【2017年整理】新传感器实验指导书.10.10.doc

《传感器与检测技术》 实验指导书 编写 吴同茂 彭建辉 中南大学信息科学与工程学院 二O一四年十月 前 言 传感器实验仪主要用于我院测控技术与仪器、自动化、电气工程及其自动化、智能科学与技术、物联网工程、电子信息工程等专业开设的“传感器与自动检测技术”、“检测技术与仪表”、 “自动检测技术”、“非电量电测技术”、“传感技术”等课程的实验教学及课程设计。 本实验指导书是在原传感器实验仪实验指南的基础上改编的。在编写上我们力求有较大的适应面便于学生独立操作而深入思考。 传感器系统实验仪上采用的大部分传感器虽是教学传感器（透明结构便于教学）但其结构与线路是工业应用的基础。希望通过实验帮助广大学生加深理解课本知识，从实验得到的结果、现象分析中学会作为一个科技工作者应具有的动手能力与操作技能，加强动手能力培养。为此，学生应了解有关的实验装置的使用方法，做好实验前预习报告，我们也在附录中列写了有关的内容，供学生参考。当然，由于编写者时间、水平、精力所限，难免有疏漏谬误之处，热切期望您的赐教！ 本实验实验指导书第章每个实验中都有注意事项。希望学生认真阅读，谨慎操作，否则容易引起器件损坏。谢谢您的合作！ 2014年10月  目 录 第一章 传感器实验仪使用说明 1 1.1 传感器系统实验箱的组成 1 1.2 传感器 2 1.3 V9.0数据采集卡及处理软件 3 1.4 调节仪简介 4 1.5 温度源及温度控制原理简介 16 第二章 传感器与检测技术实验 17 实验一 应变片单臂特性实验 17 实验二 应变片半桥特性实验 22 实验三 应变片全桥特性实验 23 实验四 应变片单臂、半桥、全桥特性比较 24 实验五 应变直流全桥的应用—电子秤实验 25 实验六 压阻式压力传感器的压力测量实验 27 实验七 差动变压器的性能实验 29 实验八 激励频率对差动变压器特性的影响 32 实验九 差动变压器零点残余电压补偿实验 33 实验十 差动变压器测位移实验 34 实验十一 差动变压器的应用—振动测量实验 36 实验十二 电涡流传感器位移特性实验 38 实验十三 被测体材质对电涡流传感器特性影响 41 实验十四　被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验 42 实验十五 电涡流传感器测振动实验 42 实验十六 K热电偶测温特性实验 43 实验十七 Pt100铂电阻(热电阻)测温特性实验 49 实验十八 线性霍尔式传感器位移特性实验 54 实验十九 开关式霍尔传感器测转速实验 57 实验二十 磁电式传感器测转速实验 58 实验二十一 光电传感器测转速实验 60 实验二十二 光纤传感器的位移特性实验 61 实验二十三 气敏传感器实验 63 实验二十四 湿敏传感器实验 65 第一章 传感器实验仪使用说明 1.1 传感器系统实验箱的组成 CSY-XS传感器实验箱平面图如图1.1所示：主要由机头、主板、信号源、传感器、数据采集卡、PC接口、软件等各部分组成。 图1.1 CSY-XS传感器实验箱平面图 1、机头 由应变梁(含应变片、PN结、NTC RT热敏电阻、加热器等)；振动源(振动台)；升降调节杆；测微头和传感器的安装架(静态位移安装架)；传感器输入插座；光纤座及温度源等组成。 2、主板部分 主板部分有八大单元电路组成：智能调节仪单元；频率／电压显示(F/V表)单元；音频振荡器 （1KHz～10KHz可调）和低振荡器 (1Hz～30Hz可调)单元；直流稳压电源输出单元(提供高稳定的±15V、＋5V、±4V、＋1.2V～＋12V可调等)；数据采集和RS232 PC接口单元；传感器的输出口单元；转动源单元；各种传感器的调理电路单元。 3、信号源 温度源＜150℃（可调）； 振动源 1Hz～30Hz； 转动源 0～2400r/min 4、传感器：详见1.2传感器（共十九种传感器） 5、数据采集卡及处理软件：详见1.3 V9.0数据采集卡及处理软件 6、实验箱：供电：AC 220V 50Hz 功率0.2kW 实验箱尺寸为515×420×185(mm)。 1.2 传感器 表1.1 传感器表 序 号 传感器名称 量 程 线 性 备 注 1 电阻应变式传感器 0～200 g ±1% 350Ω 2 扩散硅压力传感器 4～20kpa ±1% 3 差动变压器 ±4mm ±2% 5～10Ω 4 电容式传感器 ±2.5mm ±3% 5 霍尔式位移传感器 ±2mm ±3% 6 霍尔式转速传感器 2400转/分 ±0.5% 7 磁电式传感器 2400转/分 ±0.5% 8 压电式传感器