传感器实验三报告.doc

传感器与检测技术实验报告 课程名称： 传感器与检测技术 实验项目： 光电传感器实验 实验地点： 专业班级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 2013年 11 月 11 日 实验一 光纤位移传感器测位移特性实验 实验目的：了解光纤位移传感器的工作原理和性能。 二、基本原理：光纤传感器是利用光纤的特性研制而成的传感器。本实验采用的是传光型光纤位移传感器，它由两束光纤混合后，组成Y形光纤。两光束混合后的端部是工作端亦称探头，它与被测体相距d，由光源发出的光纤传到端部出射后再经被测体反射回来，另一束光纤接收光信号由光电转换器转换成电量。 三、器件与单元：主机箱中的±15V直流稳压电源、电压表；Ｙ型光纤传感器、光纤传感器实验模板、测微头、反射面。 四、实验步骤： 1、将二根光纤尾部端面(包铁端部)对住自然光照射，观察探头端面现象，当其中一根光纤的尾部端面用不透光纸挡住时，在探头端观察面为半圆双D形结构。 2、按下图安装、接线。 3、将主机箱电压表的量程切换开关切20V档，调节实验模板上的RW、使主机箱中的电压表显示为0V。 4、逆时针调动测微头的微分筒，每隔0.1mm读取电压表显示值填入表。 光纤位移传感器输出电压与位移数据 X（mm） 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 V(v) 0 0.12 0.26 0.40 0.53 0.66 0.77 0.89 1.06 1.16 5、根据表26数据画出实验曲线并找出线性区域较好的范围计算灵敏度和非线性误差。实验完毕，关闭电源。 五、思考题： 光纤位移传感器测位移时对被测体的表面有些什么要求？ 答：光纤传感器位移/输出电压曲线的形状取决于光纤探头的结构特性，但是输出信号的绝对值却是被测表面反射率的函数，为了使传感器的位移灵敏度与被测表面反射率无关，可采取归一化过程，即将光纤探头调整到位移/输出曲线的波峰位置上，调整输人光使输出信号达到满量程，这样就可对被测量表面的颜色、灰度进行补偿。 实验二 光电传感器测转速实验 一、实验目的：了解光电转速传感器测量转速的原理及方法。 二、基本原理：光电式转速传感器有反射型和透射型二种，本实验装置是透射型的(光电断续器也称光耦)，传感器端部二内侧分别装有发光管和光电管，发光管发出的光源透过转盘上通孔后由光电管接收转换成电信号，由于转盘上有均匀间隔的6个孔，转动时将获得与转速有关的脉冲数，脉冲经处理由频率表显示ｆ，即可得到转速ｎ=10f。 三、需用器件与单元：主机箱中的转速调节0～24V直流稳压电源、+5V直流稳压电源、电压表、频率\转速表；转动源、光电转速传感器—光电断续器。 四、实验步骤： 1、将主机箱中的转速调节0～24V旋钮旋到最小并接上电压表；再按图所示接线，将主机箱中频率／转速表的切换开关切换到转速。 2、检查接线无误后，合上主机箱电源开关，在小于12V范围内调节主机箱的转速，观察电机转动及转速表的显示情况。 3、从2V开始记录每增加1V相应电机转速的数据；画出电机的V-ｎ特性曲线。实验完毕，关闭电源。 五、思考题： 已进行的实验中用了多种传感器测量转速，试分析比较一下哪种方法最简单、方便。 答：开关式霍尔传感器是线性霍尔元件的输出信号经放大器放大，再经施密特电路整形成矩形波输出的传感器；磁电传感器是一种将被测物理量转换成为感应电动势的有源传感器，与开关式霍尔传感器一样，磁电传感器测速也要求齿轮上装磁体，且测量很低的转速是经都会很低；本实验装置是透射型的光电传感器，传感器内侧分别装有发光管和光电管，发光管发出的光源透过转盘上的通孔后又光电管接收转换成为电信号，由于转盘上有均匀的孔，转动时将获得与转速有关的脉冲数，脉冲经过处理由频率表显示f ，即可得到转速n=10f，该方法比较简单方便。 【感想】通过本实验，我更加深入了解了光纤位移传感器和光电传感器，应用这些传感器可以测量位移，转速，这加强了我对传感器测量这些量的认识。实验时，接线比较复杂，需要非常细心而且有耐心，严谨地做实验才能够得到更多锻炼。 选取X从5.3到5.8，S=0.1v/mm,拟合直线为： Y=0.073x-0.37, δ=0.0306/(0.084-0.001)*100%=36.87%