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实验 差动螺线管电感式传感器特性

实验  差动螺线管电感式传感器特性

实验差动螺线管电感式传感器特性

一、实验目的:

通过该实验进一步掌握差动式测量电路的使用方法和螺线管电感式传感器的特性。

二、实验性质:设计性实验

三、实验要求:

1.参考差动变压器的实验原理,设计一个差动螺线管电感式传感器的测量线路,并进行位移测量。

2.写出实验原理、实验步骤,对实验结果进行列表、分析、计算,画出其X -V曲线。

3.从理论和实际测试系统两个方面找出产生误差的原因。

4.在进行具体实验操作前先拟定实验方案,经实验指导教师审核通过后方能进入实验室操作。

四、可供实验设备:

音频振荡器、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低频滤波器、电压表、测微头、示波器。

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。

DS18B20温度传感器实验

DS18B20温度传感器实验Proteus仿真原理图: DS18B20内部结构:

/************************* 源程序 ****************************/ #include #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char #define delayNOP() {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();} sbit DQ = P3^3; sbit LCD_RS = P2^0; sbit LCD_RW = P2^1; sbit LCD_EN = P2^2; uchar code Temp_Disp_Title[]={"Current Temp : "}; uchar Current_Temp_Display_Buffer[]={" TEMP: "}; uchar code Temperature_Char[8] = { 0x0c,0x12,0x12,0x0c,0x00,0x00,0x00,0x0 0 }; uchar code df_Table[]= { 0,1,1,2,3,3,4,4,5,6,6,7,8,8,9,9 }; uchar CurrentT = 0; uchar Temp_Value[]={0x00,0x00}; uchar Display_Digit[]={0,0,0,0}; bit DS18B20_IS_OK = 1; void DelayXus(uint x) { uchar i; while(x--) { for(i=0;i<200;i++); } } bit LCD_Busy_Check(){ bit result; LCD_RS = 0; LCD_RW = 1; LCD_EN = 1; delayNOP(); result = (bit)(P0&0x80); LCD_EN=0; return result; } void Write_LCD_Command(uchar cmd) { while(LCD_Busy_Check()); LCD_RS = 0; LCD_RW = 0; LCD_EN = 0; _nop_(); _nop_(); P0 = cmd; delayNOP(); LCD_EN = 1; delayNOP(); LCD_EN = 0; }

传感器原理实验指导书

《传感器原理及应用》实验指导书闻福三郭芸君编著 电子技术省级实验教学示范中心

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、 实验仪器 1、传感器特性综合实验仪 THQC-1型 1台 2、万用表 MY60 1个 三、 实验原理 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 ?。 用应变片测量受力时,将应变片粘贴于被测对象表面上。在外力作用下,被测对象表面产生微小机械变形时,应变片敏感栅也随同变形,其电阻值发生相应变化。通过转换电路转换为相应的电压或电流的变化,可以得到被测对象的应变值ε,而根据应力应变关系 εσE = (2) 式中:ζ——测试的应力; E ——材料弹性模量。 可以测得应力值ζ。通过弹性敏感元件,将位移、力、力矩、加速度、压力等物理量转换为应变,因此可以用应变片测量上述各量,从而做成各种应变式传感器。电阻应变片可分为金属丝式应变片,金属箔式应变片,金属薄膜应变片。 四、 实验内容与步骤 1、应变式传感器已装到应变传感器模块上。用万用表测量传感器中各应变片R1、R 2、R 3、R4,R1=R2=R3=R4=350Ω。 2、将主控箱与模板电源±15V 相对应连接,无误后,合上主控箱电源开关,按图1-1顺时针调节Rw2使之中间位置,再进行放大器调零,方法为:将差放的正、负输入端与地短接,输出端与主控箱面板上数显电压表输入端Vi 相连,调节实验模板上调零电位器Rw3,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Rw2的位置一旦确定,就不能改变。) 3、应变式传感器的其中一个应变片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,(如四根粗实线),把电桥调零电位器Rw1,电源±5V ,此时应将±5V 地与±15V 地短接(因为不共地)如图1-1所示。检查接线无误后,合上主控箱电源开关。调节Rw1,使数显表显示为零。 4、按表1-1中给出的砝码重量值,读取数显表数值填入表1-1中。

光纤压力传感器实验

光纤压力传感器实验 一、实验目的 1、了解并掌握传导型光纤压力传感器工作原理及其应用 二、实验内容 l、传导型光纤压力传感光学系统组装调试实验; 2、发光二极管驱动及探测器接收实验; 3、传导型光纤压力传感器测压力原理实验。 三、实验仪器 1、光纤压力传感器实验仪1台 2、气压计1个 3、气压源l套 4、光纤1根 5、2#迭插头对若干 6、电源线1根 四、实验原理 通常按光纤在传感器中所起的作用不同,将光纤传感器分成功能型(或 称为传感型)和非功能型(传光型、结构型)两大类。功能型光纤传感器使 用单模光纤,它在传感器中不仅起传导光的作用,而且又是传感器的敏感元件。但这类传感器的制造上技术难度较大,结构比较复杂,且调试困难。 非功能型光纤传感器中,光纤本身只起传光作用,并不是传感器的敏感元件。它是利用在光纤端面或在两根光纤中间放置光学材料、机械式或光学式的敏感元件感受被测物理量的变化,使透射光或反射光强度随之发生变化。所以这种传感器也叫传输回路型光纤传感器。它的工作原理是:光纤把测量对象辐射的光信号或测量对象反射、散射的光信号直接传导到光电元件上,实现对被测物理量的检测。为了得到较大的受光量和传输光的功率,这种传感器所使用的光纤主要是孔径大的阶跃型多模光纤。光纤传感器的特点是结构简单、可靠,技术上容易实现,便于推广应用,但灵敏度较低,测量精度也不高。 本实验仪所用到的光纤压力传感器属于非功能型光纤传感器。 本实验仪重点研究传导型光纤压力传感器的工作原理及其应用电路设计。在传导型光纤压力传感器中,光纤本身作为信号的传输线,利用压力一电一光一光一电的转换来实现压力的测量。主要应用在恶劣环境中,用光纤代替普通电缆传送信号,可以大大提高压力测量系统的抗干扰能力,提高测量精度。 相关参数: l、光源 高亮度白光LED,直径5mm

测试技术实验(综合)

实验1 电感式传感器——差动变压器性能测试 实验目的 了解差动变压器的基本构造及原理,通过实验验证差动变压器的基本特性。 实验器件 音频振荡器、测微头、示波器、主副电源、差动变压器。 旋钮初始位置 音频振荡器的振荡频率为4kHz~8kHz,双线示波器每格读数为示波器上“>”后面所对应的数字,触发选择“第一通道”,主、副电源关闭。 实验原理 电感传感器是一种基于互感的原理,将位置量的变化(即位移)转变为电感量变化的传感器。如图1所示,它由初级线圈L、次级线圈L1、L2与铁心P构成,本质上,它是一个变压器,且因其两个次级线圈按反极性串联组成差动式,故电感式传感器又称差动变压器式传感器。当初级线圈L加入交流电压时,若u1=u2,则输出电压u0= u1–u2=0,当铁心向上运动时,因u1 > u2,故u0 > 0,当铁心向下运动时,因u1 < u2,故u0 < 0,且铁心偏离中心位置越大,u0越大。其输出特性曲线如图所示。

=u 1-u 2L v (a) 电路 (b) 输出特性 图1 差动变压器式传感器的工作原理 实验步骤 1、根据图2接线,将差动变压器、音频振荡器(注意:输出为L V )、双线示波器连接起来,组成一个测量线路。开启主、副电源,将示波器探头分别接至差动变压器的输入端和输出端,观察差动变压器初级线圈音频振荡器激励信号峰峰值为2V 。

图2 器件连接图 (两线圈两上极联在一起,示波器两通道均不能接地) 2、转动测微头,使其与振动平台吸合,然后将其向上转动5mm,使振动平台向上移动。 3、向下旋动测微头,使振动平台产生位移。每位移0.2mm,用示波器读出差动变压器输出端的峰值电压,并填入表,根据所得数据计算灵敏度S(S=Δu/Δx,其中,Δu为电压变化,Δx为对应振动平台的位移变化),并作出u- x关系曲线。 思考题 1、根据实验结果,指出线性范围。 2、当差动变压器中磁棒的位置由上到下变化时,双线示波器观察到的波形相位会发生怎样的变化? 3、用测微头调节振动平台位置,使示波器上观察到的差动变压器的输出端信号为最小,这个最小电压称作什么?由于什么原因造成?

压力传感器的特性试验

压力传感器的特性及非平衡电桥信号转换技术 【实验目的】 (1)了解应变压力传感器的组成、结构及工作参数。 (2)了解非电量的转换及测量方法 —— 电桥法。 (3)掌握非平衡电桥的测量技术。 (4)掌握应变压力传感器灵敏度及物体重量的测量。 (5)了解多个应变压力传感器的线性组成、调整与定标。 【实验原理】 压力传感器是把一种非电量转换成电信号的传感器。弹性体在压力(重量)作用下产生形变(应变),导致(按电桥方式连接)粘贴于弹性体中的应变片产生电阻变化。 压力传感器的主要指标是它的最大载重(压力)、灵敏度、输出输入电阻值、工作电压(激励电压)(V IN )范围、输出电压(V OUT )范围。 压力传感器是由特殊工艺材料制成的弹性体以及电阻应变片、温度补偿电路组成,并采用非平衡电桥方式连接,最后密封在弹性体中。 1. 弹性体 一般由合金材料冶炼制成,加工成S 形、长条形、圆柱形等。为了产生一定弹性,挖空或部分挖空其内部。 2. 电阻应变片 金属导体的电阻R 与其电阻率ρ、长度L 、截面A 的大小有关。 L R A ρ= (4.3.1) 导体在承受机械形变过程中,电阻率、长度、截面都要发生变化,从而导致其电阻变化。 R L A R L A ρρ????=+- (4.3.2) 这样就把所承受的应力转变成应变,进而转换成电阻的变化。因此电阻应变片能将弹性体上应力的变化转换为电阻的变化。 电阻应变片一般由基底片、敏感栅、引线及履盖片用黏合剂黏合而成。电阻应变片的结构如图4.3.1所示。 电阻应变片结构示意 图4.3.1 1—敏感栅(金属电阻丝);2—基底片;3—覆盖层;4—引出线 (1)敏感栅。敏感栅是感应弹性应变的敏感部分。敏感栅由直径约0.01~0.05 mm 的高电阻系数的细丝弯曲成栅状,它实际上是一个电阻元件,是电阻应变片感受构件应变的敏感部分。敏

扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验

实验十一 扩散硅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与方法。 二、实验仪器 压力传感器模块、温度传感器模块、数显单元、直流稳压源+5V 、±15V。 三、实验原理 在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法,摩托罗拉公司设计出X 形硅压力传感器如下图所示:在单晶硅膜片表面形成4个阻值相等的电阻条。并将它们连接成惠斯通电桥,电桥电源端和输出端引出,用制造集成电路的方法封装起来,制成扩散硅压阻式压力传感器。 扩散硅压力传感器的工作原理:在X 形硅压力传感器的一个方向上加偏置电压形成电流 i ,当敏感芯片没有外加压力作用,内部电桥处于平衡状态,当有剪切力作用时,在垂直电流方向将会产生电场变化i E ??=ρ,该电场的变化引起电位变化,则在端可得到被与电流 垂直方向的两测压力引起的输出电压Uo 。 i d E d U O ???=?=ρ (11-1) 式中d为元件两端距离。 实验接线图如图11-2所示,MPX10有4个引出脚,1脚接地、2脚为U o+、3脚接+5V电源、4脚为Uo-;当P1>P2时,输出为正;P1

温度传感器实验

DH-SJ5温度传感器设计性实验装置 使 用 说 明 书 杭州大华科教仪器研究所 杭州大华仪器制造有限公司

一、温度传感器概述 温度是表征物体冷热程度的物理量。温度只能通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。测温传感器就是将温度信息转换成易于传递和处理的电信号的传感器。 一、测温传感器的分类 1.1电阻式传感器 热电阻式传感器是利用导电物体的电阻率随温度而变化的效应制成的传感器。热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高,性能稳定。它分为金属热电阻和半导体热电阻两大类。金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即 R t =R t0[1+α (t-t 0)] 式中,R t 为温度t 时的阻值;R t0为温度t 0(通常t 0=0℃)时对应电阻值;α为温度系数。 半导体热敏电阻的阻值和温度关系为 t B t Ae R = 式中R t 为温度为t 时的阻值;A 、B 取决于半导体材料的结构的常数。 常用的热电阻有铂热电阻、热敏电阻和铜热电阻。其中铂电阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。 金属铂具有电阻温度系数大,感应灵敏;电阻率高,元件尺寸小;电阻值随温度变化而变化基本呈线性关系;在测温范围内,物理、化学性能稳定,长期复现性好,测量精度高,是目前公认制造热电阻的最好材料。但铂在高温下,易受还原性介质的污染,使铂丝变脆并改变电阻与温度之间的线性关系,因此使用时应装在保护套管中。用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器,利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器,通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为100Ω,电阻变化率为0.3851Ω/℃,TCR=(R 100-R 0)/(R 0×100) ,R 0为0℃的阻值,R 100为100℃的阻值,按IEC751国际标准,温度系数TCR=0.003851,Pt100(R 0=100Ω)、Pt1000(R 0=1000Ω)为统一设计型铂电阻。铂热电阻的特点是物理化学性能稳定。尤其是耐氧化能力强、测量精度高、应用温度范围广,有很好的重现性,是中低温区(-200℃~650℃)最常用的一种温度检测器。 热敏电阻(Thermally Sensitive Resistor,简称为Thermistor),是对温度敏感的电阻的总称,是一种电阻元件,即电阻值随温度变化的电阻。一般分为两种基本类型:负温度系数热敏电阻NTC (Negative Temperature Coefficient )和正温度系数热敏电阻PTC (Positive Temperature Coefficient )。NTC 热敏电阻表现为随温度的上升,其电阻值下降;而PTC 热敏电阻正好相反。 NTC 热敏热电阻大多数是由Mn(锰)、Ni(镍)、Co(钴)、Fe(铁)、Cu(铜)等金属的氧化物经过烧结而成的半导体材料制成。因此,不能在太高的温度场合下使用。不竟然,其使用范围有的也可以达到了-200℃~700℃,但一般的情况下,其通常的使用范围在-100℃~300℃。 NTC 热敏热电阻热响应时间一般跟封装形式、阻值、材料常数(热敏指数)、热时间常数有关。材料常数(热敏指数)B 值反映了两个温度之间的电阻变化,热敏电阻的特性就是由它的大小决定的,B 值(K )被定义为:2 12 1212111lg lg 3026.211ln ln T T R R T T R R B --?=--= ; R T1:温度 T 1(K )时的零功率电阻值;R T2 :温度 T 2(K )时的零功率电阻值;T 1,T 2 :

实验一电阻应变片传感器特性实验

实验一、二 电阻应变片传感器特性实验 一、 实验目的: 1.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。 2.比较半桥,全桥测量电路与单臂电桥的不同性能、了解各自的特点。 二、 基本原理: 敏感元件—金属箔在外力作用下,其电阻值会发生变化。即金属的电阻应变效应。根据推导可以得出: l l k l l l l l l R R ?=???++=?++?=?02121)()(ρρμρρμ “应变效应”的表达式。k 0称金属电阻的灵敏系数,从式(3)可见,k 0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,0 k 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k 0=2左右。 用应变片测量受力时,将应变片粘贴于被测对象表面上。在外力作用下,被测对象表面产生微小机械变形时,应变片敏感栅也随同变形,其电阻值发生相应变化。通过转换电路转换为相应的电压或电流的变化,根据(3)式,可以得到被测对象的应变值ε,而根据应力应变关系εσE = (4) 式中 σ——测试的应力; E ——材料弹性模量。 可以测得应力值σ。通过弹性敏感元件,将位移、力、力矩、加速度、压力等物理量转换为应变,因此可以用应变片测量上述各量,从而做成各种应变式传感器。电阻应变片可分为金属丝式应变片,金属箔式应变片,金属薄膜应变片。 单臂电桥:即应变片电阻接入电桥的一臂,测出其电阻变化值,结构比较简单,但是灵敏度较差; 半桥:把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UO2=EG ε/2。式中E 为电桥供电电压。 全桥:测量电路中,将受力性质相同的两个应变片接入电桥对边,当应变片初始阻值:R1=R2=R3=R4,其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时,其桥路输出电压U 03=KE ε。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明显改善 三、需用器件与单元:应变式传感器实验模板、砝码、数显表、±15V 电源、±5V 电源、万用表。 四、实验内容与步骤: 1、应变片的安装位置如图(1-1)所示,应变式传感器已装到应变传感器模块上。传感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、R 2、R 3、R4。可用万用表进行测量,R1=R2=R3=R4=350Ω。 R1 R2 R3R4 图1-1 应变式传感器安装示意图 图1-2 应变式传感器单臂电桥实验接线图 2、接入模板电源±15V (从主控箱引入),检查无误后,合上主控箱电源开关,顺时针调节Rw2使之大致位于中间位置,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,输出端与主控箱面板上数显电压表输入端Vi 相连,调节实验模板上调零电位器Rw3,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Rw2的位置一旦确定,就不能改变。) 3、按图1-2将应变式传感器的其中一个应变片R1(即模板左上方的R1)接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、

【人力资源】实验4-18用压力传感器和温度传感器资料

第五章 热学实验 热学实验是大学物理实验中的重要内容。在理想热学实验中,应遵循两条基本原则:其一是保持系统为孤立系统;其二是测量一个系统的状态参量时,应保证系统处于平衡态。我们的实验内容设计了对空气的比热容比进行测定。 §5.1空气比热容比的测定 气体的定压比热容与定容比热容之比称为气体的绝热指数,它是一个重要的热力学常数,在热力学方程中经常用到,本实验用新型扩散硅压力传感器测空气的压强,用电流型集成温度传感器测空气的温度变化,从而得到空气的绝热指数;要求观察热力学现象,掌握测量空气绝热指数的一种方法,并了解压力传感器和电流型集成温度传感器的使用方法及特性。 【预习重点】 1.了解理想气体物态方程,知道理想气体的等温及绝热过程特征和过程方程。 2.预习定压比热容与定容比热容的定义,进而明确二者之比即绝热指数的定义。 3.认真预习实验原理及测量公式。 【实验目的】 1.用绝热膨胀法测定空气的比热容比。 2.观测热力学过程中状态变化及基本物理规律。 3.了解压力传感器和电流型集成温度传感器的使用方法及特性。 【实验原理】 理想气体的压强P 、体积V 和温度T 在准静态绝热过程中,遵守绝热过程方程:PV γ 等于恒量,其中γ是气体的定压比热容P C 和定容比热容V C 之比,通常称γ=V P C C /为该气体的比热容比(亦称绝热指数)。 如图5.1.1所示,我们以贮气瓶内空气(近似为理想气体)作为研究的热学系统,试进行如下实验过程。

(1)首先打开放气阀A ,贮气瓶与大气相通,再关闭A ,瓶内充满与周围空气同温(设为0T )同压(设为0P )的气体。 (2)打开充气阀B ,用充气球向瓶内打气,充入一定量的气体,然后关闭充气阀B 。此时瓶内空气被压缩,压强增大,温度升高。等待内部气体温度稳定,即达到与周围温度平衡,此时的气体处于状态I (1P ,1V ,0T )。 (3)迅速打开放气阀A ,使瓶内气体与大气相通,当瓶内压强降至0P 时,立刻关闭放气阀A ,将有体积为ΔV 的气体喷泻出贮气瓶。由于放气过程较快,瓶内保留的气体来不及与外界进行热交换,可以认为是一个绝热膨胀的过程。在此过程后瓶中的气体由状态I (1P ,1V ,0T )转变为状态II (0P ,2V ,1T )。2V 为贮气瓶容积,1V 为保留在瓶中这部分气体在状态I (1P ,0T )时的体积。 (4)由于瓶内气体温度1T 低于室温0T ,所以瓶内气体慢慢从外界吸热,直至达到室温 0T 为止,此时瓶内气体压强也随之增大为2P 。则稳定后的气体状态为III (2P ,2V ,0T )。从 状态II →状态III 的过程可以看作是一个等容吸热的过程。由状态I →II →III 的过程如图5.1.2所示。 图5.1.1 试验装置简图 图5.1.2 气体状态变化及P-V

DS18B20温度传感器实验

DS18B20温度传感器实验 TEMP1 EQU 5AH ;符号位和百位公用的存放单元TEMP2 EQU 5BH ;十位存放单元 TEMP3 EQU 5CH ;个位存放单元 TEMP4 EQU 5DH ; TEMP5 EQU 5EH TEMP6 EQU 5FH ;数据临时存放单元 TEMP7 EQU 60H TEMP8 EQU 61H ORG 0000H AJMP MAIN

ORG 0020H

MAIN: MOV SP,#70H LCALL INT ;调用DS18B20初始化函数 MAIN1: LCALL GET_TEMP ;调用温度转换函数 LCALL CHULI ;调用温度计算函数 LCALL DISP ;调用温度显示函数 AJMP MAIN1 ;循环 INT: L0: SETB P3.7 ;先释放DQ总线 MOV R2,#250 ;给R2赋延时初值,同时可让DQ保持高电平2us L1: CLR P3.7 ;给DQ一个复位低电平 DJNZ R2,L1 ;保持低电平的时间至少为480us SETB P3.7 ;再次拉高DQ释放总线 MOV R2,#25 L2: DJNZ R2,L2 ;保持15us-60us CLR C ORL C,P3.7 ;判断是否收到低脉冲 JC L0

MOV R6,#100 L3: ORL C,P3.7 DJNZ R6,L3 ;存在低脉冲保持保持60us-240us ; JC L0 ;否则继续从头开始,继续判断 SETB P3.7 RET ;调用温度转换函数 GET_TEMP: CLR PSW.4 SETB PSW.3 ;设置工作寄存器当前所在的区域 CLR EA ;使用DS18B20前一定要禁止任何中断LCALL INT ;初始化DS18B20 MOV A,#0CCH ;送入跳过ROM命令 LCALL WRITE MOV A,#44H ;送入温度转换命令 LCALL WRITE LCALL INT ;温度转换完成,再次初始化18b20 MOV A,#0CCH ;送入跳过ROM命令 LCALL WRITE MOV A,#0BEH ;送入读温度暂存器命令 LCALL WRITE

实验九.进气管绝对压力传感器检修

实验九:进气管绝对压力传感器检测 一、实验目的和要求: 1.掌握进气管绝对压力传感器的结构及工作原理。 2.掌握进气管绝对压力传感器的检测方法。 二、实验设备及器材 丰田8A电喷发动机故障实验台1台、数字万用表几块、手动真空泵 三、实验内容及步骤 本次实验的内容主要是检测进气管绝对压力传感器。 在汽油机上,进气管绝对压力传感器是用来测量进气管内气体的绝对压力,并将信号送入ECU,作为燃油喷射控制和点火控制的主控制信号。进气管绝对压力传感器按照检测原理分为压敏电阻式、电容式、膜盒式、表面弹性波式等,但目前应用最广泛的是压敏电阻式和电容式。这里主讲述压敏电阻式进气管绝对压力传感器的检测方法,与ECU的连接电路如图1所示。 图1 压敏电阻式进气管绝对压力传感器电路 ECU通过Vcc端子给传感器提供标准的5V参考电压,传感器信号经PIM端子输送给ECU,E2为搭铁端子。 检测步骤如下: 1.电源电压检测: 点火开关置于“OFF”位置,拆开线束插接器。然后将点火开关置于“ON”位置(不起动发动机),在线束侧用万用表电压当测量线束插接器电源端子Vcc 和搭铁端子E2之间的电压,其电压值应为4.5~5.5V。如有异常,应检查进气管绝对压力传感器与ECU 之间的线路是否导通。若断路,应更换或修理线束。 2.输出信号电压检测: 将点火开关置于“ON”位置(不起动发动机),拆下连接进气歧管绝对压力传感器与进气歧管的真空软管,然后用真空泵向进气歧管绝对压力传感器内施加真空,同时在ECU侧用万用表电压挡测量端子PIM与E2之间的传感器输出信号电压,将测量的数据填入表1中。 表1 输出信号电压测量记录表

实验三 热电阻、热点偶测温特性实验

实验三热电阻、热电偶测温特性实验 一、实验目的:了解热电阻的特性与应用,了解热电偶测量温度的性能与应用范围。。 二、基本原理: 1、热电阻: 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在0-630.74℃以内,电阻Rt与温度t的关系为: R t=R0(1+A t+B t2) R0系温度为0℃时的电阻。本实验R0=100℃,A t=3.9684×10-2/℃,B t=-5.847×10-7/℃2,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。 2、热电偶 当两种不同的金属组成回路,如二个接点有温度差,就会产生热电势,这就是热电效应。温度高的接点称工作端,将其置于被测温度场,以相应电路就可间接测得被测温度值,温度低的接点就称冷端(也称自由端),冷端可以是室温值或经补偿后的0℃、25℃。 三、需用器件与单元:加热源、K型热电偶(红+,黑-)、P t100热电阻、温度控制单元、温度传感器实验模板、数显单元、万用表,热电偶K型、E 型、加热源。 四、实验步骤: (一)热电阻: 1、注意:首先根据实验台型号,仔细阅读“温控仪表操作说”,学会基 本参数设定。 2、将热电偶插入台面三源板加热源的一个传感器安置孔中。将K型热电偶自由端引线插入主控面板上的热电偶EK插孔中,红线为正极,黑色为负极,注意热电偶护套中已安置了二支热电偶,K型和E型,它们热电势值不同,从热电偶分度表中可以判别K型和E型(E型热电势大)热电偶。E型(蓝+,绿-);k型(红+,黑-) 3、将加热器的220V电源插头插入主控箱面板上的220V控制电源插座上。

压阻式压力传感器的压力测量实验

实验二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方法。 二、基本原理: 扩散硅压阻式压力传感器在单晶硅的基片上扩散出P型或N型电阻条,接成电桥。在压力作用下根据半导体的压阻效应,基片产生应力,电阻条的电阻率产生很大变化,引起电阻的变化,我们把这一变化引入测量电路,则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。 图一压阻式压力传感器压力测量实验 三、需用器件与单元: 主机箱、压阻式压力传感器、压力传感器实验模板、引压胶管。 四、实验步骤: 1、将压力传感器安装在实验模板的支架上,根据图二连接管路和电路(主机箱内的气源部分,压缩泵、贮气箱、流量计已接好)。引压胶管一端插入主机箱面板上气源的快速接口中(注意管子拆卸时请用双指按住气源快速接口边缘往内压,则可轻松拉出),另一端口与压力传感器相连。压力传感器引线为4芯线: 1端接地线,2端为U0+,3端接+4V电源, 4端为Uo-,接线见图9-2。

2、实验模板上R W2用于调节放大器零位,R W1 调节放大器增益。按图9-2将实 验模板的放大器输出V02接到主机箱(电压表)的Vin插孔,将主机箱中的显示选 择开关拨到2V档,合上主机箱电源开关,R W1 旋到满度的1/3位置(即逆时针旋 到底再顺时针旋2圈),仔细调节R W2 使主机箱电压表显示为零。 3、输入气压,压力上升到4Kpa左右时调节调节Rw2(低限调节),,使电压表显示为相应的0.4V左右。再仔细地反复调节旋钮使压力上升到19Kpa左右时调节差动放大器的增益电位器Rw1(高限调节),使电压表相应显示1.9V左右。 4、再使压力慢慢下降到4Kpa,调节差动放大器的调零电位器,使电压表显示为相应的0.400V。再仔细地反复调节汽源使压力上升到19Kpa时调节差动放大器的增益电位器,使电压表相应显示1.900V。 5、重复步骤4过程,直到认为已足够精度时仔细地逐步调节流量计旋钮,使压力在4-19KPa之间变化,每上升3KPa气压分别读取电压表读数,将数值列于表1。 作业: 1、画出实验曲线,并计算本系统的灵敏度和非线性误差。实验完毕,关闭所有电源。

最新实验第5章电感式传感器

实验第5章电感式传 感器

实验名称:电感式传感器测试实验 一、实验目地: 1. 了解差动变压器的基本结构及原理,通过实验验证差动变压器的基本特性。 2. 利用差动螺管式电感传感器进行位移测量。 3. 了解不同的激励频率对差动螺管式电感传感器的影响。 实验一. 差动变压器的基本结构及原理 二、实验原理: 差动变压器由衔铁、初级线圈、次级线圈和线圈骨架等组成。初级线圈做为差动变压器激励用,相当于变压器的原边,次级线圈由两个结构尺寸和参数相同的线圈反相串接而成,相当于变压器的副边。差动变压器是开磁路,工作是建立在互感基础上的。其原理及输出特性见图(9) 三、实验环境 差动变压器、音频振荡器、测微头、示波器。 四、实验步骤: 1.按图接线,差动变压器初级线圈必须从音频振荡器LV 端功率输出,双线示波器第一通道灵敏度500mv/格,第二通道10mv /格。 2.音频振荡器输出频率5KHZ ,输出值V P -P 2V 。 3.用手提压变压器磁芯,观察示波器第二通道波形是否能过零翻转,如不能则改变两个次级线圈的串接端。 示波器

4.旋动测微头,带动差动变压器衔铁在线圈中移动,从示波器中读出次 位移 mm 电压 V 5. 根据表格所列结果,画出Vop-p-X曲线,指出线性工作范围。(可附在后面) 实验二. 差动螺管式电感传感器位移测量 二、实验原理: 利用差动变压器的两个次级线圈和衔铁组成。衔铁和线圈的相对位置变化引起螺管线圈电感值的变化。次级二个线圈必须呈差动状态连接,当衔铁移动时将使一个线圈电感增加,而另一线圈的电感减小。 三、实验环境 差动变压器、音频振荡器、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、电压表、示波器、测微头。 四、实验步骤: 1.差动变压器二个次级线圈组成差动状态,按图接线,音频振荡器LV 端做为恒流源供电,差动放大器增益适度。差动变压器的两个线圈和电桥上的两个固定电阻R组成电桥的四臂,电桥的作用是将电感变化转换成电桥电压输出。 2.旋动测微头使衔铁在线圈中位置居中,此时Lo′=Lo″,系统输出为零。

压力传感器(大学物理)

一、实验目的 1. 了解应变压力传感器的组成、结构及工作参数。 2. 了解非电量的转换及测量方法——电桥法。 3. 掌握非平衡电桥的测量技术。 4. 掌握应变压力传感器灵敏度及物体重量的测量。 5. 了解多个应变压力传感器的线性组成、调整与定标。 二、实验原理 压力传感器是把一种非电量转换成电信号的传感器。弹性体在压力(重量)作用下产生形变(应变),导致(按电桥方式联接)粘贴于弹性体中的应变片,产生电阻变化的过程。 压力传感器的主要指标是它的最大载重(压力)、灵敏度、输出输入电阻值、工作电压(激励电压)(VIN)、输出电压(VOUT)范围。 压力传感器是由特殊工艺材料制成的弹性体、电阻应变片、温度补偿电路组成;并采用非平衡电桥方式联接,最后密封在弹性体中。 弹性体: 一般由合金材料冶炼制成,加工成S 型、长条形、圆柱型等。为了产生一定弹性,挖空或部分挖空其内部。 电阻应变片: 金属导体的电阻R 与其电阻率ρ、长度L 、截面A 的大小有关。 A L R ρ = (1) 导体在承受机械形变过程中,电阻率、长度、截面都要发生变化,从而导致其电阻变化。 A A L L R R ?- ?+ ?=?ρ ρ (2) 这样就把所承爱的应力转变成应变,进而转换成电阻的变化。因此电阻应变片能将弹性体上应力的变化转换为电阻的变化。 电阻应变片的结构:电阻应变片一般由基底片、敏感栅、引线及履盖片用粘合剂粘合而成。 电阻应变片的结构如图1所示: 1-敏感栅(金属电阻丝) 2-基底片 3-覆盖层 4-引出线 图1 电阻丝应变片结构示意图 敏感栅:是感应弹性应变的敏感部分。敏感栅由直径约0.01~0.05毫米高电阻系数的细丝弯曲成栅状,它实际上是一个电阻元件,是电阻应变片感受构件应变的敏感部分.敏感栅用粘合剂固定在基底片上。b ×l 称为应变片的使用面积(应变片工作宽度,应变片标距(工作基长)l ),应变片的规格一般以使用面积和电阻值来表示,如3×10平方毫米,350欧姆。 基底片:基底将构件上的应变准确地传递到敏感栅上去.因此基底必须做得很薄,一般为0.03~0.06毫米,使它能与试件及敏感栅牢固地粘结在一起,另外它还具有良好的绝缘性、抗潮性和耐热性.基底材料有纸、胶膜和玻璃纤维布等。 引出线的作用是将敏感栅电阻元件与测量电路相连接,一般由0.1-0.2毫米低阻镀锡钢丝制成,并与敏感栅两输出端相焊接,覆盖片起保护作用.

实验十一 LM35温度传感器特性实验

实验十一 LM35温度传感器特性实验 【实验目的】 1、了解LM35温度传感器的基本原理和温度特性的测量方法; 2、测量LM35温度传感器输出电压与温度的特性曲线; 【实验仪器】 电磁学综合实验平台、LM35温度传感器、加热井、温度传感器特性实验模板 【实验原理】 1.电压型集成温度传感器(LM35) LM35温度传感器,标准T0-92工业封装,其准确度一般为±0.5℃。(有几种级别)由于其输出为电压,且线性极好,故只要配上电压源,数字式电压表就可以构成一个精密数字测温系统。内部的激光校准保证了极高的准确度及一致性,且无须校准。输出电压的温度系数K V=10.0mV/℃,利用下式可计算出被测温度t(℃): U O=K V*t=(10mV/℃)*t 即: t(℃)= U O/10mV (11-1)LM35温度传感器的电路符号见图11-1,V o为输出端实验测量时只要直接测量其输出端电压U o,即可知待测量的温度。 图11-1

图11-2LM35传感器特性实验连接图 【实验步骤】 1、按图11-2,将实验平台加热输出与加热井(加热接口)连接,实验台风扇接口与加热井(风扇接口)连接。 2、调节PID控温表,设置SV:在表面板上按一下(SET)按键,SV表头的温度显示个位将会闪烁;按面板上的“▲”或“▼”键调整设置个位的温度;在按面板上按一下(SET)按键即可,SV表头的温度显示个位将会闪烁,再按“<”键使表头的温度显示十位闪烁,按面板上的“▲”或“▼”键调整设置十位的温度;用同样方法还可设置百位的温度。调好SV所需设定的温度后,再按一下(SET)按键即可完成设置。将加热开关选择(快)档加热,待30秒后,仪器开始加热,控温表即可自动控制温度。调节不同温度,设定参照步骤2进行调节。 3、根据不同的实验连接不同的连接线,可参照上图。 【实验数据】 1、LM35传感器(工作电压5V)(直流电压表2V档测量) 表11-1 t(℃) 30 40 50 60 70 80 90 100 U 2、描绘.LM35传感器曲线,求出.LM35随温度变化的灵敏度S(mV/℃), 【注意事项】 1、加热器温度不能加热到120℃以上,否则将可能损坏加热器。

电感式传感器实验

电感式传感器实验 实验项目编码: 实验项目时数:2 实验项目类型:综合性()设计性()验证性(√) 一、实验目的 了解模拟量电感传感器的响应特性;熟悉评估测量的重复性、直线度和磁滞误差;掌握确定模拟量电感传感器的灵敏度。 二、实验内容及基本原理 (一)实验内容 使用螺旋测微器带动电感式传感器衔铁横向位移,产生电感变化,利用测量电路,将电感变化转换成电压输出,从而将位移与电压输出建立联系。 (二)实验原理 差动变压器的工作原理电磁互感原理。差动变压器的结构如图1所示,由一个一次绕组1 和二个二次绕组2、3 及一个衔铁4 组成。差动变压器一、二次绕组间的耦合能随衔铁的移动而变化,即绕组间的互感随被测位移改变而变化。由于把二个二次绕组反向串接(*同名端相接),以差动电势输出,所以把这种传感器称为差动变压器式电感传感器,通常简称差动变压器。 当差动变压器工作在理想情况下(忽略涡流损耗、磁滞损耗和分布电容等影响),它的等效电路如图2所示。图中U1为一次绕组激励电压;M1、M2分别为一次绕组与两个二次绕组间的互感:L1、R1 分别为一次绕组的电感和有效电阻;L21、L22分别为两个二次绕组的电感;R21、R22分别为两个二次绕组的有效电阻。对于差动变压器,当衔铁处于中间位置时,两个二次绕组互感相同,因而由一次侧激励引起的感应电动势相同。由于两个二次绕组反向串接,所以差动输出电动势为零。当衔铁移向二次绕组L21,这时互感M1大,M2小, 图1 差动变压器的结构示意图图2 差动变压器的等效电路图 因而二次绕组L21内感应电动势大于二次绕组L22内感应电动势,这时差动输出电动势不为零。在传感器的量程内,衔铁位移越大,差动输出电动势就越大。同样道理,当衔铁向二次绕组L22一边移动差动输出电动势仍不为零,但由于移动方向改变,所以输出电动势反相。 因此通过差动变压器输出电动势的大小和相位可以知道衔铁位移量的大小和方向。

基于单片机的压力传感器实验

课程设计说明书题目:压力传感器设计 学院(系): 年级专业:电子信息科学与技术 学号: 学生姓名: 指导教师:

目录 摘要---------------------------- -------------------------------------------------------------------------2 关键字---------------- ----------------------------------------------------------------------------------2 第一章总体设计方案及模块划分---------------------------------------------------------------2 1.1总体设计方案--------------------------------------------------------------------------------3 1.2模块划分--------------------------------------------------------------------------------------4 1.3设计框图如下图所示-----------------------------------------------------------------------5 第二章各模块设计参数-------------------------------------------------------------------------------5 2.1传感器元件模块------------------------------------------------------------------------------5 2.2 A/D转换模块---------------------------------------------------------------------------------8 2.3控制器处理模块-----------------------------------------------------------------------------12 2.4 AD0809接口电路及LED接口电路------------------------------------------------------14 第三章压力传感器实验数据采集、显示及程序---------------------------------------------14 3.1数据采集及显示-----------------------------------------------------------------------------14 第四章心得体会--------------------------------------------------------------------------------------15 附录-----------------------------------------------------------------------------------------------------16 程序设计--------------------------------------------------------------------------------------16 参考文献资料---------------------------------------------------------------------------------25 实物图--------------------------------------------------------------------------------------25

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