实验七 电容式传感器位移实验
实验数据
实验曲线
系统灵敏度 S=10.274 mv/cm
在曲线的线性部分，非线性误差 δ=4.98%
思考题
试设计利用ε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？
解：
由于是测谷物的湿度的，当此传感器放在谷物里面时，根据谷物的呼吸作用，用传感器检测呼吸作用的水分程度，从而判断出谷物的湿度，当电容的S与D为恒定值时C=f(ε),稻谷的含水率不同，介电常数也不同，可确定谷物含水率，传感器为两个板，谷物从传感器之间穿过。
在设计过程中应考虑：感应器是否于谷物接触的充分、谷物是否均匀的从传感器之间穿过，而且要注意直板传感器的边缘效应。
实验八 直流激励时霍尔式传感器位移特性实验
实验数据
实验曲线
系统灵敏度 S=0.5463 mv/cm
当位移量在(-2,2)mm内时，非线性误差δ=11.6%
当位移量在(-5,5)mm内时，非线性误差δ=14.5%
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？
解：
由霍尔传感器的工作原理可知，U=KIB；即霍尔元件实际感应的是所在位置的磁场强度B的大小。实验中，霍尔元件位移的线性度实际上反映了空间磁场的线性分布，揭示了元件测量处磁场的线性分布。
实验九 电涡流传感器位移实验
实验数据
实验曲线
当量程为1mm时，灵敏度S=2.4328v/mm
非线性误差δ=5.63%
当量程为3mm时，灵敏度S=2.4330v/mm
非线性误差δ=2.07%
当量程为5mm时，灵敏度S=1.6280v/mm
非线性误差δ=20.64%
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？
解：
电涡流传感器的量程与金属导体的电阻率c，探头的面积S，厚度t，线圈的励磁电流角频率ω以及线圈与金属块之间的距离x等参数有关。 将探头换为铁，面积尽量减小。
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。
解：
在量程都处于线性区域时，先选择灵敏度较大的探头。当量程超出某一个探头的线性区间时，再选择量程较大的。如果还需扩大量程，可以缩小探头面积。
实验 十一 光纤传感器的位移特性实验
实验数据
实验曲线
量程为1mm时，灵敏度S=1.0486v/mm，非线性误差δ=0.78%
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？
解：
由于光纤传感器是利用光的全反射原理工作的，它对于光路要求比较高，故而，在使用光纤传感器时应保证被测物体表面的光洁度，这样才能够使得反射回光纤内的光强足够传感器感知。
第二篇：传感器实验报告1,2
实验一 金属箔式应变片性能—单臂电桥
实验目的：了解金属箔式应变片，单臂单桥的工作原理和工作情况。
所需单元及部件：直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁测微头、一片应变片、F/V表、主、副电源。
旋钮初始位置：直流稳压电源打倒±2V档，F/V表打到2V档，差动放大增益最大。
实验步骤：
(1)了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片和一片补偿应变片，测微头在双平行梁前面的支座上，可以上、下、前、后、左、右调节。
(2)将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接。将差动放大器的输出端与F／V表的输入插口Vi 相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F／V表显示为零，关闭主、副电源。
(3)
根据图１接线R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻。RX为应变片(即RX换成 ；将稳压电源的切换开关置±4V档，F／V表置20V档。调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F／V表显示为零，然后将F／V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F／V表显示为零。
图１
（4）将测微头转动到10mm刻度附近，安装到双平等梁的自由端（与自由端磁钢吸合），调节测微头支柱的高度（梁的自由端跟随变化）使F／V表显示最小，再旋动测微头，使F／V表显示为零（细调零），这时的测微头刻度为零位的相应刻度。
（5）——往下或往上旋动测微头，使梁的自由端产生位移记下F／V表显示的值。建议每旋动测微头一周即ΔX＝0.5mm记一个数值填入下表：
初始位置：x=10mm
（6）据所得结果计算灵敏度S＝ΔV／ΔX（式中ΔX为梁的自由端位移变化，ΔV为相应F／V表显示的电压相应变化）。
（7）实验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮转到初始位置。
计算：
S1=8/0.5-=16
S2=23/1.0=23
S3=35/1.5=23
S4=46/2.0=23
S5=55/2.5=22
S=(S1+S2+S3+S4+S5)/5=21.4
小结：
由实验得到的数据计算灵敏度平均值为21.4。可知当金属箔式应变片发生形变，产生位移时，单臂电桥的阻值会发生变化。实验测得的电压可以体现出这种变化。
实验二 金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较
实验目的：验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。
所需单元和部件：直流稳压电源、差动放大器、电桥、F／V表、测微头、双平行梁、应变片、主、副电源。
有关旋钮的初始位置：直流稳压电源打到±2V档，F／V表打到2V档，差动放大器增益打到最大。
实验步骤：
(1) 按实验一方法将差动放大器调零后，关闭主、副电源。
(2) 按图1接线，图中R4为工作片，r及W1为调平衡网络。
(3) 调整测微头使双平行梁处于水平位置(目测)，将直流稳压电源打到±4V档。选择适当的放大增益，然后调整电桥平衡电位器W1，使表头显示零(需预热几分钟表头才能稳定下来)。
(4) 旋转测微头，使梁移动，每隔0.5mm读一个数，将测得数值填入下表，然后关闭主、副电源：
初始位置：x=10mm
(5) 保持放大器增益不变，将R3固定电阻换为与R4工作状态相反的另一应变片即取二片受力方向不同应变片，形成半桥，调节测微头使梁到水平位置（目测），调节电桥W1使F／V表显示表显示为零，重复（4）过程同样测得读数，填入下表：
初始位置：x=10mm
(6) 保持差动放大器增益不变，将R1，R2两个固定电阻换成另两片受力应变片（即R1换成 ，R2换成 ，）组桥时只要掌握对臂应变片的受力方向相同，邻臂应变片的受力方向相反即可，否则相互抵消没有输出。接成一个直流全桥，调节测微头使梁到水平位置，调节电桥W1同样使F／V表显示零。重复（4）过程将读出数据填入下表：
初始位置：x=10mm
(7) 在同一坐标纸上描出X-V曲线，比较三种接法的灵敏度。
三种接法的X-V曲线图：
单臂电桥电路图：
半桥电路图：
全桥电路图：
小结：
由实验数据可以得出单臂、半桥、全桥三种接法的金属箔式应变片相互之间的关系。单臂电桥的灵敏度约为半桥的一半，半桥的灵敏度约为全桥的一半。