极电压的高低变化,并将输出波形加以调整,即可侦测物体的有无。
四、实验步骤与记录
(一)、光电晶体
1、依图所示,取出KL-64001 模板的PHOTO TRANSISTOR 区域。
2、输出Vo1 端接KL-62001 STATUS DISPLAY & DCV INPUT 正端,接地接INPUT 负端。
3、KL-62001 接线图
4、将KL-62001 主机的电源打开,此时显示器应亮。
5、将KL-62001 STATUS DISPLAY & DCV MODE 选在DCV,RANGE 定在20V。
6、当光电晶体不受光时(用手将光电晶体的受光面遮住),量测Vo1 端的电压值,记录。
7、当光电晶体受光时(以日光灯直射时),量测Vo1 端的电压值,记录。
8、光源打开,移动光电晶体与光源的距离,记录。
距离 0cm 5cm 10cm 15cm 20cm 30cm 40cm 50cm
Vo1
(二)、光遮断器
1、依图所示,找出KL-64001 模板的PHOTO INTERRUPTOR 区域。Vo2 端接至KL-62001 STATUS DISPLAY & DCV INPUT 正端,接地端接至INPUT 负端。
2、KL-62001 接线图
3、将KL-62001 主机的电源打开,此时显示器应亮。
4、将KL-62001 STATUS DISPLAY & DCV MODE 选在DCV,RANGE 定在20V。
5、当没有物体在检测口时,光遮断器的光电晶体输出Vo 部分为多少?
6、若有物体在检测口时,Vo2 输出为多少?
7、将一厚纸板切成方波的形状,当缓缓移动纸片时,光电晶体输出Vo2 端有高、低电压的
变化,将此信号接至示波器或者计数器,记录方波的周期。
实验二温度感测传感器性能实验
一、实验目的
了解温度感测传感器的性能
二、实验仪器设备
1、KL-62001 实验器。
2、模板KL-64001,KL-64002,KL-64003。
3、连接线2mm-0.65mm。
三、实验电路原理说明
(一)、热敏电阻
热敏电阻与R8,R9 组成Q2 的分压电路。室温时SENSOR 7 呈高阻抗,因此在R8,R9 的电压将不足使Q2 导通;因Q2 集电极高电位,Q3 无法导通,所以CR1 发光二极管OFF。当温度上升时,R8,R9 的分压足够使Q2 导通,因此Q3 导通,因而CR1 发光二极管导通。若再加装警报电路即可作为过温保护。
(二)、人体焦耳式体温传感
焦耳式体温传感器,由于静电效应输出阻抗很高,因此基板的一侧连接一FET 作为阻抗匹配的电压随耦器,工作时需加直流于D 极和S 极。当人体接近传感器时,在源极(S)端感应一个脉冲信号,送至运算放大器做一个正向放大器。调整VR1MΩ,可改变输出的放大倍数。
四、实验步骤与记录
(一)、热敏电阻
1、取出KL-62002 模板的THERMISTOR 区域,Vo7 接至KL-62001DCV 正端。
2、KL-62001 接线图
3、将KL-62001 主机的电源打开,此时显示器应亮。
4、将KL-62001 STATUS DISPLAY & DCV MODE 选在DCV,RANGE 定在20V。
5、利用KL-62001DCV 测量Q2 对地电压,改变R8 的阻值,则电表所指示的电压值是否改变?
6、调整R8 使LED 在ON 与OFF 之间。
7、使用电烙铁靠近RTD,此时Q2 的基极电压为几伏,此时LED 是否有动作?
8、将电烙铁移开,使RTD 的温度下降,此时LED 是否OFF?为什么?
(二)、人体焦耳式体温传感
1、传感器在KL-62002 模板上(PYROELECTRIC DETECTOR),将Vo5 接至示波器。
2、热源的取得,可使用烙铁代替。
3、当有热源靠近时,应有输出信号,记录输出的变化情形,当热源固定不动时,记录输出
的变化情形。
4、热源若改以人体时,当人体接近时,记录在多少距离时,传感器的输出有明显的变化。
5、若人体固定不动时,传感器是否有输出。
实验五应变计实验
一、实验目的
1、了解应变计特性,掌握应变计超重报警器原理
2、使学生了解Load Cell 结构。
3、使学生了解Load Cell 特性。
4、使学生了解Load Cell 转换电路的原理。
5、使学生了解Load Cell 的应用
二、实验仪器设备
1. 数位式电表(DMM)
2. KL-62001 主实验器
3. KL-64007 实验模板
4. 砝码一组(5kg)(选购)
三、相关知识
由以前基本电学的理论可知,某导线的电阻值与其电阻系数(ρ),长度(L)成正比,而与其截面积(A)成反比。因此,若将此导线之长度拉长或缩短,则其电阻值必定会发生改变。利用这种原理可制成㆒种转换器,称为应变计(Straingage,SG)。若有导体其长度为L,所对应的电阻为R,如图9-1 所示,若对此导体施加压力使其长度缩短,但截面积增加,则其电阻会减少,如图9-1之(-△R,-△L)。但若对导体施加拉力,则其长度增加,但截面积减
+△L)。当导体受外力后,除了几何形状改变外,
导体的电阻系数也会发生变化。对一般材料而
言,材料受到压力的作用时,电阻系数会增加;
相反的,受到拉力的作用时,电阻系数会减少。
应变计(SG)的形式有两种:线状(Wire)
与箔状(foil),其两者的基本特性相同,均对应
变有产生对应之电阻变化。而应变计对应变(作
用力)之灵敏度为单方向,即只有㆒个方向才对
应变发生反应。图9-2为普通一般的应变计,它提供上述之特性。由图中可看出导线来回圈折,可使得长度增加提供足够的电阻变化。若应变作用在图9-2 之垂直方向,导线长度并
不发生变化,故也无电阻变化,而只有在水平加作用力才能改变导线长度。