传感器实验报告思考题

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

复习思考题

一、填空题

1、按能量角度分析，典型的传感器构成方法有三种，即自源型、带激励源型以及外源型，前两者属于能量转换型，后者是能量控制型。

2、将温度转换为电势大小的热电式传感器是热电偶传感器，而将温度变化转换为电阻大小的热电式传感器是热电阻（金属材料）或热敏电阻（半导体材料）。

3、电感式传感器也称为变磁阻式传感器，它是利用电磁感应原理将被测物理量转换成线圈 自感系数和互感系数的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化，从而实现非电量到电量的转换。

4、容栅传感器实际上是多个差动式变面积型电容传感器的并联，它具有误差平均效应，测量精度很高。

5、热电偶传感器的工作基础是热电效应，其产生的热电势包括接触电势和温差电势两部分。热电偶的中间导体（连接导体）定律是工业上运用补偿导线法进行温度补偿的理论基础； 中间温度定律为制定分度表奠定了理论基础；根据中间导体定律，可允许采用任意的焊接方式来焊接热电偶。

6、用于制作压电传感器的常用压电材料是石英晶体和压电陶瓷。

7、基于外光电效应的器件有光电管和光电倍增管；基于内光电效应的器件有光敏电阻、光

电池、光敏二极管和光敏晶体管等。

二、选择题:

传感器与检测技术

实验报告

学院： 专业： 学号： 姓名： 上课时段： 任课教师：

电话：

目 录

实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 实验二 金属箔式应变片——半桥性能实验 实验三 金属箔式应变片全桥的应用—电子秤实验 实验四 金属箔式应变片温度影响实验 实验五 实验六 实验七 实验八 实验九 实验十 实验十二 实验十三 实验十四 实验十五 实验十六 实验十七 实验十八

电容式传感器的位移特性实验 压阻式压力传感器的压力测量实验 霍尔式传感器的位移特性实验 霍尔式传感器的应用——电子秤实验 电涡流传感器位移特性实验

被测体材质对电涡流传感器的特性影响实验 电涡流传感的应用——电子秤实验 光纤传感器的位移特性实验 光纤传感器测速实验

Cu50温度传感器的温度特性实验 Pt100热电阻测温特性实验 K型热电偶测温性能实验 E型热电偶测温性能实验

第 1 页 共 3 页

课程名称 传感器与检测技术 成绩 实验名称 实验一、金属箔式应变片-单臂电桥性能实验 日期 电气工程系 01 所在系 班级 所学专业 电气工程及其自动化 学号 姓名 同组人 一、实验

重庆邮电大学

传感器实验报告

姓名：李振洲 学号：2012216478

班级：5121201

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，单臂电桥工作原理和性能。 二、实验仪器

双杆式悬臂梁应变传感器、电压温度频率表、直流稳压电源（±4V）、差动放大器、电压放大器、万用表（自备） 三、实验原理

电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为

?R?k?? （1-1） R式中

?R为电阻丝电阻相对变化； Rk为应变系数；

???l为电阻丝长度相对变化。 l金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件。如图1-1所示，将四个金属箔应变片(R1、R2、R3、R4)分别贴在双杆式悬臂梁弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随悬臂梁形变被拉伸或被压缩。

图1-1 双杆式悬臂梁称重传感器结构图

通过这些应变片转换悬臂梁被测部位受力状态变化，可将应变片串联或并联组成电桥。如图1-2信号调理电路所示，R5=R6=R7=R为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压

U0?E?R/R?

传感器实验报告

实验一 Pt100铂电阻测温特性实验

一、实验目的

1．通过自行设计热电阻测温实验方案，加深对温度传感器工作原理的理解。 2．掌握测量温度的电路设计和误差分析方法。

二、实验内容

1．设计PT100 铂热电阻测温实验电路方案；

2．测量PT100 的温度与电压关系，要求测温范围为：室温～65℃；温度测量精度：±2℃；输出电压≤4V，输出以电压V方式记录。 3．通过测量值进行误差分析。

三、实验仪器、设备、材料

主机箱、温度源、Pt100热电阻（2支）、温度传感器实验模板、万用表。

四、实验原理

利用导体电阻随温度变化的特性，可以制成热电阻，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。常用的热电阻有铂电阻(650℃以内)和铜电阻(150℃以内)。铂电阻是将0.05～0.07ｍｍ的铂丝绕在线圈骨架上封装在玻璃或陶瓷管等保护管内构成。在0－650℃以内，它的电阻Rt与温度t的关系为：Rt=Ro(1+At+Bt2)，式中： Ro系温度为0℃时的电阻值(本实验的铂电阻Ro＝100Ω)。A＝3.9684×10－3／℃，B＝－5.847×10－7／℃2。铂电阻一般是三线制，其中一端接一根引线另一