传感器技术(软件)实验指导书

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1、传感器技术实验指导书软件学院 专业名称 班级 学生姓名 学号 实验成绩辽宁工业大学2012年7月目 录实验一 电阻应变式传感器特性实验3实验二 电容传感器特性实验9实验三 电涡流传感器特性实验13实验四 压电式传感器特性实验17实验五 热电式传感器特性实验20实验六 光电式传感器特性实验（综合性）26实验七 霍尔传感器特性实验（选做）32实验八 测速方法比较实验（选做）37附录一 CSY2000系列传感器实验台说明书41实验一 电阻应变式传感器特性实验一、实验目的1 熟悉电阻应变式传感器的结构。2 了解单臂、半桥和全桥测量电路工作原理和性能。3 比较单臂与半桥、全桥的不同性能，了解各自特点及全

2、桥测量电路的优点。二、基本原理1、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： RRK，式中RR为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，=l/l为电阻丝长度相对变化，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，通过它转换被测部位受力状态变化。电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态，对单臂电桥输出电压 Uo1= EK/4。2、对半桥测量电路而言，不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压UO2EK2。3、全桥测量电路中

3、，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，当应变片初始阻值：R1R2R3R4，其变化值R1R2R3R4时，其桥路输出电压U03KE。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。三、实验仪器及材料1、应变式传感器实验模板（应变式传感器电子秤）、砝码盘、砝码。2、主控箱（数显表、15V电源、4V电源、电源地）。四、实验步骤1、打开实验台左下面的柜门，取出装有如图应变式传感器（电子秤）模板。传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R1R2R3R4350，加热丝阻值为50左右，应变式传感器安装示意图。2、打开实验台右下面

4、的抽屉，取出托盘和短圆柱形砝码图11应变传感器安装图3、关闭主控箱电源，按下面提示为实验模板连线（图1-2中电桥4臂电阻还没就位）。1)入模板电源15V（从主控台引入），检查无误后，合上主控台电源开关，将实验模板调节增益电位器RW3顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正负输入端与地短接，输出端与主控台面板上数显表输入端Vi相连，调节实验模板上调零电位器RW4，使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V档）。关闭主控箱电源（注意：当Rw3、Rw4的位置一旦确定，就不能改变）。2)将应变式传感器的4个电阻应变片（即模板左上方的R1 R2 R3 R4）接入电桥，接好电桥调零

5、电位器RW1，接上桥路电源4V（从主控台引入）如实验模版图所示。检查接线无误后，打开主控台电源。调节RW1，使数显表显示为零。图12应变传感器接线图4、电子称上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g（或500 g）砝码加完。记下实验结果填入表11中（全桥）。5、（1）将应变式传感器的其中2个电阻应变片R1 R2（即模板左上方的R1 R2）接入电桥作为2个桥臂与R6、R7接成直流电桥（R6、R7模块内已接好），接好电桥调零电位器RW1，接上桥路电源4V（从主控台引入）参照实验模版图。检查接线无误后，合上主控台电源开关。调节RW1，使数显表显示为零。（2）电子

6、称上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g（或500 g）砝码加完。记下实验结果填入表11中（半桥）。6、（1）将应变式传感器的其中一个电阻应变片R1（即模板左上方的R1）接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥（R5、R6、R7模块内已接好），接好电桥调零电位器RW1，接上桥路电源4V（从主控台引入）参照实验模版图。检查接线无误后，合上主控台电源开关。调节RW1，使数显表显示为零。（2）电子称上放置一只砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g（或500 g）砝码加完。记下实验结果填入表11（单臂电桥）。五、实验数据处

7、理与分析1、按表11所记录的实验数据， 在同一坐标系下绘制三种电路下的输入输出曲线。表11全桥、半桥、单臂电桥输出电压与加负载重量值重量（g）全桥电压（mV）半桥电压（mV）单臂全桥电压（mV）2、按表1-1数据，分别计算全桥、半桥、单臂三种电路下的系统灵敏度S、非线性误差f1。系统灵敏度SU/W（U输出电压变化量，W重量变化量）和非线性误差f1=m/yF.S 100式中m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（或500g）。六、思考题1、全桥测量中，当两组对边（R1、R3为对边）电阻值相同时，即R1=R3，R2=R4，而R1R2时，是否可以

8、组成全桥？2、某工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片，如何利用这两片电阻应变片组成电桥，是否需要外加电阻？3、桥路（差动电桥）测量时存在非线性误差，是因为什么？4、单臂电桥时，桥臂电阻应变片应选用：（正）受拉应变片；（负）受压应变片；正、负应变片均可以吗？成绩给定：实验预习操作过程数据分析思考题综合成绩教师签字：实验二 电容传感器特性实验一、实验目的1. 了解电容式传感器结构及其特点；2. 掌握差动电容传感器的工作原理。二、实验内容及原理利用平板电容CAd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

9、谷物干燥度（变）测微小位移（变d）和测量液位（变A）等多种电容传感器。三、实验仪器及材料1. 电容传感器、测微头；2. 电容传感器实验模板、相敏检波、滤波模板；3. 数显单元、直流稳压源；4. 铜导线若干。四、实验步骤1关闭主控箱电源，准备接线；2按安装示意图2-1将电容传感器装于电容传感器实验模板上，将电容传感器通过专用连接电缆与电容传感器实验模板插孔相连，利用普通导线连接数显单元和15V直流稳压源；3接通主控箱电源；图21安装示意图4接法正确则测微头左右移动时，数显表有正、负输出。不然得调换接头；5电位器RW调到最大；6调整测微头，使刻度指示在4 mm左右；7调整测微头整体位置，使数显表在

10、2V量程上接近0 mV，（在200 mV之间，）实现粗调，用定位螺丝轻轻固定住测微头，防止整体转动；8旋动测微头，使数显表在2V量程上接近0 mV，（在5 mV之间，）实现细调；9旋动测微头，使刻度指示减少1 mm，确定当前位置-1 mm，记录输出电压值；10旋动测微头推进电容器传感器动极板位置，每间隔0.2mm记下位移X与输出电压值，填入表21。五、实验数据处理与分析1. 分析、总结实验过程，利用实验数据绘制输出电压与位移的关系曲线。表21电容传感器位移与输出电压值位移（mm）-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81电压（mV）2. 根据表21数据计算电容传感器的系统

11、灵敏度S和非线性误差f。六、思考题1电容传感器实验模板上的L1、L2的作用是什么？2是否可以选用其它测量电路？成绩给定：实验预习操作过程数据分析思考题综合成绩 教师签字：实验三 电涡流传感器特性实验一、实验目的1. 了解电涡流传感器的工作原理和特性。2. 熟悉电涡流传感器的结构及在位移测量中的应用。二、实验内容及原理高频反射式电涡流传感器和金属测片（三种铁片、铝片和铜片）安装于振动台上，如图3-1所式，将电涡流传感器的线圈通以高频电流，则激励线圈产生磁场，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。图31电涡流传感器安装示意图三、实

12、验仪器 实验平台、直流电源、数显单元、计算机及CSY-V8.0软件； 电涡流传感器、振动台、测微头、铁圆片； 电涡流传感器实验模板；4 铜导线若干；四、实验步骤图32 电涡流传感器位移实验接线图1、关闭主控箱电源，观察传感器结构；2、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，用连结导线从主控台接入15V直流电源接到模板上标有15V的插孔中；3、将实验模板输出端Vo与与通信接口（A）相连（或将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）；4、开启主控箱电源开关；5、使测微头与传感器线圈端部接触，点击开始按扭，出现静态测量值，改变测微头位置，

13、每0.2mm点击下一步，测量8mm的数据；6、由数显单元读取电压值，在中记录数据。五、实验数据处理与分析1、分析、总结实验过程，利用表3-1中实验数据，绘制输入输出曲线。表31位移（mm）V(mV)位移（mm）V(mV)2. 采用端基法或最小二乘法，分析3mm线性区域的灵敏度和线性度。六、思考题1、请举电涡流传感器应用的例子；2、总结电涡流传感器的特点；改变被测金属片对测量结果的影响。3、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？成绩给定：实验预习操作过程数据分析思考题综合成绩教师签字：实验四 压电式传感器特性实验一、实验目的1. 了解压电式传感器的原理、压电

14、加速度传感器的构成及应用。2. 熟悉和掌握压电传感器的测量振动的原理和方法。二、实验原理压电式传感器由惯性质量块和受压的压电片等组成。（观察实验用压电加速度计结构）工作时传感器感受与试件相同频率的振动，质量块便有正比于加速度的交变力作用在晶片上，由于压电效应，压电晶片上产生正比于运动加速度的表面电荷。压电式传感器测量振动系统由低频振荡源、压电传感器、电荷放大器、同相放大器和低通滤波器组成。三、实验仪器 实验平台； 压电传感器，振动台； 压电式传感器实验模板； 检波、移相、低通滤波器模板； 铜导线若干；四、实验步骤1关闭主控箱电源，准备接线；2压电传感器已装在振动台面上；3将低频振荡器信号接入到

15、台面三源板振动源的激励源插孔；4将压电传感器输出两端插入到压电传感器实验模板两输入端，见图41，与传感器外壳相连的接线端接地，另一端接R1。将压电传感器实验模板电路输出端Vo1，接R6。将压电传感器实验模板电路输出端V02，接入低通滤波器输入端Vi，低通滤波器输出V0与通信接口（A）相连，同时将低通滤波器输入与通信接口（B）相连；5合上主控箱电源开关，调节低频振荡器的频率和幅度旋钮使振动台振动，计算机中示波器的两个通道同时观察低通滤波器输入端和输出端波形变化；6在低频振荡器某一频率和某一幅值下进行数据分析，并记录实验结果。图4-1压电式传感器性能实验接线图五、实验处理与分析1. 记录压电加速度

16、传感器测量振动的波形，并说明低通滤波器在测量线路中的作用。2. 绘制压电加速度测量系统的结构图。六、思考题1、哪些因素影响测量精度？2、如何提高压电加速度测量系统的灵敏度？成绩给定：实验预习操作过程数据分析思考题综合成绩教师签字：实验五 热电式传感器特性实验一、实验目的1. 熟悉几种常用的热电偶、热电阻和集成温度传感器的基本原理。2. 掌握上述常用传感器的适用场合、性能与应用。3. 了解测温系统构成，学会温度传感器测量电路设计方法。二、实验原理集成温度传器测温原理：将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一芯片上，它能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出，一般用于50150之间温度测量，温敏晶体管

17、是利用管子的集电极电流恒定时，晶体管的基极发射极电压与温度成线性关系。为克服温敏晶体管Ub电压生产时的离散性、均采用了特殊的差分电路。集成温度传感器有电压型和电流型二种，电流输出型集成温度传感器，在一定温度下，它相当于一个恒流源。因此它具有不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰。具有很好的线性特性。本实验采用的是国产的AD590。它只需要一种电源（4V30V）。即可实现温度到电流的线性变换，然后在终端使用一只取样电阻（本实验中为R2见图61）即可实现电流到电压的转换。它使用方便且电流型比电压型的测量精度更高。热电阻测温原理：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

18、数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。常用铂电阻和铜电阻、铂电阻在0630.74以内，电阻Rt与温度t的关系为： Rt=Ro(1+At+Bt2)Ro系温度为0时的电阻。本实验Ro100。A3.9684102，B5.8471072，铂电阻现是三线连接，其中一端接二根引线主要为消除引线电阻对测量的影响。 热电偶测温原理：当两种不同的金属组成回路，产生的二个接点有温度差，会产生热电势，这就是热电效应。温度高的接点就是工作端，将其置于被测温度场配以相应电路就可间接测得被测温度值。三、实验仪器 实验平台； 温度控制单元、加热源、铂热电阻； 集成温度传感器、温度传感器实验模板、两端有插头

19、的100电阻一个、数显单元； 铜导线若干；5. 计算机及CSY-V8.0软件。四、实验步骤仪表操作：将Pt100传感器按入主控箱调节仪单元中的“Pt100输入”端口（传感器引线标记相同的两根接入“Pt100输入”上方二端口，传感器另外一根引线接入“Pt100输入”下方一端口）；合上主控箱的漏电保护开关为ON，再合上调节仪单元中的“温度开关”为开，合上“控制方式”开关为内。仪表参数设置：按住SET键并保持2秒钟，进入参数设置状态，PV显示菜单，SV显示相应PV菜单的参数值。再按一下SET键仪表依次显示菜单及各参数值。此时，分别按、键可进行参数值数据修改。按住键不放，接着按键，可返回显示上一参数。

20、先按住键不放接着按SET键可退出参数设置状态。如果没有按键操作，约30秒后仪表会自动退出参数设置状态。参数设定表：参数（菜单）代号参数含义说 明设置值HIAL上限报警必须设置在实验温度值LOAL下限报警必须设置（随HIAL改动）在实验温度值参数（菜单）代号参数含义说 明设置值dHAL正偏差报警取消报警9999dLAL负偏差报警取消报警9999dF回差可设00.30ctrl控制方式允许从面板启动（AT）自整定功能1M50保持参数可不人为设置，由AT自动设置107P速率参数可不人为设置，由AT自动设置364t滞后时间可不人为设置，由AT自动设置113ctl输出周期052秒10Sn输入规格K设1 E

21、设5 05V设34 Pt100设2121dIP小数点位置小数点位数（分辨率）设1（分辨率0.1）dIL输入下限显示值无效不设(默认值)dI输入上限显示值无效不设(默认值)CJC热电偶冷端补偿温度Pt100铂电阻无效不设(默认值)SC主输入平移修正可修正仪表的显示误差0OP1输出方式时间比例输出方式必须设22OPL输出下限无效0OPH输出上限无效100CF系统功能选择调节输出正、反作用（1正、0反）2bAud兼报警定义上限报警继电器输出17Addr地址无效0dL输入源波0201run运作状态1自动；0手动2LOC参数修改级别不准改动808不设（默认值808）EPIEP8现场参数定义不改动不设（默

22、认值）1将Pt100传感器插入三源板温度源的测试孔中，作为调节仪的标准输入传感器，另一测试孔插入AD590集成温度传感器。将主控箱面板上“显示选择”切换开关打到20V挡，实验模板的输出Vo2端、端分别与主控箱电压表输入Vi 端、端相连，再将实验模板-15V、+15V端分别与主控箱稳压电源V0中的-15V、+15V端相连。将温度传感器实验模板中放大器的输入端R5、R6短接后逆时针轻轻地调节RW2到底，调节RW3使电压表数显为0。2将主控箱中的“电压选择”切换开关打到4V档，拆去模板中的短接线，按图1-1接线。把集成温度传感器AD590的引线接入模板a、b端，再将a端、端分别连接到主控箱中2V10

23、V稳压电源输出Vout端和端。此时电压表的显示值为AD590在室温时的输出值。图51集成温度传感器实验原理图3. 将三源板温度单元中的电源引线接入主控箱调节仪的加热插座中。4根据以上参数设定表设定经常改动的参数。如假设仪表已根据参数设定表设定好。现在要做温度实验温度值为40时，只要进行以下参数修改：按住SET键约2秒，进入参数设置状态。PV显示HIAL，按或键使SV显示40.0。按一下SET键，PV显示LOAL，按或键使SV显示40.0。按一下SET键重复按SET到PV显示ctrl时，按或键使SV显示1。先按住键不放接着按SET键可退出参数设置状态，或不按任何键等待30秒后自动退出参数设置状态

24、，返回仪表正常显示状态。此时，按或键使SV显示需要作实验的温度值。按住键并保持约2秒，此时仪表AT指示灯亮，启动自整定工作状态，自动设置M50、P、t参数进行自动调节温度。等待仪表PV显示恒定时，记录主控箱电压表的显示值。5初始实验温度值设定为40，每隔5读取数显表值，将结果添入下表51。五、实验数据处理与分析1、由实验记录的表51数据，画出输出电压与温度的非线性曲线。表51T（）V(mV)2、利用表51数据，计算在此范围内集成温度传感器的非线性误差。 六、思考题1如何根据测温范围和精度要求选用温度传感器？2通过温度传感器的实验，对各类温度传感器的使用范围有何认识？3对温度标定有何认识？成绩给

25、定：实验预习操作过程数据分析思考题综合成绩教师签字：实验六 光电式传感器特性实验（综合性）一、实验目的1. 了解光电式传感器的原理以及光电传感器类型、特性。2. 熟悉和掌握光电传感器的测量转速的原理、方法及应用。3. 本实验为光电传感器特性测量和光电传感器的应用两部分内容的综合。二、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管，发光管发出的光源在转盘上反射后由光电管接受转换成电信号，由于转盘上有6个孔，形成相间的6个间隔，转动时将获得与转速及黑白间隔数有关的脉冲，将电脉冲进行计数处理即可得到转速值。三、实验仪器 实验平台； 调节仪单元、频率转速

26、表； 转动源（含光电传感器）、+5V直流稳压电源及224V转速调节电源； 铜导线若干；5. 计算机及CSY-V8.0软件。四、实验步骤（一）要求：利用所列实验单元，实现测量光电传感器的特性。参考步骤如下：1光电转速传感器已安装在转动电源板上，把三源板上的5V、地、光电输出端分别与主控箱上的5V、地、频率/转速表的Fin相连。频率/转速表转换开关打到转速档。将转动源224V输出旋到最小。2电源板上212V输入端与主控箱上的转速调节源相连。3转动电源板上212V输入端与主控箱上的数显表Vin、地相连。4合上主控箱电源开关，使电机转动并从数显表上观察电机转速。5从2V开始调解转速源，每增加0.5V记

27、录电机转速和电压值。（10组数据记录在表61）6调解转速调节源为5V，关闭电源。7转动电源板上5V、地、光电输出端分别与主控箱上转速调节电源、地、频率/转速表的Fin相连。连接转动电源板上2-12V与主控箱上5V、地。8主控箱上转速调节电源与主控箱上的数显表Vin、地相连。9减小主控箱上转速调节电源，直到频率/转速表不计数，记录电压值在表62中。图6-1光电传感器实现的转速控制接线图图6-2光电传感器实现的转速控制接线图（二）、要求：利用调节仪单元、频率转速表、转动源（含光电传感器）、+5V直流稳压电源及224V转速调节电源实现如图5-3所示的转速控制系统。参考步骤如下：1合上电源开关为ON，

28、合上调节仪单元中的“温度源开关”或“调节仪电源”为开；控制方式开关为外。2调节仪设置： PV测量值显示窗； SV给定值显示窗； SET键功能键； 数据增加键； 数据减少键； 数据移位键； ALM1报警指示灯； ALM2手动指示灯（兼报警）； AT自整定工作指示灯 OUT调节输出指示灯仪表参数设置：按住SET键并保持2秒钟，进入参数设置状态，PV显示菜单，SV显示相应PV菜单的参数值。再按一下SET键仪表依次显示菜单及各参数值。此时，分别按、键可进行参数值数据修改。按住键不放，接着按键，可返回显示上一参数。先按住键不放接着按SET键可退出参数设置状态。如果没有按键操作，约30秒后仪表会自动退出参

29、数设置状态。参数设定表：参数（菜单）代号参数含义说 明设置值HIAL上限报警必须设置9999LOAL下限报警必须设置（随HIAL改动）-1999dHAL正偏差报警取消报警9999dLAL负偏差报警取消报警9999dF回差可设00.30ctrl控制方式允许从面板启动（AT）自整定功能1M50保持参数可不人为设置，由AT自动设置5170P速率参数可不人为设置，由AT自动设置0t滞后时间可不人为设置，由AT自动设置30ctl输出周期052秒11Sn输入规格K设1 E设5 05V设34 Pt100设2133dIP小数点位置小数点位数（分辨率）0dIL输入下限显示值设置250dIH输入上限显示值设置25

30、00CJC热电偶冷端补偿温度 无效不设(默认值)SC主输入平移修正可修正仪表的显示误差0OP1输出方式时间比例输出方式必须设置1OPL输出下限设置0OPH输出上限设置100CF系统功能选择调节输出正、反作用（1正、0反）0bAud兼报警定义上限报警继电器输出17Addr地址无效不设dL输入滤波0201run运作状态1自动；0手动2LOC参数修改级别不准改动808不设（默认值808）EPIEP8现场参数定义不改动不设（默认值）3关闭主控箱漏电保护开关，把三源板上的5V、接地与主控箱上的5V、地端相连。光电传感器输出端、地端分别与主控箱调节仪单元的控制输入+端、-端相连。4将调节仪单元中的控制输出

31、+端、-端分别与三源板转动源单元中的“转动电源”（224V）+端、-端相连。将调节仪单元的信号输出+端、-端分别与主控箱面板中的频率/转速表输入Fin端、地端相连。5合上电源开关，在仪表正常的情况下，按键、 键在SV窗口可改变转速设置值，并从数显表上观察电机转速控制（同时也可将光电传感器输出与通信接口A或B相连，由CSY-8.1软件观察电机转速对应的脉冲波形变化）。调节源转动源光电传感器R图6-3光电传感器实现的转速控制系统原理图五、实验数据分析与处理1. 分析、总结实验过程，利用表61的实验数据，简述光电传感器测速原理。表61 212V直流源与转速电压（V）转速2利用表62的数据说明光电传感

32、器所需的供电电压。表62 转速停止计数电压（V）转速六、思考题1制作转盘透射孔时，孔数最佳确定方法是什么？2分析光电转速传感器的工作条件？给出一种实用的光电转速传感器型号及参数。3分析该系统工作，光电传感器能否用其它传感器实现？成绩给定：实验预习操作过程数据分析思考题综合成绩教师签字：实验七 霍尔传感器特性实验（选做）一、实验目的1了解霍尔式传感器的结构、原理。2掌握霍尔传感器测量位移的原理。3了解霍尔传感器直流与交流激励特性。二、基本原理直流激励时，根据霍尔效应，霍尔电势UHKHIB，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。交流激励时霍尔式传感器与直流激励一样，基本工作原理相同

33、，不同之处是测量电路。三、实验仪器及材料1、霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、直流源、测微头、数显单元。2、相敏检波、移相、滤波模板、双线示波器。四、实验步骤（一）直流激励特性：1、将霍尔传感器按图71安装。霍尔传感器与实验模板的连接按图72进行。1、3为电源4V，2、4为输出。2、开启电源，调节测微头使霍尔片在磁钢中间位置再调节RW1使数显表指示为零。图71霍尔传感器安装图图72霍尔传感器位移直流激励实验接线图3、微头向轴向方向推进，每转动0.2mm记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入表71。（二）交流激励特性1传感器安装同实验（一），实验模板上连线见图73。端与地短接，输出端与主图73

34、交流激励时霍尔传感器位移实验接线图2调节音频振动器频率和幅度旋钮，从Lv输出，用示波器测量使电压输出频率为1KHz，电压峰峰值为接上交流电源，激励电压从音频输出端LV输出频率1KHZ，幅值为4V峰峰值（注意电压过大会烧坏霍尔元件）。3调节测微头使霍尔传感器处于磁钢中点，先用示波器观察使霍尔元件不等位电势为最小，然后从数显表上观察，调节电位器RW1、RW2使显示为零。4调节测微头使霍尔传感器产生一个较大位移，利用示波器观察相敏检波器输出，旋转移相单元电位器RW和相敏检波电位器RW，使示波器显示全波整流波形，且数显表显示相对值。5使数显表显示为零，然后旋动测微头记下每转动0.2mm时表头读数，填入

35、表72。五、实验数据分析与处理1、分析、总结实验过程，利用表71的实验数据，作出VX曲线。表71位移电压数据X（mm）V(mv)2、利用表71的数据，计算不同线性范围时的灵敏度和非线性误差。六、思考题1、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？2、利用霍尔元件测量位移和振动时，使用上有何限制？成绩给定：实验预习操作过程数据分析思考题综合成绩教师签字：实验八 测速方法比较实验（选做）一、实验目的1了解几种常见的测速传感器的工作原理与结构。2熟悉测速传感器的应用。3比较各种测速传感器的性能、各自优点以及应用的场合。二、基本原理1利用霍尔效应表达式：UHKHIB，当被测圆盘上装上N只

36、磁性体时，圆盘每转一周磁场就变化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量被测旋转物的转速。2基于电磁感应原理，N匝线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中感应电势： 发生变化，因此当转盘上嵌入N个磁棒时，每转一周线圈感应电势产生N次的变化，通过放大、整形和计数等电路即可以测量转速。3光电传感器测速原理如实验五所示。4利用电涡流的位移传感器及其位移特性，当被测转轴的端面或径向有明显的位移变化（齿轮，凸台）时，就可以得到相应的电压变化量，再配上相应电路测量转轴转速。三、实验仪器及材料1、霍尔转速传感器、直流源5V、转动源224V、转动源单元、数显单元的转速显示部分

37、。2、磁电式传感器、数显单元测转速档、直流源224V。3转动源（含光电传感器）、+5V直流稳压电源及224V转速调节电源。四、实验步骤（一）霍尔传感器测速步骤：1、根据图81，将霍尔转速传感器装于传感器支架上，探头对准反射面内的磁钢。2、将5V直流源加于霍尔转速传感器的电源端（1号接线端）。图81应变传感器安装图3、将霍尔转速传感器输出端（2号接线端）插入数显单元Fin端，3号接线端接地。4将转速调节中的2V24V转速电源接入三源板的转动电源插孔中。5将数显单元上的开关拨到转速档。6调节转速调节电压使转动速度变化。观察数显表转速显示的变化。（二）磁电式传感器测速实验（选做）1磁电式转速传感器按

38、图81安装传感器端面离转动盘面2mm左右。将磁电式传感器输出端插入数显单元Fin孔。（磁电式传感器两输出插头插入台面板上二个插孔）。2将显示开关选择转速测量档。3将转速电源224V用引线引入到台面板上24V插孔，合上主控箱电开关。使转速电机带动转盘旋转，逐步增加电源电压观察转速变化情况。（三）光电传感器测速步骤如实验五。注：每个实验填写表81五、实验报告1、分析、总结实验过程，记录实验数据于表8-1。表81 212V直流源与转速电压（V）转速（霍尔）转速（光电）转速（磁电）2、比较几组测量数据，分析几种测速传感器原理、应用范围。六、思考题1利用霍尔元件测转速，在测量上有否限制？ 2本实验装置上

39、用了十二只磁钢，能否用一只磁钢？ 3为什么说磁电式转速传感器不能测很低速的转动，能说明理由吗？4 能用本实验台实现电涡流传感器测速吗？为什么？成绩给定：实验预习操作过程数据分析思考题综合成绩教师签字：附录一 CSY2000系列传感器实验台说明书一、实验台组成CSY2000系列传感器与检测技术实验台由主控台、三源板（温度源、转动源、振动源）、传感器、相应的实验模板、数据采集卡及处理软件、实验台桌等六部分组成。1、主控台部分：有高稳定的15V、+5V、2V4V6V8V10V及+2V+24V可调四种直流温压电源；有电压、气压、频率、转速的3位半数显表及计时表；音频信号源（音频振荡器）1KHz10 K

40、Hz（可调）；低频信号源（低频振荡器）1Hz30 Hz（可调）； 气压源020 Kpa可调；高精度温度转速两用仪表；RS232计算机串行接口；流量计；漏电保护器；其中电源、音频、低频均具有断路保护功能。2V10V电源与其它电源、信号Fin、Vin部分，不共地。如果与其它电源同时使用，应将其共地。因断路无输出重新开机即恢复正常。调节仪置内为温度调节、置外为转速调节。2、三源板：装有振动台1Hz30 Hz（可调）；旋转源02400转/分（可调）；加热源常温150（可调）。3、传感器：基本传感器包括：电阻应变式传感器、扩散硅压力传感器、差动变压器、电容式传感器、霍尔式转速传感器、磁电转速传感器、压电

41、式传感器、电涡流传感器、光纤传感器、光电转速传感器、集成温度传感器、K型热电偶、E型热电偶、Pt100铂电阻、Cu50铜电阻、湿敏传感器、气敏传感器共18个。4、实验模块部分：有应变式、压力、差动变压器、电容式、霍尔式、压电式、电涡流、光纤位移、温度、移相相敏检波/滤波十个模块。二、电路原理传感器模块电路原理图见模块正面。三、使用方法1、开机前将转速调节旋钮调到中间位置，显示选择旋钮打到2V档，电压选择旋钮打到2V档，其余旋钮均打到中间位置，计时复位按钮在松开状态。2、将220V的电源线插头插入市电插座，接通开关，电源指示灯亮，计时器指示为4个零，数字显示0.000或.000，电压指示灯亮，表

42、示实验台电源工作正常。3、每个实验前应该先阅读实验指导书，每个实验均应在断开电源的状态下按实验线路接好连接线（实验中用到可调直流电源时，应在该电源调到实验值时再接到实验线路中），检查无误后方可接通主电源。4、数据采集卡及处理软件使用方法见附录二。5、打开调节仪电源开关，调节仪表头PV显示测量值，SV显示设定值。四、仪器维护及故障排除1、仪器维护（1）防止硬物撞击划伤实验台面及防止传感器模块跌落。（2）做完实验后要将传感器、模块、配件及连线全部整理好，放回原位。（3）搭接线路时，应关闭电源，以防误操作损坏器件。2、故障排除（1）开机无指示、无数显，应检查电源是否接通，保险丝是否接通。（2）转动源不转，应查转速调节电源是否有输出，如有输出更换转动电机，如无输出更换电源板。（3）振动源如无振动，先查低频振荡器是否有输出，如无输出更换低频振荡器信号板，如有输出更换振荡线圈。五、注意事项1、严禁将电源、信号源输出插座和地短接，时间长易造成电路元器件损坏。2、严禁将主控箱上+15V电源引入模块时接错。3、严禁用酒精或其它具有腐蚀性物质擦洗面板，防止示意图被擦掉。4、本实验台的各个部分都是相配套使用，请勿调换。