傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告（二）自動(dòng)化1204班 蔡華軒 U201113712 吳昊 U201214545實(shí)驗(yàn)七： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆娙菔絺鞲衅鹘Y(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。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(guò)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和測(cè)量電路可以選擇、A、d 中三個(gè)參數(shù)中，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(變)測(cè)微小位移(變d)和測(cè)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(shí)驗(yàn)?zāi)０?、測(cè)微頭、相敏檢波、濾波模板、數(shù)顯單元、直流穩(wěn)壓源。四、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)?zāi)０迳稀?、將電容傳感器連線插入電容傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

2、板，實(shí)驗(yàn)線路見(jiàn)圖7-1。圖7-1 電容傳感器位移實(shí)驗(yàn)接線圖3、將電容傳感器實(shí)驗(yàn)?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(dòng)測(cè)微頭推進(jìn)電容傳感器動(dòng)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(jì)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(jì)利用的變化測(cè)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(jì)中應(yīng)考慮哪些因素？答：原理：通過(guò)濕度對(duì)介電常數(shù)的影響從而影響電容的大小通過(guò)電壓表現(xiàn)出來(lái)，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(cè)量靈敏度更好；設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的因素還應(yīng)包括測(cè)量誤差，溫度對(duì)測(cè)量的影響等六：實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)八 直流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?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(cè)量的磁場(chǎng)變化（或以磁場(chǎng)為媒體）轉(zhuǎn)換成電動(dòng)勢(shì)輸出。根據(jù)霍爾效應(yīng)，霍爾電勢(shì)UH=KHIB，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)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(shí)驗(yàn)?zāi)０濉⒒魻杺鞲衅?、直流?V、15、測(cè)微頭、數(shù)顯單元。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1、將霍爾傳感器按圖8-2 安裝。霍爾傳感器與實(shí)驗(yàn)?zāi)０宓倪B接按圖8-3 進(jìn)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(cè)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(lì)實(shí)驗(yàn)接線圖 3、旋轉(zhuǎn)測(cè)微頭向軸向方向推進(jìn)，每轉(zhuǎn)動(dòng)0.2mm 記下一個(gè)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(jì)算不同線性范圍時(shí)的靈敏度和非線性誤差。五、思考題：本實(shí)驗(yàn)中霍爾元件位移的線性度實(shí)際上反映的是什么

5、量的變化？答：反應(yīng)的是磁場(chǎng)強(qiáng)度B的變化。六 數(shù)據(jù)處理 用excle計(jì)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(shí)驗(yàn)九 電渦流傳感器一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私怆姕u流傳感器測(cè)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(chǎng)，當(dāng)有導(dǎo)電體接近時(shí)，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(jìn)行位移測(cè)量。三、需用器件與單元：電渦流傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、電渦流傳感器、直流電源、數(shù)顯單元、測(cè)微頭、鐵圓片。四、驗(yàn)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(gè)扁平繞線圈。、將電渦流傳感器輸出線接入實(shí)驗(yàn)?zāi)０迳蠘?biāo)有的兩端插孔中，作為振蕩器的一個(gè)元件（傳感器屏蔽層接地）。、在測(cè)微頭端部裝上鐵質(zhì)金屬圓片，作為電渦流傳感器的被測(cè)體。、將實(shí)驗(yàn)?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(tái)接入15V 直流電源到模板上標(biāo)有+15V 的插孔中。、使測(cè)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(gè)數(shù)，直到輸出幾乎不變?yōu)橹?。將結(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(jìn)

7、行正、負(fù)位移測(cè)量時(shí)的佳工作點(diǎn)，試計(jì)算量程為1mm、3mm 及5mm 時(shí)的靈敏度和線性度（可以用端基法或其它擬合直線）。實(shí)驗(yàn)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(cè)量5mm 的量程應(yīng)如何設(shè)計(jì)傳感器？2、用電渦流傳感器進(jìn)行非接觸位移測(cè)量時(shí)，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(chǎng)大小有關(guān)，還與被測(cè)體的材質(zhì)有關(guān)；如果要測(cè)量正負(fù)5伏的量程 讓傳感器中空 被測(cè)物體靠近一側(cè)是會(huì)遠(yuǎn)離另外一側(cè) 從而保證測(cè)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理Excel處理數(shù)據(jù)和繪圖如下： 總實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

8、有以上數(shù)據(jù)可以計(jì)算有：當(dāng)量程為5mm時(shí)：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(shí)：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(shí)：系統(tǒng)靈敏度S=1.7429非線性誤差f=0.2205/1.78=12.4%實(shí)驗(yàn)十光纖傳感器一、實(shí)驗(yàn)?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(shí)驗(yàn)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(cè)體相距，由光源發(fā)出的光通過(guò)光纖傳到端

9、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)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(cè)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(shí)驗(yàn)?zāi)０濉?shù)顯單元、測(cè)微頭、直流源15V、反射面。四、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)?zāi)０遢敵龆薞01 與數(shù)顯單元相連，見(jiàn)圖11-5。圖11-53、調(diào)節(jié)測(cè)微頭，使探頭與反射平板輕微接觸。4、實(shí)驗(yàn)?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(cè)微頭,被測(cè)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(jì)算在量程1mm 時(shí)靈敏度和非線性誤差。五、思考題：光纖位