南昌大学传感器与检测技术实验报告上交版

时间:2024.3.20

《传感器与检测技术》

实验报告

南昌大学传感器与检测技术实验报告上交版

班级:

学号:

姓名:

时间: 年 月

实验一 差动变压器的应用——电子秤

一、实验目的:了解差动变压器的实际应用

二、所需单元及部件:

音频振荡器、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、V/F表、电桥、砝码、

振动平台。

有关旋钮初始位置:

音频振荡器调至4KHZ,V/F表打到2V档。

三、 实验步骤:

(1)按图1接线,组成一个电感电桥测量系统,开启主、副电源,利用示波器观察调节 音频振荡器的幅度旋钮,使音频振荡器的输出为VP-P值为lV。

(2) 将测量系统调零,将V/F表的切换开关置20V档,示波器X轴扫描时间切换到0.1~0.5ms(以合适为宜),Y轴CHl或CH2切换开关置5V/div,音频振荡器的频率旋钮置5KHz,幅度旋钮置中间位置。开启主、副电源,调节电桥网络中的W1,W2,使V/F表和示波器显示最小,再把V/F表和示波器Y轴的切换开关分别置2V和50mv/div,细条W1和W2旋钮,使V/F表显示值最小。再用手按住双孔悬臂梁称重传感器托盘的中间产生一个位移,调节移相器的移相旋钮,使示波器显示全波检波的图形。放手后,粱复原。

(3)适当调整差动放大器的放大倍数,使在称重平台上放上一定数量的砝码时电压表指

示不溢出。

(4)去掉砝码,必要的话将系统重新调零。然后逐个加上砝码,读出表头读数,记下实

验数据,填入下表;

南昌大学传感器与检测技术实验报告上交版

(5)去掉砝码,在平台上放一重量未知的重物,记下电压表读数,关闭主副电源。

V(置物)=0.47

(6)利用所得数据,求得系统灵敏度及重物重量。

四:数据记录与处理

灵敏度=△V/△E=0.125/20=0.00625(V/g)

W(置物)=75.33(g)

五、 注意事项:

(1)砝码不宜太重,以免粱端位移过大。

(2)砝码应放在平台中间部位,为使操作方便,可将测微头卸掉。

六、心得体会

第一次实验,相对来说了解比较少,做起来相对困难,尤其是电桥的连接。实验中我们得到电压正比于力的关系。总体来说,通过了实验加深自己对理论知识的学习和理解。

实验二 热电偶的原理及分度表的应用

一、实验目的:了解热电偶的原理及现象。

二、 所需单元和部件:

三、实验数据

室温:28摄氏度。加热后温度计测量出来的结果是43度,电压示数:0.056V

Eab(t,to)=Eab(t,tn)+Eab(tn,to)

Eab(t,tn)=(f/v显示表E)/150x2

通过计算得出:

Eab(t,tn)=0.7467mv

查表得:Eab(tn,to)=1.114mv

所以t=46摄氏度

误差分析:绝对误差=|46-43|=3摄氏度

相对误差=3/43x100%=6.98%

四、思考题

(1)为什么差动放大器接入热电偶后需再调差 放零点?

差动放大器的最显著特点就是电路的对称性,在没有接入热电偶的时候,电路有可能已经调到零输出。接入热电偶,恐怕就破坏了电路的对称性,所以需要再调差放零点。

(2)即使采用标准热电偶,按本实验方法测量温度也会有很大的误差。为什么?

实验中有一个横梁来传热,这里会有热损失。在测量的时候测量不到。还有就是温度计与被测点之间隔了一层膜,也会导致温度测量的不准。

五、实验心得

通过本次实验得知通过热电偶测量温度的方法受着环境的限制,要排除外界的干扰。通过对线路的分析,对实验原理也有所掌握。

实验三 热敏电阻测温演示实验

一、实验目的:了解NTC热敏电阻现象。

二、热敏电阻特性:

热敏电阻的温度系数有正有负,因此分成两类;PTC热敏电阻(正温度系数)与NTC热敏电阻(负温度系数)。一般NTC热敏电阻测量范围较宽,主要用于温度测量;而PTC突变型热敏电阻的温度范围较窄,一般用于恒温加热控制或温度开关,也用于彩电中做自动消磁元件。有些功率PTC也做发热元件用。PTC缓变型热敏电阻可用做温度补偿或温度测量。

一般的NTC热敏电阻测温范围为:-50℃~+300℃。热敏电阻具有体积小、重量轻、热惯性小、工作寿命长、价格便宜,并且本身阻值大,不需要考虑引线长度带来的误差,适用于远距离传输等优点。但热敏电阻也有:非线形大、稳定性差、有老化现象、误差较大、一致性差等缺点。一般只适用于低精度的温度测量.

三、所需单元:加热器、热敏电阻、可调直流稳压电源、-15V稳压电源、V/F表、主副电源。

四、实验步骤:

(1)了解热敏电阻在实验仪上的位置和符号,它是一个黑色或棕色元件,封装在双平行振动梁上片梁的表面。

(2)将V/F表切换开关置2V档,直流稳压电源切换开关置±2V,按图1接线,开启主、副电源,调整W1电位器,使V/F表指示为1V左右,这时为室温时的Vi。

(3)将-15V电源接入加热器,观察电压表读数的变化,电压表的输出电压:

(4)由此可见,当温度 升高 时,RT阻值 减小 ,Vi 增大

五、实验数据处理

南昌大学传感器与检测技术实验报告上交版

分析:温度升高时电压大,而由公式 知电压增大时电阻减小,

由此可见:当温度升高时,RT阻值减小,Vi 增大

六、思考题:

如果你手中有这样一个热敏电阻,想把它作为一个0~50℃的温度测量电路,你认为该怎样实现?

答:让热敏电阻和某一定值电阻Rv串联,采用三线制接法。在低温时,由于热敏电阻Rt趋近于无穷,使电路总电阻近似等于Rt,而在高温是,Rt趋近于0,电路的总电阻等于Rv,热电特性曲线是非线性的,单笔单个热敏元件要平坦。

七、心得体会:

本实验是为了观察电阻与温度之间的关系,在不能直接测量电阻时,可以转换为相关联变量(电压电流等),使实验更加简便。

实验四 霍尔式传感器的静态位移特性—直流激励

一:实验目的:了解霍尔式传感器的原理与特性。

二: 所需单元及部件:霍尔片、磁路系统、电桥、差动放大器、V/F表、直流稳压电源,测微头、振动平台。

有关旋钮的初始位置:差动放大器增益旋钮打到最小,电压表置2V档,直流稳压电源置2V档,主、副电源关闭。

三、 实验步骤:

(1)了解霍尔式传感器的结构及实验仪上的安装位置,熟悉实验面板上霍尔片的符号,霍尔片安装在实验仪的振动圃盘上,两个半圆永久磁钢固定在实验仪的顶板上,二者组合成霍尔式传感器。

(2)开启主、副电源将差动放大器调零后,增益置接近最小,使得霍尔片在磁场中位移时V/F表读数明显变化,关闭主,副电源,根据图1接线,W1、r为电桥单元的直流电桥平衡网络。

(3)装好测微头,调节测微头与振动台吸合并使霍尔片置于半圆磁钢上下正中位置。

(4)开启主、副电源,调整W1使电压表指示为零。

(5)上下旋动测微头,记下电压表读数,建议每隔0.2mm读一个数,将读数填入下表:

南昌大学传感器与检测技术实验报告上交版

作出V—X曲线,指出线性范围,求出灵敏度,关闭主、副电源。

灵敏度:K =()/6(

=

可见,本实验测出的实际上是磁场情况,它的线性越好,位移测量的线性度也越好,它的变化越陡,位移测量的灵敏度也越大。

(6)实验完毕,关闭主、副电源,各旋钮置初始位置。

四、 注意事项:

(1)由于磁路系统的气隙较大,应使霍尔片尽量靠近极靴,以提高灵敏度。

(2)一旦调整好后,测量过程中不能移动磁路系统。

(3)激励电压不能过大,以免损坏霍尔片。(±4V就有可能损坏霍尔片)

五、心得体会

通过实验,更一步加深了对最小二乘法、线性度、灵敏度等概念的理解。实验中实际磁场不是很理想,所以线性部分比较小。通过实验,处理数据的能力有了进一步的提升。


第二篇:南昌大学传感器与检测技术实验报告


实 验 报 告

实验课程: 传感器与检测技术

学生姓名: 苏**

学 号: ***00

专业班级: 自动化114班

20XX年 6月5日

目录

实验一 差动变压器的应用

实验二 热电偶的原理及分度表的应用

实验三 热敏电阻测温演示实验

实验四 霍尔式传感器的静态位移特性

实验一 差动变压器的应用——电子秤

一、实验目的:

1、了解差动变压器的实际应用。

2、根据理论知识熟悉差动变压器工作原理。

二、实验耗材:

音频振荡器、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、V/F表、电桥、砝码、振动平台。

三、实验步骤:

有关旋钮初始位置:音频振荡器调至4KHZ,V/F表打到2V档。

按图1接线,组成一个电感电桥测量系统,开启主、副电源,利用示波器观察调节 音频振荡器的幅度旋钮,使音频振荡器的输出为VP-P值为lV。

将测量系统调零,将V/F表的切换开关置20V档,示波器X轴扫描时间切换到0.1~0.5ms(以合适为宜),Y轴CHl或CH2切换开关置5V/div,音频振荡器的频率旋钮置5KHz,幅度旋钮置中间位置。开启主、副电源,调节电桥网络中的W1,W2,使V/F表和示波器显示最小,再把V/F表和示波器Y轴的切换开关分别置2V和50mv/div,细条W1和W2旋钮,使V/F表显示值最小。再用手按住双孔悬臂梁称重传感器托盘的中间产生一个位移,调节移相器的移相旋钮,使示波器显示全波检波的图形。放手后,粱复原。

适当调整差动放大器的放大倍数,使在称重平台上放上一定数量的砝码时电压表指示不溢出。

去掉砝码,必要的话将系统重新调零。然后逐个加上砝码,读出表头读数,记下实验数据,填入下表;

南昌大学传感器与检测技术实验报告

曲线图如下:

去掉砝码,在平台上放一重量未知的重物,记下电压表读数,关闭主副电源。

利用所得数据,求得系统灵敏度及重物重量。

四、注意事项:

(1)砝码不宜太重,以免粱端位移过大。

(2)砝码应放在平台中间部位,为使操作方便,可将测微头卸掉。

五、实验心得

本次实验是我们第一次进行传感器与检测技术的实验,实验开始对实验仪器比较好奇,进行了各种尝试,最后按照实验指导书进行了连线,但是遇到了实验仪器存在问题,不能进行实验,进过与其他小组同学的合作之后才得以完成,本次实验我们不仅仅第一次见识到了这样的实验仪器,并且通过实验加强了自己对理论知识的理解,差动变压器的应用相对而言比较广泛,这也加强了我们自己动手能力。

实验二 热电偶的原理及分度表的应用

一、实验目的:

1、了解热电偶的原理及现象。

2、掌握和熟悉热电偶的理论知识。

二、实验仪器:

+15V 不可调直流稳压电源、差动放大器、电压表、加热器、热电偶、水银温度计(自备)、主、副电源。

三、实验步骤:

1、了解热电偶在实验仪上的位置及符号,实验仪所配的热电偶是由铜-康铜组成的简易热电偶,分度号为T。实验仪有二个热电偶,它封装在双平行梁的上片梁的上表面(在梁表面中间二根细金属丝焊成的一点,就是热电偶)和下片梁的下表面,二个热电偶串联在一起产生热电势为二者的总和。

2、按图4接线、开启主、副电源,调节差动放大器调零旋钮,使电压表显示零,记录下自备温度计的室温(此时的温度为冷端温度)。

南昌大学传感器与检测技术实验报告

图四

3、将+15V直流电源接入加热器的一端,加热器的另一端接地(加热时间不要超过2 分钟)。观察电压表显示值的变化,待显示值稳定不变时记录下电压表显示的读数E。

4、用自备的温度计测出上梁表面热电偶处的温度t并记录下来。(注意:温度计的测温探头不要触到应变片,只要触及热电偶处附近的梁体即可)。

5、根据热电偶的热电势与温度之间的关系式: ( , ) ( , Eab t to = Eab t tn ) + Eab(tn ,to ) 计算热端温度为t,冷端温度为0℃时的热电势, ( , ) o Eab t t ,根据计算结果,查分度表得到温度t。

6、热电偶测得温度值与自备温度计测得温度值相比较。(注意:本实验仪所配的热电偶为简易热电偶、并非标准热电偶,只要了解热电势现象)

7、实验完毕关闭主、副电源,尤其是加热器+15V 电源(自备温度计测出温度后马上拆去+15V电源连接线),其它旋钮置原始位置。

附表如下:

四、实验数据:

室温:29℃

E=0.171mV

测得温度T=40℃

又Eab(T,Tn)=E/(150*2)=0.570mV

Eab(T,T0)=Eab(T,Tn)+Eab(Tn,T0)

=0.570mV+1.155mV

=1.725mV

查表得T的理论值为:T=43℃

五、实验思考:

1、为什么差动放大器接入热电偶后需再调差放零点?

答:因为热电偶的自由端与工作端处在室温。

2、即使采用标准热电偶按本实验方法测量温度也会有很大误差,为什么?

答:热电偶测量温度时,其冷端保持温度恒定(冰点温度),热端接触待测物体,此时产生温差电动势。但由于冷端处于室温环境中,热端与冷端温差并非热端与冰点的温差,因此必须加入冷端补偿电路,此时测得的电动势才与摄氏温度一一对应。但由于本实验中冷端温度为室温且没有用冷端补偿器,所以导致测量温度有很大误差。

六、实验心得:

本次实验的原理是热电偶的原理,在次之前我们在理论课部分进行了详细的学习,热电偶的热电势不仅仅与热端温度有关,而且和冷端温度也有关系,只有冷端温度恒定的时候,才能通过测量热电势得到热端温度,否则需要通过补偿导线将冷端延长到一个温度恒定的地方,所以本次实验我们的理论知识还是比较充分,但是实验过程中还是遇到了一些问题,实验数据也出现了一些误差,但是通过本次实验对理论知识进行了衣服呢验证,有一定收获。

实验三 热敏电阻测温演示实验

一、实验目的:

了解NTC热敏电阻现象。

二、实验单元:

加热器、热敏电阻、可调直流稳压电源、-15V稳压电源、V/F表、主副电源。

三、实验步骤:

(1)了解热敏电阻在实验仪上的位置和符号,它是一个黑色或棕色元件,封装在双平行振动梁上片梁的表面。

(2)将V/F表切换开关置2V档,直流稳压电源切换开关置±2V,按图1接线,开启主、副电源,调整W1电位器,使V/F表指示为1V左右,这时为室温时的Vi。

(3)将-15V电源接入加热器,观察电压表读数的变化,电压表的输出电压:

(4)由此可见,当温度升高时,RT阻值下降,Vi 升高

四、实验思考:

如果你手中有这样一个热敏电阻,想把它作为一个0~50℃的温度测量电路,你认为该怎样实现?

答;让热敏电阻和某一定值电阻Rv串联,在低温时,由于热敏电阻Rt趋近于无穷,使电路总电阻近似等于Rt,而在高温是,Rt趋近于0,电路的总电阻等于Rv,热电特性曲线是非线性的,单笔单个热敏元件要平坦。接电路时,要注意用三线制或四线制接法。

五、实验思考:

在理论课程中,我们对于半导体热敏电阻有了一定的了解,按照热敏电阻率随着温度变化的特性不同,热敏电阻分为正温度系数(PTC)负温度系数(NTC)

临界温度系数(CTR)三种,本次实验是研究负温度系数(NTC热敏电阻现象),所以通过本次实验对其进行验证,确实是得到了当温度升高时,RT阻值下降,明显的负温度系数。通过本次实验也加深了对热敏电阻的理解。

实验四 霍尔式传感器的静态位移特性—直流激励

一、实验目的:

了解霍尔式传感器的原理与特性。

二、实验部件:

霍尔片、磁路系统、电桥、差动放大器、V/F表、直流稳压电源,测微头、振动平台。

三、实验准备:

差动放大器增益旋钮打到最小,电压表置2V档,直流稳压电源置2V档,主、副电源关闭。

四、实验步骤:

(1)了解霍尔式传感器的结构及实验仪上的安装位置,熟悉实验面板上霍尔片的符号,霍尔片安装在实验仪的振动圃盘上,两个半圆永久磁钢固定在实验仪的顶板上,二者组合成霍尔式传感器。

(2)开启主、副电源将差动放大器调零后,增益置接近最小,使得霍尔片在磁场中位移时V/F表读数明显变化,关闭主,副电源,根据图1接线,W1、r为电桥单元的直流电桥平衡网络。

(3)装好测微头,调节测微头与振动台吸合并使霍尔片置于半圆磁钢上下正中位置。

(4)开启主、副电源,调整W1使电压表指示为零。

(5)上下旋动测微头,记下电压表读数,建议每隔0.2mm读一个数,将读数

填入下表:

南昌大学传感器与检测技术实验报告

曲线如下:

用最小二乘法处理数据:

令:Y=A+Bx

有实验数据可得:A=-0.48 B=0.2

所以 Y=0.2x-0.48

由此可以得出灵敏度:k=dy/dx=0.2

可见,本实验测出的实际上是磁场情况,它的线性越好,位移测量的线性度也越好,它的变化越陡,位移测量的灵敏度也越大。

(6)实验完毕,关闭主、副电源,各旋钮置初始位置。

五、注意事项:

(1)由于磁路系统的气隙较大,应使霍尔片尽量靠近极靴,以提高灵敏度。

(2)一旦调整好后,测量过程中不能移动磁路系统。

(3)激励电压不能过大,以免损坏霍尔片。(±4V就有可能损坏霍尔片)

六、实验心得:

本次实验是我们传感器与检测技术的最后一个实验,对于霍尔式传感器理论课中没有详细讲解,但是对于气筒霍尔效应及其霍尔电势的原理高中有着一定的知识,这一次实验刚开始数据测量总是存在一定的问题,经过学长的指导之后实验顺利完成,经过曲线拟合比较之后,验证得到测出的实际上是磁场情况,它的线性越好,位移测量的线性度也越好,它的变化越陡,位移测量的灵敏度也越大。在这次实验中自己也学习到了课堂上所没有学习到的东西。

更多相关推荐:
传感器与检测技术实验报告

准考证号100214101370姓名倪帅彪院校河南科技大学专业名称080302机械制造及自动化独立本科段传感器与检测技术实验报告实验一常用传感器电感式电阻式或电容式静态性能测试一实验目的1进一步认识电阻式电感式...

传感器与检测技术综合实训报告书

辽东学院课程设计报告书传感器与检测技术综合课程设计成绩课程设计报告书所属课程名称传感器与检测技术综合课程设计题目电子称硬件电路设计分院机电学院专业班级学号学生姓名指导教师20xx年7月19日辽东学院课程设计报告...

传感技术实验报告

传感实验指导书及实验报告实验一项目名称金属箔式应变片单臂电桥性能实验一实验目的了解金属箔式应变片的应变效应单臂电桥工作原理和性能二基本原理金属丝在外力作用下发生机械形变时其电阻值会发生变化这就是金属的电阻应变效...

传感器与检测技术实验

实验一压阻式压力传感器的压力测量实验一实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和标定方法二基本原理扩散硅压阻式压力传感器的工作机理是半导体应变片的压阻效应在半导体受力变形时会暂时改变晶体结构的对称性因而...

传感器与检测技术实验教学大纲

河北省高等教育自学考试课程考试大纲课程名称传感器与检测技术实验课程代码第一部分课程性质与学习目的一课程性质与特点传感器与检测技术实验是高等教育自学考试电子信息工程专业所开设的专业基础课之一它是一门理论性和实践性...

传感器与检测技术综合实训报告书

辽东学院课程设计报告书传感器与检测技术综合课程设计成绩课程设计报告书所属课程名称传感器与检测技术综合课程设计分院机电学院专业班级学号0614100306学生姓名指导教师20xx年7月19日题目辽东学院课程设计报...

传感器及检测技术实验指导书(20xx)

传感器及检测技术实验指导书电气工程学院20xx年9月I前言传感器原理及检测技术课程在高等理工科院校电气与自动化专业电子信息工程和测控技术与仪器类各专业的教学计划中是一门重要的专业基础课实验是教学的重要环节之一通...

南昌大学传感器与检测技术实验报告

实验报告实验课程:传感器与检测技术学生姓名:苏**学号:***00专业班级:自动化114班20XX年6月5日目录实验一差动变压器的应用实验二热电偶的原理及分度表的应用实验三热敏电阻测温演示实验实验四霍尔式传感器…

电子技术实验报告 串联RLC电路时域响应的测试

电子技术实验报告实验名称串联RLC电路时域响应的测试一实验目的1进一步掌握二阶RLC串联电路暂态响应的基本规律和特点2研究二阶RLC串联电路参数对响应的影响二实验内容及结果1欠阻尼响应Rlt2LC2过阻尼响应R...

机械测试技术实验报告

机械测试技术实验报告学院机械工程与自动化学院专业机械设计制造及其自动化学号姓名中北大学机械工程系20xx年5月15实验一用应变仪测量电阻应变片的灵敏度一实验目的1掌握电阻应变片的粘贴工艺技术2掌握选择应变片的原...

自动检测技术实验报告

自动检测技术实验报告姓名XXX班级XX071学号20xx003XXXX实验一金属箔式应变片性能实验单臂半桥全桥电路性能比较一实验目的1观察了解箔式应变片的结构及粘贴方式2测试应变梁形变的应变输出3比较各种桥路的...

检测技术实验报告

电气学科大类信号与控制综合实验课程20xx级实验报告检测技术实验姓名王人杰学号U20xx16216专业班号中英1203班同组者学号专业班号指导教师日期实验成绩评阅人1实验评分表2目录实验二十二差动电压器的标定4...

传感器与检测技术实验报告(10篇)