大学物理自主设计性实验(7)

2019-01-27 14:53

预设:直流恒压电源,万用表2V档,差放增益置于适当位置。

1.先检查压力表指针是否处于零位,如果没有对准,可以通过工具校准或以某一个值为基准(如

),并记下该值;

2.按照图23-1接线,注意接线正确,否则易损坏元器件,差动放大器接成同相反相均可;

3.供压回路如图23-2所示;

4.将加压皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝拧松;

5.打开直流恒压电源,将差动放大器的增益拧至最大,并适当调节调零旋钮,使万用表指示尽可能为零,记下此时万用表读数;

6.拧紧皮囊上单向调节阀的锁紧螺丝,轻按加压皮囊,注意不要用力太大,每隔一个压力差,记下万用表的示数,并将数据填入下表:

根据所得的结果计算系统灵敏度

,并作出

关系曲线,找出线性范围。

【注意事项】

1.实验中压力不稳定,应检查加压气体回路是否有漏气现象,气囊上单身调节阀的锁紧

螺丝是否拧紧;

2.如读数误差较大,应检查气管是否有折压现象,造成传感器与压力表之间的供气压不均匀;

3.如觉得差动放大器增益不理想,可调整其增益旋钮,不过此时应重新调整零位,调好后在整个实验过程中不得再改变其位置。 4.实验完毕必须关闭直流恒压电源后再拆去实验连接线。(拆去实验连接线时要注意手要拿住连接线头部接起,以免拉断实验连接线。)

【思考题】

1.差压传感器是否可用作直空度以及负压测试?

2.如何实验测量人的肺活量,怎么样去实验?请给出设计方案、原理图和必要的文字说明。

实验二十四、气敏电阻(MQ3)实验

【实验目的】

了解气敏电阻(传感器)的原理与应用。

【实验仪器】

JK-19型直流恒压电源、差动放大器、电桥模块、万用表、气敏电阻(传感器)和九孔实验板接口平台。

【实验步骤】

预设:直流恒压电源逆时针拧至最小。

1.先将差动放大器调零; 2. 按图24-1接线;

,万用表2V档,差放放大器增益拧至最小、电桥模块中的

3. 打开直流恒压电源,预热约5-15分钟后,用浸有酒精的棉球靠近传感器,并轻轻吹气使酒精挥发并进入传感器金属网内,同时观察万用表数值的变化。此时电压读数 。它反映了传感

两端间的电阻随着 发生了变化。说明

检测到了酒精气体的存

在与否,如果万用表变化不够明显,可适当调大差动放大器增益。

设计:

利用现有的条件是否可以设计出一个酒精气体报警器,你认为还需要哪些条件? 提示:

1.需进行浓度标定;

2.还需增加哪些必要的电路。 MQ系列气敏元件使用说明: 特点:

1. 具有很高的灵敏度和良好的选择; 2. 具有长期的使用寿命和可靠的稳定性; ㈠ 结构、外形和元件符号 1.

系列气敏元件的结构如图24-2所示,由微型

陶瓷管、

敏感层、测量

电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢网的腔体内,加热器为气敏元件的工作白日做梦了必要的工作条件。

2. 气敏元件有6只针状管脚,其中4个用于信号取出,2个用于提供加热电流。 ㈡ 性能

1. 标准回路:如图2所示,

气敏元件的标准测试问路由两部分组成。其一为加热回路。

其二为信号输出回路,它可以准确反映传感器表面电阻的变化。 2. 传感器的表面电阻

的变化,是通过与其串联的负载电阻RL上的有效电压信号

输出面获得的。二者之间的关系表述为:3. 标准工作条件: 符号 4. 环境条件: 符号 参数名称 使用温度 储存温度 相对温度 氧气浓度 小于技术条件 参数名称 回路电压 加热电压 负载电阻 加热器电阻 加热功耗 技术条件 可调 备注 室温 备注 推荐使用范围 标准条件氧气浓度会影响灵敏度 最大值大于 5.灵敏度特性 符号 参数名称 技术条件 探测浓度范围 适用气体 敏感体电阻 浓斜率度 (洁净在空气中) MQ-2 MQ-3 MQ-4 300~1000I-C4H10 50~2000C2H5OH 1000~20000CH4 丁烷、丙烷、烟雾、氯气液化石油气 酒精 甲烷、天燃气 :20℃±2℃ 标准测试条件 :10V±0.1V :65%±5% : 5V±0.1V MQ-5 800~500H2 氢气、煤气 预热时间 大于小时 MQ-6 QM-7 300~10000 LPG 液化石油气 30~1000 CO 一氧化碳、氢气 实验二十五、湿敏电阻(RH)实验

【实验目的】

了解湿敏电阻(传感器)的原理与应用。

【实验仪器】

差动放大器、万用表、电桥模块、湿敏电阻(传感器)、JK-19型直流恒压电源和九孔实

验板接口平台。

【实验步骤】

预设:直流恒压电源

档、万用表

1.观察湿敏电阻结构,它是在一块特殊的绝缘基底上射了一层高分子薄膜而形成的,先将差动放大器调零,再按图25-1接线;

2.取二种不同潮湿度的海棉或其它易吸潮的材料,分别轻轻地与传感器接触,观察万用表数字变化,此时万用表的显示数值变 ,也就是

的阻值变 。说明

检测到了湿度的变化,而且随着湿度的不同,阻值变化也不一样。

注意:在实验时所取的湿材料不要太湿,只要有点潮就行了,否则会产生湿度饱和现象,延长脱湿时间。 3.

的通电稳定时间、脱湿时间与环境的湿度、温度都有一定的关系。请实验者注意。

设计成一个湿度测量仪,并给出电路原理图和简要的文字说明。

设计:请你用

实验二十六、热释电人体接近实验

【实验原理】

热释电传感器是利用热电效应的热电型红外传感器。在温度不变化时不产生任何信号的

传感器,所谓热电效应就是随温度变化产生电荷的现象。多用于人体红外幅射温度检测。

【实验目的】

了解热释电传感器的特性和基本原理。

【实验仪器】

热释电传感器、差动放大器、电荷放大器、JK-19型直流恒压电源、九孔实验板接口平台、万用表和示波器传感器外由金属腔外壳和滤色片构成,中间黑色方孔为滤色片,内有敏感元件和阻搞交换电器。实验时请勿用手或其它物体碰触滤色片,以免损坏器件,不能进行正常实验。

【实验步骤】

1.按图26-1接线,热释电传感器模块+4V接在直流恒压电源的+4V上,GND与GND相连,热释电的器的

端接差动放大器的

端,

接GND,差动放大器的

端接到电荷放大

端,电荷放大器的端接示波器。

档)示数的

2.差动放大器的增益为最小,注意观察示波器上的波形及万用表(交流变化,改变手指与传感器之间的距离,又有什么现象?

3.画出

(目测)时

的波形,并分析其原因。

【注意事项】

因为传感器的灵敏度比较高,对周围的红外辐射都能接收,所以在实验时周围的人不要随意走动。

【思考与设计】


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