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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e、 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 (e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?、測微頭、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

2、驗?zāi)0?,實驗線路見圖7-1 o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?V01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、接入土 15V電源,旋動測微頭推進(jìn)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6 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電容傳感器實臉教提55Qnny = ad =0 997%,- AkJ1 nn*產(chǎn)cn3 d-A1nr 卜 ;1-! -L* * cn1叫 上一-ion-1 jpn卜LSOO-X/ (mn)00,20.40.60,811,21. 4V/ (ny)010灑44526374901.61. 322.22.42,623310311613114315416617919SX/ (inr)0-0,20. 4-0. 6-Qr8-1-1.2-1. 4V/ (nv)0-&

4、-15-35T6-59-70t. e-1.8-2-2.2-2.4-2. 6也23-82-92-105-116-127-137-148-160六:實驗數(shù)據(jù)處理由excle處理后得圖線可知:系統(tǒng)靈敏度 S=58,179非線性誤差 6 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(jìn)行位移測量。圖 8-1霍爾效應(yīng)原理三、需用器件與單元:

5、霍爾傳感器實驗?zāi)0濉⒒魻杺鞲衅?、直流源?V、土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?zāi)0宓倪B接按圖8-3進(jìn)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(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(jìn),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量的變化?答:

6、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350030002000隹爾文驗至據(jù) “卜.1小空=口外9 J 1 * ,150000-一寫的0 q ,.511 .53工5;3.5W4.X/ (mm)00.20.40.60.811.21. 4V/fm-)011935147S5997233541. 61. i22.22.42. 62.83SS51127126414OSiFse1736155010303.23. 43 一 63. S4rimi 讖4*ii,爾J 1 stn4 (* E r.:- A -? v3 4 二iTl.總實驗數(shù)據(jù)圖線電渦旅總文臆圖實驗數(shù)據(jù)記錄

7、如下:X/ lorn) V/(v)0Dl2口屯0.6O.SI1,21.41.600. 460.311,14;.451. 782.11HUQ3. 77l.G22.42.62L033. 23.43.13T43.714.14.44475.Q95,45.71工6工Wi4.2q. n斗55+26, 01民36,596,36LSIr. 37.63T, 858.09亞i5.6E.g6LEEME.6自m7S. 233. 353.37沛8. 43.415. 423.423.驍有以上數(shù)據(jù)可以計算有:當(dāng)量程為5mnW:系統(tǒng)靈敏度S=1.5815非線性誤差 6 f=0.268/7.86=3.41%當(dāng)量程為3mnW:系

8、統(tǒng)靈敏度S=1.6666非線性誤差 6 f=0.2205/5.09=4.33%當(dāng)量程為1mnW:系統(tǒng)靈敏度S=1.7429非線性誤差 6 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X , 由光源發(fā)出的光通過光纖傳到端部射出后再經(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

9、 間距X有關(guān),因此可用于測量位移。移位a誦)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、直流源土 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D及光電轉(zhuǎn)換管 T相接。2、將光纖實驗?zāi)0遢敵龆?V01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褰尤胪?15V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

10、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。接主控箱電源第出接主控箱數(shù)解表M 地圖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/Cirau)00,10.20.30,40.50. 6V/ Gran)00.130.270, 416 530. 650.760.70. 80. 911.11,21. 30, 870,97L06kl31, 21L29L351.41. 51. 61.7_1.81.32L41.44L4g1. 521. 551. 57L592.12. 22.32.42

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