温度传感器实验报告数据处理

传感器课程整合实训

项目报告

（2016——2017

学年第二学期）

项目名称： ******* 指导教师： 卢建声 专 业： ****** 班 级： ****** 组 长： ******

组 员： ******

黑龙江信息技术职业学院

电子工程系

1

目 录

一 名称 ............................................................................................................................. 3 二 工作目标 ..................................................................................................................... 3 三 设计内容 ...................................................................................

电涡流传感器位移实验（材质Fe）

线性区：

量程1mm时

灵敏度K=3.0986 非线性误差δ=18.6%

量程为3mm时

灵敏度K=2.5524 非线性误差δ=12.9% 量程为5mm时

灵敏度K=1.8187 非线性误差δ=18.3%

分析：在电涡流传感器位移实验中 最佳工作点应在0.8mm-4.2mm之间

在不同量程下，量程为3mm的趋势线拟合程度最好，非线性误差最小

量程为1mm的灵敏度最高，拟合程度最差，非线性误差最大

光线传感器位移特性实验（材质Al）

坡前

灵敏度K=1.103 非线性误差δ=16.0%

坡后

灵敏度K=0.4247 非线性误差δ=16.9%

分析：有图象有，坡顶坐标为（1.2，1.1）

坡前的灵敏度大于坡后的灵敏度，且非线性误差小于坡后的

核磁共振

#1硫酸铜 #2氯化铁 #4丙三醇

#5 纯水 #6硫酸锰

实验数据

分析：

实验三 光纤位移传感器特性实验的数据处理

一、实验目的：编程计算光纤位移传感器静态特性各校准点的测量结果，对传感器标定，

并分析该传感器的误差。

二、基本原理：

1.拟合回归直线。光纤位移传感器输出电压V（或y）与被测位移x大致成线性关系，基于重复试验数据各校准点的平均值，采用一元线性回归分析方法， 找出两者之间的经验公式，即得到拟合的回归直线。

2．回归方程的方差分析。将N个试验点、每个试验点都重复m次试验所得y观测值的总的离差平方和S分解得到回归平方和U、误差平方和Q和失拟平方和Q。总的离差平方和S

LE表示观测值之间的差异（称变差），回归平方和U反映在y总的变差中由于x和y 的线性关系而引起y变化的部分，误差平方和Q反映试验误差，失拟平方和Q反映非线性及其他未

EL

加控制因素的影响（通常称为模型误差）。各种平方和及其相应的自由度可按下式计算：

S?U?QL?QE，?S??U??L??E (1)

S???(yti?y)，?S?Nm?1 (2)

t?1i?1NNm2?t?y)，?U?1 (3) U?m?(yt?12QE???(yt

实验二十六 PT100温度控制实验

一、实验目的：

了解PID智能模糊+位式调节温度控制原理。 二、实验仪器：

智能调节仪、PT100、温度源。 三、实验原理：

位式调节

位式调节（ON/OFF）是一种简单的调节方式，常用于一些对控制精度不高的场合作温度控制，或用于报警。位式调节仪表用于温度控制时，通常利用仪表内部的继电器控制外部的中间继电器再控制一个交流接触器来控制电热丝的通断达到控制温度的目的。

PID智能模糊调节

PID智能温度调节器采用人工智能调节方式，是采用模糊规则进行PID调节的一种先进的新型人工智能算法，能实现高精度控制，先进的自整定（AT）功能使得无需设置控制参数。在误差大时，运用模糊算法进行调节，以消除PID饱和积分现象，当误差趋小时，采用PID算法进行调节，并能在调节中自动学习和记忆被控对象的部分特征以使效果最优化，具有无超调、高精度、参数确定简单等特点。

温度控制基本原理

由于温度具有滞后性，加热源为一滞后时间较长的系统。本实验仪采用PID智能模糊+位式双重调节控制温度。用报警方式控制风扇开启与关闭，使加热源在尽可能短的时间内控制在某一温度值上，并能在实验结束后通过参数设置将加热源温度快速冷却下来，可节约实验时间。

五 邑 大 学

《传感器与电测技术》

实验报告

实验时间： 2016年11月16日-17日 实验班级： 班 实验报告总份数： 4 份 实验教师：

信息工程 学院(系) 611 实验室

__交通工程_____专业 班 学号

姓名_______协作者______________ 成绩：

实验一 熟悉 IAR 集成开发环境下 C程序的编写

一．实验目的

1、 了解IAR 集成开发环境的安装。

2、 掌握在IAR 环境下程序的编辑、编译以及调试的方法。

二．实验设备

1、 装有IAR 开发环境的PC 机一台

2、 物联网开发设计平台所配备的基础实验套件一套 3、 下载器一个

三．实验要求

1、 熟悉IAR 开发环境

2、 在IAR 开发环境下编写、编译、调试一个例程 3、 实验现象 节点扩展板上的发光二极管 D9 被点亮

三、 问题与讨论

根据提供的电路原理图等资料，修改程序，点亮另一个 LED 灯 D8。（分析原理，并注释。）

先定义IO口，再初始化，最后点亮

实验二 光照

生物医学工程专业传感器实验报告

实验一、二、三 应变片单臂、半桥、全桥特性实验

一、实验原理

电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器，此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。

根据表中数据画出实验曲线后，计算灵敏度S＝ΔV/ΔW（ΔV输出电压变化量，ΔW重量变化量）和非线性误差δ(用最小二乘法)，δ=Δm/yFS ×100％式中Δm为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差：yFS满量程输出平均值，此处为200g。 四、 思考题

1、ΔR转换成ΔV输出用什么方法?

通过电阻的分压，将电阻两端的电压测量出来经过差动放大器。从而将ΔR转换成ΔV。 2、根据图4机头中应变梁结构，在振动台放置砝码后分析上、下梁片中应变片的应变方向(是拉?还是压?+压变大)。

所连接的应变片电阻中，带有符号↑是拉伸，电阻会变大；带

五 邑 大 学

《传感器与电测技术》

实验报告

实验时间： 2016年11月16日-17日 实验班级： 班 实验报告总份数： 4 份 实验教师：

信息工程 学院(系) 611 实验室

__交通工程_____专业 班 学号

姓名_______协作者______________ 成绩：

实验一 熟悉 IAR 集成开发环境下 C程序的编写

一．实验目的

1、 了解IAR 集成开发环境的安装。

2、 掌握在IAR 环境下程序的编辑、编译以及调试的方法。

二．实验设备

1、 装有IAR 开发环境的PC 机一台

2、 物联网开发设计平台所配备的基础实验套件一套 3、 下载器一个

三．实验要求

1、 熟悉IAR 开发环境

2、 在IAR 开发环境下编写、编译、调试一个例程 3、 实验现象 节点扩展板上的发光二极管 D9 被点亮

三、 问题与讨论

根据提供的电路原理图等资料，修改程序，点亮另一个 LED 灯 D8。（分析原理，并注释。）

先定义IO口，再初始化，最后点亮

实验二 光照

实验一、二、三 应变片单臂、半桥、全桥特性实验

一、实验原理

电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器，此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 二、实验结果 重量（g） 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 单臂电压（mv） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 半桥电压（mv） 0 3 4 6 8 10 12 14 16 18 20 全桥电压（mv） 0 2 6 10 12 16 18 21 25 29 32 三、实验分析

根据表中数据画出实验曲线后，计算灵敏度S＝ΔV/ΔW（ΔV输出电压变化量，ΔW重量变化量）和非线性误差δ(用最小二乘法)，δ=Δm/yFS ×100％式中Δm为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差：yFS满量程输出平均值，此处为

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6-4 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7-1。图

7-1 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 记下位移X 与输出电压值，填入表7-1。 X(mm) V(mv) 5、根据表7-1 数据计算电容传感器的系统灵敏度S 和非线性误差δf。

传感器原理及应用实验报

告

实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验

一、 实验目的:了解金属箔式应变片的应变效应， 并掌握单臂电桥工作原理和性能。

二、 基本原理:

1、 应变片的电阻应变效应

所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。以圆柱形导体为例：设其长为：L、半径为 r、材料的电阻率为ρ 时，根据电阻的定义式得

R??L/A??L/(?r^2) （ 1—1）

当导体因某种原因产生应变时，其长度 L、截面积 A 和电阻率ρ 的变化为 dL、dA、 dρ相应的电阻变化为 dR。对式（1—1）全微分得电阻变化率dR/R 为： dR/R?dL/L?2dr/r?d?/? （1—2）

式中：dL/L 为导体的轴向应变量εL;dr/r 为导体的横向应变量εr。由材料力学得：εL= -μεr(1—3)，式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3～0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。将式（1—3）代入式（1—2）得：dR/R?(1?2?)??d?/?（1—4）式（1—4）说明电阻应变