傳感器實驗報告

1、傳感器實驗報告（二）自動化1204班 蔡華軒 U201113712 吳昊 U201214545實驗七： 一、實驗?zāi)康模毫私怆娙菔絺鞲衅鹘Y(jié)構(gòu)及其特點。二、基本原理：利用平板電容C=A/d 和其它結(jié)構(gòu)的關(guān)系式通過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和測量電路可以選擇、A、d 中三個參數(shù)中，保持二個參數(shù)不變，而只改變其中一個參數(shù)，則可以有測谷物干燥度(變)測微小位移(變d)和測量液位(變A)等多種電容傳感器。三、需用器件與單元：電容傳感器、電容傳感器實驗?zāi)０濉y微頭、相敏檢波、濾波模板、數(shù)顯單元、直流穩(wěn)壓源。四、實驗步驟：1、按圖6-4 安裝示意圖將電容傳感器裝于電容傳感器實驗?zāi)０迳稀?、將電容傳感器連線插入電容傳感器實驗?zāi)?/p>

2、板，實驗線路見圖7-1。圖7-1 電容傳感器位移實驗接線圖3、將電容傳感器實驗?zāi)０宓妮敵龆薞01 與數(shù)顯表單元Vi 相接(插入主控箱Vi 孔)，Rw 調(diào)節(jié)到中間位置。4、接入15V 電源，旋動測微頭推進電容傳感器動極板位置，每間隔0.2mm記下位移X 與輸出電壓值，填入表7-1。X(mm)V(mv)5、根據(jù)表7-1 數(shù)據(jù)計算電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度S 和非線性誤差f。 圖（7-1）五、思考題： 試設(shè)計利用的變化測谷物濕度的傳感器原理及結(jié)構(gòu)，并敘述一下在此設(shè)計中應(yīng)考慮哪些因素？答：原理：通過濕度對介電常數(shù)的影響從而影響電容的大小通過電壓表現(xiàn)出來，建立起電壓變化與濕度的關(guān)系從而起到濕度傳感器的作用；

3、結(jié)構(gòu)：與電容傳感器的結(jié)構(gòu)答大體相同 不同之處在于 電容面板的面積應(yīng)適當(dāng)增大 使測量靈敏度更好；設(shè)計時應(yīng)考慮的因素還應(yīng)包括測量誤差，溫度對測量的影響等六：實驗數(shù)據(jù)處理 由excle處理后得圖線可知：系統(tǒng)靈敏度S=58.179 非線性誤差f=21.053/353=6.1%實驗八 直流激勵時霍爾式傳感器位移特性實驗一、實驗?zāi)康模毫私饣魻柺絺鞲衅髟砼c應(yīng)用。二、基本原理：霍爾式傳感器是一種磁敏傳感器，基于霍爾效應(yīng)原理工作。它將被測量的磁場變化（或以磁場為媒體）轉(zhuǎn)換成電動勢輸出。根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢UH=KHIB，當(dāng)霍爾元件處在梯度磁場中運動時，它就可以進行位移測量。圖8-1 霍爾效應(yīng)原理三、需用器件

4、與單元：霍爾傳感器實驗?zāi)０?、霍爾傳感器、直流?V、15、測微頭、數(shù)顯單元。四、實驗步驟：1、將霍爾傳感器按圖8-2 安裝?；魻杺鞲衅髋c實驗?zāi)０宓倪B接按圖8-3 進行。1、3 為電源4，2、4 為輸出。圖8-2 霍爾傳感器安裝示意圖2、開啟電源，調(diào)節(jié)測微頭使霍爾片在磁鋼中間位置再調(diào)節(jié)RW2使數(shù)顯表指示為零。 圖8-3 霍爾傳感器位移 直流激勵實驗接線圖 3、旋轉(zhuǎn)測微頭向軸向方向推進，每轉(zhuǎn)動0.2mm 記下一個讀數(shù)，直到讀數(shù)近似不變，將讀數(shù)填入表8-1。表8-1X(mm)V(mv)作出V-X 曲線，計算不同線性范圍時的靈敏度和非線性誤差。五、思考題：本實驗中霍爾元件位移的線性度實際上反映的是什么

5、量的變化？答：反應(yīng)的是磁場強度B的變化。六 數(shù)據(jù)處理 用excle計算如下： Excel處理 x-v圖像由以上的圖線和表格數(shù)據(jù)可以得到：系統(tǒng)靈敏度S=657.07非線性誤差f=129.68/5570=2.33%實驗九 電渦流傳感器一、 實驗?zāi)康模毫私怆姕u流傳感器測量位移的工作原理和特性。二、基本原理：通以高頻電流的線圈產(chǎn)生磁場，當(dāng)有導(dǎo)電體接近時，因?qū)щ婓w渦流效應(yīng)產(chǎn)生渦流損耗，而渦流損耗與導(dǎo)電體離線圈的距離有關(guān)，因此可以進行位移測量。三、需用器件與單元：電渦流傳感器實驗?zāi)０?、電渦流傳感器、直流電源、數(shù)顯單元、測微頭、鐵圓片。四、驗步驟：.根據(jù)圖9-3 安裝電渦流傳感器。2、觀察傳感器結(jié)構(gòu)，這是一

6、個扁平繞線圈。、將電渦流傳感器輸出線接入實驗?zāi)０迳蠘擞械膬啥瞬蹇字?，作為振蕩器的一個元件（傳感器屏蔽層接地）。、在測微頭端部裝上鐵質(zhì)金屬圓片，作為電渦流傳感器的被測體。、將實驗?zāi)０遢敵龆薞0 與數(shù)顯單元輸入端Vi 相接。數(shù)顯表量程切換開關(guān)選擇電壓20V 檔。、用連接導(dǎo)線從主控臺接入15V 直流電源到模板上標有+15V 的插孔中。、使測微頭與傳感器線圈端部接觸，開啟主控箱電源開關(guān)，記下數(shù)顯表讀數(shù)，然后每隔0.2mm 讀一個數(shù)，直到輸出幾乎不變?yōu)橹埂⒔Y(jié)果列入表9-1。表9-1 電渦流傳感器位移X 與輸出電壓數(shù)據(jù)X(mm)V(mv)8、根據(jù)表9-1 數(shù)據(jù)，畫出V-X 曲線，根據(jù)曲線找出線性區(qū)域及進

7、行正、負位移測量時的佳工作點，試計算量程為1mm、3mm 及5mm 時的靈敏度和線性度（可以用端基法或其它擬合直線）。實驗線路圖：電渦流傳感器安裝示意圖五、思考題：1、電渦流傳感器的量程與哪些因素有關(guān)，如果需要測量5mm 的量程應(yīng)如何設(shè)計傳感器？2、用電渦流傳感器進行非接觸位移測量時，如何根據(jù)量程使用選用傳感器。答：1，與電渦流傳感器能夠產(chǎn)生磁場大小有關(guān)，還與被測體的材質(zhì)有關(guān)；如果要測量正負5伏的量程 讓傳感器中空 被測物體靠近一側(cè)是會遠離另外一側(cè) 從而保證測量范圍。 2.在保證精度的情況下盡量使用量程大的傳感器。六：實驗數(shù)據(jù)處理Excel處理數(shù)據(jù)和繪圖如下： 總實驗數(shù)據(jù)圖線實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

8、有以上數(shù)據(jù)可以計算有：當(dāng)量程為5mm時：系統(tǒng)靈敏度S=1.5815非線性誤差f=0.268/7.86=3.41%當(dāng)量程為3mm時：系統(tǒng)靈敏度S=1.6666 非線性誤差f=0.2205/5.09=4.33%當(dāng)量程為1mm時：系統(tǒng)靈敏度S=1.7429非線性誤差f=0.2205/1.78=12.4%實驗十光纖傳感器一、實驗?zāi)康模毫私夤饫w位移傳感器的工作原理和性能。二、基本原理：本實驗采用的是導(dǎo)光型多模光纖，它由兩束光纖組成Y 型光纖，探頭為半圓分布，一束光纖端部與光源相接發(fā)射光束，另一束端部與光電轉(zhuǎn)換器相接接收光束。兩光束混合后的端部是工作端亦即探頭，它與被測體相距，由光源發(fā)出的光通過光纖傳到端

9、部射出后再經(jīng)被測體反射回來，由另一束光纖接收反射光信號再由光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電壓量，而光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的電壓量大小與間距有關(guān)，因此可用于測量位移。 圖11-3 光纖位移特性曲線三、需用器件與單元：光纖傳感器、光纖傳感器實驗?zāi)０?、?shù)顯單元、測微頭、直流源15V、反射面。四、實驗步驟：1、根據(jù)圖11-4 安裝光纖位移傳感器，二束光纖插入實驗板上光電變換座孔上。其內(nèi)部已和發(fā)光管及光電轉(zhuǎn)換管T 相接。2、將光纖實驗?zāi)０遢敵龆薞01 與數(shù)顯單元相連，見圖11-5。圖11-53、調(diào)節(jié)測微頭，使探頭與反射平板輕微接觸。4、實驗?zāi)０褰尤?5V 電源，合上主控箱電源開關(guān)，調(diào)RW使數(shù)顯表顯示為零。5、旋轉(zhuǎn)測微頭,被測體離開探頭,每隔0.1mm 讀出數(shù)顯表值,將其填入表11-1。表11-1 光纖位移傳感器輸出電壓與位移數(shù)據(jù)X(mm)V(v)6、根據(jù)表9-1 數(shù)據(jù)，作光纖位移傳感器的位移特性，計算在量程1mm 時靈敏度和非線性誤差。五、思考題：光纖位