基本传感器实验报告.docx
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基本传感器实验报告
基本传感器实验报告
篇一：
传感器实验报告
实验一金属箔式应变片——全桥性能实验
一、实验目的
了解全桥测量电路的优点
二、基本原理
全桥测量电路中，将受力方向相同的两应变片接入电桥对边，相反的应变片接入电桥邻边。
当应变片初始阻值R1=R2=R3=R4、其变化值?
R1?
?
R2?
?
R3?
?
R4时，其桥路输出电压Uo3?
EK?
。
其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差都得到了改善。
三、实验器材
主机箱、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等。
四、实验步骤
1.根据接线示意图安装接线。
2.放大器输出调零。
3.电桥调零。
4.应变片全桥实验
实验曲线如下所示：
分析：
从图中可见，数据点基本在拟合曲线上，线性性比半桥进一步提高。
5.计算灵敏度S=U/W，非线性误差?
。
U=141.2mv，W=140g；所以S=141.2/140=1.0086mv/g;
?
m=0.1786g，yFS=140g，
?
4010?
0%0?
?
0.1786/1
6.利用虚拟仪器进行测量
实验曲线如下所示：
五、
思考题
1.测量中，当两组对边电阻值R相同时，即R1=R3，R2=R4，而R1≠R2时，是否可以组成全桥：
（1）可以；
（2）不可以。
答：
（2）不可以。
2.某工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片，能否及如何利用四组应变片组成电桥，是否需要外加电阻。
答：
能够利用它们组成电桥。
对于左边一副图，可以任意选取两个电阻接入电桥的对边，则输出为两倍的横向应变，如果已知泊松比则可知纵向应变。
对于右边的一幅图，可以选取R3、R4接入电桥对边，则输出为两倍的纵向应变。
两种情况下都需要接入与应变片阻值相等的电阻组成电桥。
3.金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较
比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，根据实验结果和理论分析，阐述原因，
得出相应的结论。
答：
根据实验结果可知：
灵敏度：
全桥>半桥>单臂非线性度：
单臂>单桥>全桥理论上：
灵敏度：
单臂S?
非线性度：
单臂?
?
EE
，半桥S?
，全桥S?
E。
42
K?
?
100%，半桥?
?
0，全桥?
?
0。
2?
K?
因为全桥能使相邻两臂的传感器有相同的温度特性，达到消除温度误差的效果。
同时还能消除非线性误差。
结论：
利用差动技术，能有效地提高灵敏度、降低非线性误差、有效地补偿温度误差。
4.金属箔式应变片的温度影响
如何消除金属箔式应变片的温度影响？
答：
利用温度补偿片或采用全桥测量。
实验二差动变压器的性能实验
一、实验目的
了解差动变压器的工作原理和特性。
二、基本原理
差动变压器由一只初级线圈和二只次级线圈及一个铁芯组成，根据内外层排列不同，有两段式和三段式，本实验采用三段式。
当被测物体移动时差动变压器的铁芯也随着轴向位移，从而使初级线圈和次级线圈之间的互感发生变化促使次级线圈感应电势产生变化。
将两只次级反向串接，引出差动电势输出。
其输出电势反映出被测物体的移动量。
三、实验器材
主机箱、差动变压器、差动变压器实验模板、测微头、双踪示波器、万用表、导线等。
四、实验步骤
1.按照接线图连接线路。
2.差动变压器L1的激励电压从主机箱中的音频振荡器的Lv端引入，音频振荡器的频率为45KHz，输出峰峰值为2V。
3.松开测微头的紧固螺钉，移动测微头的安装套使变压器次级输出的Vpp较小。
然后拧紧螺钉，仔细调节测微头的微分筒使变压器的次级输出Vpp为最小值（零点残余电压），定义为位移的相对零点。
4.从零点开始旋动测微头的微分筒，每隔0.2mm从示波器上读出示波器的输出电压Vpp，记入表格中。
一个方向结束后，退到零点反方向做相同的实验。
5.根据测得数据画出Vopp—X曲线，做出位移为±1mm、±3mm时的灵敏度和非线性误差。
数据表格如下：
实验曲线如下：
分析：
从图中可见，曲线基本呈线性，关于x=0对称的，在零点时存在一个零点误差。
?
X?
1mm，S?
?
U/?
X?
80.3672mv/mm；X=±1mm时，?
U?
80.3672mv，?
x?
0.0113mm，yFS?
2mm，x/yFS?
100%?
0.56%。
五、思考题
1.用差动变压器测量，振动频率的上限受什么影响？
答：
受导线的集肤效应和铁损等的影响，若频率过大会导致灵敏度下降。
2.试分析差动变压器与一般电源变压器的异同？
答：
相同点：
利用电磁感应原理工作。
不同点：
差动变压器为开磁路，一、二次侧间的互感随衔铁移动而变，且两个绕组按差
动方式工作；一般变压器为闭合磁路，一、二次侧间的互感为常数。
篇二：
传感器实验报告
传感器实验报告
（二）
自动化1204班蔡华轩U201113712吴昊U201214545
实验七：
一、实验目的：
了解电容式传感器结构及其特点。
二、基本原理：
利用平板电容C=εA/d和其它结构的关系式通过相应的结构和测量电路可以选择ε、A、d中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度（ε变）测微小位移（变d）和测量液位（变A）等多种电容传感器。
三、需用器件与单元：
电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、相敏检波、滤波模板、数显单元、直流稳压源。
四、实验步骤：
1、按图64安装示意图将电容传感器装于电容传感器实验模板上。
2、将电容传感器连线插入电容传感器实验模板，实验线路见图71。
图71电容传感器位移实验接线图
3、将电容传感器实验模板的输出端V01与数显表单元Vi相接（插入主控箱Vi孔），Rw调节到中间位置。
4、接入±15V电源，旋动测微头推进电容传感器动极板位置，每间隔0.2mm
图（71）
五、思考题：
试设计利用ε的变化测谷物湿度的传感器原理及结构，并叙述一下在此设计中应考虑哪些因素？
答：
原理：
通过湿度对介电常数的影响从而影响电容的大小通过电压表现出来，建立起电压变化与湿度的关系从而起到湿度传感器的作用；结构：
与电容传感器的结构答大体相同不同之处在于电容面板的面积应适当增大使测量灵敏度更好；设计时应考虑的因素还应包括测量误差，温度对测量的影响等
六：
实验数据处理
由excle处理后得图线可知：
系统灵敏度S=58.179
非线性误差δf=21.053/353=6.1%
实验八直流激励时霍尔式传感器位移特性实验
一、实验目的：
了解霍尔式传感器原理与应用。
二、基本原理：
霍尔式传感器是一种磁敏传感器，基于霍尔效应原理工作。
它将被测量的磁场变化（或以磁场为媒体）转换成电动势输出。
根据霍尔效应，霍尔电势UH=KHIB，当霍尔元件处在梯度磁场中
运动时，它就可以进行位移测量。
图81霍尔效应原理
三、需用器件与单元：
霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、直流源±4V、±
15Ｖ、测微头、数显单元。
四、实验步骤：
1、将霍尔传感器按图82安装。
霍尔传感器与实验模板的连接
按图83进行。
1、3为电源±4Ｖ，2、4为输出。
图82霍尔
传感器安装示意图
2、开启电源，调节测微头使霍尔片在磁钢中间位置再调节RW2
使数显表指示为零。
图83霍尔传感器位移直流激励实验接线图
3、旋转测微头向轴向方向推进，每转动0.2mm记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入表81。
五、思考题：
本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的是什么量的变化？
答：
反应的是磁场强度B的变化。
六数据处理
用excle计算如下：
Excel处理xv图像
由以上的图线和表格数据可以得到：
系统灵敏度S=657.07
非线性误差δf=129.68/5570=2.33%
实验九电涡流传感器
一、实验目的：
了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。
二、基本原理：
通以高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体
涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。
三、需用器件与单元：
电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、直流电源、数
显单元、测微头、铁圆片。
四、验步骤：
１.根据图93安装电涡流传感器。
2、观察传感器结构，这是一个扁平绕线圈。
３、将电涡流传感器输出线接入实验模板上标有Ｌ的两端插孔中，作为振荡
器的一个元件（传感器屏蔽层接地）。
４、在测微头端部装上铁质金属圆片，作为电涡流传感器的被测体。
５、将实验模板输出端V0与数显单元输入端Vi相接。
数显表量程切换开关
选择电压20V档。
６、用连接导线从主控台接入＋15V直流电源到模板上标有+15V的插孔中。
７、使测微头与传感器线圈端部接触，开启主控箱电源开关，记下数显表读
数，然后每隔0.2mm读一个数，直到输出几乎不变为止。
将结果列入表91。
表
8位移测量时的佳工作点，试计算量程为1mm、3mm及5mm时的灵敏度和线性度（可以用端基法或其它拟合直线）。
实验线路图：
电涡流传感器安装示意图
五、思考题：
1、电涡流传感器的量程与哪些因素有关，如果需要测量±5mm的量程应如何设计传感器？
2、用电涡流传感器进行非接触位移测量时，如何根据量程使用选用传感器。
答：
1，与电涡流传感器能够产生磁场大小有关，还与被测体的材质有关；如果要测量正负5伏的量程让传感器中空被测物体靠近一侧是会远离另外一侧从而保证测量范围。
2.在保证精度的情况下尽量使用量程大的传感器。
六：
实验数据处理
Excel处理数据和绘图如下：
篇三：
传感器实验报告
实验报告
实验课程：
传感器与检测技术
学生姓名：
费梦娟
学号：
6100310059
专业班级：
自动化102班
实验一差动变压器的应用——电子秤
一、实验目的：
了解差动变压器的实际应用二、所需单元及部件：
音频振荡器、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、V/F表、电桥、砝码、振动平台。
有关旋钮初始位置：
音频振荡器调至4KHZ，V/F表打到2V档。
三、实验步骤：
（1）按图1接线，组成一个电感电桥测量系统，开启主、副电源，利用示波器观察调节音频振荡器的幅度旋钮，使音频振荡器的输出为VPP值为lV。
图1接线图
（2）将测量系统调零，将V/F表的切换开关置20V档，示波器X轴扫描时间切换到0.1～0.5ms（以合适为宜），Y轴CHl或CH2切换开关置5V/div，音频振荡器的频率旋钮置5KHz，幅度旋钮置中间位置。
开启主、副电源，调节电桥络中的W1，W2，使V/F表和示波器显示最小，再把V/F表和示波器Y轴的切换开关分别置2V和50mv/div，细条W1和W2旋钮，使V/F表显示值最小。
再用手按住双孔悬臂梁称重传感器托盘的中间产生一个位移，调节移相器的移相旋钮，使示波器显示全波检波的图形。
放手后，粱复原。
（3）适当调整差动放大器的放大倍数，使在称重平台上放上一定数量的砝码时电压表指
示不溢出。
（4）去掉砝码，必要的话将系统重新调零。
然后逐个加上砝码，读出表头读数，记下实验数据，填入下表；
（5）去掉砝码，在平台上放一重量未知的重物，记下电压表读数，关闭主副电源。
V（重物）=0.47
（6）利用所得数据，求得系统灵敏度及重物重量。
四、数据记录与处理
灵敏度：
K=△V
W
?
0.12520
?
0.00625（V
g
）
则：
W（重物）=75.33（g）
注意事项：
（1）砝码不宜太重，以免粱端位移过大。
（2）砝码应放在平台中间部位，为使操作方便，可将测微头卸掉。
五、心得体会
由于第一次做实验，并不了解实验的仪器设备的构成，因此对实验器具的认知很重要。
实验中，电桥的连接相对来说是比较容易出错的，我们要掌握好电桥各部分的结构，同时也要了解差动变压器在实验中的形成。
实验中我们得到电压正比于力的关系，如果我们通过理论知识的学习掌握了这一规律，就能更好的验证自己的实验结果的正确性。
总体来说，通过实验加深自己对理论知识的学习与理解，有所收获。
实验二热电偶原理及分度表的应用
一、实验目的
了解热电偶的原理几分度表的应用。
二、实验原理
热电偶的基本工作原理是热电效应，二种不同的导体相互焊接成闭合回路时，当两个接点温度不同时回路中就会产生电流，这一现象称为热电效应，产生电流的电动势叫做热电势。
通常把两种不同导体的这种组合称为热电偶（具体热电偶原理参考教科书）。
即冷端和热端温度不同时，通过测量此电动势即可知道两端温差。
如固定某一端温度（一般固定冷端为室温或零摄氏度）。
则另一端温度就可知，从而实现温度的测量。
本仪器中热电偶为铜—康铜热电偶。
三、实验单元及部件
15V不可调直流稳压电源、可调直流稳压电源、差动放大器、F/V表、加热器、热电偶、水银温度计（自备）、主副电源
旋钮初始位置：
F/V表切换开关置2V档，差动放大器增益最大。
四、实验步骤
（1）了解热电偶原理。
（2）了解热电偶在实验以上的位置及符号，实验仪所配置的热电偶是由铜—康铜组成的热电偶，分度号为T。
实验仪有二个热电偶，它封装在双平行梁的上片梁的上表面（在梁表面中间二根细金属丝焊成的一点，就是热电偶）和下片梁的下表面，二个电偶串联在一起产生热电势为二者之和。
（3）按图41接线、开启主副电源，调节差动放大器调零旋钮，使F/V表显示零，记录下自备温度计的室温。
（4）将15V直流电源接入加热器的一端，加热器的另一端接地，观察F/V表显示值的变化，待显示值稳定不变时记录下F/V表显示的读数E。
（5）用自备温度计测出上梁表面热电偶出的温度t并记录下来。
（注意：
温度计的测温探头不要触到应变片，只要触及热电偶附近的梁体即可）。
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