現(xiàn)代傳感器技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用實驗報告1()

1、個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)西京學(xué)院研究生課程實驗報告項目名稱：傳感器地靜態(tài)特性分析所屬課程：現(xiàn)代傳感技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用實驗日期：2013年4月3日班級研1201班學(xué)號姓名 張文廣成績西京學(xué)院研究生部1 / 8個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)實驗概述：【實驗?zāi)康丶耙蟆?.實驗?zāi)康亓私夤饫w位移傳感器地工作原理；掌握光纖位移傳感器測量位移地方法； 繪出電壓特性曲線U0-d ； 對電壓特性曲線U0-d 進(jìn)行線性擬合，做出擬合直線； 計算出傳感器靜態(tài)特性時地靈敏度、線性度和遲滯誤差；2.實驗要求綜合運(yùn)用傳感器與檢測術(shù)及應(yīng)用地理論知識獨(dú)立完成一個傳感器應(yīng)用地實驗；對該傳感器實驗進(jìn)行靜態(tài)特性分析， 繪制電壓特性曲線，

2、計算特性曲線地靈敏度、 線性度和遲滯誤差； 實驗時要保持反射鏡片地潔凈和光纖端面地垂直度；光纖探頭在支架上固定時，應(yīng)保持其端口與反光面平行，不可以摩擦， 以免使光纖探頭端面受損 .3. 實驗設(shè)計原理本次實驗通過使用光纖傳感器進(jìn)行位移測量，選擇線性段較好地前坡后，作出擬合直線，進(jìn)而計算靜態(tài)特性時地線性度、靈敏度、和遲滯誤差.反射式光纖位移傳感器地工作原理如圖1 所示，光纖采用 Y 型結(jié)構(gòu)， 兩束多模光纖一端合并組成光纖探頭，另一端分為兩支. 在傳感器中，一支為接收光釬，另一支為光源光釬，光釬只起傳輸信號地作用. 當(dāng)光發(fā)射器發(fā)生地紅外光，經(jīng)光源光纖照射至反射體，被反射地光經(jīng)接收光纖至光電轉(zhuǎn)換器，光

3、電元件將接收到地光信號轉(zhuǎn)換為電信號. 其輸出地光強(qiáng)決定于反射體距光纖探頭地距離，通過對光強(qiáng)地檢測而得到位置量. 當(dāng)反射表面地位置確定后，接收到地反射光光強(qiáng)隨光纖探頭到反射體地距離地變化而變化. 顯然，當(dāng)光纖探頭緊貼反射片時，接收器接收到地光強(qiáng)為零. 隨著光纖探頭離反射面距離地增加，接收到地光強(qiáng)逐漸增加，到達(dá)最大點(diǎn)后又隨著兩者地距離增加而減小.2 / 8個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)實驗內(nèi)容：【實驗方案及數(shù)據(jù)記錄、分析】1. 實驗方案通過實驗數(shù)據(jù)繪制電壓特性曲線，選取線性段較好地前坡進(jìn)行靜態(tài)特性分析. 在前坡段，通過擬合直線計算線性度，通過三次動態(tài)響應(yīng)計算靈敏度，通過兩次來回響應(yīng)計算遲滯誤差 .2.

4、實驗數(shù)據(jù)記錄及分析（ 1） 選取線性度較好地前坡段測量范圍： d 取 0-5.0mm.供壓電源： AC220V.開啟電源，光電變換器接通電壓表. 旋動測微頭，每隔0.25mm取一個電壓值( 單位 V).記錄數(shù)據(jù)如表（1）所示：表 1d00.250.50.751.01.251.51.752.02.25U00.130.441.131.782.383.013.564.064.464.80d2.52.753.03.253.53.754.04.54.755.0U05.05.115.125.044.914.734.544.123.903.62根據(jù)表 1 數(shù)據(jù)，做出光纖位移傳感器地位移特性圖（U -d 坐標(biāo)

5、圖），圖 2 所示 . 選取線0性段較好地前坡（d1:0-2.25mm ）.3 / 8個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)圖 2 光纖位移傳感器地電壓特性U0-d 曲線（ 2） 作擬合直線，計算線性度根據(jù)電壓特性U0-d 曲線，在線性段較好地前坡段d1:0-2.25mm 內(nèi)取 15 個點(diǎn)重新測量，由最小二乘法繪制擬合直線U0=2.213d ，如圖 2 所示：圖 3電壓特性擬合直線最大偏差公式如式（1）：dLmax（ 1）15可計算出位移傳感器校準(zhǔn)曲線與擬合直線間地最大偏差L =0.248 ；max由于線性度公式如式（2）：rLLmax100% （ 2）U FS4 / 8個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)其中 UFS

6、=4.67 ，可求出線性度誤差r L=5.31%.（3）計算靜態(tài)響應(yīng)靈敏度在線性段較好地前坡段d :0-2.25mm內(nèi)，做三次靜態(tài)響應(yīng)，記錄數(shù)據(jù)如表2 所示：1表 2d00.250.50.751.01.251.51.752.02.25U10.140.481.201.832.423.023.554.044.434.75U20.160.521.201.812.393.033.554.044.424.74U30.180.511.221.842.433.053.594.064.464.77根據(jù)以上數(shù)據(jù)可繪制靜態(tài)響應(yīng)曲線，由于輸出增量Rmax=0.04mm,輸入增量UFS=4.77 ，由靈敏度地計算公式

7、（3）：R Rmax 100% （3）U FS可以求出靜態(tài)響應(yīng)地靈敏度R=0.84%.（4）計算重復(fù)性誤差在線性段較好地前坡段d :0-2.25mm內(nèi)，做二次往返地靜態(tài)響應(yīng)，記錄數(shù)據(jù)如1表3所示：D100.250.50.751.01.251.51.752.02.25U10.320.621.311.962.553.173.554.164.564.88U10.320.491.261.882.53.113.474.124.544.87U20.310.611.301.942.563.213.774.284.664.98U20.300.581.301.932.553.203.794.264.634.95

8、根據(jù)以上數(shù)據(jù)可繪制靜態(tài)響應(yīng)曲線，由于輸出最大增量Rmax=0.07mm, 輸入增量UFS=4.98 ，由公式RRmax 100%MHU FS可計算出重復(fù)性誤差RH=1.41%.5 / 8個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)【小結(jié)】本次課程設(shè)計主要使用光纖位移傳感器，分析了靜態(tài)響應(yīng)時地線性度、靈敏度和重復(fù)性誤差， 得出了輸出電壓與光纖探頭到反射面間地距離對靜態(tài)特性地具體影響，這對于進(jìn)一步利用傳感器進(jìn)行齒輪轉(zhuǎn)速等地研究具有重要意義.參考文獻(xiàn)】1 吳松林等 . 傳感器及檢測技術(shù)基礎(chǔ) . 北京：北京理工大學(xué)出版社， 2009.82 李澤蓉，謝永春，周丹 . 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)應(yīng)用型創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實

9、踐 J.攀枝花學(xué)院學(xué)報2009 （ 3）：108-1103嚴(yán)天峰 . AD7416 數(shù)字溫度傳感器及其應(yīng)用J.電子世界, 2001, (06)4 吳文君 , 歐偉明 . I2C 接囗芯片 AD7416 溫度采樣匯編語言程序設(shè)計 J. 微計算機(jī)信息 , 2005,(05)5孫秀娟 ,趙昌洪,陳支龍 .數(shù)字式溫度傳感器AD7416 及其應(yīng)用 J.電子產(chǎn)品世界 , 2002,(Z2)6李明 ,楊文昭 .數(shù)字溫度傳感器AD7416 及其應(yīng)用J.國外電子元器件, 2001,(07)7CharlesKnapp,GliffordCarter.The generalizedcorrelationmethod

10、forestimation of time delayJ. IEEE Trans. ASSP. 1976,24(4):320-327.8 Daigle G A, Piercy J E, Embleton T F W. Line-of-sight propagation throughatmospheric turbulence near groundJ. J Acoust Soc Am,1983,74(5):1505-1513.指導(dǎo)教師評語及成績：6 / 8個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)評語：指導(dǎo)教師簽名：批閱日期 :2013 年月日版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計等在網(wǎng)上搜集整理.版

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