传感器与自动检测技术实验指导书.doc

传感器与自动检测技术 胡向东　编 重庆邮电学院自动化学院 测控技术与仪器教学部 2005年8月 CSY－998型传感器系统实验仪使用说明 一、实验仪简介 　　CSY－998型传感器系统实验仪是由浙江大学杭州高联传感技术有限公司研制生产的一种专门用于传感器与自动检测技术课程实验教学的仪器，该实验仪如图一所示。它主要由各类传感器（包括应变式、压电式、磁电式、电容式、霍尔式、热电偶、热敏电阻、差动变压器、涡流式、气敏、湿敏、光纤传感器等）、测量电路（包括电桥、差动放大器、电容放大器、电压放大器、电荷放大器、涡流变换器、移相器、相敏检波器、低通滤波器等）及其接口插孔组成。该系统还提供了直流稳压电源、音频振荡器、低频振荡器、F/V表、电机控制等。 图一　CSY－998型传感器系统实验仪 二、可开设的实验 　　目前，根据教学工作的需要和实验大纲要求，基于该实验平台，可以向学生开设9个操作实验，即： 实验一　金属应变片：单臂、半桥、全桥功能比较（验证） 实验二 差动变压器特性及应用（综合） 实验三　差动螺线管电感式传感器特性（设计） 实验四 差动变面积式电容传感器特性（验证） 实验五　压电加速度传感器特性及应用（验证） 实验六　磁电式传感器特性（验证） 实验七 霍尔式传感器特性（验证） 实验八　热敏电阻测温特性（设计） 实验九 光纤位移传感器特性及应用（验证） 三、主要技术指标 差动变压器量程：≥5mm 电涡流位移传感器量程：≥1mm 霍尔式传感器量程：≥1mm 电容式传感器量程：≥2mm 热电偶：铜－康铜 热敏电阻　温度系数：负　　25℃阻值：10K 光纤传感器：半圆分布、LED发光管 压阻式压力传感器量程：10Kpa（差压）　供电：≤6V 压电加速度计：　安装共振频率：≥10KHz　 10、应变式传感器：箔式应变片阻值：350欧 11、PN结温度传感器：灵敏度约－2.1mV/℃ 12、差动放大器：放大倍数1～《》……………………………………6 实验一　金属应变片：单臂、半桥、全桥功能比较（验证）………………8 实验二 差动变压器特性及应用（综合）……………………………………11 实验三　差动螺线管电感式传感器特性（设计）……………………………16 实验四 差动变面积式电容传感器特性（验证）……………………………17 实验五　压电加速度传感器特性及应用（验证）……………………………19 实验六　磁电式传感器性能（验证）…………………………………………21 实验七 霍尔式传感器特性（验证）…………………………………………22 实验八　热敏电阻测温特性（设计）…………………………………………24 实验九 光纤位移传感器特性及应用（验证）………………………………25 《传感器与自动检测技术》课程（本科） 实验教学大纲 一、课程编号：080303 二、课程类型：必修课/限选课 适用专业：自动化、测控技术与仪器、电气工程与自动化 课程学时：48学时（讲课40学时，实验8学时） 先修课程：高等数学、概率论与数理统计、电路分析基础、电子电路、数字电路与逻辑设计等。 三、课程的地位、作用和任务 《传感器自动检测技术》课程对各类传感器的原理及结构有着较为清楚的介绍，同时课程还大量的实例,有关传感器设备在自动检测技术方面的应用。 4、将直流稳压电源打到±4V档。选择适当的放大增益，然后调整电桥平衡电位器，使表头指零(需预热几分钟表头才能稳定下来)。 5、加上砝码，每加一个读数，将测得数值填入下表： 重量W(g) 电压V(mV) 6、保持放大器增益不变，将R3换为与R4工作状态相反的另一应变片，形成半桥，调整电桥平衡电位器，使表头指零。然后依次加上砝码，同样测出读数，填入下表： 重量W(g) 电压V(mV) 7、保持差动放大器增益不变，将R1，R2两个电阻换成另两片工作片，接成一个直流全桥，通过电桥平衡电位器调好零点。依次加上砝码，将读出数据填入下表： 8、在同一坐标纸上描出W-V曲线，比较三种接法的灵敏度S＝？。 重量W(g) 电压V(mV) 问题： 根据实际测试的数据与理论上推导的公式相比较，结论如何？ 对桥路测量线路有何特别的要求？为什么？ 注意事项： (1)在更换应变片时应将电源关闭，以免损坏应变片。 (2)在实验过程中如果发现电压表发生过载，应将量程扩大或将差放增益减小。 (3)直流稳压电源不能打的过大，以免损坏应变片或造成严重自热效应。 (4)接全桥时请注意区别各应变片的工作状态方向，保证R1与R3工作状态相同，R2与R4工作状态相同。 (5)在本实验中只能将放大器接成差动