感测技术实验指导书吴爱平?编电子信息学院二00九年五月
感测技术实验指导书 吴爱平 编 电子信息学院 二 00 九 年 五 月
实验目录(必做)实验一转速测量实验实验二重量测量实验4实验三温度测量实验9(选做)实验四13位移测量实验，实验五19振动测量实验。实验六25热电偶冷端温度补偿实验实验七27气敏传感器实验实验八压力测量实验29附录一实验台使用说明.32附录二34调节仪使用说明
实 验 目 录 （必 做） 实验一 转速测量实验. 1 实验二 重量测量实验. 4 实验三 温度测量实验. 9 （选 做） 实验四 位移测量实验. 13 实验五 振动测量实验. 19 实验六 热电偶冷端温度补偿实验. 25 实验七 气敏传感器实验. 27 实验八 压力测量实验. 29 附录一 实验台使用说明. 32 附录二 调节仪使用说明. 34
感测技术实验指导书实验一转速测量实验一、实验目的：1：熟悉和掌握霍尔转速传感器、磁电式、光电转速传感器的工作原理。2.了解转速的测量方法。二、基本原理：1.利用霍尔效应表达式：U=KIB，当被测圆盘上装上N只磁性体时，圆盘每转一周磁场就变化N次。每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物的转速。2.基于电磁感应原理，N匝线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中感应电势：dpe=-N发生变化，因此当转盘上嵌入N个磁棒时，每转一周线圈dt感应电势产生N次的变化，通过放大、整形和计数等电路即可以测量转速。3.光电式转速传感器有反射型和直射型二种，本实验装置是反射型的，传感器端部有发光管和光电池，发光管发出的光源在转盘上反射后由光电池接受转换成电信号，由于转盘上有黑白相间的12个间隔，转动时将获得与转速及黑白间隔数有关的脉冲，将电脉计数处理即可得到转速值。三、实验所需部件：霍尔转速传感器、磁电传感器、光电转速传感器、直流电源+5V、转动源2一12V、数显单元、导线若干。四、实验步骤：1、根据图1-1，将霍尔转速传感器装于传感器支架上,探头对准反射面内的磁钢。电机转霍尔.光电盘平台支持架工作平台2~3mm电机T图1一1霍尔、光电、磁电转速传感器安装示意图1
感测技术实验指导书 1 实验一 转速测量实验 一、实验目的： 1．熟悉和掌握霍尔转速传感器、磁电式、光电转速传感器的工作原理。 2．了解转速的测量方法。 二、基本原理： 1．利用霍尔效应表达式：UH＝KHIB，当被测圆盘上装上 N 只磁性体时，圆盘每转一 周磁场就变化 N 次。每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整形和计 数电路就可以测量被测旋转物的转速。 2．基于电磁感应原理，N 匝线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中感应电势： dt d e N f = - 发生变化，因此当转盘上嵌入 N 个磁棒时，每转一周线圈 感应电势产生 N 次的变化，通过放大、整形和计数等电路即可以测量转速。 3．光电式转速传感器有反射型和直射型二种，本实验装置是反射型的，传感器端部有 发光管和光电池，发光管发出的光源在转盘上反射后由光电池接受转换成电信号，由于转盘 上有黑白相间的 12 个间隔，转动时将获得与转速及黑白间隔数有关的脉冲，将电脉计数处 理即可得到转速值。 三、实验所需部件：霍尔转速传感器、磁电传感器、光电转速传感器、直流电源＋5V、 转动源 2－12V、数显单元、导线若干。 四、实验步骤： 1、 根据图 1－1，将霍尔转速传感器装于传感器支架上,探头对准反射面内的磁钢。 图 1－1 霍尔、光电、磁电转速传感器安装示意图
感测技术实验指导书2、将5V直流源加于霍尔转速传感器的电源端（1号接线端）。3、将霍尔转速传感器输出端（2号接线端）插入数显单元Fin端，3号接线端接地。4、将转速源+2V-12V输出旋至最小，接入三源板的转速电源孔中。5、将数显单元上的开关拨到转速档，合上主控箱电源开关。6、调节转速电压，可改变电机转速，观察并记录电压每增加1V时数显表转速显示的值，填入表1一1中。7、关闭主控箱电源开关，取下霍尔转速传感器，进行光电转速测量，光电转速传感器已安装在三源板上，把三源板上的+5V、接地、Vo与主控箱上的+5V、地、数显表的Fin相连。8、将转速源2一12V输出旋到最小，接到三源板的转速电源插孔中。9、合上主控箱电源开关，调节转速源2一12V，观察并记录电压每增加1V时数显表转速显示的值，填入表1一2中。10、关闭主控箱电源开关，取下光电传感器的相关连线，进行磁电式转速测量。11、磁电式转速传感器按图1-1安装传感器端面离转动盘面2mm左右，并且将磁电式转速传感器中心对准磁钢中心。将磁电式转速传感器输出端插入数显单元Fin孔。（磁电式转速传感器两输出插头插入台面板上二个插孔）12、将转速源2一12V输出旋到最小，接到三源板的转速电源插孔中，合上主控箱电源开关，调节转速源2一12V，记录数显表转速显示为0时的电压最大值。继续观察并记录电压每增加1V时数显表转速显示的值，填入表1-3中。表1一1电压与转速（霍尔转速传感器）电压（V)转速(r/min)表1-2电压与转速（光电转速传感器）电压转速(r/min)2
感测技术实验指导书 2 2、 将 5V 直流源加于霍尔转速传感器的电源端（1 号接线端）。 3、 将霍尔转速传感器输出端（2 号接线端）插入数显单元 Fin 端，3 号接线端接地。 4、 将转速源＋2V－12V 输出旋至最小，接入三源板的转速电源孔中。 5、 将数显单元上的开关拨到转速档，合上主控箱电源开关。 6、 调节转速电压，可改变电机转速，观察并记录电压每增加 1V 时数显表转速显示的值， 填入表 1－1 中。 7、关闭主控箱电源开关，取下霍尔转速传感器，进行光电转速测量，光电转速传感器已 安装在三源板上，把三源板上的+5V、接地、VO 与主控箱上的+5V、地、数显表的 Fin 相 连。 8、将转速源 2－12V 输出旋到最小，接到三源板的转速电源插孔中。 9、合上主控箱电源开关，调节转速源 2—12V，观察并记录电压每增加 1V 时数显表转速 显示的值，填入表 1－2 中。 10、关闭主控箱电源开关，取下光电传感器的相关连线，进行磁电式转速测量。 11、磁电式转速传感器按图 1-1 安装传感器端面离转动盘面 2mm 左右，并且将磁电式转 速传感器中心对准磁钢中心。将磁电式转速传感器输出端插入数显单元 Fin 孔。（磁电式 转速传感器两输出插头插入台面板上二个插孔） 12、将转速源 2－12V 输出旋到最小，接到三源板的转速电源插孔中，合上主控箱电源开 关，调节转速源 2—12V，记录数显表转速显示为 0 时的电压最大值。继续观察并记录电 压每增加 1V 时数显表转速显示的值，填入表 1－3 中。 表 1－1 电压与转速（霍尔转速传感器） 电 压（V） 转 速 (r/min) 表 1－2 电压与转速（光电转速传感器） 电 压 转 速 (r/min)
感测技术实验指导书表1一3电压与转速（磁电转速传感器）电压转速(r/min)五、思考题：1、本实验装置上用了六只磁钢，能否用一只磁钢？2、本实验中用了多种传感器测量转速，试分析比较一下哪种方法最简单、方便？3、为什么说磁电式转速传感器不能测很低速的转动，能说明理由吗？4、如何利用光电传感器和调节仪自动控制电机转速？3
感测技术实验指导书 3 表 1－3 电压与转速（磁电转速传感器） 电 压 转 速 (r/min) 五、思考题： 1、 本实验装置上用了六只磁钢，能否用一只磁钢？ 2、 本实验中用了多种传感器测量转速，试分析比较一下哪种方法最简单、方便? 3、 为什么说磁电式转速传感器不能测很低速的转动，能说明理由吗？ 4、 如何利用光电传感器和调节仪自动控制电机转速?