传感器实验报告三

传感器实验报告三班级：电气二班姓名：梁智健学号：201324122202老师：陈永健日期：2015年12月9日(1)光纤位移传感器静态实验（预习内容：了解光纤传感器的测量基础、测量原理。复习螺旋测微计的读数方法。要求带铅笔、尺、橡皮，做图用。）实验目的：了解光纤位移传感器的原理结构、性能。实验原理：光纤采用Y形结构，两束多膜光纤一端组成光纤探头，另一端分为两束，分别作为光源光纤和接受光纤，光纤起传输信号的作用，当发射器发出的红外光，经光源光纤照射至反射面，被反射的光经接受光纤至光电转换器转换为电信号。其输出的光强决定于反射体距光纤探头的距离X。所需单元及部件：主副电源、差动放大器、F/V表、光纤传感器。实验步骤：（1）观察光纤位移传感器结构，它由两束光纤混合后，组成Y形光纤，探头固定在Z型安装架上，外表为螺丝的端面为半圆分布的光纤探头。了解反射体在实验仪上的位置（实验仪台面上右边的圆盘，在振动台上有反射体）。（２）按照下图接线，因光电转换器内部已安装好，所以可将电信号直接经差动放大器放大。直流稳压电源置于±2V档，F/V表的切换开关置2V档。开启主、副电源。（3）调节测微头的刻度适当（约10mm），再调节Z形架使光纤探头与反射体接触（X=0），输出V≈0，此时固定Z形架。调节差动放大器增益适当，调节差动放大器零位旋钮使电压表读数尽量为零。旋转测微头，带动有反射面的被测体慢慢离开探头，观察电压读数由小-大-小的变化，注意增益调节，输出最大信号以2V左右为宜。（4）旋转测微头使F/V表指示重新回零，即X=0从此开始读数；旋转测微头使距离X逐渐增大，每隔0.10mm读出电压表的读数，约记30-40组数据。记录表格如下：X（mm）00.511.522.533.544.5V（ｖ）00.1290.3580.5620.6600.6530.5820.4930.4050.322数据处理:作出V-X曲线，找出线性范围（通常在曲线前沿），在线性范围内计算灵敏度S（S=△V/△X）。注意事项：（1）光纤请勿弯折成锐角，以免造成断裂，端面尤要注意保护，否则会造成灵敏度下降。（2）装上光纤探头时探头应垂直对准反射片中央，实验过程中避免触碰Y形光纤，以防止误差。问题：本实验中光纤起什么作用？答:光纤起传输信号的作用,当发射器发出的红外光,经光源光纤照射至反射面,被反射的光经接受光纤至光电转换器转换为电信号。(2)光纤位移传感动态实验实验目的：了解光纤位移传感器的测速应用。实验原理：电机转速n等于脉冲信号的频率f除以电机上反光片的数目N。所需单元及部件：电机控制、小电机、差动放大器、F/V表（频率表）、光纤传感器、主副电源、示波器、直流稳压电源。实验步骤：（1）了解电机及控制单元在实验仪上所在的位置。按照下图接线。差动放大器增益置适当位置，F/V表的切换开关置2V档，开启主、副电源。（2）调节Z形架将光纤探头移至小电机上方（小电机端面上贴有两张反射纸），对准反光纸中心。调节Z形架（光纤探头）的高度，使F/V表显示最大，这时固定Z形架（光纤探头）的高度。再用手稍微转动电机，让反光面避开光纤探头。调节差动放大器的调零使F/V表接近零。关闭副、主电源。（3）连接直流稳压电源与电机控制单元：将直流稳压电源置±10V挡，用两条插线输入到电机控制单元。F/V表置2K档，此时F/V表显示的是频率。（4）打开示波器并调节示波器至正常工作状态。将F/V表的f。处输到示波器（5）开启主、副电源。慢慢调节电机转速旋纽，使电机运转。观察并记录示波器上的脉冲信号Vp-p及频率f。数据处理:根据脉冲信号的频率f及电机上反光片的数目N换算电机转速n(n的单位：转/秒)。实验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮转到初始位置。注意事项：示波器输入端正负分别为红、黑色的夹子，避免两夹子接触。问题：（1）如果要求电机转速n的单位为弧度/秒时，如何计算。答：电机转速=f/n转/秒，转速成弧度/秒得n=2πf/nrad/s本次实验共旋转电机调速旋钮5次，绘制成如下表格：序号频率HZ转速r/s转速rad/s1184.04892.024577.9112276.254138.127867.4383303.528151.764953.0784305.485152.742959.2205339.312169.6561065.440（2）脉冲信号的波形与反光片的数目有什么关