文档介绍：传感器系列实验讲义中国科学技术大学物理实验教学中心2014-9实验安全本系列实验常用到220V市电作为设备电源,有时用到热水,为了确保人员和设备的安全,请操作人员在操作前务必预****实验原理,实验过程中严格遵照安全提示操作,切记!关于本实验目前传感器系列实验有5个实验(见下表),共30套设备,实验时要求每人操作一套设备。一次实验课的基本任务是每人至少要完成2个实验,其中标“★”号是要求必做的实验。对于实验能力强的同学可以完成多于2个实验,我们会对其实验成绩酌情给予奖励。为了确保实验课程的顺利运行,超过16:30或者21:30后,原则上不安排基本任务之外的实验。序号实验名称实验套数备注1电阻应变片传感器DIY电子秤6★2DIY温度控制系统&测记忆合金的恢复温度63压力传感器6★4气敏传感器65热释电传感器6怎么预****每个实验写一份预****报告,包含:实验名称、目的、原理(简述)。实验操作为了避免触电、烫伤、损坏仪器等事故,操作过程中请严格遵守安全提示。操作时请爱护仪器设备,如实记录原始数据。实验报告由预****报告、原始数据、数据处理三部分组成。其中数据处理部分只要求给出以下内容:1、绘制实验曲线;2、写0~100字的实验结论。传感器技术传感器是实验测量获取信息的重要环节,通常传感器是指一个完整的测量系统或装置,它能感受规定的被测量并按一定规律转换成输出信号,传感器给出的信号是电信号,而它感受的信号不必是电信号,因此这种转换在非电量的电测法中应用极为广泛。目前传感器技术发展极为迅速,已经逐渐形成为一门新的学科,其应用领域十分广泛,如现代飞行技术、计算机技术、工业自动化技术以及基础研究等,传感技术已成为现代信息技术的三大基础之一。传感器构成包括敏感元件、转换转置和电源。敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分。转换装置是指传感器中能将敏感元件感受或响应到的量转换成电信号。传感器种类分为物理型:利用某些材料本身所具有的内在特性或以传感器结构为基础;化学型:利用化学物质的成份、浓度等信息转换为电信号;生物型:利用生物活性物质选择性识别。近年来发展很快的传感器。传感器的一般特性指输出信号与输入物理量之间的关系,理想情况:Y=ax,a为灵敏度系数用电阻应变片传感器DIY电子秤(详细原理可参考《大物实验》P192页的相关内容)实验目的1、了解电阻应变片的组成、结构2、了解用电阻应变片称重的原理3、DIY电子秤实验原理1、电阻应变式传感器的结构右图中的1是敏感栅,~。2、电阻应变式传感器的原理金属箔电阻应变片贴牢在悬臂梁上下表面,悬臂梁远端加砝码使它弯曲,有的表面受到拉伸,有的表面受到压缩。所以受到拉伸的电阻阻值变大,受到压缩电阻阻值变小。分别将一个、两个或四个电阻应变片与固定电阻组成电桥(所谓单臂、半桥或全桥),以电压表为平衡检测器。未加砝码时,调节电桥平衡,输出电压为零。随着负载增加,电桥不平衡性加大,电压表读数越大。做M-U图,是线性关系。对应三种情况,分别求出电桥灵敏度(单位质量变化引起电压的变化ΔU/ΔM)。实验中采用如下图的电桥电路,电源电压为E,?,悬臂梁未受力时应变片阻值R=?。根据伏安关系可求得桥电压U与应变片电阻R之间近似满足以下关系:4 2E R E R RU U U ER R R? ??? ? ????实验仪器直流电源悬臂梁(已贴应变片)电子秤底座(已焊好接线柱)托盘1个1000?电阻3个C形砝码6个待测物1个香蕉插头6个螺丝刀1把导线2根万用表1台(公用)实验内容1、自己设法确认各传感器的受力是拉伸还是压缩力,并用图示说明。2、利用所提供的元件连接单臂电桥,桥电压由万用表给出,记下零点电压。3、依次增加砝码,测量单臂电桥的m~U定标曲线。有了定标曲线后,就作成了一台简易的电子秤。提示:电子秤的量程约2公斤,请勿加载过重的物体,以免损坏应变片。4、测量待测物体的质量。5、分别连接半桥、全桥电路,重复1~3步。6、比较三种电路的灵敏度。7、实验总结附录DIY温度控制系统&测量记忆合金的恢复温度实验目的1、了解Cu50测温度的原理2、DIY一个实用的温度控制系统3、测量记忆合金的恢复相变温度实验原理本实验首先用温度传感器Cu50或Pt100、智能温控仪、固态继电器、电热炉等元件搭建一套实用的温度控制系统,再利用该系统测量记忆合金的恢复温度。温度控制系统的原理图如下图。1、温控仪温控仪是调控一体化智能温度控制仪表,它采用了全数字化集成设计,具有温度曲线可编程或定点恒温控制、PID调节、开关量输出、报警、实时数据查询