4、将酒精棉球逐步靠近传感器，观察红色LED指示灯的点亮情况，移开酒精 棉球，观察指示灯的熄灭情况。
5、在已知所测酒精浓度的情况下，调整RW1可进行实验模块的输出电压标定。 6、将变换电路的电压输出端接至电压表，重复上述④步，观察电压表指示的变 化情况。
实验四十一 湿度传感器湿度测量实验
一、实验目的：了解湿度传感器的工作原理及特性。
二、基本原理：本实验采用的是高分子薄膜湿敏电阻。感测机理是：在绝 缘基板上溅射了一层高分子电解质湿敏膜，其阻值的对数与相对湿度成近似的线 性关系，通过电路予以修正后，可得出与相对湿度成线性关系的电信号。
三、需用器件与单元：+5V直流电源、湿敏传感器实验模板、数字电压表。 四、实验步骤：
注：本实验的湿度传感器已由内部放大器进行放大、校正、输出的电压信号 与相对湿度成近似线性关系，标定在：0-3V→0-99%HR。
1、将主控箱+5V电源接入传感器实验模板电源输入端，信号电压输出端与数 字电压表相接，电压表置20V档。 2、准备好热湿棉球。
3、将热湿棉球置于传感器上方，并微微吹气，使棉球周围的空气湿度发生变 化，观察LED指示灯的点亮情况，同时注意观察数显电压表的指示值。 4、考虑一下为什么在实验模块通电后，湿度指示灯仪有几盏已点亮。
实验四十二 PSD位置传感器位置测量实验
PSD位置传感器是光电检测器件，利用PSD的光电流可测量入射到其感光区 域的光斑能量中心位置(一维)，时间响应快，可应用于多种测量场合。本PSD位置 传感器采用了模似电路的位置处理，利用传感器两极输出的电流，经运算放大器 电流电压变换，加减运算，(有条件还可利用模似除法器)，其输出电压取决于光斑 能量中心位置。
一、PSD位置传感器特征和参数： 1、直流供电：：±15V
2、PSD传感器参考电压：1.0V(系统自带)。 3、半导体激光电源：2.6V(系统自带)。
4、分辨率：根据调节输出增益有不同的分辨，典型输出幅度为2.0V时，分辨 率为70mv/0.1mm左右。
5、满程线性度：5%(PSD传感器两端线性度比较差)。 6、时间响应：＜0.1μs
7、输出电压稳定度：0.03V/60sec；输出电压最大幅度±：8V（需调整）。 8、中心位置偏差：<0.02mm，且中心位置偏差补偿可调。 9、线性度小于1%的有效距离为：±1mm～±2mm。
10、光斑能量中心位置与光电流关系：L～(12-11)/( 12+11)。 二、PSD位置传感器系统组成：见图12 1、PSD传感器。
2、电子处理模块：① I/V转换 ②加减电路 ③除法器* ④放大器(增益，调零) 3、半导体激光器。
4、机械调节支架(调节PSD传感器与激光光斑位置)。 5、振动梁 注：“*”电路为调试中可增减部分。 三、PSD传感器位置测试实验：
(1)将测微头与梁边上的磁铁吸合，调节测微头来调整激光光源的上下位置。使 光斑大约在PSD传感器的中心点上。
(2)旋转测微头使光斑能在PSD传感器有效面上移动。
(3)接入±15V电源，将PSD信号输出端V0与数字电压表Vi相联，电压表置2V档。 (4)调节测微头，使电压表指示为零。往上旋转测微头，每隔0.1mm或0.2mm读一 次电压表数值，并记入下表。
(5)将测微头回到零位，往下旋转测微头，同样每隔0.1或0.2mm读一次电压表 数值并填入上表。
(6)作出X—V曲线，计算系统灵敏度及分析误差的来源。
注：因PSD为高灵敏器件，系统的机械误差及测微头的误差都将对测试精度产 生较大影响。 四、思考题：
①测量物体的位置与位移，其概念有什么不同？ ②本实验可以测微振动吗？
实验四十三 PSD位置传感器微振动测量实验
由于PSD位置传感器的灵敏度非常高，所以可用来测量微振动。根据实验四十 二的原理及接线,移开测微头与悬臂梁的吸合,使梁处于自由状态。
将PSD面板上的电压输出端接入示波器。选择示波器适合的Y轴灵敏度及X轴 扫描时基，用手轻压下悬臂梁，然后松手，使梁处于自由振动状态，从示波器上可以 观察到一个衰减的自由振荡波形。
如有条件也可以将整个实验仪放在一个微振动物体的表面，来测量微机械振动。 思考题：
根据实验原理，微振动的测量灵敏度取决于哪些因素？
实验四十四 PSD位置传感器用于自动定位*
根据对实验四十二的理解，学生可以设想当某一工件需精确定位时，是否可用 PSD传感器来完成？如需自动调整位置，还需增加哪些部件？试画出方框图。
实验四十五 扭矩传感器原理实验
一、实验目的：了解应变式扭矩传感器的结构和工作原理，了解弹性元件 的作用。
二、基本原理：基于应变式传感器的工作机理，弹性体采用轮幅式结构(图 15-1)，当轮幅式结构的十字梁方孔内受到外加力矩M作用时，固定在外圆周边上
的十字梁中心点受到的力矩为M2=F23L2(L2为十字梁等效受力长度)，在F2力的作 用下每根幅射条产生的应力被粘贴在二根幅射条上、下面的四片电阻应变片转换 成电阻值的变化，这四片应变片组成了一个全桥，桥路的输出量反映了被测力矩M 的大小。
三、需用器件与单元：扭矩传感器实验模板、扭矩传感器、砝码、数显表、 ±15V电源、±4V电源。 四、实验步骤：
1、根据图15-2将扭矩传感器的引线与放大器相接，注意：a、b、c、d 4根引线 不要接错。用实验导线从主控箱接入±4V电源至电桥，实验模板上接入±15V直流 电源，放大器输出端VO2与主控箱数显电压表Vi相接。
2、将e、f端短接，Rw2调至中间，调节Rw3使数显表(2V档)指示为零，拆去短接线。 接入传感器输出线（c、d点）。
3、调节Rw1使电压表指示为零，将砝码盘置于扭矩传感器力杆的末端(使力臂 最长），并依次放入砝码，将相应的数显表指示值记入下表： 表15-1：力臂最长时，输出电压与重量之关系。
4、保持砝码盘内所有砝码，依次将砝码盘从杆末端向内移动一格（减少力臂）， 杆上每格间距为10mm，记录下每移动一格的电压表数值，填入下表： 表15-2：重量不变时，输出电压与力臂之间的关系：
5、进行数据整理，计算系统灵敏度S和非线性误差δf： 五、思考题
利用应变效应测量转轴扭矩还有哪些方法？
实验四十六 扭矩传感器的不同形式*
扭矩传感器根据用途场合不同,有很多种结构形式:有轴承式、扳手式、螺丝刀 式等等。设想如要测电机轴的扭矩，需要什么样的传感器？
实验四十七 超声波传感器测距实验
一、实验目的：了解超声波在介质中的传播特性及超声波传感器测距原 理和结构。
二、基本原理：超声波测距传感器由发射探头、接收探头或收/发一体化
探头及相应的测量电路组成。超声波是一种听觉值以外的振动，其常用频率范围在 104～33106KHz之间，超声波在介质中以三种形式传播：横波、纵波、表面波，用于 测量距离时采用纵波。本实验的超声波发射探头的发射频率为40KHz，在空气中波 速为?344m/s。当发射探头发射的超声波在空气中传播时碰到介面就会产生反
射波，它被接收探头接收，若发、收波的时间差为Δt，根据s=酢う?这一关系就能得到 探头与反射介面的距离。
三、需用器件与单元：超声波传感器实验模板、超声波发射/接收器件、 反射挡板、数显表、±15V电源。 四、实验步骤：
1、将主控箱上的±15V电源接入超声实验模块。
2、距超声波探头30cm处放置反射挡板，合上电源。调节挡板正对探头。
3、以三源板侧边为基准，平行移动反射板，依次递增2cm，读出数显表上的数 据（N），记入表16-1。
表16-1:超声波传感器显示值与距离之间的关系。
4、根据表16-1数据画出N-X曲线，计算测量误差。 五、思考题：
调节反射档板的角度，重复一下上述实验，体会超声波传感还可用于测量角度 吗？
实验四十八 超声波传感器的运用*
根据对实验四十七的理解，超声波传感器用途非常广泛，除测距的外还可用于 测速、测料位、防碰、防盗、探物等等。