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1、第 1 页传感与检测技术实训总结传感器与检测技术实验报告姓名：学号：院系：仪器科学与工程学院专业：测控技术与仪器实验室：机械楼5楼同组人员：评定成绩：审阅教师：传感器第一次实验实验一金属箔式应变片单臂电桥性能实验一、实验目的了解金属箔式应变片的应变效应及单臂电桥工作原理和性能。二、基本原理电阻丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应。金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它反映被测部位受力状态的变化。电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压Uo1EK/4，其中K为应变灵敏系数，L/L为电阻丝长度
2、相对变化。三、实验器材主机箱、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等。四、实验步骤1.2.3.4.根据接线示意图安装接线。放大器输出调零。电桥调零。应变片单臂电桥实验。y050100x150200由matlab拟合结果得到，其相关系数为0.9998，拟合度很好，说明输出电压与应变计上的质量是线性关系，且实验结果比较准确。系统灵敏度S=W=0.0535V/Kg(即直线斜率)，非线性误差=0.75%U=100%=yFS10.m0.08五、思考题单臂电桥工作时，作为桥臂电阻的应变片应选用：（1）正（受拉）应变片；（2）负（受压）应变片；（3）正、负应变片均可以。答：第 2 页（1）负（受压）
3、应变片；因为应变片受压，所以应该选则（2）负（受压）应变片。实验三金属箔式应变片全桥性能实验一、实验目的了解全桥测量电路的优点二、基本原理全桥测量电路中，将受力方向相同的两应变片接入电桥对边，相反的应变片接入电桥邻边。当应变片初始阻值R1=R2=R3=R4、其变化值R1R2R3R4时，其桥路输出电压Uo3EK。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差都得到了改善。三、实验器材主机箱、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等。四、实验步骤1.根据接线示意图安装接线。2.放大器输出调零。3.电桥调零。4.应变片全桥实验4030y2201050由matlab拟合结果得到，其相关系数
4、为0.9995，比上个实验中的单臂电桥线性度差，跟理论存在误差。系统灵敏度S=W=0.2232V/Kg(即直线斜率)，非线性误差=yFS45100%1.1%，可见全桥的灵敏度是单臂电桥的4倍可以看出，但非线性度却高于单臂电桥。按照实验结果，对于灵敏度的测量时符合理论值的，但是非线性误差是有误的，分析其原因可能是测量过程中的仪器调节、读数误差、以及仪器本身存在的问题。我们在做实验的过程中，仪器存在一定问题，总是很难调节或者得到稳定的数据，不够精准。Um0.49100x150200五、思考题1.测量中，当两组对边电阻值R相同时，即R1=R3，R2=R4，而R1R2时，是否可以组成全桥：（1）可以；
5、第 3 页（2）不可以。答：（2）不可以。因为电桥平衡的条件为：R1R3=R2R4。2.某工程技术人员在进行材料拉力测试时在棒材上贴了两组应变片，如图2-8，能否如何利用四组应变片组成电桥，是否需要外加电阻。图2-8受拉力时应变式传感器圆周面展开图答：能够利用它们组成电桥。（a）图中4个应变片对称分布于测试棒上，检测试件横向拉力，如果已知试件泊松比则可知试件纵向应变。任意选取两个电阻接入电桥的对边，输出为两倍的横向应变，并选取外加电阻使电桥平衡；（b）图中R3、R4应变片检测试件纵向拉力，R1、R2检测横向拉力，可以选取R3、R4接入电桥对边，输出为两倍的纵向应变。需要接入与应变片阻值相等的电
6、阻组成电桥。3.金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较基本原理如图2-9（a）、（b）、（c）。比较单臂、半桥、全桥输出时的灵敏度和非线性度，根据实验结果和理论分析，阐述原因，得出相应的结论。注意：比较实验中，（a）、（b）、（c）放大电路的放大器增益必须相同。（a）单臂（b）半桥（c）全桥图2-9应变电桥单臂U0U1U3(R1R1)/(R1R1R2)R4/(R3R4)E（1R1/R1）/（1R1/R1R2/R2）（R4/R3）/（1R4/R3）E设R1R2R3R4，且R1/R11。U0(1/4)(R1/R1)E所以电桥的电压灵敏度：SU0/(R1/R1)kE(1/4)E篇二：传感器与检测技术
7、综合实训报告书。第 4 页辽东学院课程设计报告书传感器与检测技术综合课程设计成绩：课程设计报告书所属课程名称传感器与检测技术综合课程设计题目电子称硬件电路设计分院机电学院专业、班级学号学生姓名指导教师20*年7月19日辽东学院课程设计报告书传感器与检测技术综合课程设计目录1课程设计任务书.12总体设计方案.22.1电子称工作原理.22.2基于AT89S52的主控电路32.2.1管脚说明.32.2.2晶体振荡器特性.52.2.3AT89S52的主要性能参数.52.2.3单片机硬件接口接口62.3电阻应变式传感器2.4前级放大器部分.82.5A/D转换器112.5显示模块.112.6键盘输入.11
8、3电路的硬件设计143.1显示模块.143.2测量电路.143.3数据转换、处理电路163.4键盘及报警模块.164电路的软件设计14.1程序运行框图14.1电子称主程序185总结20参考文献21附录电路图.22辽东学院课程设计报告书传感器与检测技术综合课程设计辽东学院1课程设计任务书课程设计题目：电子称硬件电路设计课程设计时间：自20*年月15日起至20*年月19日课程设计要求：1、根据电路的要求选择电阻应变式传感器2、可液晶显示所称物体重量、设置商品单价（元/Kg）及商品总价输出；3、电子秤称重范围：09.999；重量误差不大于0.005；4、性能稳定、计数要精确，具有校准旋钮，简化电子称
9、的校准操作；5、具有溢出声光报警，提示用户纠正操作功能。学生签名：20*年0月19日课程设计评阅意见评阅教师：20*年月日12总体设计方案本设计为一个数字式电子称控制系统及其硬件电路的设计。本设计选用电阻应变式传感器作为物体重力感知设备，通过模数转换芯片，结合可靠、成熟的单片机数字处理技术，通过高亮度LCD12864显示屏实现第 5 页物体质量实时显示、商品单价设置及商品总价的分行输出功能，便于使用者操作；同时，外设调零旋钮，易于调零校准，相比于机械称大大节省了校准时间；并且在称量商品的质量及总价超过预设最大值时，电子称会发出声光报警，提示用户错误操作，以免对设备造成更大损害。2.1电子称工作
10、原理本设计电子称由七部分组成：应变式传感器、模拟信号放大模块、模数转换模块、主控制器模块、键盘、显示模块及报警模块。系统工作流程图如下。系统工作示意图由应变式传感器原理可知其将压力信号转变成微弱的电信号，经运放电路将其放大到信号处理所需压值得电信号，然后经AD转变换器将其转换成数字信号，送经总控制器进行处理；键盘的功能是设定商品单价（元/Kg）并送入总控制器，经处理后得出商品总价，经显示模块将商品的质量、单价、总价输出，当商品的总质量超过电子称测量极限或总价超出预设总价上限，报警模块会发出提示音和LED闪烁的报警提示,提醒用户操作非法，应及时取消当前操作，以免造成损失。2.2基于AT89S52
11、的主控电路采用AT89S52单片机作为时钟控制器，AT89S52单片机是美国ATMEL公司生产的低功耗、低电压、高性能8位单片机，片内含8k字节的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和256字节的随机存取数据存储器（RAM），采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大、适合于许多较为复杂控制应用场合。2.2.1管脚说明VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时第 6 页，能驱动8个TTL逻辑门电
12、路。对端口写“1”时，被定义为高阻输入。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1口:P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1口的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。在Flash编程和程序校验期间,P1接收低8位地址。部分端口还有第二功能,如表3
13、所示:表3P1口部分引脚第二功能P2口:P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。篇三：传感器与检测技术实验报告。准考证号：100214101370姓名：倪帅彪院校：河南科技大学专业名称：080302机械制造及自动化（独立本科段）传感器与检测技术实验报告实验一常用传感器（电感式、电阻式或电容式）静态性能测试一、实验目的:1进一步认识电阻式、电感式、电容式传感器的工作原理、
14、基本结构、性能与应用。2以差动变压器式位移传感器（属于互感型电感传感器）的测量电路为典型，了解调幅-调解电路的基本构成与特点。第 7 页3掌握测试差动变压器式位移传感器变换特性的基本方法，比较电感式传感器的交流输出特性和解调后的直流输出特性。4.了解差动变压器式位移传感器与电路的灵敏度、线性度数据处理的方法。二、实验原理与装置1实验装置与仪器（1）WJ-1型小位移特性实验仪一套。差动变压器式位移传感器实验装置一台。电感检测线路板一台。频率4005KHz可调，电压15V可调，电感实验激励振荡源一台。（2）数字电压表一只。（3）双踪电子示波器一台。2实验原理实验装置的龙门框架上固定精密螺旋测微仪，
15、精度达0.01mm。框架下固定差动变压器组件。调螺旋测微仪，可使其端部联接的差动变压器的可动铁心发生位移，从而使互感发生变化。铁心的位移量由螺旋千分尺读出。电感量的变化通过检测线路（见图1-1）转化为电压的变化输出。由于差动变压器式传感器直接输出的信号为调幅波，虽然含有位移量大小和方向的信息，但不易读出。所以应经过相敏检波电路（由四个二极管组成的环形相敏解调器）处理后，方可输出与输入位移信号波形相同的电压波形。变压器的激磁电源由电感振荡源提供。数字电压表用于测量输出电压。示波器用于观察传感器的交流输出信号（调幅波）与输入位移量大小、方向的对应关系。91012345678a)V68Vb)图1-1
16、差动变压器式传感器及其测量电路a)差动变压器原理b)测量电路三、第 8 页实验内容1测量差动变压器式位移传感器的直流输出特性，即静态特性曲线。计算灵敏度与线性度。2用双踪示波器观察传感器的交流输出信号，即调幅波与位移大小、方向的对应关系和与激磁电源频率、电压大小的关系。四、实验步骤1在实验装置框架下，固定差动变压器组件，螺旋测微仪端部固定差动变压器铁心，面板上固定电感检测线路板。2在转换机箱上插入电感实验用激励振荡源插件。图1-1B为电感检测线路板，振荡源的输出与检测线路板上的孔7联接。3差动变压器的1、4、5、8（图1-1A）与线路板上的1、2、3、4联接。差动变压器的9、10与线路板的5、6联接。4用双踪示波器观察交流输出波形时，检测线路板上的1与9、3与10联接，从孔16输出的调幅波接入双踪示波器，以观察输出波形。双踪示波器的另一输入口可接
