第四節(jié)：傳感器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)課件

第四章傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)2023-11-27實(shí)驗(yàn)一電阻式傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)二電容式傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)三電感式傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)四壓電式傳感器的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)五熱電式傳感器的應(yīng)用contents目錄實(shí)驗(yàn)一電阻式傳感器的應(yīng)用0103探究電阻式傳感器在壓力、溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)測(cè)量中的表現(xiàn)01掌握電阻式傳感器的測(cè)量原理和應(yīng)用02了解電阻式傳感器在工業(yè)自動(dòng)化和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理電阻式傳感器是一種將物理量轉(zhuǎn)化為電阻值變化的傳感器，其原理基于導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨溫度、濕度、壓力等環(huán)境參數(shù)的變化而變化。在本實(shí)驗(yàn)中，我們將使用一種基于半導(dǎo)體的電阻式溫度傳感器，其電阻值隨溫度變化而變化。2.將電阻式溫度傳感器置于恒溫水槽中，并與數(shù)據(jù)采集器連接。3.設(shè)置數(shù)據(jù)采集器，以每秒采集一次數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中。5.在實(shí)驗(yàn)過程中，記錄下傳感器的電阻值變化情況，以及計(jì)算機(jī)上顯示的溫度數(shù)值。4.使用溫度計(jì)測(cè)量恒溫水槽的實(shí)際溫度，并記錄下來。1.準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料電阻式溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)、恒溫水槽、溫度計(jì)。實(shí)驗(yàn)步驟與數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)二電容式傳感器的應(yīng)用02實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握電容式傳感器的原理和應(yīng)用02學(xué)習(xí)使用傳感器進(jìn)行物體檢測(cè)和測(cè)量03分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提高實(shí)踐能力和理論知識(shí)利用變化的電容量來檢測(cè)物體位置的變化。當(dāng)物體靠近傳感器時(shí)，傳感器的電容值會(huì)發(fā)生變化，從而輸出信號(hào)。電容式傳感器主要用于物體位置、形狀、大小等參數(shù)的測(cè)量。應(yīng)用領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)原理2.安裝傳感器將電容式傳感器安裝在實(shí)驗(yàn)支架上，調(diào)整傳感器與待測(cè)物體之間的距離。3.連接設(shè)備將傳感器與數(shù)據(jù)采集器連接，將數(shù)據(jù)采集器與電腦連接。1.準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料電容式傳感器、待測(cè)物體、數(shù)據(jù)采集器、電腦、實(shí)驗(yàn)支架等。實(shí)驗(yàn)步驟與數(shù)據(jù)記錄打開數(shù)據(jù)采集器配套的軟件，設(shè)置采樣頻率和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)路徑。4.啟動(dòng)軟件5.開始測(cè)量6.數(shù)據(jù)記錄7.數(shù)據(jù)處理與分析在軟件界面中，點(diǎn)擊“開始”按鈕，待測(cè)物體逐漸靠近傳感器，觀察數(shù)據(jù)采集器顯示的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)過程中，記錄下不同物體位置下的電容值和對(duì)應(yīng)的物體尺寸信息。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理成表格或圖表形式，分析數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)和規(guī)律。實(shí)驗(yàn)步驟與數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)三電感式傳感器的應(yīng)用03掌握電感式傳感器的測(cè)量原理和應(yīng)用了解電感式傳感器在位移、速度、壓力等物理量測(cè)量中的應(yīng)用掌握實(shí)驗(yàn)方法和技巧，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)分析能力實(shí)驗(yàn)?zāi)康碾姼惺絺鞲衅魇且环N通過測(cè)量線圈電感值變化來感知物體位置變化的傳感器根據(jù)電磁感應(yīng)原理，電感值與線圈的匝數(shù)、長(zhǎng)度和截面積等參數(shù)有關(guān)，同時(shí)與周圍的磁場(chǎng)變化有關(guān)當(dāng)線圈靠近或遠(yuǎn)離某一磁性物質(zhì)時(shí)，線圈的電感值會(huì)發(fā)生變化，從而感知物體位置的變化實(shí)驗(yàn)原理5.對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，繪制輸出值與實(shí)際位移的關(guān)系曲線。4.重復(fù)步驟3，共進(jìn)行5組實(shí)驗(yàn)，每組實(shí)驗(yàn)測(cè)量10個(gè)數(shù)據(jù)。3.將位移平臺(tái)調(diào)整到不同位置，記錄電感式傳感器的輸出值和位移平臺(tái)的實(shí)際位置。1.準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材電感式傳感器、位移平臺(tái)、數(shù)據(jù)采集器、電腦等。2.將電感式傳感器固定在位移平臺(tái)上，連接數(shù)據(jù)采集器。實(shí)驗(yàn)步驟與數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)四壓電式傳感器的應(yīng)用04了解壓電式傳感器的工作原理及特點(diǎn)。通過實(shí)驗(yàn)，觀察壓電式傳感器在力學(xué)量測(cè)量方面的應(yīng)用。掌握壓電式傳感器的使用方法。實(shí)驗(yàn)?zāi)康膲弘娦?yīng)某些晶體在受到壓力作用時(shí)，會(huì)在晶體表面出現(xiàn)電荷，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。基于壓電效應(yīng)制作的傳感器稱為壓電式傳感器。壓電式傳感器的工作原理當(dāng)壓電晶體受到外界壓力作用時(shí)，晶體表面產(chǎn)生的電荷與壓力成正比，通過測(cè)量電荷量即可推算出壓力值。實(shí)驗(yàn)原理1.準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材壓電式傳感器、信號(hào)放大器、數(shù)據(jù)采集器、力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)、被測(cè)樣品（如砝碼、水泥塊等）。3.開始實(shí)驗(yàn)，對(duì)壓電式傳感器進(jìn)行靜態(tài)加載，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2.將壓電式傳感器固定在力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)上，連接信號(hào)放大器和數(shù)據(jù)采集器。4.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，觀察壓電式傳感器在力學(xué)量測(cè)量方面的表現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)步驟與數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)五熱電式傳感器的應(yīng)用05了解熱電偶的測(cè)溫原理及實(shí)際應(yīng)用。學(xué)會(huì)使用熱電式傳感器進(jìn)行溫度測(cè)量。掌握熱電式傳感器的基本原理和應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?10203熱電式傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置，其核心原理是熱電效應(yīng)。熱電偶是熱電式傳感器的一種，由兩種不同材料的導(dǎo)體組成，當(dāng)其中一個(gè)導(dǎo)體受熱時(shí)，會(huì)在導(dǎo)體之間產(chǎn)生電勢(shì)差。根據(jù)熱電偶的特性，電勢(shì)差與溫度變化成正比，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)原理1.準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材熱電式傳感器、數(shù)據(jù)采集器、加熱器、恒溫水槽、溫度計(jì)等。2.將熱電式傳感器與數(shù)據(jù)采集器連接，設(shè)置合適的采樣頻率。3.將熱電式傳感器放入恒溫水槽