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传感器实训室设备,传感器技术实训装置

传感器实训室设备,传感器技术实训装置
传感器实训设备是机电工程系专业实训室之一,传感器技术实训设备可承担应用电子技术、机电一体化技术、电气自动化技术专业的传感器技术与应用课程的实验或实训。
传感器实训室主要设备:
上海硕博科教设备有限公司生产的传感器技术实验台。 传感器检测实验台主要由试验台部分、三源板部分、处理(模块)电路部分和数据采集通讯部分组成。
传感器实训室可进行的实训项目:
1、传感器和转换电路板采用模块式结构,便于灵活组合(每种传感器配备1~2块转换电路板)开出各种实验,也便于根据教学大纲增加新的实验项目。
2、传感器的结构以及转换电路板上的印刷电路和元器件都直观可见,传感和转换电路板的正面印有电路原理图。这种直观的特点有助于学生增加感性认识,增强实验效果。
3、所用传感器尽量选择工业上实用的或与之接近的类型,具有实用性和先进性。
4、实验结果精度较高,在一定的位移范围内,传感器非线性误差不超过3%。
5、提供计算机采集系统,包括高精度的数据采集卡和简便易用的数据处理软件,可以帮助学生对实验结果进行分析。
6、实验接线方便,电源具有自动保护功能。
(三)实验项目
◆ 电阻式传感器的单臂电桥性能实验
◆ 电阻式传感器的半桥性能实验
◆ 电阻式传感器的全桥性能实验
◆ 电阻式传感器的单臂、半桥和全桥的比较实验
◆ 电阻式传感器的振动实验 *
◆ 电阻式传感器的电子秤实验 *
◆ 变面积式电容传感器特性实验
◆ 差动式电容传感器特性实验
◆ 电容传感器的振动实验 *
◆ 电容传感器的电子秤实验 *
◆ 差动变压器的特性实验
◆ 自感式差动变压器的特性实验
◆ 差动变压器的振动实验 *
◆ 差动变压器的电子秤实验 *
◆ 光电式传感器的转速测量实验
◆ 光电式传感器的旋转方向测量实验
◆ 接近式霍尔传感器实验
◆ 霍尔传感器的转速测量实验
◆ 涡流传感器的位移特性实验
◆ 被测体材质对涡流传感器特性的影响实验
◆ 涡流式传感器的振动实验 *
◆ 涡流式传感器的转速测量实验
◆ 温度传感器及温度控制实验(AD590)
◆ K型热电偶的温度控制实验
◆ E型热电偶的温度控制实验
◆ 铂热电阻的温度控制实验
◆ 铜热电阻的温度控制实验
◆ 磁电式传感器的特性实验
◆ 磁电式传感器的转速测量实验
◆ 磁电式传感器的应用实验 *
◆ 压电加速度式传感器的特性实验
◆ 光纤传感器的位移特性实验
◆ 光纤传感器的振动实验
◆ 光纤传感器的转速测量实验
◆ 压阻式压力传感器的特性实验
◆ 压阻式压力传感器的差压测量实验 *
◆ 超声波传感器的位移特性实验
◆ 超声波传感器的应用实验 *
◆ 气敏传感器的原理实验
◆ 湿度式传感器的原理实验
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。
实验二 电阻式传感器的半桥性能实验
一、实验目的
掌握半桥电路的工作原理和性能。
二、实验所用单元
同实验一。
三、实验原理及电路
将两个受力方向不同的应变片电阻分别接入电桥的两个相邻桥臂,组成半桥形式的测量电路,转换电路的输出灵敏度提高,非线性得到改善。
实验三 电阻式传感器的全桥性能实验
一、实验目的
掌握全桥电路的工作原理和性能。
二、实验所用单元
同实验一。
三、实验原理及电路
将四个应变片电阻分别接入电桥的四个桥臂,两相邻的应变片电阻的受力方向不同,组成全桥形式的测量电路,转换电路的输出灵敏度进一步提高,非线性得到改善。实验电路图见图3-1,全桥的输出电压UO=4EKε
四、实验步骤
1、按实验一的实验步骤1至3进行操作。
2、按图3-1接线,将四个应变片接入电桥中,注意相邻桥臂的应变片电阻受力方向必须相反。
实验四 电阻式传感器的单臂、半桥、全桥性能比较实验
一、实验目的
比较半桥、全桥形式输出时的灵敏度和非线性度。
二、实验所用单元
同实验一。
三、实验报告
1、按实验一、实验二、实验三所得的单臂、半桥和全桥输出时的灵敏度和非线性误差,从理论上进行分析比较,注意实验一、实验二和实验三中的放大器增益必须相同。
2、若要提高系统的灵敏度,除了采用不同的桥路形式外,还能采用什么措施?
实验五 电阻式传感器的振动实验 *
一、实验目的
了解电阻应变式传感器的动态特性。
二、实验所用单元
电阻应变式传感器、调零电桥、直流稳压电源、低频振荡器、振动台、示波器。
三、实验原理及电路
将电阻式传感器与振动台相连,在振动台的带动下,可以观察电阻式传感器动态特性,电路图如图5-1。
实验六 电阻式传感器的电子秤实验 *
一、实验目的
1、进一步掌握电阻应变式传感器的特性。
2、了解电阻应变式传感器在称重仪器中的应用。
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、振动台、砝码。
三、实验原理及电路
由于电阻式传感器的输出与位移成正比,利用弹性材料的特性,可以使电阻式传感器输出与质量成线性关系,由此可以进行质量的测量。在本实验中可以利用振动台的振动梁作为弹性部件。
四、实验步骤
1、根据实验一至实验五的实验内容设计电子秤实验的实验装置。
2、调节差动放大器的零点与增益,调节该电子秤实验装置的零点与量程,注意确定量程时不要超出电阻式传感器的线性范围,并使砝码质量与输出电压在数值上有直观的联系。
3、根据所确定量程,逐次增加砝码的质量,将质量与输出电压记入下表。
实验七 变面积式电容传感器特性实验
一、实验目的
1、了解变面积式电容传感器的基本结构。
2、掌握变面积式电容及二极管环形电桥的工作原理。
3、掌握变面积式电容传感器的调试方法。
二、实验所用单元
电容式传感器、电容式传感器转换电路板、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、实验电路框图如图7-1所示。电容的变化通过电容转换电路转换成电压信号,经过差动放大器放大后,用数字电压表显示出来。
实验八 差动式电容传感器特性实验
一、实验目的
1、了解差动式电容传感器的基本结构。
2、掌握差动式电容传感器的调试方法。
二、实验所用单元
电容式传感器、电容式传感器转换电路板、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
实验电路框图如图8-1所示。与实验七不同之处在于接入电容转换电路的两个电容都为可变电容,当电容传感器的动极移动时,两个电容的电容量都发生变化,但变化方向相反,这样就构成差动式的电容传感器。
实验九 电容传感器的振动实验 *
一、实验目的
了解电容式传感器的动态特性。
二、实验所用单元
电容式传感器、电容式传感器转换电路板、直流稳压电源、低频振荡器、振动台、示波器。
三、实验原理及电路
将电容式传感器与振动台相连,在振动台的带动下,可以观察电容式传感器动态特性,电路图如图9-1。
实验十 电容传感器的电子秤实验 *
一、实验目的
1、进一步掌握电容式传感器的特性。
2、了解电容式传感器在称重仪器中的应用。
二、实验所用单元
电容式传感器、电容式传感器转换电路板、差动放大器板、直流稳压电源、数字电压表、振动台、砝码。
三、实验原理及电路
由于电容式传感器的输出与位移成正比,利用弹性材料的特性,可以使电容式传感器输出与质量成线性关系,由此可以进行质量的测量。在本实验中可以利用振动台的振动梁作为弹性部件。
四、实验步骤
1、根据实验七及实验八的实验内容设计电子秤实验的实验装置。
2、调节差动放大器的零点与增益,调节该电子秤实验装置的零点与量程,注意确定量程时不要超出电容式传感器的线性范围,并使砝码质量与输出电压在数值上有直观的联系。
3、根据所确定量程,逐次增加砝码的质量,将质量与输出电压记入下表。
实验十一 差动变压器的特性实验
一、实验目的
1、了解差动变压器的基本结构。
2、掌握差动变压器及整流电路的工作原理。
3、掌握差动变压器的调试方法。
二、实验所用单元
电感式传感器、电感式传感器转换电路板、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、差动变压器由一个初级线圈和两个次级线圈及一个铁芯组成,当铁芯移动时,由于初级线圈和次级线圈之间的互感发生变化使次级线圈的感应电势产生变化,一个次级线圈的感应电势增加,另一个则减少,将两个次级线圈反向串接,就可以引出差值输出,其输出电势反映出铁芯的位移量。
2、差动变压器实验电路图如图11-1所示。
实验十二 自感式差动变压器的特性实验
一、实验目的
1、了解自感式差动变压器的基本结构。
2、掌握自感式差动变压器及整流电路的工作原理。
3、掌握自感式差动变压器的调试方法。
二、实验所用单元
电感式传感器、电感式传感器转换电路板、差动放大器板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。
实验十三 差动变压器的振动实验 *
一、实验目的
了解差动变压器的动态特性。
二、实验所用单元
电感式传感器、电感式传感器转换电路板、直流稳压电源、低频振荡器、振动台、示波器。
实验十四 差动变压器的电子秤实验 *
一、实验目的
1、进一步掌握差动变压器的特性。
2、了解差动变压器在称重仪器中的应用。
二、实验所用单元
电感式传感器、电感式传感器转换电路板、差动放大器板、直流稳压电源、数字电压表、振动台、砝码。
三、实验原理及电路
由于差动变压器的输出与位移成正比,利用弹性材料的特性,可以使差动变压器输出与质量成线性关系,由此可以进行质量的测量。在本实验中可以利用振动台的振动梁作为弹性部件。
实验十五 光电式传感器的转速测量实验
一、实验目的
1、了解光电式传感器的基本结构。
2、掌握光电式传感器及其转换电路的工作原理。
3、掌握差动变压器的调试方法。
二、实验所用单元
光电式传感器、光电式传感器转换电路板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。
三、实验原理及电路
1、光断续器原理如图15-1所示,一个开口的光耦合器,当开口处被遮住时,光敏三极管接收不到发光二极管的光信号,输出电压为0,否则有电压输出。
实验十六 光电式传感器的旋转方向测量实验
一、实验目的
了解旋转方向的测量方法。
二、实验所用单元
光电式传感器、光电式传感器转换电路板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架、双踪示波器。
三、实验原理及电路
光电式传感器经过转换电路后可输出相位差分别为0°、90°、180°、270°的方波信号,如果电动机的旋转方向改变,这四个方波信号之间的相位关系也随之改变,可以根据相位关系判断电动机的旋转方向。
四、实验步骤
1、按照实验十五的步骤连接好实验电路。
2、接通电源,调节电位器RP使电动机在一个合适的转速上旋转。
3、将双踪示波器Y1探头接0°输出端,Y2探头依次接90°、180°、270°输出端,观察波形之间的相位关系,并记录波形。
4、改变电动机输入电压的方向,重复步骤3,并记录波形。
五、实验报告
1、画出从示波器上观察到的八组波形,比较电动机旋转方向不同时,各方波之间的相差关系。
2、为什么开关型光电传感器多采用红外线形式?
实验十七 接近式霍尔传感器实验
一、实验目的
1、掌握开关型集成霍尔传感器及其转换电路的工作原理。
2、了解利用开关型集成霍尔传感器制作接近开关的方法。
二、实验所用单元
霍尔式传感器转换电路板、霍尔电路配套磁钢和铁片(实验十九中的涡流载体)、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。
三、实验原理及电路
1、实验电路如图17-1所示。电路主要由三部分组成,第一部分是霍尔集成电路,第二部分是触发器,第三部分是两个非门。当发光二极管亮时,表示有输出信号。
实验十八 霍尔传感器的转速测量实验
一、实验目的
了解开关型霍尔传感器用于测量转速的方法。
二、实验所用单元
霍尔传感器探头(内附转换电路)、电机(光电传感器中)、电机调速装备(光电传感器转换电路中)、位移台架、直流稳压电源、数字电压表
三、实验原理及电路
利用开关型霍尔传感器探头对旋转体磁极的明显变化产生脉冲信号,经电路处理即可测量转速。
四、实验步骤
1、固定好位移台架,将霍尔传感器探头装于传感器支架上,将电机放入位移台架的圆孔中,使探头对准电机转盘磁极。
2、霍尔传感器探头的红线接面板上的+5V电源,蓝线接数字电压表输入端,黑线接地。
3、将数字电压表切换开关拨到频率档,调节电机调速旋钮,使电机转动,观察实验现象。
实验十九 涡流传感器的位移特性实验
一、实验目的
1、了解涡流式传感器的基本结构。
2、掌握涡流式传感器的工作原理及性能。
二、实验所用单元
涡流式传感器和铁片、涡流式传感器转换电路板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。
三、实验原理及电路
通以高频电流的线圈产生磁场,当有导电体接近时,因导电体涡流效应产生涡流损耗,引起线圈的电感发生变化。而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关,因此可以进行位移测量。实验电路如图19-1所示,采用电容式三点式振荡器,用于产生高频电流,电流的大小与电感L2(即涡流感应头中的线圈)的大小有关,滤波后输出直流信号。
实验二十 被测体材质对涡流传感器特性的影响实验

一、实验目的
了解不同的被测体材料对涡流式传感器特性的影响。
二、实验所用单元
与实验十九相同,另加铜和铝的被测体小圆盘。
三、实验原理及电路
涡流效应与金属导体本身的电阻率和磁导率有关,因此不同的材料就会有不同的特性。
四、实验步骤
实验步骤与实验十九相同,只是分别用铜圆盘和铝圆盘代替实验十九中的铁圆盘,并将实验数据分别记入表20-1和表20-2中。
实验二十一 涡流式传感器的振动实验 *
一、实验目的
了解差动变压器的动态特性。
二、实验所用单元
涡流式传感器和铁片、涡流式传感器转换电路板、直流稳压电源、低频振荡器、振动台、示波器。
三、实验原理及电路
将涡流式传感器与振动台相连,在振动台的带动下,可以观察涡流式传感器动态特性。
四、实验步骤
1、固定好振动台,将涡流式传感器置于振动台上,将振动连接杆与涡流式传感器的铁片连接。
2、按照图19-1接线,注意将转换电路输出与示波器探头相连,低频振荡器输出接振动台小板上的振荡线圈。
3、接通电源,调节低频振荡器的振幅与频率以及示波器的量程,观察输出波形。
实验二十二 涡流式传感器的转速测量实验
一、实验目的
了解涡流式传感器用于测量转速的方法。
二、实验所用单元
涡流传感器探头(内附转换电路)、电机(光电传感器中)、电机调速装备(光电传感器转换电路中)、差动放大器、位移台架、直流稳压电源、数字电压表
三、实验原理及电路
利用涡流式传感器探头对旋转体材质的明显变化产生脉冲信号,经电路处理即可测量转速。
四、实验步骤
1、固定好位移台架,将涡流传感器探头装于传感器支架上,将电机放入位移台架的圆孔中,使探头对准电机转盘磁极。
2、将涡流传感器探头的两根输出信号线接至差动放大器的输入端,差动放大器的输出接至数字电压表的输入端。
3、将数字电压表切换开关拨到频率档,调节电机调速旋钮,使电机转动,观察实验现象。
实验二十三 温度传感器及温度控制实验(AD590)
一、实验目的
1、熟悉半导体型温度传感器AD590的基本性能。
2、应用AD590实现对温度的检测和简单控制。
二、实验所用单元
保温盒(内附温度传感器)、温度传感器转换电路板、温度控制电路板、玻璃管水银温度计、直流稳压电源、低压交流电源、数字电压表、位移台架
实验二十四 K型热电偶的温度控制实验
一、实验目的
了解K型热电偶的特性与应用。
二、实验所用单元
加热源、K型热电偶(温度控制用)、K型热电偶(测量用)、温度控制单位、温度传感器实验板、数字电压表、万用表(自备)
三、实验原理及电路
当两种不同的金属组成回路,如二个接点处的温度不同,在回路中就会产生热电势,这就是热电效应。温度高的接点称为工作端,置于被测温度场,温度低的接点称为冷端(或自由端),冷端的温度为恒温,一般为室温或补偿后的0℃或25℃。
热电偶实验原理图如图24-1所示。K型热电偶接至差动放大器的输入端,经放大后输出电压由数字电压表显示。
实验二十五 E型热电偶的温度控制实验
一、实验目的
了解E型热电偶的特性与应用。
二、实验所用单元
加热源、K型热电偶(温度控制用)、E型热电偶(测量用)、温度控制单位、温度传感器实验板、数字电压表、万用表(自备)
三、实验原理及电路
实验及电路参见实验二十四,本实验测量E型热电偶的特性。
四、实验步骤
按实验二十四的步骤进行操作,将实验结果记入下表中,E型热电偶在50℃时的分度值为3.047mV。
实验二十六 铂热电阻的温度控制实验
一、实验目的
了解铂热电阻的特性与应用。
二、实验所用单元
加热源、K型热电偶、Pt100热电阻、温度控制单位、温度传感器实验板、数字电压表、万用表(自备)
三、实验原理及电路
利用导体电阻随温度变化的特性,可以通过测量电路将电阻的变化转换为电压输出,达到测量温度的目的。热电阻用于温度测量时,要求其材料电阻温度系数大、稳定性好、电阻率高,电阻与温度之间最好呈线性关系。常用的有铂热电阻和铜热电阻,铂热电阻的阻值与温度的关系为:
Rt=R0(1+At+Bt2),其中Rt为温度t下的阻值,R0为0℃下的阻值,铂热电阻一般采用三线连接,其中一端接二根引线主要是为消除引线电阻对测量结果的影响。
铂热电阻实验原理图如图26-1所示。铂热电阻与R1、R2、R4组成直流电桥,经差动放大器放大后输出电压由数字电压表显示。
实验二十七 铜电阻的温度控制实验
一、实验目的
了解铜热电阻的特性与应用。
二、实验所用单元
加热源、K型热电偶、铜热电阻、温度控制单位、温度传感器实验板、数字电压表、万用表(自备)
三、实验原理及电路
实验原理及电路图参见实验二十六,注意铜热电阻接至桥路的C、D两端。
实验二十八 磁电式传感器的特性实验
一、实验目的
1、了解磁电式传感器的结构。
2、掌握磁电式传感器的工作原理及应用。
二、实验所用单元
磁电式传感器、差动放大器、低频振荡器、振动台、直流稳压电源、示波器
实验二十九 磁电式传感器的转速测量实验
一、实验目的
了解磁电式传感器用于测量转速的方法。
二、实验所用单元
磁电式传感器探头(内附转换电路)、电机(光电传感器中)、电机调速装备(光电传感器转换电路中)、差动放大器、位移台架、直流稳压电源、数字电压表
三、实验原理及电路
旋转体在旋转时对磁电式传感器探头中线圈的磁通率造成明显变化,探头产生脉冲信号,经电路处理即可测量转速。
四、实验步骤
1、固定好位移台架,将磁电式传感器探头装于传感器支架上,将电机放入位移台架的圆孔中,使探头对准电机转盘磁极。
2、将磁电传感器探头的两根输出信号接至差动放大器的输入端,差动放大器输出接至数字电压表输入端。
3、将数字电压表切换开关拨到频率档,调节电机调速旋钮,使电机转动,观察实验现象。
实验三十 磁电式传感器的应用实验 *
磁电式传感器是一种采用绝对测量原理的传感器,因而不用找其它的相对静止点,可以直接放在地面上测量振动。请设计一个简易的装置用来测量车床的振动。
实验三十一 压电加速度式传感器的特性实验
一、实验目的
1、了解压电加速度式传感器的基本结构。
2、掌握压电加速度式传感器的工作原理及应用。
二、实验所用单元
压电加速度式传感器、压电加速度转换电路板、低频振荡器、振动台、直流稳压电源、数字电压表、示波器
三、实验原理及电路
压电式传感器是一种典型的有源传感器,其中有力敏元件,在压力、应力、加速度等外力作用下,压电介质表面产生电荷,从而实现非电量的测量。本实验采用的传感器的输出信号与传感器移动的加速度成正比,实验电路框图如图31-1所示。
实验三十二 光纤传感器的位移特性实验
一、实验目的
1、了解光纤位移传感器的基本结构。
2、掌握光纤传感器及其转换电路的工作原理。
二、实验所用单元
光纤传感器、光纤传感器转换电路板、反射面、位移台架、直流稳压电源、数字电压表
三、实验原理及电路
本实验采用的是导光型多模光纤,它由两束光纤混合成Y型光纤,探头为半圆分布,一束光纤端部与光源相接发射光束,另一束端部与光电转换器相接接收光束,两光束混合后的端部是工作端即探头。由光源发出的光通过光纤传到端部射出后再被测体反射回来,由另一束光纤接收光信号经光电转换器转换成电压量,该电压的大小取决于反射面与探头的距离。
实验三十三 光纤传感器的振动实验
一、实验目的
了解光纤位移传感器的动态特性。
二、实验所用单元
光纤传感器、光纤传感器转换电路板、低通滤波器、低频振荡器、振动台、直流稳压电源、示波器
实验三十四 光纤传感器的转速测量实验
一、实验目的
了解光纤位移传感器用于测量转速的方法。
二、实验所用单元
光纤传感器、光纤传感器转换电路板、电机(光电传感器中)、电机调速装备(光电传感器转换电路中)、位移台架、直流稳压电源、数字电压表
三、实验原理及电路
利用光纤位移传感器探头对旋转体反射光的明显变化产生脉冲信号,经电路处理即可测量转速。
实验三十五 压阻式压力传感器的特性实验
一、实验目的
1、了解扩散硅压阻式传感器测量压力的方法。
2、掌握扩散硅压阻式传感器及其转换电路的工作原理。
二、实验所用单元
压阻式压力传感器、压阻式压力传感器转换电路板、橡皮气囊、储气箱、三通连接导管、压力表、位移台架、直流稳压电源、数字电压表
实验三十六 压阻式压力传感器的差压测量实验 *
一、实验目的
了解利用压阻式压力传感器进行差压测量的方法。
二、实验所用单元
同实验三十五
三、实验原理
实验三十六中所采用的压力传感器有两个压力输入端,储气箱中的气体压力作用到传感器中硅膜片的一侧,另一侧所受的压力为大气压力。如果另一侧也输入可调节的气压,则可以进行差压测量。
实验三十七 超声波传感器的位移特性实验
一、实验目的
1、了解超声波在介质中的传播特性。
2、了解超声波传感器测量距离的原理与结构。
3、掌握超声波传感器及其转换电路的工作原理。
二、实验所用单元
超声波发射探头、超声波接收传感器、超声波传感器转换电路板、反射挡板、振动台、直流稳压电源、数字电压表
三、实验原理及电路
超声波传感器由发射探头与接收传感器及相应的测量电路组成。超声波是在听觉阈值以外的声波,其频率范围在20KHz至60KHz之间,超声波在介质中可以产生三种形式的振荡波:横波、纵波和表面波。本实验以空气为介质,用纵波测量距离。发射探头发出40KHz的超声波,在空气中传播速度为344m/s,当超声波在空气中碰到不同介面时会产生一个反射波和折射波,其中反射由接收传感器输入测量电路,测量电路可以计算机超声波从发射到接收之间的时间差,从而得到传感器与反射面的距离。
实验三十八 超声波传感器的应用实验 *
超声波传感器是一种非接触式的位移传感器,非常适用于距离报警的设备。请设计一个汽车的倒车雷达装置,并进行说明。
实验三十九 气敏传感器的原理实验
一、实验目的
1、了解气敏传感器的基本结构。
2、掌握气敏传感器的工作原理及其应用。
二、实验所用单元
气敏传感器、差动放大器、位移台架、直流稳压电源、数字电压表、酒精棉花球(自备)
三、实验原理及电路
气敏元件及传感器种类很多,其测量对象有氧、氢、氮、一氧化碳、二氧化碳、丁烷、甲烷、乙醇等,不同的测量对象有不同的原理。本实验采用的是适用于测量乙醇浓度的气敏传感器,实验电路如图40-1所示。
气敏元件由微型Al2O3陶瓷管、SnO2敏感层、测量电极和加热器构成,气敏元件固定在不锈钢制成的腔体内。它有6个针状管脚,其中4个并联成AB两端用于输出信号,另两个r管脚用于提供加热电流。
实验四十 湿度式传感器的原理实验
一、实验目的
1、了解湿度传感器的基本结构。
2、掌握湿度传感器的工作原理及其应用。
二、实验所用单元
湿度传感器、位移台架、直流稳压电源、数字电压表、湿棉花球(自备)、干燥剂(自备)
三、实验原理及电路
湿敏元件主要有电容式和电阻式两种,电容式采用高分子薄膜为感湿材料,用微电子技术制作,其电容值随湿度呈线性变化,再通过测量电路将电容转换为电压值。电阻式湿敏元件其电阻值的对数与相对湿度接近线性关系,可以用于测量相对湿度。
附录一 计算机数据采集系统的使用说明
计算机数据采集系统由数据采集卡、计算机及数据采集软件组成,可以利用计算机的强大数据处理功能对实验结果进行分析。
一、采集系统的组成
1、数据采集卡
数据采集卡已安装于仪器内部,其采集的数据即为实验设备上数字电压表的信号输入端。
技术指标为:12位A/D转换;分辨率1/2048;采样周期1ms~1000ms,可自行设定;采集方式分单次和连续两种模式,单次模式用于采集一个静态的数据,连续模式用于采集动态的连续数据。
2、实验软件
提供一张软盘,运行软盘中的setup.exe文件,按照提示进行安装。
3、通讯约定
利用计算机的串行接口RS232,波特率28800,1个停止位,无奇偶校验位。
二、实验软件的使用
1、实验前先用随机的通讯线将数据采集卡与计算机空闲的COM口相连。
2、在通讯设置选择所连接的COM口。
3、在实验箱上进行实验操作,直到获得实验结果。
4、点击"新建实验"按钮,在"新建实验"窗口中设置好实验信息。选择采集方式分单次或连续。
单次采集每组最多采集30个数据,实验结果曲线可以用实验点、点间连线、拟合线三种方式任意显示,可以同屏显示几组的实验曲线用于进行比较,如电阻式传感器的单臂、半桥、全桥特性的比较。
连续采集最高采样频率为1KHz,最长采集时间为10s。连续采集的实验曲线可以按时间轴任意缩放。
5、点击"开始实验"按钮,开始当前一次的实验。单次采集时在实验列表中选择一个实验点,在相应的单元格中点击左边的"采集"按钮,采集当前的实验数据。连续采集时点击"开始实验"按钮,立即开始当前一次的实验并马上开始采集,采集结果显示在当前的实验列表中,每次实验最多可以做4次。
6、其他按钮的功能
(1) "画曲线"按钮:按照实验列表中的数据显示实验曲线,当数据实验变化或更改设置后,都需要点击"画曲线"按钮进行重画。
(2) "保存实验"按钮:将实验结果保存到文件中。
(3) "打开实验"按钮:打开用"保存实验"按钮保存的实验结果。
(4) "打印"按钮:将实验结果打印出来,打印前应检查计算机的打印机设置。
(5) "帮助"按钮:用于查看联机帮助信息。
三、故障分析
1、不能进入软件主界面:请检查是否按要求将附带的软件正确安装。
2、不能找开COM口:请检查Windows系统中"调制解调器"选项中的"诊断"项目;检查该COM口是否被占用或该COM口的中断号是否与其他硬件有冲突。
3、不能进行采集:检查实验箱与计算机的通讯线是否正常连接或实验箱是否开机。
附录二 温度控制仪表操作说明
一、各功能的调出顺序
1、仪表通电后,经过几秒钟后,PV窗口显示测量值,SV窗口显示设定值,进入正常工作状态。
2、温度的设定:按SET键,SV窗口的第一位高亮,其他位闪烁,按 键将高亮位移至需设定位,按排显示SP(温度设定值)。按 或 键直至将数字设定至所需值,再按SET键设定结束。
3、控制参数的设定:按SET键5秒钟以上,PV窗口显示控制参数的提示符(详见控制参数一览表),配合 、 或 键,使SV窗口显示为所需要的值。继续按SET键,PV窗口依次显示各参数的提示符,可以继续设定其他的参数,再按SET键5秒钟以上,回到标准模式(无键按下30秒钟后自动返回到标准模式)。
4、仪表控制参数的自整定功能:按SET键使PV窗口显示"ATU",按 键,SV窗口显示"1",按SET键5秒钟,返回正常显示模式,此时"AT"灯亮,仪表开始自整定,温度经过三波动后自整定结束,"AT"灯灭,仪表将以新的PID参数进行控制,并永久保存。

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