傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)

1、傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教師：王雪教師：王雪實(shí)驗(yàn)介紹 1. 1.共共5 5次實(shí)驗(yàn)，地點(diǎn)主教次實(shí)驗(yàn)，地點(diǎn)主教21032103。請(qǐng)大家記好時(shí)間、。請(qǐng)大家記好時(shí)間、地點(diǎn)。地點(diǎn)。2.2.實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3 3人一組，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有組號(hào)，每組人一組，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有組號(hào)，每組1 1本實(shí)驗(yàn)指本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，實(shí)驗(yàn)完成后請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)放好，不要帶走。導(dǎo)書(shū)，實(shí)驗(yàn)完成后請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)放好，不要帶走。3.3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙每人實(shí)驗(yàn)報(bào)告紙每人5 5張，封面每人張，封面每人1 1張，實(shí)驗(yàn)課結(jié)張，實(shí)驗(yàn)課結(jié)束后交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。束后交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。4.4.實(shí)驗(yàn)完成后，注意實(shí)驗(yàn)臺(tái)斷電，凳子擺放整齊，實(shí)驗(yàn)完成后，注意實(shí)驗(yàn)臺(tái)斷電，凳子擺放

2、整齊，清理好實(shí)驗(yàn)元器件，注意實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生。清理好實(shí)驗(yàn)元器件，注意實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生。實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 壓阻式壓力傳感器的壓力壓阻式壓力傳感器的壓力測(cè)量實(shí)驗(yàn)（氣源）測(cè)量實(shí)驗(yàn)（氣源）（實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)（實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)10-1210-12頁(yè)）頁(yè)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈹U(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器測(cè)量壓力的原理和方法。了解擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器測(cè)量壓力的原理和方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.1.壓阻式壓力傳感器的壓力測(cè)量（實(shí)驗(yàn)八）壓阻式壓力傳感器的壓力測(cè)量（實(shí)驗(yàn)八）2.2.擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器差壓測(cè)量（實(shí)驗(yàn)九）擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器差壓測(cè)量（實(shí)驗(yàn)九）三、實(shí)驗(yàn)器件與單元 檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、壓力傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉z測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、壓力傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０濉⑷?/p>

3、連接導(dǎo)管（三通連接導(dǎo)管（做完實(shí)驗(yàn)后不要?jiǎng)幼鐾陮?shí)驗(yàn)后不要?jiǎng)樱?、壓力）、壓力源源三、?shí)驗(yàn)原理 擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器在單晶硅的基擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器在單晶硅的基 片上擴(kuò)散出片上擴(kuò)散出P P型或型或N N型電阻條，接成電橋。型電阻條，接成電橋。 在壓力作用下根據(jù)半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)，在壓力作用下根據(jù)半導(dǎo)體的壓阻效應(yīng)，基片產(chǎn)生應(yīng)力，電阻條的電阻率產(chǎn)生很大基片產(chǎn)生應(yīng)力，電阻條的電阻率產(chǎn)生很大變化，引起電阻的變化變化，引起電阻的變化. . 把這一變化引入測(cè)量電路，則其輸出電把這一變化引入測(cè)量電路，則其輸出電壓的變化反映了所受到的壓力變化。壓的變化反映了所受到的壓力變化。 1.1.實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前，首先要進(jìn)行調(diào)零。

4、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前，首先要進(jìn)行調(diào)零。四、實(shí)驗(yàn)步驟2.2.氣源噪音較大，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)注意輕輕操作。氣源噪音較大，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)注意輕輕操作。3.3.氣源接實(shí)驗(yàn)操作模板的高壓嘴（右邊）。氣源接實(shí)驗(yàn)操作模板的高壓嘴（右邊）。4.RW14.RW1（調(diào)整放大倍數(shù)），（調(diào)整放大倍數(shù)），RW2RW2（調(diào)零）。（調(diào)零）。5.5.根據(jù)步驟根據(jù)步驟8 8進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn), ,書(shū)上有錯(cuò)誤。書(shū)上有錯(cuò)誤。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析 1.1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的表格進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的表格進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，并分析數(shù)據(jù)。分析數(shù)據(jù)。 2.2.回答實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)思考題提出的問(wèn)題。回答實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)思考題提出的問(wèn)題。 3.3.總結(jié)壓阻式壓

5、力傳感器的作用?？偨Y(jié)壓阻式壓力傳感器的作用。 4.4.根據(jù)實(shí)驗(yàn)九的提示，給出差壓測(cè)量的方法。根據(jù)實(shí)驗(yàn)九的提示，給出差壓測(cè)量的方法。 ( (教師檢查后結(jié)束實(shí)驗(yàn)教師檢查后結(jié)束實(shí)驗(yàn)) )實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 金屬箔式應(yīng)變片金屬箔式應(yīng)變片 （實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)（實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)1-51-5頁(yè)）頁(yè)） 電阻應(yīng)變式傳感器從電阻應(yīng)變式傳感器從19381938年開(kāi)始使用到目前，仍然是當(dāng)年開(kāi)始使用到目前，仍然是當(dāng)前稱重測(cè)力的主要工具前稱重測(cè)力的主要工具. . 如稱重、壓力扭矩、位移、加速度等傳感器，常見(jiàn)的應(yīng)用如稱重、壓力扭矩、位移、加速度等傳感器，常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)合如各種商用電子稱、皮帶稱、吊鉤稱、高爐配料系統(tǒng)、場(chǎng)合如各種商用電子稱、皮帶

6、稱、吊鉤稱、高爐配料系統(tǒng)、汽車衡、軌道衡等。汽車衡、軌道衡等。電阻應(yīng)變式傳感器最高精度可達(dá)萬(wàn)分之一甚至更高，除電阻電阻應(yīng)變式傳感器最高精度可達(dá)萬(wàn)分之一甚至更高，除電阻應(yīng)變片、絲直接用以測(cè)量機(jī)械、儀器及工程結(jié)構(gòu)等的應(yīng)變外，應(yīng)變片、絲直接用以測(cè)量機(jī)械、儀器及工程結(jié)構(gòu)等的應(yīng)變外，主要是與種種形式的彈性體相配合，組成各種傳感器和測(cè)試主要是與種種形式的彈性體相配合，組成各種傳感器和測(cè)試系統(tǒng)。系統(tǒng)。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解金屬箔式應(yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)，比較單臂了解金屬箔式應(yīng)變片的應(yīng)變效應(yīng)，比較單臂電橋、半橋、全橋工作原理和性能。電橋、半橋、全橋工作原理和性能。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.1.單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)一）單臂電橋性

7、能實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)一）2.2.半橋性能實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)二）半橋性能實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)二）3.3.全橋性能實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)三）全橋性能實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)三）三、實(shí)驗(yàn)器件與單元 檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)z測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、應(yīng)變式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、砝碼、導(dǎo)線（沒(méi)有用板、砝碼、導(dǎo)線（沒(méi)有用PCPC機(jī)）機(jī)）四、實(shí)驗(yàn)原理 1. 1. 電阻絲在外力作用下（砝碼）發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其阻電阻絲在外力作用下（砝碼）發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其阻值發(fā)生變化。描述電阻應(yīng)變效應(yīng)的關(guān)系式為：值發(fā)生變化。描述電阻應(yīng)變效應(yīng)的關(guān)系式為：R/R=KR/R=K. . 式中式中R/RR/R為電阻絲電阻相對(duì)變化，為電阻絲電阻相對(duì)變化，K K為應(yīng)變靈敏系數(shù)，為應(yīng)變靈敏系數(shù)，=L

8、/LL/L為電阻絲長(zhǎng)度相對(duì)變化為電阻絲長(zhǎng)度相對(duì)變化. . 金屬箔式應(yīng)變片就是通過(guò)光刻、腐蝕等工藝制成的應(yīng)金屬箔式應(yīng)變片就是通過(guò)光刻、腐蝕等工藝制成的應(yīng)變敏感元件，通過(guò)它轉(zhuǎn)換被測(cè)部位受力狀態(tài)變化變敏感元件，通過(guò)它轉(zhuǎn)換被測(cè)部位受力狀態(tài)變化. . 2. 2. 電橋是完成電阻到電壓的比例變化，測(cè)取電壓值。電橋是完成電阻到電壓的比例變化，測(cè)取電壓值。 (1)(1)單臂電橋單臂電橋: : 輸出電壓輸出電壓U01=EK/4U01=EK/4。 (2)(2)半橋：選用不同受力方向的應(yīng)變片接入電橋作為鄰半橋：選用不同受力方向的應(yīng)變片接入電橋作為鄰邊。當(dāng)兩片應(yīng)變片阻值和應(yīng)變量相同時(shí)，其橋路輸出電邊。當(dāng)兩片應(yīng)變片阻值

9、和應(yīng)變量相同時(shí)，其橋路輸出電壓壓U02=EK/2U02=EK/2。 (3)(3)全橋：將受力性質(zhì)相同的兩應(yīng)變片接入電橋?qū)?，全橋：將受力性質(zhì)相同的兩應(yīng)變片接入電橋?qū)叄煌慕尤豚忂?，其橋路輸出電壓不同的接入鄰邊，其橋路輸出電壓U03=KEU03=KE。輸出靈敏。輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性誤差和溫度誤差均得到度比半橋又提高了一倍，非線性誤差和溫度誤差均得到改善。改善。 (4)(4)比較：量程不同，精度不同。比較：量程不同，精度不同。 五、實(shí)驗(yàn)步驟 （詳見(jiàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)）1.1.由于實(shí)驗(yàn)靈敏度高，根據(jù)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，首先要注意調(diào)零。由于實(shí)驗(yàn)靈敏度高，根據(jù)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，首先要注意調(diào)零。RW1(

10、RW1(調(diào)到中間位置調(diào)到中間位置) )RW4RW4（調(diào)零后不要再動(dòng)）（調(diào)零后不要再動(dòng)）-RW2-RW2（數(shù)字不跳變）（數(shù)字不跳變）2.2.如果線松的話，可以換一下，接線要全部接地。如果線松的話，可以換一下，接線要全部接地。3.3.砝碼在放的時(shí)候要輕，盡量放到盤(pán)子的中間。砝碼在放的時(shí)候要輕，盡量放到盤(pán)子的中間。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析 1.1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的表格進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的表格進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，并 分析數(shù)據(jù)。分析數(shù)據(jù)。 2.2.回答實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)思考題提出的問(wèn)題?；卮饘?shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)思考題提出的問(wèn)題。 3.3.比較單臂電橋、半橋、全橋有什么不同？比較單臂電橋、半橋、全橋有什么不同？實(shí)驗(yàn)

11、三實(shí)驗(yàn)三 直流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器直流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)和霍爾電子稱實(shí)驗(yàn)位移特性實(shí)驗(yàn)和霍爾電子稱實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)（實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)20-2120-21頁(yè)，頁(yè)，2323頁(yè)）頁(yè)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饣魻柺絺鞲衅髟砼c應(yīng)用了解霍爾式傳感器原理與應(yīng)用。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.1.直流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)十六）直流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)十六）2.2.霍爾傳感器應(yīng)用霍爾傳感器應(yīng)用電子稱實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)十九）電子稱實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)十九）三、實(shí)驗(yàn)器件與單元 檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、霍爾傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、測(cè)微頭、數(shù)顯單元、霍爾傳感器、鋼片、測(cè)微頭、數(shù)顯單元、霍爾傳感器、鋼片、

12、振動(dòng)臺(tái)、砝碼振動(dòng)臺(tái)、砝碼四、實(shí)驗(yàn)原理 霍爾傳感器是基于霍爾效應(yīng)的一種傳感器?；魻杺鞲衅魇腔诨魻栃?yīng)的一種傳感器。18791879年年美國(guó)物理學(xué)家美國(guó)物理學(xué)家霍爾霍爾首先在金屬材料中發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng)，首先在金屬材料中發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng)，但是由于金屬材料的霍爾效應(yīng)太弱而沒(méi)有得到應(yīng)用。隨但是由于金屬材料的霍爾效應(yīng)太弱而沒(méi)有得到應(yīng)用。隨著著半導(dǎo)體半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)始用半導(dǎo)體材料制作霍爾元件。技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)始用半導(dǎo)體材料制作霍爾元件?；魻杺鞲衅魇且环N當(dāng)霍爾傳感器是一種當(dāng)交變磁場(chǎng)交變磁場(chǎng)經(jīng)過(guò)時(shí)產(chǎn)生輸出電壓脈沖經(jīng)過(guò)時(shí)產(chǎn)生輸出電壓脈沖的傳感器。脈沖的幅度是由激勵(lì)磁場(chǎng)的的傳感器。脈沖的幅度是由激勵(lì)磁場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)決定場(chǎng)

13、強(qiáng)決定的。因的。因此，霍爾傳感器此，霍爾傳感器不需要外界電源供電不需要外界電源供電。 霍爾效應(yīng)磁場(chǎng)B電場(chǎng)E電場(chǎng)E作用：電子向右洛侖茲力作用：電子向里電子堆積反向電動(dòng)勢(shì)E1:受力向外E1增強(qiáng)電子運(yùn)動(dòng)減緩達(dá)到平衡U = KIBK：霍爾元件靈敏度。電流1mA，磁場(chǎng)1kG時(shí)的輸出電壓與元件材料性質(zhì)和幾何尺寸有關(guān) 根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢(shì)根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢(shì)U=KIBU=KIB，當(dāng)霍爾元，當(dāng)霍爾元件處在梯度磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，它就可以進(jìn)行位移測(cè)件處在梯度磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，它就可以進(jìn)行位移測(cè)量。量。( (感應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度與電流密度和磁感應(yīng)強(qiáng)度之感應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度與電流密度和磁感應(yīng)強(qiáng)度之矢量積矢量積 ) )測(cè)量時(shí)注意事項(xiàng)測(cè)量時(shí)

14、注意事項(xiàng)霍爾傳感器安裝示意圖霍爾傳感器安裝示意圖 （調(diào)節(jié)傳感器在線性段的起點(diǎn)上（調(diào)節(jié)傳感器在線性段的起點(diǎn)上中間位置）中間位置）四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析 1.1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的表格進(jìn)行數(shù)據(jù)記根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的表格進(jìn)行數(shù)據(jù)記 錄，并分析數(shù)據(jù)。錄，并分析數(shù)據(jù)。 2.2.回答實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)思考題提出的問(wèn)題?；卮饘?shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)思考題提出的問(wèn)題。 3.3.總結(jié)霍爾式傳感器的作用?？偨Y(jié)霍爾式傳感器的作用。實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 電容式、光纖傳感器的位電容式、光纖傳感器的位移實(shí)驗(yàn)移實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)（實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)18-1918-19頁(yè)，頁(yè)，31-3231-32） 用電測(cè)法測(cè)量非電學(xué)量時(shí)，首先必須將被測(cè)的非電學(xué)用電測(cè)法測(cè)量非電學(xué)量

15、時(shí)，首先必須將被測(cè)的非電學(xué)量量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量轉(zhuǎn)換為電學(xué)量。通常非電學(xué)量變換成電學(xué)量的元件稱為。通常非電學(xué)量變換成電學(xué)量的元件稱為變換器變換器，根據(jù)不同非電學(xué)量的特點(diǎn)設(shè)計(jì)成的有關(guān)轉(zhuǎn)換裝置，根據(jù)不同非電學(xué)量的特點(diǎn)設(shè)計(jì)成的有關(guān)轉(zhuǎn)換裝置稱為稱為傳感器傳感器，而被測(cè)的力學(xué)量（如位移、力、速度等）轉(zhuǎn)，而被測(cè)的力學(xué)量（如位移、力、速度等）轉(zhuǎn)換成電容變化的傳感器稱為換成電容變化的傳感器稱為電容傳感器電容傳感器。 從能量轉(zhuǎn)換的角度而言，電容變換器為從能量轉(zhuǎn)換的角度而言，電容變換器為無(wú)源變換器無(wú)源變換器，需要將所測(cè)的力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓或電流后進(jìn)行放大和處理。需要將所測(cè)的力學(xué)量轉(zhuǎn)換成電壓或電流后進(jìn)行放大和處理。力學(xué)量中

16、的線位移、角位移、間隔、距離、厚度、拉伸、力學(xué)量中的線位移、角位移、間隔、距離、厚度、拉伸、壓縮、膨脹、變形等都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換壓縮、膨脹、變形等都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換 。 電容傳感器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、電容傳感器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、分辨力高（可達(dá)分辨力高（可達(dá)0.01mm0.01mm甚至更高）、動(dòng)態(tài)甚至更高）、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、可進(jìn)行響應(yīng)好、可進(jìn)行非接觸非接觸測(cè)量測(cè)量. . 與電感式比較：電感式是接觸測(cè)量，只能與電感式比較：電感式是接觸測(cè)量，只能測(cè)低頻振幅，電容傳感器在測(cè)量壓力、差壓、測(cè)低頻振幅，電容傳感器在測(cè)量壓力、差壓、液位、料位成分含量（如油、糧食中的水液位、料位成分含量（如油、糧食中的水份

17、）、非金屬涂層、油膜厚度等方面均有應(yīng)份）、非金屬涂層、油膜厚度等方面均有應(yīng)用。用。 從從20022002年的年的 諾基亞諾基亞76507650開(kāi)始，便有了光線傳開(kāi)始，便有了光線傳感器，它的好處就是可以根據(jù)手機(jī)所處環(huán)境的光感器，它的好處就是可以根據(jù)手機(jī)所處環(huán)境的光線來(lái)調(diào)節(jié)線來(lái)調(diào)節(jié)手機(jī)屏幕手機(jī)屏幕的亮度和鍵盤(pán)燈。比如在光線的亮度和鍵盤(pán)燈。比如在光線充足的地方，屏幕很亮，鍵盤(pán)燈就會(huì)關(guān)閉；相反，充足的地方，屏幕很亮，鍵盤(pán)燈就會(huì)關(guān)閉；相反，在暗處，鍵盤(pán)燈就會(huì)亮，屏幕較暗在暗處，鍵盤(pán)燈就會(huì)亮，屏幕較暗( (與與屏幕亮度屏幕亮度的的設(shè)置也有關(guān)系設(shè)置也有關(guān)系) )，這樣既保護(hù)了眼睛又節(jié)省了能量，這樣既保護(hù)了眼

18、睛又節(jié)省了能量，一舉兩得。而且光線傳感器在進(jìn)入睡眠模式的時(shí)一舉兩得。而且光線傳感器在進(jìn)入睡眠模式的時(shí)候，會(huì)發(fā)出藍(lán)色周期性閃動(dòng)的光，甚是好看。候，會(huì)發(fā)出藍(lán)色周期性閃動(dòng)的光，甚是好看。 導(dǎo)光型多模光纖，它由兩束光纖組成導(dǎo)光型多模光纖，它由兩束光纖組成Y Y型型光纖，探頭為半圓分布。一束光纖端部與光纖，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)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。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，兩光束混合后的端部是工作端亦即探頭，它與被測(cè)體相距，由光源發(fā)出的光通過(guò)它與被測(cè)體相距，由光源發(fā)出的光通過(guò)光纖傳到端部射出后再經(jīng)

19、被測(cè)體反射回來(lái)，光纖傳到端部射出后再經(jīng)被測(cè)體反射回來(lái)，由另一束光纖接收反射光信號(hào)再由光電轉(zhuǎn)由另一束光纖接收反射光信號(hào)再由光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電壓量。換器轉(zhuǎn)換成電壓量。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容了解電容式傳感器結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。（實(shí)驗(yàn)十四）了解電容式傳感器結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。（實(shí)驗(yàn)十四）了解光纖傳感器結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。（實(shí)驗(yàn)三十）了解光纖傳感器結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。（實(shí)驗(yàn)三十）二、實(shí)驗(yàn)器件與單元 檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)、電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、測(cè)微頭、數(shù)顯單元、電容傳感器測(cè)微頭、數(shù)顯單元、電容傳感器 光光纖纖傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、光傳感器?shí)驗(yàn)?zāi)０濉⒐饫w纖傳感器、反傳感器、反射面、導(dǎo)線射面、導(dǎo)線三、實(shí)驗(yàn)原理 利用

20、平板電容利用平板電容C=A/dC=A/d和其它結(jié)構(gòu)的關(guān)系式通和其它結(jié)構(gòu)的關(guān)系式通過(guò)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和測(cè)量電路可以選擇過(guò)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和測(cè)量電路可以選擇（介電常（介電常數(shù)）、數(shù)）、A A（正對(duì)面積）、（正對(duì)面積）、d d（極板間距）中三個(gè)參（極板間距）中三個(gè)參數(shù)。保持二個(gè)參數(shù)不變，而只改變其中一個(gè)參數(shù)，數(shù)。保持二個(gè)參數(shù)不變，而只改變其中一個(gè)參數(shù)，則可以有測(cè)谷物干燥度則可以有測(cè)谷物干燥度(變變) )測(cè)微小位移測(cè)微小位移( (變變d)d)和測(cè)量液位和測(cè)量液位( (變變A)A)等多種電容傳感器。等多種電容傳感器。 電容式傳感器C=A（角度和位移）（角度和位移）/d光纖測(cè)距原理光纖測(cè)距原理當(dāng)光纖探頭端部緊貼被測(cè)件

21、時(shí)，發(fā)射光纖中的光不能反射到接收光纖中去，因而光電器件中不能產(chǎn)生電信號(hào)。當(dāng)被測(cè)表面逐漸遠(yuǎn)離光纖探頭時(shí)，發(fā)射光纖照亮被測(cè)表面的面積越來(lái)越大，因而相應(yīng)的發(fā)射光錐和接收光錐重合面積越來(lái)越大，因而接收光纖端面上被照亮的區(qū)也越來(lái)越大，有一個(gè)線性增長(zhǎng)的輸出信號(hào)。當(dāng)整個(gè)接收光纖端面被全部照亮?xí)r，輸出信號(hào)就達(dá)到位移輸出信號(hào)曲線上的“光峰點(diǎn)”。當(dāng)被測(cè)表面繼續(xù)遠(yuǎn)離時(shí)，由于被反射光照亮的面積大于，即有部分反射光沒(méi)有反射進(jìn)接收光纖。但由于接收光纖更加遠(yuǎn)離被測(cè)表面，接收到的光強(qiáng)逐漸減小，光電器件的輸出信號(hào)逐漸減弱 光纖傳感器：由于光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的電壓量大小與間距有光纖傳感器：由于光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的電壓量大小與間距有關(guān)，因

22、此可用于測(cè)量位移。關(guān)，因此可用于測(cè)量位移。四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析 1.1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的表格進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的表格進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，并分析數(shù)據(jù)。分析數(shù)據(jù)。 2.2.回答實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)思考題提出的問(wèn)題?；卮饘?shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)思考題提出的問(wèn)題。 3.3.總結(jié)電容式、光總結(jié)電容式、光纖纖傳感器的作用。傳感器的作用。實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 熱電阻測(cè)溫特性實(shí)驗(yàn)熱電阻測(cè)溫特性實(shí)驗(yàn) （實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)（實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)41-4241-42頁(yè)）頁(yè)）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容熱電阻的性能與應(yīng)用范圍（實(shí)驗(yàn)三十六）熱電阻的性能與應(yīng)用范圍（實(shí)驗(yàn)三十六） 熱電偶熱電偶 實(shí)驗(yàn)三十七（選作）實(shí)驗(yàn)三十七（選作）二、實(shí)驗(yàn)器件與單元 加熱源、熱電偶加熱源

23、、熱電偶K K型、型、PT100PT100熱電阻、熱電阻、溫度控制儀、數(shù)顯單元、溫度傳感器實(shí)驗(yàn)溫度控制儀、數(shù)顯單元、溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０迥０鍩犭娮枧c熱電偶的區(qū)別：熱電阻與熱電偶的區(qū)別：三、實(shí)驗(yàn)原理 利用導(dǎo)體電阻隨溫度變化的特性，熱電阻用利用導(dǎo)體電阻隨溫度變化的特性，熱電阻用于測(cè)量時(shí)，要求其材料電阻溫度系數(shù)大，穩(wěn)定性于測(cè)量時(shí)，要求其材料電阻溫度系數(shù)大，穩(wěn)定性好，電阻率高，電阻與溫度之間最好有線性關(guān)系。好，電阻率高，電阻與溫度之間最好有線性關(guān)系。常用鉑電阻和銅電阻在常用鉑電阻和銅電阻在0-630.740-630.74以內(nèi)，電阻以內(nèi)，電阻R Rt t與溫度與溫度t t的關(guān)系為：的關(guān)系為：R Rt t=R=R0 0(1+A(1+At+Bt+Bt t2 2) )R R0 0系溫