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1、目录实验一扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验2实验二霍尔测速实验4实验三光电转速传感器的转速测量实验5实验四智能调节仪温度控制实验6实验五铂热电阻温度特性测试实验9实验六K型热电偶测温实验11实验七正温度系数热敏电阻温度特性测试实验（温度开关）14实验八气敏（可燃气体）传感器实验16实验九湿敏传感器实验17实验十F/V转换实验19实验一扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验一、实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法。二、实验仪器压力传感器模块、直流电压表、G10电源挂箱。三、实验原理在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法，摩托罗拉公司设计出X形硅压力传感器如下图所示：在
2、单晶硅膜片表面形成4个阻值相等的电阻条。并将它们连接成惠斯通电桥，电桥电源端和输出端引出，用制造集成电路的方法封装起来，制成扩散硅压阻式压力传感器。扩散硅压力传感器的工作原理：在X形硅压力传感器的一个方向上加偏置电压形成电流，当敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当有剪切力作用时，在垂直电流方向将会产生电场变化，该电场的变化引起电位变化，则在端可得到被与电流垂直方向的两测压力引起的输出电压Uo。 式中d为元件两端距离。实验接线图如图1-2所示，MPX10有4个引出脚，1脚接地、2脚为Uo+、3脚接+5V电源、4脚为Uo-；当P1P2时，输出为正；P1P2时，输出为负。图1-1 扩散
3、硅压力传感器原理图四、实验内容与步骤1 接入+5V、15V直流稳压电源，模块输出端Vo2接直流电压表，选择20V档。2 调节Rw2到适当位置并保持不动，用导线将差动放大器的输入端Ui短路，然后调节Rw3使直流电压表200mV档显示为零，取下短路导线。3 气室1、2的两个活塞退回到刻度“17”的小孔后，使两个气室的压力相对大气压均为0，气压计指在“零”刻度处，将MPX10的输出接到差动放大器的输入端Ui，调节Rw1使直流电压表200mV档显示为零。4 保持负压力输入P2压力零不变，增大正压力输入P1的压力到0.01MPa，每隔0.005Mpa记下模块输出Uo2的电压值。直到P1的压力达到0.09
4、5Mpa，并将实验数据填入表1-1。表1-1PP1-P2(kP)101520253095Uo2（V）5 保持正压力输入P1压力0.095Mpa不变，增大负压力输入P2的压力，从0.01MPa每隔0.005Mpa记下模块输出Uo2的电压值。直到P2的压力达到0.095Mpa，并将实验数据填入表1-2。 表1-2P(kP)8580750Uo2（V）6 保持负压力输入P2压力0.095Mpa不变，减小正压力输入P1的压力，每隔0.005Mpa记下模块输出Uo2的电压值。直到P1的压力为0.005Mpa，并将实验数据填入表1-3。表1-3P(kP)0-5-10-90Uo2（V）7 保持负压力输入P1压
5、力0Mpa不变，减小正压力输入P2的压力，每隔0.005Mpa记下模块输出Uo2的电压值。直到P2的压力为0.005Mpa，并将实验数据填入表1-4。表1-4P(kP)-95-90-85-5Uo2（V）8 实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。五、实验报告根据实验所得数据，计算压力传感器输入P（P1-P2）输出Uo2曲线。计算灵敏度L=U/P，非线性误差f。图1-2 扩散硅压力传感器接线图实验二霍尔测速实验一、实验目的了解霍尔组件的应用测量转速。二、实验仪器转动源模块、直流电压表、G12传感器处理电路挂箱、G10电源挂箱。三、实验原理利用霍尔效应表达式：UHKHIB，当被测圆盘上装上N只
6、磁性体时，转盘每转一周磁场变化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出被测旋转物的转速。四、实验内容与步骤1 安装根据图2-1，霍尔传感器已安装于传感器支架上，且霍尔组件正对着转盘上的磁钢。图2-1 霍尔传感器安装示意图2 将+5V电源接到转动源模块上的“霍尔”输出的电源端，“霍尔”输出接到F/V转换单元，再接到直流电压表上。3 将024V电源连接到转动输入上，选择不同电压+4V、+6V、+8V、+10V、+12V、+16V、+20V、+24V驱动转动源，可以观察到转动源转速的变化，待转速稳定后记录相应驱动电压下得到的转速值。也可用示波器观测霍尔元件输
7、出的脉冲波形。表2-1电压(V)+4V+6V+8V+10V+12V+16V+20V+24V转速(rpm)4 实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。五、实验报告1 分析霍尔组件产生脉冲的原理。2 根据记录的驱动电压和转速，作V-RPM曲线。实验三光电转速传感器的转速测量实验一、 实验目的了解光电转速传感器测量转速的原理及方法。二、 实验仪器转动源模块、直流电压表、G12传感器处理电路挂箱、G10电源挂箱。三、 实验原理光电式转速传感器有反射型和透射型二种，本实验装置是透射型的，传感器端部有发光管和光电池，发光管发出的光源通过转盘上的孔透射到光电管上，并转换成电信号，由于转盘上有等间距的6个
8、透射孔，转动时将获得与转速及透射孔数有关的脉冲，将电脉计数处理即可得到转速值。图3-1 光电测转速安装示意图四、 实验内容与步骤五、 1光电传感器已安装在转动源上，如图3-1所示。+5V电源接到转动源模块上的“光电”输出的电源端，光电输出接到F/V转换单元，再接到直流电压表上。2将024V电源连接到转动输入上，选择不同电压+4V、+6V、+8V、+10V、+12V、+16V、+20V、+24V驱动转动源，可以观察到转动源转速的变化，待转速稳定后记录相应驱动电压下得到的转速值。也可用示波器观测光电传感器的输出波形。表3-1电压(V)+4V+6V+8V+10V+12V+16V+20V+24V转速(
9、rpm)3 实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。五、实验报告根据测的驱动电压和转速，作V-n曲线。并与其他传感器测得的曲线比较。实验四智能调节仪温度控制实验一、实验目的了解PID智能模糊+位式调节温度控制原理。二、实验仪器G11智能调节仪挂箱、PT100传感器、G10电源挂箱。三、实验原理位式调节位式调节（ON/OFF）是一种简单的调节方式，常用于一些对控制精度不高的场合作温度控制，或用于报警。位式调节仪表用于温度控制时，通常利用仪表内部的继电器控制外部的中间继电器再控制一个交流接触器来控制电热丝的通断达到控制温度的目的。PID智能模糊调节PID智能温度调节器采用人工智能调节方式，是采
10、用模糊规则进行PID调节的一种先进的新型人工智能算法，能实现高精度控制，先进的自整定（AT）功能使得无需设置控制参数。在误差大时，运用模糊算法进行调节，以消除PID饱和积分现象，当误差趋小时，采用PID算法进行调节，并能在调节中自动学习和记忆被控对象的部分特征以使效果最优化，具有无超调、高精度、参数确定简单等特点。温度控制基本原理由于温度具有滞后性，加热源为一滞后时间较长的系统。本实验仪采用PID智能模糊+位式双重调节控制温度。用报警方式控制风扇开启与关闭，使加热源在尽可能短的时间内控制在某一温度值上，并能在实验结束后通过参数设置将加热源温度快速冷却下来，可节约实验时间。当温度源的温度发生变化
11、时，温度源中的热电阻Pt100的阻值发生变化，将电阻变化量作为温度的反馈信号输给PID智能温度调节器，经调节器的电阻-电压转换后与温度设定值比较再进行数字PID运算输出可控硅触发信号（加热）和继电器触发信号（冷却），使温度源的温度趋近温度设定值。PID智能温度控制原理框图如图4-1所示。图4-1 PID智能温度控制原理框图三、 实验内容与步骤1 在控制台上的“智能调节仪”单元中“输入”选择“Pt100”，并按图4-2接线。2 将“+24V输出”经智能调节仪“继电器输出”，接加热器风扇电源，打开调节仪电源。3 按住3秒以下，进入智能调节仪A菜单，仪表靠上的窗口显示“”，靠下窗口显示待设置的设定值
12、。当LOCK等于0或1时使能，设置温度的设定值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的设定值。否则提示“”表示已加锁。再按3秒以下，回到初始状态。4 按住3秒以上，进入智能调节仪B菜单，靠上窗口显示“”，靠下窗口显示待设置的上限偏差报警值。按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的上限报警值。上限报警时仪表右上“AL1”指示灯亮。（参考值0.5）5 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“”，靠下窗口显示待设置的自整定开关，按、设置，“0”自整定关，“1”自整定开，开时仪表右上“AT”指示灯亮。6 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“dP”，靠下窗口显示待设置的仪表小数点位数，按“”可改变小数
13、点位置，按或键可修改靠下窗口的比例参数值。（参考值1）7 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“P”，靠下窗口显示待设置的比例参数值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的比例参数值。8 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“I”，靠下窗口显示待设置的积分参数值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的积分参数值。9 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“d”，靠下窗口显示待设置的微分参数值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的微分参数值。10 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“T”，靠下窗口显示待设置的输出周期参数值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的输出周期参数值。11 继
14、续按键3秒以下，靠上窗口显示“SC”，靠下窗口显示待设置的测量显示误差休正参数值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的测量显示误差休正参数值。（参考值0）12 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“UP”，靠下窗口显示待设置的功率限制参数值，按“”可改变小数点位置，按或键可修改靠下窗口的功率限制参数值。（参考值100%）13 继续按键3秒以下，靠上窗口显示“LCK”，靠下窗口显示待设置的锁定开关，按或键可修改靠下窗口的锁定开关状态值，“0”允许A、B菜单，“1”只允许A菜单，“2”禁止所有菜单。继续按键3秒以下，回到初始状态。14 设置不同的温度设定值，并根据控制理论来修改不同的P、1、D、T参数，观察温度控制的效果。五、实验报告1简述温度控制原理并画出其原理框图。图4-2实验五铂热电阻温度特性测试实验一、 实验目的了解铂热电阻的特性与应用。二、 实验仪器G11智能调节仪挂箱、PT100传感器、G12传感器处理电路挂箱、G10电源挂箱。三、 实验原理利用导体电阻随温度变化的特性，热电阻用于测量时，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。当温度变化时，感温元件的电阻值随温度而变化，这样就可将变化的电阻值通过测量电路转换电信号，即可得到被测温度。图5-1 铂电阻温度特性测试接示图四、 实验内容
