传感器实验报告

传感器实验报告（二）自动化1204班蔡华轩U2吴昊U5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=eA/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£、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（e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孑L）,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，每间隔记下位移X与输出电压值，填入表7-1。(mm)(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5f0

航空插头测微头安装孔测微头图（7-1）C2=p科屈航空插头测微头安装孔测微头图（7-1）C2=p科屈五、思考题:试设计利用E的变化测谷物湿度的传感器原理及结构，并叙述一下在此设计中应考虑哪些因素答：原理：通过湿度对介电常数的影响从而影响电容的大小通过电压表现出来，建立起电压变化与湿度的关系从而起到湿度传感器的作用；结构：与电容传感器的结构答大体相同不同之处在于电容面板的面积应适当增大使测量灵敏度更好；设计时应考虑的因素还应包括测量误差，温度对测量的影响等电容传感器实验数据■25D.200y二M.二rywi-w.wotsrU.9976inn50n-s?-a*—inn上Ktnn1 see-X/(nrn)00.20.40.60.811.21.4V/(mz)01)2444523374901.61.322.22.42.62.8313114心1稻1豚17A〔泌X/(nm)0-0.2-0.4-0.6-0.8-1-1.2-1.4V/(mz)0-5-15-25-35-4&-59-70-1.6-1.3-2-2.2-2.4-2.6-2.8-3-82-92-1C5-116-127-137-148<60六：实验数据处理由excle处理后得图线可知：系统灵敏度S二非线性误差8仁353=%实验八直流激励时霍尔式传感器位移特性实验一、 实验目的：了解霍尔式传感器原理与应用。二、 基本原理：霍尔式传感器是一种磁敏传感器，基于霍尔效应原理工作。它将被测量的磁场变化（或以磁场为媒体）转换成电动势输出。根据霍尔效应，霍尔电势UH=KHIB,当霍尔元件处在梯度磁场中运动时，它就可以进行位移测量。图8-1霍尔效应原理三、 需用器件与单元：霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、直流源±4V、土15V、测微头、数显单元。四、 实验步骤：1、 将霍尔传感器按图8-2安装。霍尔传感器与实验模板的连接按图8-3进行。1、3为电源±4V,2、4为输出。图8-2霍尔传感器安装示意图2、 开启电源，调节测微头使霍尔片在磁钢中间位置再调节RW2使数显表指示为零。

安装套图8-3霍尔传感器位移直流激励实验接线图测杆紧固螺钉删微头3、旋转测微头向轴向方向推进，每转动记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入表安装套图8-3霍尔传感器位移直流激励实验接线图测杆紧固螺钉删微头3、旋转测微头向轴向方向推进，每转动记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入表8-1。五、思考题：本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的是什么量的变化答：反应的是磁场强度B的变化。六数据处理用excle计算如下:

霍尔实验数据去口口：3：ii：ii：iaaaari„■■:-一UUUuus•=rs=0.9^1J-J-J-Jgrinri t",iRnnILIULI5uuFl-500r 0.5 11.5 2z.5 53.5 A4.5 SExcel处理x-v图像X/(mn)00.20.43.E0.811.21.4V/(mv)0IB2293514785997238541.61.%上'己幻46£M112712；4lior15S3173013931030E.23.43.63.£44.24一42180232)24302540262026902763X/(mn)0-0.2-0.4-3.E-0.8-1-1.2-1.40-113-236-商-481-603-723-858-1.G■1.3.2-2.2-2.4-2.C•2.3-3一网n-nn-1253-1初-2S532-3.4-3.6-3.E-4—J.2-4.4-2150-231)-2460-2580-2680-2770-2813由以上的图线和表格数据可以得到:系统灵敏度S二非线性误差8仁5570=%实验九电涡流传感器一、实验目的：了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。二、 基本原理：通以高频电流的线圈产生磁场，当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。三、 需用器件与单元：电涡流传感器实验模板、电涡流传感器、直流电源、数显单元、测微头、铁圆片。四、 验步骤：根据图9-3安装电涡流传感器。2、观察传感器结构，这是一个扁平绕线圈。3、将电涡流传感器输出线接入实验模板上标有L的两端插孔中，作为振荡器的一个元件（传感器屏蔽层接地）。4、在测微头端部装上铁质金属圆片，作为电涡流传感器的被测体。5、将实验模板输出端V0与数显单元输入端Vi相接。数显表量程切换开关选择电压20V档。6、用连接导线从主控台接入+15V直流电源到模板上标有+15V的插孔中。7、使测微头与传感器线圈端部接触，开启主控箱电源开关，记下数显表读数，然后每隔读一个数，直到输出几乎不变为止。将结果列入表9-1。负位移测量时的佳工作点，试计算量程为1mm、3mm及5mm时的灵敏度和线性度（可以用端基法或其它拟合直线）。实验线路图：

量程切换开美!^C5电涡流传感器实验模板-T—I 1—r L3E6丰C4丰C吕+i量程切换开美!^C5电涡流传感器实验模板-T—I 1—r L3E6丰C4丰C吕+i矿# D2 园~+15V电压表C1+15V -15V微分筒被删蚀测微头博感器紧固螺钉测杆测微头安装孔安装套 直流稳压电源电涡流传感器安装示意图五、思考题：1、 电涡流传感器的量程与哪些因素有关，如果需要测量±5mm的量程应如何设计传感器2、 用电涡流传感器进行非接触位移测量时，如何根据量程使用选用传感器。答：1,与电涡流传感器能够产生磁场大小有关，还与被测体的材质有关；如果要测量正负5伏的量程让传感器中空被测物体靠近一侧是会远离另外一侧从而保证测量范围。2.在保证精度的情况下尽量使用量程大的传感器。六：实验数据处理Excel处理数据和绘图如下:旦程旦程3inn旦程linn

总实验数据图线电涡流总实验图*■1.e44*1.4r0 L £ 3 4 5 6 7 0实验数据记录如下:X/(mm)D040.4(i.60.811.21.1L可V/(v：i00.4F0.311.141.4^1.732.112.442.77l.E22.22.42.62.E33.23.4工.13.443.774.L4.444.7S5.095.45.713.83.844.24.44.64.80o.26.01拦6.^96.86T.31「英7.637.858.崩5,45.65.066.26.4C.66.378.29E.5b8.37E.4.土41土428.42E.尘有以上数据可以计算有:当量程为5mm时：系统灵敏度S二非线性误差8千=%当量程为3mm时：系统灵敏度S二非线性误差8千=%当量程为1mm时：系统灵敏度S二非线性误差8千=%实验十光纤传感器一、实验目的：了解光纤位移传感器的工作原理和性能。二、基本原理：本实验采用的是导光型多模光纤，它由两束光纤组成Y型光纤，探头为半圆分布，一束光纤端部与光源相接发射光束，另一束端部与光电转换器相接接收光束。两光束混合后的端部是工作端亦即探头，它与被测体相距X,由光源发出的光通过光纤传到端部射出后再经被测体反射回来，由另一束光纤接收反射光信号再由光电转换器转换成电压量，而光电转换器转换的电压量大小与间距X有关，因此可用于测量位移。图11-3光纤位移特性曲线三、 需用器件与单元：光纤传感器、光纤传感器实验模板、数显单元、测微头、直流源±15V、反射面。四、 实验步骤：1、 根据图11-4安装光纤位移传感器，二束光纤插入实验板上光电变换座孔上。其内部已和发光管D及光电转换管T相接。2、 将光纤实验模板输出端V01与数显单元相连，见图11-5。图11-53、 调节测微头，使探头与反射平板轻微接触。

4、实验模板接入±15V电源，合上主控箱电源开关，调RW使数显表显示为零。5、旋转测微头，被测体离开探头，每隔读出数显表值，将其填入表11-1。表11-1光纤位移传感器输出电压与位移数据X(mmV(v)6、根据表9-1数据，作光纤位移传感器的位移特性，计算在量程1mm时灵敏度和非线性误差。五、思考题：光纤位移传感器测位移时对被测体的表面有些什么要求答：被测量物体表面一定要光滑，并且反光性能要好。

接主控箱电源输出接主控箱电源输出接主控箱数显表15VV1池图11-5 光纤传感器位移实验接线图六实验数据处理实验原始数据：JXZCiriTi)00.I0...20.30.40.50.6'■//(mir)0o.i§CL27Q.410,53fi<660.760.70.80.91.1E忑lS0.870.97I.061.13l.21I.28I.4l.5I.6I.7I.8I.4I.44I.48l.