传感器感测技术应用与实践实验指导

1、目 录项目1 转速测控3实验1.1霍尔测速实验3实验1.2光电转速传感器的转速测量实验4实验1.3电涡流传感器转速测量实验5实验1.4 智能调节仪转速控制实验6项目2 光电追踪8项目3 区域报警实训10实验3.1 声光控延时开关的特性实验10实验3.2 人体感应延时开关的特性实验10实验3.3 压电传感器的特性实验11项目4 物料分拣12实验4.1漫反射传感器实验12实验4.2霍尔传感器实验13实验4.3涡流传感器实验14实验4.4色标传感器实验15实验4.5 物料分拣综合实验16项目5电子称18项目6 温度测控20实验6.1智能调节仪温度控制实验20实验6.2铂热电阻温度特性测试实验22实验

2、6.3铜热电阻温度特性测试实验23实验6.4k型热电偶测温实验26实验6.5e型热电偶测温实验28项目1 转速测控实验1.1霍尔测速实验一、实验目的了解霍尔组件的应用测量转速。二、实验仪器霍尔传感器、+5v、+4、6、8、10v直流电源、转动源、频率/转速表。三、实验原理利用霍尔效应表达式：uhkhib，当被测圆盘上装上n只磁性体时，转盘每转一周磁场变化n次，每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测出被测旋转物的转速。四、实验内容与步骤1 安装根据图1-1，霍尔传感器已安装于传感器支架上，且霍尔组件正对着转盘上的磁钢。图1-1 霍尔传感器安装示意图2 将+5v

3、电源接到三源板上“霍尔”输出的电源端，“霍尔”输出接到频率/转速表（切换到测转速位置）。3 打开实验台电源，选择不同电源+4v、+6v、+8v、+10v、12v（6）、16v（8）、20v（10）、24v驱动转动源，可以观察到转动源转速的变化，待转速稳定后记录相应驱动电压下得到的转速值。也可用示波器观测霍尔元件输出的脉冲波形。表28-1电压(v)+4v+6v+8v+10v12v16v20v24v转速(rpm)27859295613111685229526543429五、实验报告1 分析霍尔组件产生脉冲的原理。2 根据记录的驱动电压和转速，作v-rpm曲线。实验1.2光电转速传感器的转速测量实验

4、1. 实验目的了解光电转速传感器测量转速的原理及方法。2. 实验仪器转动源、光电传感器、直流稳压电源、频率/转速表、示波器3. 实验原理光电式转速传感器有反射型和透射型二种，本实验装置是透射型的，传感器端部有发光管和光电池，发光管发出的光源通过转盘上的孔透射到光电管上，并转换成电信号，由于转盘上有等间距的6个透射孔，转动时将获得与转速及透射孔数有关的脉冲，将电脉计数处理即可得到转速值。4. 实验内容与步骤1光电传感器已安装在转动源上，如下图所示。+5v电源接到三源板“光电”输出的电源端，光电输出接到频率/转速表的“f /n”。2打开实验台电源开关，用不同的电源驱动转动源转动，记录不同驱动电压对

5、应的转速，填入下表，同时可通过示波器观察光电传感器的输出波形。图1-2 光电测转速安装示意图驱动电压v(v)4v6v8v10v12v16v20v24v转速n(rpm)五、实验报告根据测的驱动电压和转速，作v-n曲线。并与其他传感器测得的曲线比较。实验1.3电涡流传感器转速测量实验一、实验目的了解电涡流传感器测量转速的原理与方法。二、实验仪器电涡流传感器、转动源、+5v、+4、6、8、10v直流电源、电涡流传感器模块三、实验原理根据电涡流传感器对不同材质的被测物输出不同和静态位移特性，选择合适的工作点即可测量转速。四、实验内容与步骤1 将电涡流传感器安装到转动源传感器支架上，引出线接电涡流传感器

6、实验模块。2 合上主控台电源，选择不同电源+4v、+6v、+8v、+10v、12v（6）、16v（8）、20v（10）、24v驱动转动源，可以观察到转动源转速的变化，待转速稳定后，记录驱动电压对应的转速，也可用示波器观测磁电传感器输出的波形。驱动电压(v)4v6v8v10v12v16v20v24v转速(rpm)五、实验报告1 分析电涡流传感器传感器测量转速原理。2 根据记录的驱动电压和转速，作v-n曲线。实验1.4 智能调节仪转速控制实验一、实验目的了解霍尔传感器的应用以及计算机检测系统的组成。二、实验仪器智能调节仪、转动源。三、实验原理利用霍尔传感器检测到的转速频率信号经f/v转换后作为转速

7、的反馈信号，该反馈信号与智能调节仪的转速设定值比较后进行数字pid运算，调节电压驱动器改变直流电机电枢电压，使电机的转速逐渐趋近设定转速（设定值1500转/分2500转/分）。转速控制原理框图如图1-3所示。图1-3四、实验内容与步骤1 选择智能调节仪的控制对象为转速，并按图1-4接线。开启控制台总电源，打开智能2 调节仪电源开关。3 按住3秒以下，进入智能调节仪a菜单。仪表靠上的窗口显示“”，靠下窗口显示待设置的设定值。当lock等于0或1时使能，设置转速的设定值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的设定值（参考值15002500）。否则提示“”表示已加锁。再按3秒以下，回到初始状

8、态。4 按住3秒以上，进入智能调节仪b菜单，靠上窗口显示“”，靠下窗口显示待设置的上限报警值。按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的上限报警值。上限报警时仪表右上“al1”指示灯亮。（参考值5000）。5 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“”，靠下窗口显示待设置的自整定开关，控制转速时无效。6 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“p”，靠下窗口显示待设置的比例参数值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的比例参数值。（参考值为600）7 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“i”，靠下窗口显示待设置的积分参数值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的积分参数值。（参考值100）8

9、继续按键3秒以下，靠上窗口显示“lck”，靠下窗口显示待设置的锁定开关，按或键可修改靠下窗口的锁定开关状态值，“0”允许a、b菜单，“1”只允许a菜单，“2”禁止所有菜单。继续按键3秒以下，回到初始状态。9 经过一段时间（20分钟左右）后，转动源的转速可控制在设定值，控制精度2%。10 学生可根据自己的理解设定p、i相关参数，并观察转速控制效果。五、实验报告简述转速控制原理并画出其原理框图。图1-4项目2 光电追踪一、实验目的1了解光信号采集转换的原理和方法二、实验设备1 太阳能追踪实验对象 一台；2 太阳能追踪实验模块一台；3 数字万用表 一台。三、实验原理本实验主要由传感器、控制电路、单片

10、机、驱动器等组成。实验利用步进电机，对太阳（用溴钨灯进行模拟）的东升西落运动进行跟踪。采用反馈控制，准确的将误差控制在设定的范围内，简洁地实现对太阳的精确追踪。方向传感器的结构见图1-2，由2个硅光电池对称安装在主板的两个斜面上。该模块运行原理如图1-1，当太阳光垂直照射太阳能电池板时，两路传感器输出信号相等，此时单片机不输出脉冲信号；当太阳光不垂直照射太阳能电池板时，两路传感器输出信号存在差异，单片机输出脉冲，使电机转动，直到太阳光垂直照射太阳能电池板，两路传感器输出信号相等，单片机不再输出脉冲信号，太阳能电池板保持在太阳光垂直入射状态。如图2-1 示意框图所示图2-1 示意框图 a1与a2

11、为传感器，图2-2为光线强弱与电机转动关系的示意图图2-2 光线强弱与电机转动关系示意图四、实验内容及步骤1用连接线将实验对象和实验模块相连接。实验对象上步进电机接口、传感器接口分别接到实验模块上的步进电机驱动、传感器输入接口。实验模块上的太阳能输出接到万用表。注：步进电机接口辫子线为五芯，传感器辫子线为七芯。外形上判断传感器辫子线略粗一点 2从实验箱上接入+12v、+5v、-12v、gnd。实验对象上的灯直接接入dc220v。3将光源支架固定在90位置。观察万用表显示的数据。再按10为一档向顺时针方向移动，每次移动都要固定好光源支架，观察万用表数据和太阳能电池板的运动。光源支架顺时针方向移动

12、到底后，重新将光源支架移动到90位置固定；在按10为一档逆时针慢慢的移动光源支架，观察万用表数据和太阳能电池板的运动。光源支架逆时针方向移动到底后，重新移动到90位置固定好。（顺时针方向为正）。4. 将光源支架向顺时针或者逆时针移动时，每转动一次将光源支架固定，将万用表读数填入表2-1.表2-1太阳能电池电压输出角度-30-40-50-60-70-8090807060504030电压五、实验注意事项 1移动摇臂和固定摇臂时，不能将照射到传感器光线遮挡住。 2220v35w小灯，温度高，小心烫伤手。六、实验报告1、根据表13-1的数据作出太阳能电池板输出电压角度关系曲线。结合实验结果，思考如果要

13、实现对太阳能的全方位追踪，在结构和电路上应该做哪些改进？项目3 区域报警实训实验3.1 声光控延时开关的特性实验一、实验目的了解光敏电阻的原理和声光控延时开关的应用。二、实验设备区域报警实训模块 1台。三、实验原理光敏电阻工作原理是基于光电导效应。在无光照时，光敏电阻具有很高阻值。在有光照时，电阻率降低。入射光愈强，电阻值越低。光照停止后，自由电子与空穴复合，导电性能下降，电阻恢复原值。cd系列声光控延时开关是一种自动开关，主要用于控制楼梯口、走廊、卫生间、地下室等场所。当白天或光线较强时（光照度6lux），由于内部光控电路别的作用，开关处于自锁状态，此时，声音不起作用。当光线较暗时（光照度6

14、lux），开关处于关闭状态。当晚上光线较暗时（光照度6lux），此时如果有人靠近（小于8m）开关自动接通，并延时4060秒后断开，从而达到安全、方便、节能的效果。四、实验内容及步骤1 先将人体感应延时开关内的光敏电阻去掉，使其不能正常感光。2 用实验导线将人体感应延时开关与“ac220v的蜂鸣器”相串联起来，并引出红、黑两根4号实验导线作（待接线端“+”、“-”）。3 用实验导线将ac220v接入待接线端“+”、“-”。此时，先不要打开电源，人尽量站在侧边，避开人体感应延时开关的感应区。接着打开电源，人从人体感应延时开关的前方经过，观察蜂鸣器的工作状态：若有响声和红色信号灯闪烁，则说明人体已经

15、被感应到。此时人尽量避开感应区，等到延时4060秒后会自动断开，若人再次出现在感应区时，蜂鸣器再次报警，则说明此人体感应开关是好的。反之，人体感应开关就是坏的。五、实验报告简述红外热释电传感器的工作原理及应用范围。实验3.3 压电传感器的特性实验一、实验目的了解压电材料的基本特性和“压电电缆及控制器”的应用。二、实验设备1 区域报警实训模块 1台；2 数字万用表 1个。三、实验原理压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应，是典型的有源传感器。当材料受力作用而变形时，其表面会有电荷产生，从而实现非电量测量。压电式传感器具有体积小，重量轻，工作频带宽等特点，因此在各种动态力、机械冲击与振

16、动的测量，以及声学、医学、力学、宇航等方面都得到了非常广泛的应用。压电电缆是将压电聚合体加工成同轴电缆（压电材料位于芯线和屏蔽线之间），当电缆受到压力或被拉伸，便会产生电压信号。压电电缆的高机械强度和良好的线性输出，可用于交通监测等高负载等应用环境。四、实验内容及步骤1 参照接线图和样机检查压电控制器的连线，然后将样机放在水平台上。2 将电源dc24v接入样机上“压电电缆及控制器”接线端的红色弱电柱和黑色弱电柱。再用两根实验导线将“dc24v的蜂鸣器”接入“压电电缆及控制器”接线端的红色弱电柱和蓝色弱电柱上。3 打开电源开关供电，将万用表直流电压“200v”档接到“dc24v的蜂鸣器”上。用手

17、压声光报警载物台，当声光报警载物台和压电电缆线接触时，压电控制器绿色指示灯会亮起，电压表数值应该在24v左右，“dc24v的蜂鸣器”会报警，并延时3秒后自动断开。4 若一打开电源，压电控制器的绿色指示灯就会亮起，“dc24v的蜂鸣器”会一直报警。则说明压电电缆线受到干扰或压电电缆线的屏蔽层有可能和中心的信号线接触了。此时要检查压电电缆线的固定是否合理，正常要将压电电缆线外面的硬皮去掉且再拉直，水平放在压板座（b件）的中心位置，同时要注意屏蔽层不能和中心的信号线相接触，再用黑色绝缘胶带牢牢的将其固定。5 若打开电源时，压电控制器的绿色指示灯不会亮起，无论用多大的力压声光报警载物台时，绿色指示灯仍

18、不会亮起。则需要认真检查压电电缆线的固定是否合理。如果固定合理，再用手指去触碰压电电缆线中心的信号线时，压电控制器的绿色指示灯仍不会亮起，则说明此压电控制器是坏的，需退回厂家返修。五、实验报告简述压电式传感器的工作原理及应用范围。项目4 物料分拣实验4.1漫反射传感器实验一、实验目的了解漫反射传感器的工作原理和性能。二、实验仪器物料分拣实验对象、物料分拣信号处理模块、+15v电源、+5v电源、+24v电源、气泵、万用表（自备）。三、实验原理漫反射型传感器又为扩射反射型是一种利用由光电开关辐射出来的调制红外光束被检物体反射回来的红外行经同步选通接收，由电子开关线路驱动回路，从而来检测物体有无。如

19、图4-1所示。图4-1 漫反射传感器原理示意图四、实验内容与步骤1. 从实验台上接入+15v电源，实验对象上红色弱电柱为电源正极，黑色为负极，蓝色为信号线。2. 将万用表接到实验对象上，观察传感器输出的电压信号。3. 将检测物料遮挡住漫反射传感器，观察万用表上电压的值；将检测物料拿开，不遮挡住传感器，观察万用表上电压的值。4. 直流电机从实验台上接入+24v电压，信号线接入到信号处理模块（接线参考图5-2），在将检测物料放在履带上遮挡住漫反射传感器，观察实验现象。5. 实验结束后，关闭电源，整理好实验设备。五、实验报告根据测试出的电压数据，了解漫反射传感器的工作状态。六、注意事项实验所采用的漫

20、反射传感器，按照输出接线图中棕色线与黑色线之间接如一个负载，我们实验对象中已经加了一个1k电阻作为负载。实验4.2霍尔传感器实验一、实验目的了解霍尔传感器的工作原理以及工作状态。二、实验仪器同实验4.1三、实验原理图4-2 霍尔效应原理图霍尔传感器是一种磁传感器，可以检测磁场以及变化。霍尔传感器主要的工作原理是以霍尔效应为工作基础，与霍尔元件和它的附属电路组成的集成传感器。如图2-1所示为霍尔效应原理图。在图4-2中，在半导体薄片两端可以控制电流i ， 并在薄片的垂直方向施磁感应强度为b的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差uh的霍尔电压。四、实验内容与步骤3 从实验台上接入+

21、15v电源，实验对象上红色弱电柱为电源正极，黑色为负极，蓝色为信号线。4 将万用表接到实验对象上，观察传感器输出的电压信号。5 将不同的检测物料遮挡住霍尔传感器，观察万用表上电压的值；将检测物料拿开，不遮挡住传感器，观察万用表上电压的值。将测试的数据计入到表2-1。.6 将气泵与实验对象用气管相连，将电磁阀接入到信号处理模块；接法参照图5-17 直流电机从实验台上接入+24v电压，信号线接入到信号处理模块（接线参考图5-2），在将不同的检测物料放在履带上遮挡住漫反射传感器，观察实验现象。8 实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备五、实验报告根据测试出的电压数据，理解霍尔传感器的工作原理。表

22、2-1霍尔传感器与测试结果物料材质白色塑料黑色铝块带磁铁黑色物块电压（v）六、思考题如果将小磁缸反装，会不会触发霍尔传感器，探测到检测物块。实验4.3涡流传感器实验一、实验目的了解涡流传感器的原理。二、实验仪器同实验一。三、实验原理涡流传感器是一种接近开关，它是一种由高频振荡器、检波放大器和输出驱动电路三部分组成的电子感应开关，接通电源后，在开关的感应面上将产生一个交变磁场，当金属物体接近表面时，金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量，使振荡器减弱以至停振。振荡器的振荡和停振这两个信号由电路处理后转换成二进制的开关方式输出，从而起到无接触检测物体的控制作用。四、实验内容与步骤1. 从实验台上接入

23、+15v电源，实验对象上红色弱电柱为电源正极，黑色为负极，蓝色为信号线。2. 将万用表接到实验对象上，观察传感器输出的电压信号。3. 将不同材质的检测物料遮挡住涡流传感器，观察万用表上电压的值；将检测物料拿开，不遮挡住传感器，观察万用表上电压的值。计入表3-1.4. 将气泵与实验对象相连，电磁阀接入到信号处理模块上；接线参考图5-15. 直流电机从实验台上接入+24v电压，信号线接入到信号处理模块（接线参考图5-2），在将铝质的检测物料放在履带上遮挡住漫反射传感器，观察实验现象。6. 实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。五、实验报告表3-1涡流传感器与不同材质检测物块的关系物块材质白色

24、塑料黑色铝块带磁铁的黑色物块电压（v）根据测试出的电压数据，了解涡流传感器的工作状态。六、思考题如果检测物体有一层很薄的镀膜层，会被检测出来吗？实验4.4色标传感器实验一、实验目的比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。二、实验仪器同实验一。三、实验原理色标传感器（光电检测传感器）俗称光电头、电子眼。它采用的是光发射接收原理，发出调制光，接收被检测物体的反射光，并根据接收光信号的强弱来区分不同的颜色，或判别物体的存在与否。如图4-3所示，工作原理简易图图4-3：色标传感器工作原理简易图四、实验内容与步骤1 从实验台上接入+15v电源，实验对象上红色弱电柱为电源正极，黑色为

25、负极，蓝色为信号线。2 设置色标传感器。设置方法步骤如下：长按色标传感器上黄色按键2秒，此时有红色灯在闪，按下黄色按键；红色灯快速闪烁，将白色塑料物块放在灯下，在按下黄色按键，红灯又慢速闪烁，再一次按下黄色按键，红灯停止闪烁。3 将万用表接到实验对象上，观察传感器输出的电压信号。4 将气泵与实验对象相连，电磁阀接入到信号处理模块上；接线参考图5-15 将检测物料遮挡住色标传感器，观察万用表上电压的值；将检测物料拿开，不遮挡住传感器，观察万用表上电压的值。6 直流电机从实验台上接入+24v电压，信号线接入到信号处理模块（接线参考图5-2），在将白色塑料的检测物料放在履带上遮挡住漫反射传感器，观察

26、实验现象。7 实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备五、实验报告根据记录的实验数据，比较色标传感器与其他传感器的不同。六、思考题如何设置色标传感器，使色标传感器检测黑色的物块，不检测白色的物块；怎样设置使色标传感器同时检测白色和黑色的物块。实验4.5 物料分拣综合实验一、实验目的完整的完成物料分拣实验二、实验仪器同实验一；三、实验步骤21. 用导线将实验对象与信号处理模块想连接，信号处理模块各个接线口定义如图4-4所示；接线示意图如4-5所示。97654311211108图4-4 1：色标传感器信号接口2：电磁阀1驱动接口 3：漫反射传感器信号接口4：霍尔传感器信号接口5：电磁阀2驱动接口

27、 6：直流电机驱动接口7：涡流传感器信号接口8：电磁阀3驱动接口9、10：gnd地线接口11 传感器输出接口12：电磁阀信号输入接口实验对象上的传感器信号线接入到信号处理模块信号接口（见图4-4所示），电磁阀的电源正极接到信号模块的电池阀驱动接口（见图4-4所示）；信号处理模块上所有gnd全部连通的。拿其中一组传感器和电磁阀为例，见图4-5所示。图4-5 设备之间连线示意图2. 用气管将气泵与实验对象相连，关闭实验对象上气压表上的手滑阀，连线见图5-2所示；3. 从实验台上接入电源；+24v、+12v、+5v、gnd；4. 将物料放在履带上，遮挡住漫反射传感器，观察实验现象；5. 实验结束后，

28、关闭实验台电源，整理好实验设备。项目5电子称一、实验目的了解电子称的工作原理。二、实验仪器cgq-54型 实验对象，测试仪；三、实验步骤1 将实验对象与测试仪通过传感器数接口用数据线相连，2 按下电源开关，观察仪表的主副显示屏的数字变化。3 设置测试仪控制表；图5-1为测试仪的面板示意图；设置步骤如下：1：按3号按键将主显示屏清零；2：按4号按键将副显示屏清零；4 将待测物体放在圆形的电子称上或者人站在圆形的电子称，观察主副屏上显示的数字；76328145图5-1 测试仪面板示意图1：表头主显示屏 2：表头副显示屏 3：主显示屏清零4：副显示屏清零5：参数设置按键 6：标定设置按键7：传感器接

29、口8：测试仪电源开关四、注意事项1：电子称最大量程为100kg.2：测试仪直接由ac220v供电，操作时请注意安全用电；五、表头设置setup介绍1：按set键，显示set。确认2：ala1： 输入清零范围值，确认3：ala2： 输入上极限值，确认4：ala21：输入上限值回差值，确认5：ala3：输入下限值，确认6：ala31：输入下限值回差值，确认7：ala4： 输入峰峰值自动清零范围，确认8：ala5：设置上下限判断方式及串口发送的数据，0为实时值，1为峰值（卸力后判断,ala4作为零区值），2为峰值（实时判断），确认；9：ala6： 设置模拟量输出方式，0-5（0-5v、0-10v或者

30、0-20ma）,1-5(1-5v或者4-20ma)。此时有一标准5v或者20ma输出供校准，确认；10：ala61：调模拟量输出零位；11：ala62：调模拟量输出满度；12：ala63：调模拟量输出极性，0为单极，1为双极；13：ala7：输入自动清零范围，确认；14：ala8：设置负重量归零延时时间，0ff代表此项功能无效，0.19.9表示检测到重量值在0.19.9秒时间内为负值将显示归零。15：sc：设置串口发送方式，0为连续，1为命令，2为modbus,确认；16：baud：设置波特率，60019200，确认17：addr：设置仪表地址，0099，00表示无地址，确认，返回正常状态。项

31、目6 温度测控实验6.1智能调节仪温度控制实验一、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

32、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。当温度源的温度发生变化时，温度源中的热电阻pt100的阻值发生变化，将电阻变化量作为温度的反馈信号输给pid智能温度调节器，经调节器的电阻-电压转换后与温度设定值比

33、较再进行数字pid运算输出可控硅触发信号（加热）和继电器触发信号（冷却），使温度源的温度趋近温度设定值。pid智能温度控制原理框图如下图所示。图6-1 pid智能温度控制原理框图三、 实验内容与步骤1 在控制台上的“智能调节仪”单元中“输入”选择“pt100”，并按图6-2接线。2 将“+24v输出”经智能调节仪“继电器输出”，接加热器风扇电源，打开调节仪电源。3 按住3秒以下，进入智能调节仪a菜单，仪表靠上的窗口显示“”，靠下窗口显示待设置的设定值。当lock等于0或1时使能，设置温度的设定值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的设定值。否则提示“”表示已加锁。再按3秒以下，回到初

34、始状态。4 按住3秒以上，进入智能调节仪b菜单，靠上窗口显示“”，靠下窗口显示待设置的上限偏差报警值。按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的上限报警值。上限报警时仪表右上“al1”指示灯亮。（参考值0.5）5 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“”，靠下窗口显示待设置的自整定开关，按、设置，“0”自整定关，“1”自整定开，开时仪表右上“at”指示灯亮。6 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“dp”，靠下窗口显示待设置的仪表小数点位数，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的比例参数值。（参考值1）7 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“p”，靠下窗口显示待设置的比例参数值，按“”可改变小数点

35、位置，按或键可修改靠下窗口的比例参数值。8 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“i”，靠下窗口显示待设置的积分参数值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的积分参数值。9 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“d”，靠下窗口显示待设置的微分参数值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的微分参数值。10 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“t”，靠下窗口显示待设置的输出周期参数值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的输出周期参数值。11 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“sc”，靠下窗口显示待设置的测量显示误差休正参数值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的测量显示误差休正参

36、数值。（参考值0）12 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“up”，靠下窗口显示待设置的功率限制参数值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的功率限制参数值。（参考值100%）13 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“lck”，靠下窗口显示待设置的锁定开关，按或键可修改靠下窗口的锁定开关状态值，“0”允许a、b菜单，“1”只允许a菜单，“2”禁止所有菜单。继续按键3秒以下，回到初始状态。14 设置不同的温度设定值，并根据控制理论来修改不同的p、1、d、t参数，观察温度控制的效果。五、实验报告1简述温度控制原理并画出其原理框图。图6-2实验6.2铂热电阻温度特性测试实验一、 实验目的了解铂热电阻

37、的特性与应用。二、 实验仪器智能调节仪、pt100（2只）、温度源、温度传感器实验模块。三、 实验原理利用导体电阻随温度变化的特性，热电阻用于测量时，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。当温度变化时，感温元件的电阻值随温度而变化，这样就可将变化的电阻值通过测量电路转换电信号，即可得到被测温度。四、 实验内容与步骤1重复温度控制实验，将温度控制在500c，在另一个温度传感器插孔中插入另一只铂热电阻温度传感器pt100。2将15v直流稳压电源接至温度传感器实验模块。温度传感器实验模块的输出uo2接实验台直流电压表。3将温度传感器模块上差动放大器的输入端ui短

38、接，调节电位器rw4使直流电压表显示为零。4按图6-3接线，并将pt100的3根引线插入温 图6-3 铂电阻温度特性测试接示图度传感器实验模块中rt两端（其中颜色相同的两个接线端是短路的）。5拿掉短路线，将r7两端接到差动放大器的输入ui，记下模块输出uo2的电压值。 6改变温度源的温度每隔50c记下uo2的输出值。直到温度升至1200c。并将实验结果填入下表。t（）uo2（v） 表6-1四、 实验报告根据表6-1的实验数据，作出uo2-t曲线，分析pt100的温度特性曲线，计算其非线性误差。实验6.3铜热电阻温度特性测试实验一、实验目的了解铜热电阻测温基本原理与特性；二、实验仪器智能调节仪、

39、温度源、温度传感器模块、铂热电阻pt100、铜热电阻cu50、15v电源、数显单元。三、实验原理铜热电阻以金属铜作为感温元件。它的特点是：电阻温度系数较大、价格便宜、互换性好、固有电阻小、体积大。使用温度范围是-50150，在此温度范围内铜热电阻与温度的关系是非线性的。如按线性处理，虽然方便，但误差较大。通常用下式描述铜热电阻的电阻与温度关系： 式中，温度为0时铜热电阻的电阻值，通常取=50或=100；温度为t时铜热电阻的电阻值；t被测温度；a，b，c为常数，当w100=1.428时，a=4.2889910-3-1，b=-2.13310-7-2，c=1.23310-9-3。铜热电阻体结构如图6

40、-5所示，通常用直径0.1mm的漆包线或丝包线双线绕制，而后浸以酚醛树脂成为一个铜电阻体，再用镀银铜线作引出线，穿过绝缘套管。铜电阻的缺点是电阻率较低，电阻体的体积较大，热惯性也较大，在100以上易氧化，因此只能用于低温以及无侵蚀性的介质中。1-引出线 2-补偿线阻 3-铜热电阻丝 4-引出线图6-5 铜热电阻体结构铜热电阻cu50的电阻温度特性（分度表）见表6-2。表6-2 铜热电阻分度表（分度号：cu50；单位：）温度（）01234567890500050.2150.4350.6450.8651.0751.2851.5051.7151.931052.1452.3652.5752.7853.

41、0053.2153.4353.6453.8654.072054.2854.5054.7154.9255.1455.3555.5755.7856.0056.213056.4256.6456.8554.0757.2857.4957.7157.9258.1458.354058.5658.7858.9959.2059.4259.6359.8560.0660.2760.495060.7060.9261.1361.3461.5661.7761.9862.2062.4162.636062.8463.0563.2763.4863.7063.9164.1264.3464.5564.767064.9865.196

42、5.4165.6265.8366.0566.2666.4866.6966.968067.1267.3367.5467.7667.9768.1968.4068.6268.8369.009069.2669.4769.6869.9070.1170.3370.5470.7670.9771.1810071.4071.6171.8372.0472.2572.4772.6872.8073.1171.3311073.5473.7573.9774.1874.4074.6174.8375.0475.2676.4712075.6875.9076.1176.3376.5476.7676.9777.1977.4077.

43、62四、实验内容与步骤铜热电阻cu50调理电路按图6-6所示接线。图6-6 铜热电阻cu50调理电路原理图1重复温度控制实验，将温度源的温度设定在500c，在温度源另一个温度传感器插孔中插入cu50温度传感器。2将15v直流稳压电源接至温度传感器实验模块。温度传感器实验模块的输出uo2接主控台直流电压表。打开实验台及智能调节仪电源。3短接模块上差动放大器的输入端ui，调节电位器rw4使直流电压表显示为零。4拿掉短路线，按图6-6接线，并将cu50传感器的三根引出线（同颜色的两个端子短接）插入温度传感器实验模块中“rt”。两端。并将r7和一个100电阻r6并联。 5将+5v直流电源接到电桥两端，

44、电桥输出接到差动放大器的输入ui，调节平衡电位器rw2，使输出uo2为0。6按实验温度控制实验设置智能调节仪参数，改变温度源的温度每隔50c记下uo2的输出值，直到温度升至1450c。并将实验结果填入下表。表6-3t（）uo2（v）五、实验报告根据表6-3所记录实验数据，绘制vo（v）- t（）实验曲线，并计算非线性误差。实验6.4k型热电偶测温实验一、实验目的了解k型热电偶的特性与应用。二、实验仪器智能调节仪、pt100、k型热电偶、温度源、温度传感器实验模块。三、实验原理热电偶传感器的工作原理热电偶是一种使用最多的温度传感器，它的原理是基于1821年发现的塞贝克效应，即两种不同的导体或半导

45、体a或b组成一个回路，其两端相互连接，只要两节点处的温度不同，一端温度为t，另一端温度为t0，则回路中就有电流产生，见图6-7（a），即回路中存在电动势，该电动势被称为热电势。图6-7（a） 图6-7（b）两种不同导体或半导体的组合被称为热电偶。当回路断开时，在断开处a，b之间便有一电动势et，其极性和量值与回路中的热电势一致，见图6-7（b），并规定在冷端，当电流由a流向b时，称a为正极，b为负极。实验表明，当et较小时，热电势et与温度差（t-t0）成正比，即et=sab（t-t0） （1）sab为塞贝克系数，又称为热电势率，它是热电偶的最重要的特征量，其符号和大小取决于热电极材料的相对特

46、性。热电偶的基本定律：（1）均质导体定律由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面积和长度如何，也不论各处的温度分布如何，都不能产生热电势。（2）中间导体定律用两种金属导体a，b组成热电偶测量时，在测温回路中必须通过连接导线接入仪表测量温差电势eab（t，t0），而这些导体材料和热电偶导体a，b的材料往往并不相同。在这种引入了中间导体的情况下，回路中的温差电势是否发生变化呢？热电偶中间导体定律指出：在热电偶回路中，只要中间导体c两端温度相同，那么接入中间导体c对热电偶回路总热电势eab（t，t0）没有影响。（3）中间温度定律如图6-8所示，热电偶的两个结点温度为t1，t2时，热电势为eab（

47、t1，t2）；两结点温度为t2，t3时，热电势为eab（t2，t3），那么当两结点温度为t1，t3时的热电势则为eab（t1，t2）+ eab（t2，t3）=eab（t1，t3） （2）式（2）就是中间温度定律的表达式。譬如：t1=100，t2=40，t3=0，则eab（100，40）+eab（40，0）=eab（100，0） （3）图6-8热电偶的分度号热电偶的分度号是其分度表的代号（一般用大写字母s、r、b、k、e、j、t、n表示）。它是在热电偶的参考端为0的条件下，以列表的形式表示热电势与测量端温度的关系。四、实验内容与步骤1重复实验pt100温度控制实验，将温度控制在500c，在另一个温度传感器插孔中插入k型热电偶温度传感器。2将15v直流稳压电源接入温度传感器实验模块中。温度传感器实验模块的输出uo2接主控台直流电压表。3将温度传感器模块上差动放大器的输入端ui短接，调节rw3到最大位置，再调节电位器rw4使直流电压表显示为零。4拿掉短路线