傳感器試驗報告

1、傳感器實驗報告?zhèn)鞲衅鲗嶒瀳蟾妫?）自動化1204班 蔡華軒U201113712 吳昊U201214545實驗七：一、實驗口的：了解電容式傳感器結構及其特點。二、基本原理:利用平板電容C=£A/d與其它結構的關系式通過相應的結構與測量電路可以選擇£、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）與測 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、電容傳感器實驗模板、測微頭、相敬檢波、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模板上

2、。2、將電容傳感器連線插入電容傳感器實驗模板,實驗線路見圖7-1。圖7-1電容傳感器位移實驗接線圖3、將電容傳感器實驗模板的輸出端V01與數(shù)顯表單元Vi相接（插入主控 箱Vi孔），Rw調節(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)汁算電容傳感器的系統(tǒng)靈敏度S與非線性誤差§ f。電客式/測灌頭去裟孔測微頭言流稅壓電源*vO電容傳感器實驗模仮1S"-19?b 機 箱圖(7-1)五、思考題：試設計利用£的變化測谷物濕度的傳感器原理及結構，

3、并敘述一下在此設計中應考慮哪些因素？ 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系從而起到濕度傳感器的作用；結構:與電容傳感器的 結構答大體相同不同之處在于 電容面板的面積應適當增大 使測量靈敬度更好; 設計時應考慮的因素還應包括測量誤差,溫度對測量的影響等電容傳感器實驗數(shù)扌居2QQy iRA2 =ryx+y yby(0. 9976-LOO<Je 1; -> -八hrn12IIvnn<80©-X/ (urn)00.20.40.60.811.21.4V/(ID7)0ID2444526374901.61. 822.2

4、2.42.62.83103116131143154166179193X/ (irm)0-0.2-0.4-0.6-0.8-1-1.2-1.4V/ (nr/)0-6_15-25-35-46-59-70-1. 6-1. 8-2-2.2-2.4-2.6-2.2-3-82-92-105-116-127-137-148-160六:實驗數(shù)據(jù)處理由excle處理后得圖線可知：系統(tǒng)靈墩度S二58、179非線性誤差 Sf=2K 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LI的：了解霍爾式傳感器原理與應用。二、基本原理:霍爾式傳感器就是一種磁敬傳感器，基于霍爾效應原理工作。它將被測量的

5、磁場變化（或以磁場為媒體）轉換成電動勢輸出。根 據(jù)霍爾效應，霍爾電勢UH二KHIB,當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霍爾效應原理三、需用器件與單元:霍爾傳感器實驗模板、霍爾傳感器、直流源±4V、±15V、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實驗模板的連接 按圖8-3進行。1、3為電源土4V,2、4為輸出。圖8-2霍爾傳 感器安裝示意圖2、開啟電源，調節(jié)測微頭使霍爾片在磁鋼中間位置再調節(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、旋轉測微頭向軸向方向推進，每轉動0、2mm記下一個

6、讀數(shù)，直到讀數(shù)近似不變,將讀數(shù)填入表8-1 o表8-1X(mm)V (mv)作岀V-X曲線，計算不同線性范圍時的靈敬度與非線性誤差。五、思考題：本實驗中霍爾元件位移的線性度實際上反映的就是什么量的變化?答:反應的就是磁場強度B的變化。六數(shù)據(jù)處理用excle訃算如下:霍爾實驗數(shù)據(jù)Excel處理 x-v圖像X/(iro)00.20.40.60.811.21.4V/(inv)01192293514785997238541.61. 822.22.42.62.8398911271264140515881736189010303.23. 43.63.244. 24.42180232024302540262

7、026902760X/(iran)0-0.2-0.4-0.6-0.8-1-1.2-1.4V/(w)0-113- 236-358-481-603-728-858-1.6-1. 8-2-2.2-2.4-2.6-2.8-3-990-1118-1259-1390-1546-1692-2253-2000-3.2-3.4-3.6-3.8-4-4.2-4.4-2150-2310-2460-2580-2680-2770-2810山以上的圖線與表格數(shù)據(jù)可以得到：系統(tǒng)靈敏度S二657、07非線性誤差 § f二129、68/5570二2、33%實驗九電渦流傳感器一、實驗H的：了解電渦流傳感器測量位移的工作

8、原理與特性。二、基本原理:通以高頻電流的線圈產生磁場，當有導電體接近時，因導電體 渦流效應產生渦流損耗，而渦流損耗與導電體離線圈的距離有關，因此可以 進行位移測量。三、需用器件與單元：電渦流傳感器實驗模板、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：1、根據(jù)圖9-3安裝電渦流傳感器。2、觀察傳感器結構，這就是一個扁平繞線圈。3、將電渦流傳感器輸出線接入實驗模板上標有L的兩端插孔中，作為振蕩器 的一個元件（傳感器屏蔽層接地）O4、在測微頭端部裝上鐵質金屬圓片，作為電渦流傳感器的被測體。5、將實驗模板輸出端V0與數(shù)顯單元輸入端Vi相接。數(shù)顯表量程切換開關 選擇電壓20V檔。6、用

9、連接導線從主控臺接入+ 15V直流電源到模板上標有+13V的插孔中。7、使測微頭與傳感器線圈端部接觸,開啟主控箱電源開關，記下數(shù)顯表讀數(shù), 然后每隔0、2mm讀一個數(shù)，直到輸出兒乎不變?yōu)橹?。將結果列入表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)，畫岀V-X曲線,根據(jù)曲線找出線性區(qū)域及進行正、負位 移測量時的佳工作點，試汁算量程為1mm、3mm及5mm時的靈敏度與線性度（可以用端基法或其它擬合直線）O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,如果需要測量±3mm的量程應如何設計傳感器？2、用電渦流

10、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生磁場大小有關，還與被測體的材質有關；如果要測 量正負5伏的量程讓傳感器中空被測物體幕近一側就是會遠離另外一側從而 保證測量范圍。2、在保證精度的悄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)與繪圖如下：y =1.5815x40.2205J4J嚴._< ，”.4，ci q7 =.742SxK). 0686K2 = u. yjb2j0123456總實驗數(shù)據(jù)圖線Q電泯流總87154彳V乙1n *U c C12C4、實驗圖 15670實驗數(shù)據(jù)記錄如下:X/ (mm)00.20.40.60.21

11、1.21.41.6V/(v)00. 460.211.141. 451.782.112.442. 771.822.22.42.62.S33.23.43. 13. 443. 774.14. 444. 785. 095. 45. 713.63.844.24.44.64.855.26.016.36.596.86T. 317. 387. 637.868. 095.45.65.866.2646.66.878.298. 358. 378.398.48. 418.428.428. 43有以上數(shù)據(jù)可以計算有: 當量程為5mm時：系統(tǒng)靈敬度S二1、5815非線性誤差 5f=0> 268/7、86二3、41%

12、當量程為3mm時：系統(tǒng)靈墩度S二1、6666非線性誤差 5f=0> 2205/5、09=4、33%當量程為1mm時：系統(tǒng)靈敬度S二1、7429非線性誤差 6f=0、2205/1、78二 12、4%實驗十光纖傳感器一、實驗LI的：了解光纖位移傳感器的工作原理與性能。 二、基本原理:本實驗采用的就是導光型多模光纖，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 換器相接接收光束。兩光束混合后的端部就是丄作端亦即探頭，它與被測體相距X,山光源發(fā)岀的光通過光纖傳到端部射岀后再經被測體反射回來，山另一束光纖接 收反射光信號再山光電轉換器轉換成電壓量,

13、而光電轉換器轉換的電壓量大小與 間距X有關，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、光纖傳感器實驗模板、數(shù)顯單元、測微頭、直流源±13V、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。 其內部已與發(fā)光管D及光電轉換管T相接。2、將光纖實驗模板輸出端V01與數(shù)顯單元相連，見圖ll-oo圖 11-53、調節(jié)測微頭，使探頭與反射平板輕微接觸。4、實驗模板接入±13V電源,合上主控箱電源開關，調RW使數(shù)顯表顯示為零。5、旋轉測微頭，被測體離開探頭，每隔0、lmm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時靈敬 度與非線性誤差。五、思考題：光纖位移傳感器測位移時對被測體的表面有些什么要求？答:被測量物體表面一定要光滑,并且反光性能要好。測微頭H接主控箱電源輸岀接主控箱數(shù)顯表圖11-5光纖傳感器位移實驗接線圖六實驗數(shù)據(jù)處理實驗原始數(shù)據(jù)：X/tiniTi)00.10.20.30.40.50.6V/(iran)00-130. 270. 410. 530. 650.760.70.20.911.11.21.30. 870.971.061.131.211.281.35