《传感器与检测技术》 实验指导书
编写 彭建辉
中南大学信息科学与工程学院
二O一六年九月
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 数据采集卡及处理软件 .................................................................................................. 3 1.4 控制器简介 ....................................................................................................................... 5 1.5 温度源及温度控制原理简介 .......................................................................................... 11 第二章 传感器与检测技术实验 .................................................................................................. 13
实验一 应变片单臂特性实验 ............................................... 13 实验二 应变片半桥特性实验 ............................................... 17 实验三 应变片全桥特性实验 ............................................... 18 实验四 应变片单臂、半桥、全桥特性比较 ................................... 19 实验五 电感式传感器的性能实验 ........................................... 20 实验六 电感式传感器零点残余电压补偿实验 ................................. 23 实验七 电涡流传感器位移特性实验 ......................................... 25 实验八 被测体材质对电涡流传感器特性影响 ................................. 28 实验九 被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验 ....................... 28 实验十 霍尔式传感器位移特性实验 ......................................... 29 实验十一 光纤传感器的位移特性实验 ....................................... 32 实验十二 超声波测距实验 ................................................. 35 实验十三 压电式传感器测振动实验 ......................................... 37 实验十四 光敏电阻的光电特性实验 ......................................... 41 实验十五 光敏二极管的光电特性 ........................................... 43 实验十六 光敏三极管的光电特性 ........................................... 45 实验十七 光电池的光电特性 ............................................... 46 实验十八 气敏传感器实验 ................................................. 48 实验十九 湿敏传感器实验 ................................................. 49
实验二十 压阻式压力传感器的压力测量实验 ................................ 51 实验二十一 K热电偶测温特性实验 ......................................... 53 实验二十二 Pt100铂电阻(热电阻)测温特性实验 ............................. 58 实验二十三 霍尔开关式传感器测转速实验 .................................. 62 实验二十四 磁电式传感器测转速实验 ...................................... 63 实验二十五 光电传感器测转速实验 ........................................ 66 实验二十六 智能转速控制系统的设计 .............................................................................. 68
传感器与检测技术实验指导书 第一章 传感器实验仪使用说明
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
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、传感器调理模块、数据采集卡、软件等各部分组成。
图1.1 传感器实验箱图
1、机头
由电子称；悬臂梁；振动源(振动盘)；升降调节杆；传感器的安装架(静态位移安装架)；
传感器输入插座；光纤座、电涡流孔及超声波显示等组成。
2、主板部分
主板部分有十大单元电路组成：频率／电压显示单元；液晶显示单元；数据处理单元；控制器单元；直流稳压电源输出单元(提供高稳定的±15V、±5V、＋1.2V～＋12V可调等)；传感器的输出口单元；音频振荡器 （0.4KHz～10KHz可调）和低振荡器 (1Hz～30Hz可调)；数据采集应用单元；转动源单元。
3、调理电路部分
调理电路有两部分可插拔模块组成，根据实验需要可以自由更换，模块电源通过特制六
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传感器与检测技术实验指导书 第一章 传感器实验仪使用说明
芯线连接（提供高稳定的±15V、±5V、地）。
4、信号源
1） 温度源＜150℃（可调）；2）振动源 1Hz～30Hz；3）转动源 0～5000r/min
4、传感器：详见表1.1传感器
5、数据采集卡及处理软件：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525×475×220(mm)。
1.2 传感器
表1.1 传感器表 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
传感器名称 电阻应变式传感器 差动变压器 电涡流位移传感器 霍尔式位移传感器 光纤位移传感器 超声波移传感器 光敏电阻 光敏二极管 光敏三极管 光电池 气敏传感器 湿敏传感器 扩散硅压力传感器 Pt100铂电阻 K型热电偶 磁电式传感器 光电转速传感器 霍尔式转速传感器 压电式传感器 量 程 0～200 g ±6mm 2.5mm ±5mm 1.5mm 100cm 线 性 ±1% ±2% ±2% ±3% ±5% 备 注 350Ω 10Ω左右 10Ω左右 输入端800Ω左右 输出端400Ω左右 1-3kΩ 三线制 暗阻≥5M，亮阻≤1KΩ 光敏电阻 峰值波长：0.8-0.9um 开路电压：≥5mV 50～2000PPm 10～95%RH 0～40kpa 常温～150℃ 常温～150℃ 5000转/分 5000转／分 5000转/分 光敏二极管 光敏三极管 光电池 ±1% ±4% ±4% ±0.5% ±0.5% ±0.5% 2