传感器实验报告

实验三十一光纤传感器测量振动实验一、实验目的：了解光纤位移传感器动态特性。二、基本原理：利用光纤位移传感器的位移特性，配以合适的测量电路即可测量振动。三、需用器件与单元：光纤位移传感器、光纤位移传感器实验模板、振动梁（2000型）或振动测量控制仪（9000型）、检波/滤波/低通实验模板、数显频率/转速表。四、实验步骤：1、将光纤传感器按图3-5安装在振动台上，并用手按压振动台，不能使差动变压器的活动杆有卡死的现象，否则必须调整安装位置，光纤探头对准振动台的反射面。2、根据实验三十的结果，找出前坡或后坡的线性段中点，通过调节安装支架高度将光纤探头与振动台台面的距离调整在线性段中点（大致目测）。3、在图9-2中V01与低通滤波器模板VI相接，低通输出V0接到示波器。4、在振动源上接入低频振动信号（2000型），将频率选择在6-10HZ左右，逐步增大输出幅度，注意不能使振动台面碰到传感器，观察示波器的信号波形。保持振动幅度不变，改变振动频率观察示波器的信号波形。答：示波器的信号波形是正弦波，当逐步增大输出幅度时，示波器的信号波形的幅度也是逐渐的增大，与输出幅度成正比。当保持振动的幅度不变时，改变振动频率发现示波器的信号波形频率逐渐的变小。5、根据实验三十的数据，计算出梁的振动幅度有多大？答：由前波的位移特性图可以知道，梁的振动幅度满足正弦波，其电压幅度ΔV=6.68-0.03v=6.65v，由前波的拟合直线y=3.1022x-12.934可得，梁的振动幅度：ΔX=(ΔV+12.934)/3.1022=6.313mm.。五、思考题：试分析电容式、电涡流、光纤三种传器测量振动时的特点？答：电容式测量振动时实际上是变极距差动电容式位移传感器，通过改变电容值来表征振幅的变化，其可以测量微位移。电涡流测量振动频率高于固有频率的振动，他是通过在振动过程中产生的感应电流即涡流，在涡流里产生的交变磁场中产生的感应电压，其灵敏度低。光纤传感器测量振动时，光纤本身只起到传光的作用。实验三十二光纤传感器测量转速实验一、实验目的：了解光纤位移传感器用于测量转速的方法。二、基本原理：利用光纤位移传感器在被测物的反射光强弱明显变化时所产生的相应信号，经电路处理转换成相应的脉冲信号即可测量转速。三、需用器件与单元：光纤传感器、光纤传感器实验模板、直流源±15V、转动源（2000型）或转动测量控制仪（9000型）。四、实验步骤：1、将光纤传感器按实验三十一图3-5装于传感器支架上，使光纤探头与电机转盘平台上的反射点对准。2、按图9-2接线，将光纤传感器实验模板输出V01与数显电压表VI端相接，接上实验模板上±15V电源，数显电压表置2V档，并按以下步骤操作:①用手转动圆盘，使探头避开反射面，合上主控箱电源开关，调节RW使数显表显示接近零（≥０）。②再用手转动圆盘，使光纤探头对准反射点，调节升降支架高低，使数显表指示最大，重复①、②步骤，直至两者的电压差值最大（差值需大于1V）。再将V01与转速／频率表的fin端相接，频率/转速表开关拨到转速档。3、接入+2V—+24V直流电压至旋转电机，调节转速旋钮，使电机转动，逐渐加大转速电压，使电机转速加快，固定某一转速记下数显表上读数。答：固定在2135转/分时的数显表读数为14.58V。注：最高转速请不要超过2400转/分，否则光纤探头的动态响应范围可能会不够。五、思考题：1、测量转速时转速盘上反射点的多少与测速精度有否影响？答：测量转速时转速盘上反射点的多少与测速精度有影响，反射点越少，测数精度越低。你可以用实验来验证一下转盘上仅一个反射点的情况吗？答：计算在1分钟时间内的脉冲数是否与转速相等，如果相等，则转盘上仅有一个反射点。压力检测实验一、实验目的1.掌握压力检测模块组成结构与原理；2.掌握A/D、D/A转换的实现方法；3.掌握多控制器实现压力检测的基本方法；4.熟悉触摸屏作显示用的实现方法；5.了解将压力转换成重量的计算方法及软件实现。二、实验设备综合实验平台箱一台简易电子称一台导线若干三、实验原理该实验系统原理框图如图1所示。它主要用于对称重模型电子称砝码进行压力检测并显示重量。首先，通过触摸屏的控制界面，可以为系统设定一个重量值，另一方面通过A/D芯片采集压力信号，转换后送给控制器，由控制器处理变为重量值，经串口通信后在触摸屏显示窗口显示，同时显示的还有重量曲线及误差率。触摸屏显示A/D转换控制器电子称触摸屏显示A/D转换控制器电子称图1压力检测系统原理图四、实验步骤1.完成硬件连接，将A/D转换模块的跳线连接到检测板的接口P7。检测板上的接口P3接单片机板的接口JPWR，通过连接线单片机板给检测板供电。检测板上的接口P6接单片机的IO口JP9，P6的1脚接JP9的P3.7，其余脚依次。接口P16为触摸屏接入检测板的接口，连接好。电源线DC5V接检测板上接口JP给触摸屏供电。检测板上接口J2为液晶屏的串口，将其与单片机的串口通过串口线连接。2.给单片机供上电，打开单片机编译环境KeilC，导入程序并编译，用程序烧写软件将其.hex文件下载到单片机。3.在触摸屏选择界面选电子秤测量系统，点进去后，进入电子秤测量系统参数设定，选择相应的电子秤序号和使用的控制器，点击确定进入下一界面