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传感器实验参考资料

光电传感器测转速实验

实

验

指

导

书

简介

一、本实验装置的设计宗旨：

本实验装置具有设计性、趣味性、开放性和拓展性，实验中大量重复的接线、调试和后续数据处理、分析、可以加深学生对实验仪器构造和原理的理解，有利于培养学生耐心仔细的实验习惯和严谨的实验态度。非常适合大中专院校开设开放性实验。本实验装置采用了性能比较稳定，品质较高的敏感器件，同时采用布局较为合理且十分成熟的电路设计。二、光电传感器测转速实验实验装置 1．传感器实验台部分

2．九孔实验板接口平台部分：九孔实验板作为开放式和设计性实验的一个桥梁（平台）； 3．JK-19型直流恒压电源部分：提供实验时所必须的电源；

4．处理电路模块部分：差动放大器、电压放大器、调零、增益、移相等模块组成。三、主要技术参数、性能及说明：

（1）光电传感器：由一只红外发射管与接收管组成。

（2）差动放大器：通频带kHz 10~0可接成同相、反相、差动结构，增益为100~1倍的直流放大器。

（3）电压放大器：增益约为5位，同相输入，通频带kHz 10~0。（4）19JK -型直流恒压电源部分：直流V 15±，主要提供给各芯片电源：

V 6 ,V 4 ,V 2±±±分三档输出，提供给实验时的直流激励源；V 12~0：A 1ax Im =作

为电机电源或作其它电源。

光电传感器测转速实验

【实验原理】

如图所示：光电传感器由红外发射二极管、红外接收管、达林顿出管及波形整形组成。

发射管发射红外光经电机转动叶片间隙，接收管接收到反射信号，经放大，波形整形输出方波，再经转换测出其频率，。

图1

【实验目的】

了解光电传感器测转速的基本原理及运用。

【实验仪器】

如图所示，光电式传感器、JK-19型直流恒压电源、示波器、差动放大器、电压放大器、频率计和九孔实验板接口平台。

图2 图3

【实验步骤】

1．先将差动放大器调零，按图1接线；

2．光电式-+,端分别接至直流恒压电源V 12~0的-+,端；

3．-+V i ,V i 分别接直流恒压电源的V 6+和G ND ，并与V 15±处的G ND 相连； 4．调节电压粗调旋钮使电机转动；

5．根据测到的频率及电机上反射面的数目算出此时的电机转速；

即：)/(660P N 分转÷?=（式中P 是频率计显示值转/6秒）填入表1中； 6．实验完毕，先关闭直流恒压电源。

【数据处理】

表1

【思考题】

1．光电传感器测转速产生差大的和稳定性差的原因是什么？主要有哪些因素？ 2．通过本实验的学习，是否能够实验对家用电风扇测速如果可行，如何实验，需要注意哪些问题，请给出方案和必要的电路图和文字说明。

温度传感器的温度特性研究

实

验

讲

义

前言

“温度”是一个重要的热学物理量，它不仅和我们的生活环境密切相关，在科研及生产过程中，温度的变化对实验及生产的结果也是至关重要的，所以温度传感器的应用更是十分广泛的。

【实验目的】

AD典型温度传感器的温度特性。

1．测量590

2．了解温度传感器的原理与应用，学会用温度传感器组装数字式温度测量仪表。

3. 用几种常用的温度传感器组装温度测量仪表（显示）与温度控制装置。

【实验仪器】

FB716型物理设计性（热学）实验装置 1套。

Ⅰ

【实验原理】

温度传感器是利用一些金属、半导体等材料与温度相关的特性制成的。本实验将通过测量常用的温度传感器的特征物理量随温度的变化，来了解这些温度传感器的工作原理。电流

型集成电路温度传感器（590AD ）：

590AD 是一种电流型集成电路温度传感器。其输出电流大小与温度成正比。它的线性

度极好，590AD 温度传感器的温度适用范围为C 150~55?-，灵敏度为K /A 1μ。它具有高准确度、动态电阻大、响应速度快、线性好、使用方便等特点。590AD 是一个二端器件，符号如图1所示：

图1 图2

590AD 等效于一个高阻抗的恒流源，其输出阻抗Ω>M 10，能大大减小因电源电压变

动而产生的测温误差。

590AD 的工作电压为V 30~4++，测温范围是C 150~55?-。对应于热力学温度T ，每变化K 1，输出电流变化A 1μ。其输出电流)A (I o μ与热力学温度)K (T 严格成正比。其电流灵敏度表达式为：

ln8R

e 3k T I ??= （7）式（7）中e ,k 分别为波尔兹曼常数和电子电量，R 是内部集成化电阻。将

Ω==538R ,K /mV 0862.0e /k 代入（9）中得到

K /A 000.1T

μ= （8）在C 0T ?=时其输出为A 15.273μ (590AD 有几种级别，一般准确度差异在

A 5~3μ±)。因此， 590AD 的输出电流o I 的微安数值就代表着被测温度的热力学温度值

（K ）。590AD 的电流-温度（T ~I ）特性曲线如图2所示：其输出电流表达式为： B T A I +?= (9)

式（9）中A 为灵敏度，B 为K 0时输出电流。如需显示摄氏温标)C (?则要加温标转换电路，其关系式为：

15.273T t += (10) 590AD 温度传感器其准确度在整个测温范围内C 5.0?±≤，线性极好。利用590AD 的上述特性，在最简单的应用中，用一个电源，一个电阻，一个数字式电压表即可用于温度的测量。由于590AD 以热力学温度K 定标，在摄氏温标应用中，应该进行C ?的转换。

【实验内容】

1、电流型集成温度传感器（590AD ）温度特性的测试：

按图3接线，在环境温度高于摄氏零度时，先把温度传感器放入致冷井中，利用半导体致冷把温度降到C 0?，并以此温度作为起点进行测量，每隔C 10?测量一次，直到需要待测温度高于环境温度时，就把温度传感器转移到加热干井中，然后开启加热器，控温系统每隔C 10?设置一次，待控温稳定m in 2后，测试Ωk 1电阻上电压。操作方法同上。

图3

提示：由于工作电源只能轮流对加热井或致冷井服务，所以在使用热电偶时，自由端的基准电压需要另外采取一定措施，可参照以下方法：

（1）用保温瓶盛放冰水混合物作为自由端的基准温度C 0?。

（2）以室温0t 作为基准温度，以0t t -作为温度差，测量并计算温差电动势。

【实验步骤】

1、按相应的实验线路图，在元件箱中选取合适的元器件；

2、把元器件合理分布在九孔实验板上，用导线或短路片连接成实际实验线路；

3、根据需要温度,把温度传感器插入加热井或致冷井；（在温控仪内控时，必须把100HJK 温度控制仪的1K 两个插孔用导线短接，温控仪才能正常工作）

4、根据需要温度,设置好加热井或致冷井温度；

5、将不同温度下测量到的传感器的输出数据逐一记录到表格中，待数据处理。

【数据处理】

处理实验数据

表1温度特性测试数据表格

为从电阻上测得电压换算所得（，用最小二乘法进行直线拟合得：

K /A __________A μ= ，____________r = 。

【注意事项】

1．温控仪温度稳定地达到设定值所需要的时间较长，一般需要m in 15~10左右，务必耐心等待。

2．为节省实验时间，提高实验效率，同学们可以合理安排实验步骤。 3. 由于外部控制与内部控制是串联的，所以外部控温设置不能超过内部设置值,否则到达内部设置值后，外部设置将不能继续执行。

【附录1】FB716-Ⅰ型物理设计性（热学）实验装置使用说明书

一般温度传感器实验仪的功能都局限于通过实验过程，测量并了解温度传感器的温度

特性，而对温度传感器的应用，往往只是一笔带过。针对这一状况，本公司开发的这款实验装置，除了可完成对多种温度传感器的温度特性进行测试外，增加了多种最常用的温度传感器的实际应用的实验功能，使学生在了解温度传感器特性的基础上，通过组装温度测试仪表和温度控制装置，了解并掌握其实际应用的方法和技能，更大地提高学生的学习兴趣，更有利于培养学生的实际动手能力。

一、实验装置

二、主要技术指标

1．100HJK 温度控制仪：

（1）输入工作电源：Hz 50 %10V 220 AC ±；（2）输出加热井、致冷井工作电压：V 24≤；

（3）加热井温控范围：室温C 100~?，有强制风冷功能；（4）致冷井温控范围：室温C 0~?（室温不高于C 30?）；（5）可进行外部温度控制（仅适用于加热井控制）；（6）四位半数字电压表量程可切换： ① 档 m V 0.200~0，分辨率m V 1.0；（最大可测V 2） ② 档 m V 2000~0，分辨率mV 1；（最大可测V 20）

2．九孔实验板：m m 297300 ； 3．温度传感器：

（5）590AD 集成电路型温度传感器；

传感器采集通讯实验报告

传感器采集通讯实验一、实验目的掌握在ATOS平台通过反向控制节点，使得节点采集传感器数据。二、实验原理这个实验综合了传感器采集、点对点通讯、串口通讯这三个实验。这个实验分为两个部分，一个是基站部分，另外一个是节点部分。其中基站部分主要负责处理串口数据和发送采集命令给基本节点，节点部分主要是完成接收基站下达的采集命令和采集传感器数据并且发送给基站。三、实验设备 1. 带有CC2530芯片的基站一个 2. 基本节点一个 3. 光传感器一个 4. 天线两个 5. 烧录线一根 6. 平行串口线一根四、实验步骤 1. 将基站同电脑用烧录线连接好，打开基站的开关 2. 用串口线将基站和PC机器连接起来 3. 打开串口助手 4. 打开Cygwin开发环境 5. 在Cygwin开发环境中执行cd apps/Demos/sensor/CommSensor/Base 6. 在采集通讯基站目录下执行make antc5 install GRP=01 NID=01，进行软件的编译和烧录 7. 执行cd apps/Demos/sensor/CommSensor/Node 8. 在采集通讯节点目录下面执行make antc5 ASO=LIGHT TYPE=3 install GRP=01 NID=02 9. 重启基站，在串口助手中有如下的内容

10. 在上面图片中会提示输入目的地址，在输入目的地址后会提示是否发送采集命令。按照提示进行操作，采集成功的图片如下。

11. 采集失败的图片如下。

流程图 1. 基站流程图 2.节点流程图

五、实验过程原始数据

传感器测试实验报告

实验一直流激励时霍尔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：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于磁场和电流的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。具有这种效应的元件成为霍尔元件，根据霍尔效应，霍尔电势U H ＝K H IB ，当保持霍尔元件的控制电流恒定，而使霍尔元件在一个均匀梯度的磁场中沿水平方向移动，则输出的霍尔电动势为kx U H ，式中k —位移传感器的灵敏度。这样它就可以用来测量位移。霍尔电动势的极性表示了元件的方向。磁场梯度越大，灵敏度越高；磁场梯度越均匀，输出线性度就越好。三、需用器件与单元：霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、±15V 直流电源、测微头、数显单元。四、实验步骤： 1、将霍尔传感器安装在霍尔传感器实验模块上，将传感器引线插头插入实验模板的插座中，实验板的连接线按图9-1进行。1、3为电源±5V ， 2、4为输出。 2、开启电源，调节测微头使霍尔片大致在磁铁中间位置，再调节Rw1使数显表指示为零。图9-1 直流激励时霍尔传感器位移实验接线图 3、测微头往轴向方向推进，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9-1。表9－1 X （mm ） V(mv)

作出V-X曲线，计算不同线性范围时的灵敏度和非线性误差。五、实验注意事项： 1、对传感器要轻拿轻放，绝不可掉到地上。 2、不要将霍尔传感器的激励电压错接成±15V，否则将可能烧毁霍尔元件。六、思考题：本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的时什么量的变化？七、实验报告要求： 1、整理实验数据，根据所得得实验数据做出传感器的特性曲线。 2、归纳总结霍尔元件的误差主要有哪几种，各自的产生原因是什么，应怎样进行补偿。

现代传感器检测技术实验-实验指导书doc

现代(传感器)检测技术实验实验指导书目录 1、THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介 2、实验一金属箔式应变片——电子秤实验 3、实验二交流全桥振幅测量实验 4、实验三霍尔传感器转速测量实验 5、实验四光电传感器转速测量实验 6、实验五 E型热电偶测温实验 7、实验六 E型热电偶冷端温度补偿实验西安交通大学自动化系 2008.11

THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介一、概述 “THSRZ-2 型传感器系统综合实验装置”是将传感器、检测技术及计算机控制技术有机的结合，开发成功的新一代传感器系统实验设备。实验装置由主控台、检测源模块、传感器及调理（模块）、数据采集卡组成。 1.主控台 (1)信号发生器：1k～10kHz 音频信号，Vp-p=0～17V连续可调； (2)1～30Hz低频信号，Vp-p=0～17V连续可调，有短路保护功能； (3)四组直流稳压电源：+24V,±15V、+5V、±2～±10V分五档输出、0～5V可调，有短路保护功能； (4)恒流源：0～20mA连续可调，最大输出电压12V； (5)数字式电压表：量程0～20V，分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级； (6)数字式毫安表：量程0～20mA，三位半数字显示、精度0.5级，有内侧外测功能； (7)频率/转速表：频率测量范围1～9999Hz，转速测量范围1～9999rpm； (8)计时器：0～9999s，精确到0.1s； (9)高精度温度调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法，温度控制精度±0.50C。 2.检测源加热源：0～220V交流电源加热，温度可控制在室温～1200C；转动源：0～24V直流电源驱动，转速可调在0～3000rpm；振动源：振动频率1Hz～30Hz（可调），共振频率12Hz左右。 3.各种传感器包括应变传感器：金属应变传感器、差动变压器、差动电容传感器、霍尔位移传感器、扩散硅压力传感器、光纤位移传感器、电涡流传感器、压电加速度传感器、磁电传感器、PT100、AD590、K型热电偶、E型热电偶、Cu50、PN结温度传感器、NTC、PTC、气敏传感器（酒精敏感，可燃气体敏感）、湿敏传感器、光敏电阻、光敏二极管、红外传感器、磁阻传感器、光电开关传感器、霍尔开关传感器。包括扭矩传感器、光纤压力传感器、超声位移传感器、PSD位移传感器、CCD电荷耦合传感器：、圆光栅传感器、长光栅传感器、液位传感器、涡轮式流量传感器。 4.处理电路包括电桥、电压放大器、差动放大器、电荷放大器、电容放大器、低通滤波器、涡流变换器、相敏检波器、移相器、V/I、F/V转换电路、直流电机驱动等 5.数据采集高速USB数据采集卡：含4路模拟量输入，2路模拟量输出，8路开关量输入输出，14位A/D 转换，A/D采样速率最大400kHz。上位机软件：本软件配合USB数据采集卡使用，实时采集实验数据，对数据进行动态或静态处理和分析，双通道虚拟示波器、虚拟函数信号发生器、脚本编辑器功能。

传感器实验指导书11

实验平台介绍传感器教学实验系列nextsense是针对传感器教学，虚拟仪器教学等基础课程设计的教学实验模块。nextsense系列配合泛华通用工程教学实验平台nextboard使用，可以完成热电偶、热敏电阻、RTD热电阻、光敏电阻、霍尔元件等传感器的课程教学。课程提供传感器以及调理电路，内容涵盖传感器特性描绘、电路模拟以及实际测量等。图1 nextboard实验平台 nextboard具有6个实验模块插槽；提供两块标准尺寸的面包板，用户可自搭实验电路；为NI 数据采集卡提供信号路由，可完全替代NI数据采集卡接线盒功能，轻松使用数据采集卡资源；还为实验模块和自搭电路提供电源，既可用于有源电路供电，也可作为外接设备供电。实验模块区共有6个插槽，分别为4个模拟插槽Analog Slot 1-4，2个数字插槽Digital Slot 1-2。数据采集卡的模拟通道和数字通道分配到实验模块区的Analog Slot 和Digital Slot 上。Analog Slot 模拟插槽用于那些需要使用模拟信号的实验模块。Digital Slot 数字插槽用于那些需要同时使用多个数字信号或脉冲信号的实验模块。图2 模拟插槽和数字插槽

特别需要注意的是：（1）在使用所有模块之前，都要先区分模块的类型：带有正弦波标记的为模拟实验模块，需要插在Analog Slot 上使用；带有方波标记的为数字模块，需要查在Digital Slot 上使用。如果插错插槽，会导致模块工作不正常，甚至损坏模块。（2）插拔实验模块前关闭nextboard电源。（3）开始实验前，认真检查模块跳线连接，避免连接错误而导致的输出电压超量程，否则会损坏数据采集卡。 Nextboard的连线：（1）电源线，把220V的电源通过一个15V的直流变压器，送到实验台上。（2）数据采集卡，将数据采集卡的插头与实验台可靠连接。

传感器实验报告1

机械工程测试实验报告学院：机电工程学院系专业班级：机制122 学生姓名：黄余林龙杰李刚孙龙宇朱国帅实验日期：备，

目录实验一箔式应变片性能—单臂电桥??????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1 .1 实验目的????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1. 2 实验原理????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1. 3 实验原理????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1. 4 实验步骤????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1. 5 注意事项????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1. 6试验数据?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3

物联网实验指导书

物联网实验指导书四川理工学院通信教研室 2014年11月

目录前言 (1) 实验一走马灯IAR工程建立实验 (5) 实验二串口通信实验 (14) 实验三点对点通信实验 (18) 实验四 Mesh自动组网实验 (21) 附录 (25) 实验一代码 (25) 实验二代码 (26) 实验三代码 (28) 实验四代码 (29)

前言 1、ZigBee基础创新套件概述无线传感器网络技术被评为是未来四大高科技产业之一，可以预见无线传感器网络将会是继互联网之后一个巨大的新兴产业，同时由于无线传感网络的广泛应用，必然会对传统行业起到巨大的拉动作用。无线传感器网络技术，主要是针对短距离、低功耗、低速的数据传输。数据节点之间的数据传输强调网络特性。数据节点之间通过特有无线传输芯片进行连接和转发形成大范围的覆盖容纳大量的节点。传感器节点之间的网络能够自由和智能的组成，网络具有自组织的特征，即网络的节点可以智能的形成网络连接，连接根据不同的需要采用不同的拓扑结构。网络具有自维护特征，即当某些节点发生问题的时候，不影响网络的其它传感器节点的数据传输。正是因为有了如此高级灵活的网络特征，传感器网络设备的安装和维护非常简便，可以在不增加单个节点成本同时进行大规模的布设。无线传感器网络技术在节能、环境监测、工业控制等领域拥有非常巨大的潜力。目前无线传感器网络技术尚属一个新兴技术，正在高速发展，学习和掌握新技术发展方向和技术理念是现代化高等教育的核心理念。 “ZigBee基础创新套件”产品正是针对这一新技术的发展需要，使这种新技术能够得到快速的推广，让高校师生能够学习和了解这项潜力巨大的新技术。“ZigBee基础创新套件”是由多个传感器节点组成的无线传感器网络。该套件综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等多种技术领域，用户可以根据所需的应用在该套件上进行自由开发。 2、ZigBee基础创新套件的组成 CITE 创新型无线节点（CITE-N01 ）4个物联网创新型超声波传感器（CITE-S063）1个物联网创新型红外传感器（CITE-S073）1个物联网便携型加速度传感器（CITE-S082）1个物联网便携型温湿度传感器（CITE-S121 ）1个电源6个天线8根 CC Debugger 1套（调试器，带MINI USB接口的USB线，10PIN排线）物联网实验软件一套

传感器实验报告

33传感器原理及应用实验报告实验人：程昌 09327100 合作人：雷泽雨 09327104 理工学院光信息科学与技术实验时间：2011年5月20日，5月27日实验地点：1号台【实验目的】 1．了解传感器的工作原理。 2，掌握声音、电压等传感器的使用方法。 3．用基于传感器的计算机数据采集系统研究电热丝的加热效率。【实验仪器】 PASCO公司750传感器接口1台，温度传感器1只，电流传感器1只，电压传感器1只，声音传感器1只，功率放大器1台，电阻1只(1k)，电容1只（非电解电容，参数不限），二极管1只（非稳压二极管，参数不限），导线若干。【安全注意事项】 1、插拔传感器的时候需沿轴向平稳插拔，禁止上下或左右摇动插头，否则易损坏750接口。 2、严禁将电流传感器（Current sensor）两端口直接接到750接口或功率放大器的信号输出端，使用时必须串联300欧姆以上的电阻。由于电流传感器的内阻很小，直接接信号输出端则电流很大，极易损坏。 3、测量二极管特性时必须串联电阻，因为二极管的正向导通电压小于1V，不串联电阻则电流很大，容易烧毁，也易损坏电流传感器。【原理概述】传感器(sensor或transducer)有时亦被称为换能器、变换器、变送器或探测器，是指那些对被测的某一物理量、化学量或生物量的信息具有感受与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的有用输出信号的元器件或装置。为了与现代电子技术结合在一起，通常都转换为电信号，特别是电压信号，从而将各种理化量的测量简化为统一的电压测量，易于进一步利用计算机实现各种理化量的自动测量、处理和自动控制。现在，传感技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一，与信息技术、计算机技术并称为支撑整个现代信息产业的三大支柱。有关传感器的研究也得到深入而广泛的关注，在中国期刊全文数据库中可检索到超过2万篇题目中包含“传感器”三字的论文。因此，了解并掌握一些有关传感器的基本结构、工作原理及特性的知识是非常重要的。

传感器测速实验报告(第一组)

传感器测速实验报告院系：班级：、小组：组员：日期：2013年4月20日

实验二十霍尔转速传感器测速实验一、实验目的了解霍尔转速传感器的应用。二、基本原理利用霍尔效应表达式：U H=K H IB，当被测圆盘上装有N只磁性体时，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。本实验采用3144E开关型霍尔传感器，当转盘上的磁钢转到传感器正下方时，传感器输出低电平，反之输出高电平三、需用器件与单元霍尔转速传感器、直流电源+5V，转动源2~24V、转动源电源、转速测量部分。四、实验步骤 1、根据下图所示，将霍尔转速传感器装于转动源的传感器调节支架上，调节探头对准转盘内的磁钢。图 9-1 霍尔转速传感器安装示意图 2、将+15V直流电源加于霍尔转速器的电源输入端，红（+）、黑（），不能接错。 3、将霍尔传感器的输出端插入数显单元F，用来测它的转速。 4、将转速调解中的转速电源引到转动源的电源插孔。 5、将数显表上的转速/频率表波段开关拨到转速档，此时数显表指示电机的转速。 6、调节电压使转速变化，观察数显表转速显示的变化，并记录此刻的转速值。

五、实验结果分析与处理 1、记录频率计输出频率数值如下表所示：电压（V) 4 5 8 10 15 20 转速（转/分）0 544 930 1245 1810 2264 由以上数据可得：电压的值越大，电机的转速就越快。六、思考题 1、利用霍尔元件测转速，在测量上是否有所限制？答：有，测量速度不能过慢，因为磁感应强度发生变化的周期过长，大于读取脉冲信号的电路的工作周期，就会导致计数错误。 2、本实验装置上用了十二只磁钢，能否只用一只磁钢？答：如果霍尔是单极的，可以只用一只磁钢，但可靠性和精度会差一些；如果霍尔是双极的，那么必须要有一组分别为n/s极的磁钢去开启关断它，那么至少要两只磁钢。

基于Matlab的温度传感器数据采集和界面开发

基于M a t l a b的温度传感器数据采集和界面开发 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

无线传感网络技术课程实训温度传感器数据采集及界面开发院（系）名称电子与信息工程学院专业班级物联网121班学号学生姓名薛红见指导教师贾旭副教授 — 课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：物联网工程

第1章绪论温度传感器技术应用概况随着现代人们生活水平的提高以及我国网络技术应用的普及，我国的网络技术的开发水平已经达到了一定的层次。人们日常生活中对网络的需求也是日益增多，故此，我们在生活的各个方面对传感器网络技术传感器网络技术的开发及应用也被人们所普遍接受，并得到广泛的应用。传感器网络是信息感知和采集的一场革命，也被认为是21世纪最重要的技术之一。它将会对人类未来的生活方式长生深远的影响，通过对传感器信息的采集程序的设计思路，传感器将外界的温度等模拟量转变为数字信号，再将收集到的信号通过计算机进一步给予显示、处理、传输与记录，对收集到的自然数据的传达给人类。本次的温度传感器系统设计对温度信息的收集是由温度传感器网络系统来完成的。温度传感器网络是在监测区域内合理的布置大量的传感器节点，并且节点之间通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，最后通过互联网或卫星到达管理节点，再将所得信息数据传递给控制计算机。如图为传感器网络的体系结构图。此图详细的画出了传感器节点之间传递信息的过程。图传感器网络体系结构在我们现代日常生活当中，传感器技术应用的十分广阔。从传感器的诞生至今为止，传感器的体积在不断的减小，种类也从单一到现在生产的多种多样，种类及用途在不断的增多，而且传感器的价格也越来越便宜，符合我国大部分人的使用需求。现代的普通传感器的价格十分便宜，而且，质量也随着我国工业能力的不断增强也在不断的上升。我国对现代化传感器的研究也是投入了大量的资金，这大大加快了传感器技术在我国的发展。从小小的收音机到大型的军事通信设备，无不用到传感器技术。传感器技术也为我们的生活和工作提供了很大的方便。温度传感器技术一般应用在对环境的测试中。例如，在我国的深山老林中防火是一件必不可少的事情，但是随着人力资源的短缺以及昂贵的人力劳动来说太过浪费。

传感器实验指导书修订稿

传感器实验指导书 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-

传感器与检测技术实验指导教师：陈劲松

实验一金属箔式应变片——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应。金属的电阻表达式为： S l R ρ = （1）当金属电阻丝受到轴向拉力F 作用时，将伸长l ?，横截面积相应减小S ?，电阻率因晶格变化等因素的影响而改变ρ?，故引起电阻值变化R ?。对式（1）全微分，并用相对变化量来表示，则有： ρ ρ ?+?-?=?S S l l R R （2）式中的l l ?为电阻丝的轴向应变，用ε表示，常用单位με（1με=1×mm mm 610-）。若径向应变为r r ?，电阻丝的纵向伸长和横向收缩的关系用泊松比μ表示为）（l l r r ?-=?μ，因为S S ?=2（r r ?），则（2）式可以写成： l l k l l l l l l R R ?=???++=?++?=?02121）（）（ρρμρρμ （3）式（3）为“应变效应”的表达式。0k 称金属电阻的灵敏系数，从式（3）可见，0k 受两个因素影响，一个是（1+μ2），它是材料的几何尺寸变化引起的，另一个是）（ρερ?，是材料的电阻率ρ随应变引起的（称“压阻效应”）。对于金属材料而言，以前者为主，则μ210+≈k ，对半导体，0k 值主要是由电阻率相对变化所决定。实验也表明，在金属丝拉伸比例极限内，电阻相对变化与轴向应变成比例。通常金属丝的灵敏系数0k =2左右。

《传感器与数据采集》课程实训总结

对于《传感器与数据采集》课程实训总结首先谈一谈实训的感受吧！在6月5日上午的实验准备过程中，李雪老师给我们讲解了关于《传感器与数据采集》这么课程实训所要学习的内容和所要接触的各项设备。虽然我不是小组的组长，但是我也对实验所需要用到的资料做了备份，对相关软件也进行安装，我想通过自己的电脑进行整体的实验，但是很不幸，以为电脑的权限设置导致了不能正常安装。对这一点还是很失望的。而后李雪老师因为生病了，真的很是不幸。但是在6月5日下午对于UP-CORTEX-M4进行了了解和安装。但是由于软件是全英文的，出现的错误不能处理，而且没有老师。询问了同学他们也找不到问题。这个结果导致了不能进行试验。从这个方面可以看出老师对我们的作用是非常重要的。在整体试验过程中，对UP-CORTEX-M4开发板和UP-CUP ZigBee2530及UP-CORTEX-M0试验三个大类的实训，过程中有辛酸也有欢笑。再IAR配置中出现的一些问题导致了不能进行试验，而且看着其他组进行的特别顺利。内心非常焦急。越是着急就越需要冷静，英语单词不懂不明白就要及时借鉴网络词典进行翻译，不能一直在哪儿等待老师和同学的帮助。要有独立的思维，失误不可怕，可怕的是失败了就不再继续。在项目一中，是针对IAR集成环境的搭建任务。在这个文件搭建中最开始是在“UP-CORTEX-M4开发板光盘”这个文件夹中的

\tools\IAR6.30中打开的。但是最终显示文件受损，所以不得不在另寻路径。后来在“UP-CORTEX-M4开发板光盘”这个文件夹中找到了IAR6.30这个软件。再次安装就可以完成了。在项目一的所有安装过程中未出现其他问题。也成功对项目一进行了安装并且成功完成第一个 IAR 软件中的LED项目的新建。 UP-CORTEX-M4开发中和UP-CUP ZigBee2530 在这次实训中,除了让我对《传感器与数据采集》有了一定了解,并且能在试验中进行基本操作外,我觉得自己在其他方面的收获也是挺大的。首先,我觉得在一个团队中很大一个不同就是进入小组后必须要有很强的责任心.在组长分配的工作上,我们必须要有强烈的责任感,要对自己的工作内容负责,要对自己做的实验负责.如果没有完成当天应该完成的工作,那下来必须得加班总结待第二天实验之前进行完成。其次,我觉得实验过程中每一个人要学会将自己优点发挥出来，正所谓做一行就要懂一行的行规。每一个人所在的平台不一样，会的东西不一样，有的人动手能力强，有的人PPT做的好，有的人文档功底好，要学会合理利用资源，这个团队才能更快完成任务。最后,我觉得到了实际工作中以后,学历并不显得最重要,主要看的是个人的业务能力和交际能力.任何工作,做得时间久了是谁都会做的,在实际工作中动手能力更重要. 因此,我体会到,如果将我们在大学里所学的知识与更多的实践

传感器综合的实验报告

传感器综合实验报告( 2012-2013年度第二学期) 名称：传感器综合实验报告题目: 利用传感器测量重物质量院系：自动化系班级：测控1201 班小组成员：加桑扎西，黄承德学生：加桑扎西指导教师：仝卫国实验周数：1周成绩：

日期：2015 年7 月12日

传感器综合实验报告一、实验目的 1、了解各种传感器的工作原理与工作特性。 2、掌握多种传感器应用于电子称的原理。 3、根据不同传感器的特性，选择不同的传感器测给定物体的重量。 4、能根据原理特性分析结果，加深对传感器的认识与应用。 5、测量精度要求达到1%。二、实验设备、器材 1、金属箔式应变片传感器用到的设备：直流稳压电源、双平行梁、测微器、金属箔式应变片、标准电阻、差动放大器、直流数字电压表。 2、电容式传感器用到的设备：电容传感器、电容变换器、差动放大器、低通滤波器、电压表、示波器。 3、电涡流式传感器用到的设备：电涡流式传感器、测微器、铝测片、铁测片、铜测片、电压表、示波器。三、传感器工作原理 1、电容式传感器的工作原理：电容器的电容量C是的函数，当被测量变化使S、d或任意一个参数发生变化时，电容量也随之而变，从而可实现由被测量到电容量的转换。电容式传感器的工作原理就是建立在上述关系上的，若保持两个参数不变，仅改变另一参数，

就可以把该参数的变化转换为电容量的变化，通过测量电路再转换为电量输出。差动平行变面积式传感器是由两组定片和一组动片组成。当安装于振动台上的动片上、下改变位置，与两组静片之间的相对面积发生变化，极间电容也发生相应变化，成为差动电容。如将上层定片与动片形成的电容定为C X1，下层定片与动片形成的电容定为C X2，当将C X1和C X2接入双T型桥路作为相邻两臂时，桥路的输出电压与电容量的变化有关，即与振动台的位移有关。依据该原理，在振动台上加上砝码可测定重量与桥路输出电压的对应关系，称未知重量物体时只要测得桥路的输出电压即可得出该重物的重量。 2、电涡流式传感器的工作原理：电涡流式传感器由平面线圈和金属涡流片组成，当线圈中通以高频交变电流后，与其平行的金属片上感应产生电涡流，电涡流的大小影响线圈的阻抗Z，而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关。当平面线圈、被测体（涡流片）、激励源已确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与X距离有关。将阻抗变化经涡流变换器变换成电压V输出，则输出电压是距离X的单值函数。依据该原理可制成电涡流式传感器电子称。3、金属箔式应变片传感器工作原理：应变片应用于测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路，转换成电信号输出显示。实验中，通过旋转测微器可使双平梁的自由端上、下移动，从而使应变片的受力情况不同，将应变片接于电桥中即可使双平衡的位移转换为电压输出。电桥的四个桥臂电阻R1、R2、R3、R4，电阻的相对变化率分别为△R1／R1、△

传感器与自动检测技术实验指导书.

传感器与自动检测技术验指导书张毅李学勤编著重庆邮电学院自动化学院 2004年9月

目录 C S Y-2000型传感器系统实验仪介绍 (1) 实验一金属箔式应变片测力实验（单臂单桥） (3) 实验二金属箔式应变片测力实验（交流全桥） (6) 实验三差动式电容传感器实验 (9) 实验四热敏电阻测温实验 (12) 实验五差动变压器性能测试 (14) 实验六霍尔传感器的特性研究 (17) 实验七光纤位移传感器实验 (21)

CSY-2000型传感器系统实验仪介绍本仪器是专为《传感器与自动检测技术》课程的实验而设计的，系统包括差动变压器、电涡流位移传感器、霍尔式传感器、热电偶、电容式传感器、热敏电阻、光纤传感器、压阻式压力传感器、压电加速度计、压变式传感器、PN结温度传感器、磁电式传感器等传感器件，以及低频振荡器、音频震荡器、差动放大器、相敏检波器、移相器、低通滤波器、涡流变换器等信号和变换器件，可根据需要自行组织大量的相关实验。为了更好地使用本仪器，必须对实验中使用涉及到的传感器、处理电路、激励源有一定了解，并对仪器本身结构、功能有明确认识，做到心中有数。在仪器使用过程中有以下注意事项： 1、必须在确保接线正确无误后才能开启电源。 2、迭插式插头使用中应注意避免拉扯，防止插头折断。 3、对从各电源、振荡器引出的线应特别注意，防止它们通过机壳造成短路，并禁止将这些引出线到处乱插，否则很可能引起一起损坏。 4、使用激振器时注意低频振荡器的激励信号不要开得太大，尤其是在梁的自振频率附近，以免梁振幅过大或发生共振，引起损坏。 5、尽管各电路单元都有保护措施，但也应避免长时间的短路。 6、仪器使用完毕后，应将双平行梁用附件支撑好，并将实验台上不用的附件撤去。 7、本仪器如作为稳压电源使用时，±15V和0~±10V两组电源的输出电流之和不能超过1.5A，否则内部保护电路将起作用，电源将不再稳定。 8、音频振荡器接小于100Ω的低阻负载时，应从LV插口输出，不能从另外两个电压输出插口输出。

数字传感器采集实验报告

数字传感器采集实验一、实验目的了解数字传感器采集的过程，掌握针对一个数据传感器进行传感器数据采集的过程。二、实验原理 SHT10的供电电压为2.4V～5.5V。传感器上电后，要等待11ms，从“休眠”状态恢复。在此期间不发送任何指令。电源引脚（VDD和GND）之间可增加1个100nF的电容器，用于去耦滤波。 SHT10的两线串行接口（bidirectional 2-wire）在传感器信号读取和电源功耗方面都做了优化处理，其总线类似I2C总线但并不兼容I2C总线。串行时钟输入（SCK）。SCK引脚是MCU与SHTIO之间通信的同步时钟，由于接口包含了全静态逻辑，因此没有最小时钟频率。串行数据（DATA）。DATA引脚是1个三态门，用于MCU与SHT10之间的数据传输。DATA的状态在串行时钟SCK的下降沿之后发生改变，在SCK的上升沿有效。在数据传输期间，当SCK为高电平时，DATA数据线上必须保持稳定状态。为避免数据发生冲突，MCU应该驱动DATA使其处于低电平状态，而外部接1个上拉电阻将信号拉至高电平。三、实验设备 1. 带有CC2530芯片的基站一个 2. 烧录线一根 3.温湿度传感器一个四、实验步骤 1. 将基站同电脑用烧录线连接好，打开基站的开关 2. 用串口线将基站和PC机器连接起来 3. 打开串口助手 4. 打开Cygwin开发环境 5. 将温湿度传感器插在基站的旁边的插槽。 6. 在Cygwin开发环境中执行/opt/ATOS/apps/Demos/ sensor/ DigitalSensor 7. 在该目录下执行make antc5 install，进行软件的编译和烧录

传感器与检测技术实验报告

“传感器与检测技术”实验报告学号： 913110200229 姓名：杨薛磊序号： 83

实验一电阻应变式传感器实验（一）应变片单臂电桥性能实验一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。三、需用器件与单元：主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流 1位数显万用表（自备）。稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码； 4 2 四、实验步骤：应变传感器实验模板说明：应变传感器实验模板由应变式双孔悬臂梁载荷传感器（称重传感器）、加热器+5V电源输入口、多芯插头、应变片测量电路、差动放大器组成。实验模板中的R1(传感器的左下)、R2(传感器的右下)、R3(传感器的右上)、R4(传感器的左上)为称重传感器上的应变片输出口；没有文字标记的5个电阻符号是空的无实体，其中4个电阻符号组成电桥模型是为电路初学者组成电桥接线方便而设；R5、R6、R7是350Ω固定电阻，是为应变片组成单臂电桥、双臂电桥（半桥）而设的其它桥臂电阻。加热器+5V是传感器上的加热器的电源输入口，做应变片温度影响实验时用。多芯插头是振动源的振动梁上的应变片输入口，做应变片测量振动实验时用。

无线传感器网络实验报告

无线传感器网络实验报告 Contiki mac协议与xmac协议的比较 1.简介无线传感器网络（wireless sensor networks, WSN）节点由电池供电，其能力非常有限，同时由于工作环境恶劣以及其他各种因素，节点能源一般不可补充。因而降低能耗、延长节点使用寿命是所有无线传感器网络研究的重点。 WSN中的能量能耗主要包括通信能耗、感知能耗和计算能耗，其中通信能耗所占的比重最大，因此，减少通信能耗是延长网络生存时间的有效手段。同时，研究表明节点通信时Radio 模块在数据收发和空闲侦听时的能耗几乎相同，所以要想节能就需要最大限度地减少Radio 模块的侦听时间（收发时间不能减少），及减小占空比。传统的无线网络中，主要考虑到问题是高吞吐量、低延时等，不需要考虑能量消耗，Radio 模块不需要关闭，所以传统无线网络MAC协议无法直接应用于WSN，各种针对传感器网络特点的MAC协议相继提出。现有的WSN MAC协议按照不同的分类方式可以分成许多类型，其中根据信道访问策略的不同可以分为： X-MAC协议 X-MAC协议也基于B-MAC协议的改进，改进了其前导序列过长的问题，将前导序列分割成许多频闪前导（strobed preamble），在每个频闪前导中嵌入目的地址信息，非接收节点尽早丢弃分组并睡眠。 X-MAC在发送两个相邻的频闪序列之间插入一个侦听信道间隔，用以侦听接收节点的唤醒标识。接收节点利用频闪前导之间的时间间隔，向发送节点发送早期确认，发送节点收到早

期确认后立即发送数据分组，避免发送节点过度前导和接收节点过度侦听。 X-MAC还设计了一种自适应算法，根据网络流量变化动态调整节点的占空比，以减少单跳延时。优点： X-MAC最大的优点是不再需要发送一个完整长度的前导序列来唤醒接收节点，因而发送延时和收发能耗都比较小；节点只需监听一个频闪前导就能转入睡眠。缺点：节点每次醒来探测信道的时间有所增加，这使得协议在低负载网络中能耗性比较差。而且分组长度、数据发送速率等协议参数还需进一步确定 X-MAC原理图如图3所示： ContikiMAC协议一．ContikiMAC协议中使用的主要机制： 1.时间划分

传感器技术实验指导书

《传感器技术》实验指导书权义萍南京工业大学自动化学院

目录实验一金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验 (3) 实验二直流全桥的应用――电子秤实验 (7) 实验三电容式传感器的位移特性实验 (9) 实验四压电式传感器振动实验 (11) 实验五直流激励时霍尔式传感器位移特性实验 (13) 实验六电涡流传感器综合实验 (15) 实验七光纤传感器的位移特性实验 (18)

实验一金属箔式应变片单臂、半桥性能比较实验一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，电桥工作原理和性能。二、基本原理：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：ΔR／R＝Kε式中ΔR／R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数,ε=Δl/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U o1= EKε/4。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U O2＝EKε／2。三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器－电子秤、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表（自备）。四、实验步骤： 1、根据图（1－1）应变式传感器（电子秤）已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。可用万用表进行测量判别，R1＝R2＝R3＝R4＝350Ω，加热丝阻值为50Ω左右图1－1 应变式传感器安装示意图

传感器及数据采集技术

《能力拓展训练》任务书题目: 传感器及数据采集技术能力拓展训练目的：《能力拓展训练》的主要目的是安排学生进行与专业有关的综合性设计和研究，开展专题调研与研究活动，培养学生综合应用所学知识分析问题、解决问题的能力；锻炼学生查询文献资料、灵活运用知识、有效开展科学研究的能力；提高学生的综合素质。根据本专业需求和特点，需要在通信专业知识、实验技能方面进行综合提高，使学生对常用的数据分析与处理原理及方法有较为全面的了解，能够运用相关软件进行模拟分析。能力拓展训练内容和要求：要求学生根据所选方向，对某相关课题和问题进行调研，查阅资料，分析问题，设计和比较方案，进行综合分析、实验或仿真并得出结论，写出研究报告。初始条件：（1）鉴主15楼“通信实验室一”MBC-5W移动通信实验箱，鉴主13楼THEX-1型现代通信原理与技术实验平台；（2）Matlab，Protel等；（3）武汉理工大学图书馆及图书馆网站上的“电子资源导航”。时间安排：指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

目录摘要 (2) Abstract (3) 1.传感器 (4) 1.1传感器的定义 (4) 1.2传感器的分类 (4) 1.3传感器的特性 (4) 1.3.1传感器的静态特性 (4) 1.3.2传感器的动态特性 (5) 1.3.3传感器的迟滞特性 (5) 1.4 传感器参数 (5) 1.4.1 传感器的线性度 (5) 1.4.2 传感器的灵敏度 (5) 1.4.3 传感器的分辨力 (6) 1.5传感器种类 (6) 1.5.1 压电传感器 (6) 1.5.2电阻式传感器 (7) 1.5.3电容式传感器 (9) 1.5.4电感传感器 (10) 1.5.5磁电式传感器 (11) 1.5.6 霍尔效应传感器 (11) 1.6传感器的选用 (11) 1.7 传感器的应用 (12) 2.数据采集技术 (13) 2.1概述 (13) 2.1.1采样频率、抗混叠滤波器和样本数 (13) 2.2 数据采集系统的构成 (14) 2.3模入信号类型 (14) 2.3.1 数字信号 (14) 2.3.2 模拟直流信号 (14) 2.3.3 模拟时域信号 (15) 2.3.4 模拟频域信号 (15) 2.4.1 接地信号 (15) 2.4.2 浮动信号 (16) 2.5 测量系统分类 (16) 2.5.1 差分测量系统 (16) 2.4.2参考地单端测量系统(RSE) (17) 2.4.3无参考地单端测量系统(NRSE) (17) 2.5 信号调理 (18) 参考文献 (19)

传感器技术实验指导书

实验一应变片式传感器特性实验一、实验目的： 1、了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。 2、了解应变片半桥（双臂）工作特点及性能。 3、了解应变片全桥工作特点及性能。 4、比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，得出相应的结论。 5、了解应变直流全桥的应用及电路的标定。二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应，将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器，此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将变形转换成电阻的变化，再通过测量电路进一步将电阻的改变转换成电压或电流信号输出。可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 1、应变片的电阻应变效应所谓电阻应变效应是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应地改变，这一物理现象称为“电阻应变效应”。以圆柱形导体为例：设其长为：L、半径为r、材料的电阻率为ρ时，根据电阻的定义式得（1-1）当导体因某种原因产生应变时，其长度L、截面积A和电阻率ρ的变化为dL、dA、dρ相应的电阻变化为dR。对式（1-1）全微分得电阻变化率dR/R为：（1-2）式中：dL/L为导体的轴向应变量εL; dr/r为导体的横向应变量εr 由材料力学得：εL= - μεr (1-3）式中：μ为材料的泊松比，大多数金属材料的泊松比为0.3----0.5左右；负号表示两者的变化方向相反。将式（1-3）代入式（1-2）得：

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基于Matlab的温度传感器数据采集和界面开发

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