发布时间 : 星期日 文章CSY-9XX型传感器系统实验仪实验指南更新完毕开始阅读cf1f3e1f5f0e7cd184253613
实验三十三 光纤位移传感器的动态测量二(998型)
实验目的：了解光纤位移传感器的测速运用。
所需单元及部件：电机控制、差动放大器、小电机、F/V表、光纤位移传感器、直流稳压电源、主、副电源、示波器。
实验步骤：
(1) 了解电机控制，小电机（小电机端面上贴有两张反射纸）在实验仪上所在的位置，小电机在振动台的左边。
(2) 按图３３接线，将差动放大器的增益置最大，F/V表的切换开关置2V，开启主、副电源。
图３３
(3) 将光纤探头移至电机上方对准电机上的反光纸，调节光纤传感器的高度，使F/V表显示最大。再用手稍微转动电机，让反光面避开光纤探头。调节差动放大器的调零，使F/V表显示接近零。(4) 将直流稳压电源置±10V档，在电机控制单元的V+处接入+10V电压，调节转速旋钮使电机运转 。 （5）F/V表置2K档显示频率，用示波器观察F。输出端的转速脉冲信号。(Vp-p=4V)； （6）根据脉冲信号的频率及电机上反光片的数目换算出此时的电机转速。 （7）实验完毕关闭主、副电源，拆除接线，把所有旋钮复原。
注：如示波器上观察不到脉冲波形而实验(二)又正常，请调整探头与电机间的距离，同时检 查一下示波器的输入衰减开关位置是否合适（建议使用不带衰减的探头）。
实验三十四 PN结温度传感器测温实验(998型)
基本原理
晶体二极管或三极管的PN结电压是随温度变化的。例如硅管的PN结的结电压在温度每升高1℃时，下降约2.1mV，利用这种特性可做成各种各样的PN结温度传感器。它具有线性好、 时间常数小(0.2～2秒)，灵敏度高等优点，测温范围为-50℃～+150℃。其不足之处是离散性大互换性较差。 实验目的：了解PN结温度传感器的特性及工作情况。
所需单元：主、副电源、可调直流稳压电源、－15V稳压电源、差动放大器、电压放大器、F/V表、加热器、电桥、水银温度计 (自备)。
旋钮初始位置：直流稳压电源±6V档，差放增益最小逆时针到底(1倍)，电压放大器幅度最大4.5倍。 实验步骤：
(1)了解PN结，加热器，电桥在实验仪所在的位置及它们的符号。
(2)观察PN结传感器结构、用数字万用表“二级管”档，测量PN结正反向的结电压，得出其结果。 (3)把直流稳压电源V+插口用所配的专用电阻线(51K)与PN结传感器的正端相连，并按图３４接好放大电路，注意各旋钮的初始位置，电压表置2V档。
图３４
(4) 开启主、副电源，调节RD(W1)电位器，使电压表指示为零，同时记下此时水银温度计的室温值（Δt）。
(5) 将-15V接入加热器（－15V在低频振荡器右下角），观察电压表读数的变化，因PN结温度传感器的温度变化灵敏度约为 ：-2.1mV/℃。随着温度的升高，其PN结电压将下降ΔV，该ΔV电压经差动放大器隔离传递( 增益为1)，至电压放大器放大4.5倍，此时的系统灵敏度S≈10mV/℃。待电压表读数稳定后， 即可利用这一结果，将电压值转换成温度值，从而演示出加热器在PN结温度传感器处产生的 温度值(ΔT)。此时该点的温度为ΔT+Δt。 注意事项：
(1) 该实验仅作为一个演示性实验。
(2) 加热器不要长时间的接入电源，此实验完成后应立即将-15V电源拆去，以免影响梁上的 应变片性能。 问题；
(1) 分析一下该测温电路的误差来源。
（2）如要将其作为一个0～100℃的较理想的测温电路，你认为还必须具备哪些条件?
实验三十五 热敏电阻演示实验(998型)
热敏电阻特性：
热敏电阻的温度系数有正有负，因此分成两类：PTC热敏电阻(正温度系数)与NTC热敏电阻(负温度系数)。一般NTC热敏电阻测量范围较宽，主要用于温度测量；而PTC突变型热敏电阻的温度范围较窄，一般用于恒温加热控制或温度开关，也用于彩电中作自动消磁元件。有些功率PTC也作为发热元件用。PTC缓变型热敏电阻可用作温度补偿或作温度测量。
一般的NTC热敏电阻测温范围为：-50℃～+300℃。热敏电阻具有体积小、重量轻、热惯性小、工作寿命长、价格便宜，并且本身阻值大，不需考虑引线长度带来的误差，适用于远距离传输等优点。但热敏电阻也有：非线性大、稳定性差、有老化现象、误差较大、一致性差等缺点。一般只适用于低精度的温度测量。
实验目的：了解NTC热敏电阻现象。
所需单元及部件：加热器、热敏电阻、可调直流稳压电源、－15V稳压电源、F／V表、主副电源。 实验步骤：
(1) 了解热敏电阻在实验仪的所在位置及符号，它是一个兰色或棕色元件，封装在双平行振动梁上片
梁的表面。
(2) 将F／V表切换开关置2V档，直流稳压电源切换开关置±2V档，按图３５接线，开启主．副电源，
调整W1(RD)电位器，使F／V表指示为100mV左右。这时为室温时的Vi。 (3) 将-15V电源接入加热器，观察电压表的读数变化，电压表的输入电压：
Vi?
WIL?VS
RT?(WIH?WIL)(4) 由此可见，当温度 时，RT阻值 ，Vi 。
思考题： 图３５ (7) 如果你手上有这样一个热敏电阻，想把它作为一个0～50℃的温度测量电路，你认为该怎样来实
现？
实验三十六 气敏传感器（MQ3）实验（998型）
实验目的：了解气敏传感器的原理与应用。
所需单元：直流稳压电源、差动放大器、电桥、F／V表、MQ3气敏传感器、主、副电源。
有关旋钮的初始位置：直流稳压电源±4V档、F／V表置2V档、差动放大器增益置最小、电桥单元中的W1逆时针旋到底、主、副电源关闭。 实验步骤： 1、
仔细阅读“使用说明”，差动放大器的输入端（＋）、（－）与地短接，开启主、副电源，将差
动放大器输出调零。 2、
图3６
3、
开启主、副电源，预热约5分钟后，用浸有酒精的棉球靠近传感器，并轻轻吹气使酒精挥发并关闭主、副电源，按图3６接线。
尽入传感器金属网内，同时观察电压表的数值变化，此时电压读数 。它反映了传感器AB两端间的电阻随着 发生了变化。说明MQ3检测到了酒精气体的存在与否，如果电压表变
化不够明显，可适当调大“差动放大器”增益。 思考题：
如果需做成一个酒精气体报警器，你认为还需采取哪些手段？ 提示：1、需进行浓度标定
2、在电路上还需增加...... 图1 MQ系列气敏元件使用说明 一、
特点
1、 具有很高的灵敏度和良好的选择
2、 具有长期的使用寿命和可靠的稳定性。 图2 二、结构、外形、元件符号
1、 MQ系列气敏元件的结构和外殂如图1所示，由微型AL2O3陶瓷管、SNO2敏感层、测量电极和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢网的腔体内，加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。
2、 好的气敏元件有6只针状管脚，其中4个用于信号取出，2个用于提供加热电流。 三、性能
1、 标准回路：如图2所示，MQ气敏元件的标准测试问路由两部分组成。其一为加热回路。其二
为信号输出回路，它可以准确反映传感器表面电阻的变化。
2、 传感器的表面电阻RS的变化，是通过与其串联的负载电阻RL上的有效电压信号VRL输出面
获得的。二者之间的关系表述为：RS／RL＝（VC－VRL）／VRL 3、 标准工作条件：
符号 VC Vh RL Rh Ph 4、 环境条件：
参数名称 回路电压 加热电压 负载电阻 加热器电阻 加热功耗 技术条件 10V 5V 可调 33Ω±5％ ＜800mw 备注 AC OR DC AC OR DC 0.5-200K 室温 符号 Tao Tas RH O2 参数名称 使用温度 储存温度 相对温度 氧气浓度 技术条件 －20℃－50℃ －20℃－70℃ 小于95％RH 21％（标准条件）氧气浓度会影响灵敏度 备注 推荐使用范围 最小值大于2％