DJ传感器使用指导Word格式.docx

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实验二十四霍尔式传感器测速电路实验-----------------------------------------------27

实验二十五光纤传感器测速电路实验-------------------------------------------------28

实验二十六光纤传感器的位移特性实验-----------------------------------------------29

实验二十七PN结温度传感器温度特性实验---------------------------------------------30

实验二十八负温热敏电阻温度特性实验-----------------------------------------------31

实验二十九集成温度传感器LM35温度特性实验-----------------------------------------32

实验三十铂电阻温度特性实验-----------------------------------------------------33

实验三十一铜电阻温度特性实验----------------------------------------------------34

实验三十二K型热电偶测温实验-----------------------------------------------------35

实验三十三E型热电偶测温实验------------------------------------------------------36

实验三十四气敏传感特性实验-------------------------------------------------------37

实验三十五湿度传感器特性实验-----------------------------------------------------38

实验三十六热释电红外传感器实验---------------------------------------------------39

实验三十七移相实验---------------------------------------------------------------40

实验三十八相敏检波器实验---------------------------------------------------------41

实验三十九相敏检波器检波实验-----------------------------------------------------42

实验四十低通滤波器实验---------------------------------------------------------43

实验四十一测量放大实验-----------------------------------------------------------44

注：

因仪器版本不断升级，部份标识或说明可能略有改动，如有疑问请咨询我公司

传感器数据采集系统软件使用安装

1）点击DJCGQ。

EXE，按照安装说明将数据采集系统安装完毕。

点击桌面的快捷方式，进入传感器采集系统。

进入实验界面，右上角有“实验项目”，点击打开下拉菜单，选择相应的实验。

中间的“采样电压”，显示当前采集到的电压。

采样前先将相关的参数设置好。

先设置采样模式为单次，根据实际使用的况选取采样通道号和串口号，点击“打开串口”按钮后，部份原不可用的按钮变为可用，下位机开始处于等待接收采集数据的命令。

点击“单次”按钮一次，系统自动采集数据一次，并自动填表。

信号衰减是指取被采样信号的几分之一。

点击“复位”后实验重新开始采集，并清空表格（实验时要注意）。

点击“保存表格”是将表格中的数据存入到当前文件夹中,文件名为ex+实验序号,后缀为.cgq。

曲线图的使用操作：

在曲线图上面有一排按钮，我们可以在实验中灵活的使用，方便观察图片。

鼠标放在按钮上时有提示说明.

按钮：

点击后可以将曲线图放大。

点击后可以将曲线图缩小。

点击后，弹出对话框，对曲线图的坐标进行设置。

也可以用鼠标按住X，Y轴进行拖动坐标轴.

2）友情提示：

如果信号太小不易测量时，请将被测信号经14号模块的放大电路放大后再测14号模块的VO2输出端电压或波形.14号模块是差动放大电路，如被测信号不是差分信号，可将信号的正端接VIN+，VIN-接地,并且被测模块要和14号模块共地.

3）被测量信号不要超过5V.否则可能损坏仪器.通道1具有分压，最大测量范围5V。

通道2-4没有分压，最大测量范围2.5V

4）14号模块输出是反相的，通过正相端调零。

实验一单臂电桥性能实验

一、实验目的

了解金属箔式应变片单臂电桥的工作原理和工作状况。

二、所需器件及模块

1号金属箔式应变片传感器实验模块、

14号交直流、全桥、测量、差动放大实验模块、

20克砝码10只、±

15V电源、±

2V电源、万用表（自备）。

三、实验步骤

1、根据图（1-1）应变传感器已装于1号金属箔式应变片传感器模块上。

传感器中各应变片R1、R2、R3、R4已接入模块的下方，K1开关应置于OFF状态。

加热丝也接于模块上，可用万用表进行测量判别，R1=R2=R3=R4=1K，加热丝阻值为25Ω。

2、接入14号交直流、全桥、测量、差动放大实验模块±

15V电源（从实验台可用快捷插座一次接入），检查无误后，合上实验台电源开关，实验模块±

15V指示灯应亮，将14号交直流、全桥、测量、差动放大实验模块增益电位器调节大致在W335左右、W4100（这时增益在100左右）位置，再进行差动放大器调零，将仪器放大器的正（Vin+）、负（Vin-）输入端与地短接，可用屏蔽线直接把输入端和调“O”端连接，V02输出端与实验台面板上数显表外接输入端量程为0-2V，调节实验模板上调零电位器W5和W6，使数显表显示为零,关闭实验台电源。

3、将1号金属箔式应变片传感器实验模块的其中一个应变片R1、R2、R3、R4（即1号实验模块下方的R1）接入14号交直流、全桥、测量、差动放大实验模块，电源电压±

4V（从实验台±

4V引入或14号模块板上引入）。

检查接线无误后，合上实验台电源开关。

重新微量调节14号交直流、全桥、测量、差动放大实验模块W5、W6，使数显表显示为零，（注意：

当W3、W4、W5、W6的位置一旦确定，就不能改变。

一直到做完实验为止）具体见图1-1。

4、在秤盘上放一只20g砝码，读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g砝码加完。

记下实验结果填入表1-1，关闭电源。

5、根据表1-1计算系统灵敏度S＝ΔU/ΔW（ΔU输出电压变化量，ΔW重量变化量）和非线性误差：

δ＝Δm/yF·

S×

100%式中Δm为输出值（多次测量时为平均值）与拟合直线的最大偏差：

yF·

S满量程输出平均值，此处为200g（或500g）。

四、思考题

单臂电桥时，作为桥臂电阻应变片应选用：

（1）正（受拉）应变片

（2）负（受压）应变片

（3）正、负应变片均可以。

实验二半桥性能实验

比较半桥与单臂电桥的不同性能、了解其特点。

二、实验原理

不同受力方向的两只应变片如图1-1中R1和R2或老R3和R4接入电桥作为邻边。

电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。

当应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压U02＝EKε/2。

三、所需器件及模块

1号金属箔式应变片传感器实验模块、14号交直流、全桥、测量、差动放大实验模块、20g砝码10只、±

四、实验步骤

1、传感器安装、调试同实验1.3.1.3，14号交直流、全桥、测量、差动放大实验模块差动放大器调零。

具体线路见图1-2。

2、R1、R2为1号金属箔式应变片传感器实验模块上方的应变片为半桥，注意R2应和R1受力状态相反。

R3和R4为另一组组成的另外半桥。

即将传感器中两片受力相反（一片受拉、一片受压）的电阻应变片作为电桥的相邻边。

1号金属箔式应变片传感器实验模块R1、R2作电桥的一半，然后在两端接±

4V直流电源,14号模块中接入1号仪器放大器Vin+、Vin-输入端再重新调为“0”，调W5、W6使数显表为“0”。

将实验数据记入表1-2，计算灵敏度S2＝ΔU/ΔW,非线性误差δf2。

五、思考题

1、半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电桥时，应

放在：

（1）对边

（2）邻边。

2、桥路（差动电桥）测量时存在非线性误差，是因为：

（1）电桥测量原理上存在非线性？

（2）应变片应变效应是非线性的

（3）调零值不是真正为零。

实验三全桥性能实验

了解全桥测量电路的优点。

全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，不同的接入邻边当应变片初始阻值：

R1＝R2＝R3＝R4，其变化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4时，其桥路输出电压U03＝KEε。

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均得到改善。

1号金属箔式应变片传感器实验模块、14号交直流、全桥、测量、差动放大实验模块、20g砝码20只、±

15V电源、

±

4V电源、万用表（自备）。

1、将1号金属箔式应变片传感器实验模块的K1置于ON开的位置，R1、R2、R3、R4各作电桥的邻边，组成一个完整直流电桥。

R1头和R3头连接并接电源+4V，R2尾与R4尾已相连接电源-4V。

用屏蔽线与14号模块输入端连接。

（见上图）

2、将14号交直流、全桥、测量、差动放大实验模块接上电源±

15V，其差动放大输出端V02接数显表0-2V输入端，调节W5、W6使数显表为0.000V，W3、W4为增益调节电位器，保持和实验一、二相同增益，故不能调节。

3、放一个20g砝码记录实验结果填入表中，直至10枚砝码放完。

然后进行灵敏度和非线性误差计算。

1、全桥测量中，当两组对边（R1、R3为对边）电阻值R相同时，即R1＝R3，R2＝R4，而R1≠R2时，是否可以组成全桥：

（1）可以

（2）不可以。

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变片，如何利用这四片电阻应变片组成电桥，是否需要外加电阻。

实验四直流全桥的应用—电子秤实验

了解应变直流全桥的应用及电路的标定。

电子秤实验原理为实验三（全桥性能实验原理），通过对电路调节使电路输出的电压值为重量对应值，电压量纲（V）改为重量量纲（g）即成为一台原始电子秤。

1号金属箔式应变片传感器实验模板、14号交直流、全桥、测量、差动放大实验模块、砝码6只。

1、按实验三全桥性能实验的步骤，14号交直流、全桥、测量、差动放大实验模块W3在35位置、W4约50左右，合上

实验台电源开关，调节电桥平衡电位W5、W6，使数显表显示0.00V。

（接线图见图1-5）

2、将10只砝码全部置于传感器的托盘上，调节电位器W3、W4使数显表显示为0.200V（2V档测量）或-0.200V。

3、拿去托盘上的所有砝码，调节电位器W5、W6（零位调节）使数显表显示为0.000V。

4、重复2、3步骤的标定过程，一直到精确为止，把电压量纲V改为重量纲g，就可以称重。

成为一台原始的电子秤。

5、把砝码依次放在托盘上，填入下表1-4。

6、根据上表，计算误差与非线性误差。

7、实验精度可做到0.5%，如做到1%实验也算成功。

实验五扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验

了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。

2号扩散硅压阻式压力传感器实验模块、14号交直流、全桥、测量、差动放大实验模块、数显单元0—2V、直流稳压源

4V、±

15V、恒流源0.5—10mA。

1、按图2-1把2号扩散硅压阻式压力传感器实验模块VS端连接+4V电压或5mA恒流源。

V0+、V0-输出用屏蔽线连接线到14号交直流、全桥、测量、差动放大实验模块仪器输入端，并接通电源。

2、将2号扩散硅压阻式压力传感器实验模块的P1、P2加压旋钮旋出，使压力表均指示为O。

压力传感器有4个端子：

1端接地线，2端为U0+。

3端VS接+4V电源，4端为U0-。

1、2、3、4端顺序排列见图2-1。

3、14号实验模板上W5、W6用于调节零位，W3、W4可调放大倍数，W3为6，W4为30，放大器输出V02接到实验台数显表的V+插座。

将显示表选择开关拨到2V档，反复调节W5、W6使数显表显示为零。

4、旋动P1旋钮加压，如输出为正为正压，反之P1松开使压力表为0，旋动P2旋钮加压，输出为负值为负压。

5、分别对应P1或P2将压力和输出一一记录下来。

6、如果本实验装置要成为一个压力计，则必须对电路进行标定，方法如下：

输入40Kpa气压，调节W5或W6（低限调节），使数显表显示0.400V，当输入100KPa气压，调节W3、W4（高限调节）使数显表显示1.000V这个过程反复调节直到足够的精度即可。

（因传感器非线性误差、压力计误差可能较大）

利用本系统如何进行真空度测量？

实验六扩散硅压阻式压力传感器的差压测量实验

了解利用压阻式压力传感器进行差压测量的方法。

压阻式压力传感器的硅膜片受到两个压力P1和P2作用时由于它们对膜片产生的应力正好相反，因此作用在压力膜片上是ΔP=P1—P2，从而可以进行差压测量。

本实验所用的器件和单元与前压力测量相同。

先调节P1记下V02输出，再加P2压力，14号模块V02输出为零，观察两个压力表压力并记下比较。

思考两个压力表误码差引起原因是什么？

实验七电涡流传感器测量振动实验

了解电涡流传感器测量振动的原理与方法。

根据电涡流传感器动态特性和位移特性，选择合适的工作点即可测量振幅。

3号振动测量实验模块、电涡流传感器、1-30低频振荡器、直流电源、示波器。

1、根据图3-1安装连接线。

注意传感器端面与振动台面（铜箔材料）之间的安装距离为线性区域。

实验模块输出端TP3接示波器A通道，接入-15V电源。

2、将低频振荡信号接入振动台激励源C、D插孔。

3、低频振荡器幅度旋钮初始为零，慢慢增大幅度，控制振动台面与传感器端面不要碰撞。

4、用示波器观察电涡流实验模块输出端TP3波形，调节传感器安装支架高度，读取正弦波形失真最小时的电压峰一峰值。

（出厂时已经调整，学校可以自行适当调整）

5、保持振动台的振动频率不变，改变振动幅度可测出相应的传感器输出电压峰一峰值。

作振幅特性：

6、保持振幅不变，（1-30Hz输出幅度不变）改变频率测出传感器TP3幅度，作出传感器幅频特性。

1、电涡流传感器动态响应好可以测高频振动的物体，电涡流传感器的可测高频上限受什么限制？

2、有一个振动频率为10KHz的被物体需要测其振动参数，你是选用压电式传感器还是电涡流传感器或认为两者均可？

3、能否用本系统数显表头，显示振动？

还需要添加什么单元，如何实行？

实验八霍尔式传感器测量振动实验

了解霍尔式传感器在振动测量中的应用。

利用霍尔元件在梯度磁块中，运动产生的电动势大小变化来检测振动大小。

3号振动测量模块、1-30Hz低频振荡器、1KHz音频、±

15V、±

4V、双踪示波器<

自备>

。

1、按图3-3接线。

2、在+A端接入+4V电压，-B端接入-4V电压。

3、示波器A通道接V01端。

4、1-30低频振荡器接入C端、D端，幅度为最小。

5、适当加大振幅用示波器观察V01差动放大器的输出端。

6、1-30Hz低频振荡源固定一定频率，调节输出幅度，记录下V01输出大小。

实验九光纤传感器测量振动实验

了解光纤位移传感器动态特性。

利用光纤位移传感器的位移特性和其高的频率响应，配以合适的测量电路即可测量振动幅度和频率。

3B振动测量实验模块、8号转速实验模块、数显表。

1、光纤传感器安装见图3-5，光纤探头支架对准3号振动测量实验模块振动的反射面上。

2、根据本实验的结果，找出线性段的中点，通过调节安装支架高度将光纤探头与振动台台面的距离调整在线性段中点（大致目测）。

3、在图3-5中TP5接到示波器A通道。

4、将低频振荡器幅度输出旋转到零，低频信号输入到振动台的激励端。

5、将频率档选择在6-10HZ左右，逐步增大输出幅度，注意不能使振动台面碰到传感器。

保持振动幅度不变，改变振动频率，观察示波器波形及峰一峰值，振动频率不变，改变振动幅度（但不能碰撞光纤探头）观察示波器波形及峰一峰值。

分别作出振幅特性和幅频特性。

试分析电容式、电涡流、光纤三种传感测量振动时的应用及特点？

实验十电容式传感器的位移特性实验

了解电容式传感器的结构及其特点。

二、基本原理

利用平板电容C=εA/d的关系,在ε（介电常数）、A（极板面积）、d（极板距离）三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，就可使电容的容量（C）发生变化，通过相应的测量电路，将电容的变化量转换成相应的电压量,则可以制成多种电容传感器，如：

①变ε的湿度电容传感器。

②变d的电容式压力传感器。

③变A的电容式位移传感器。

本实验采用第③种电容传感器,是一种圆筒形差动变面积式电容传感器。

三、变换/放大电路原理

左侧是一个用IC555集成电路组成的方波发生器，C1、C2是两只充放电电容，改变容量可改变方波的频率，R1、R2、R3是充放电限流（时间）电阻，改变R2可改变方波的占空比，D1、D2是反向电流抑制二级管，电路振荡频率约1KHz左右。

C3是隔直偶合电容，把IC555振荡信号送到中间的环形电容/电压变换电路，CX1、CX2即为电容传感器，L3（10mH）、C4、L2（10mH）、C5、RW5提供CX1、CX2在方波信号作用下的充放电回路，当电容传感器的活动杆处于中间位置时CX1=CX2，流过RW5的充放电电流大小相等且方向相反，输出电压为零，当电容传感器的活动杆不处于中间位置时Cx1\=Cx2，流过RW5的充放电电流大小不相等且方向相反，RW输出与活动杆位置相对应的电压。

IC1是反相放大器，G=－Ｒ7/Ｒ５。

四、需用器件与单元

电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、移相/相敏检波/滤波模板、数显单元、直流稳压电源。

五、实验步骤

1、将电容传感器装于电容传感器实验模板上。

2、将电容传感器连线插入电容传感器实验模板，实验线路见上图。

3、将电容传感器实验模板的输出端V01与数显电压表Vi相接，电压表量程置2V档，Rw调节到中间位置。

4、接入±

15V电源，将测微头旋至10mm处，活动杆与传感器相吸合，调整测微头的左右位置，使电压表指示最小，并将测量支架顶部的镙钉拧紧，旋动测微头，每间隔0.2mm记下输出电压值（V），填入表4-1。

将测微头回到10mm处，反向旋动测微头，重复实验过程。

电容式传感器位移与输出电压的关系

5、根据表数据计算电容传感器的灵敏度S和非线性误差δf，分析误差来源。

六、思考题

试设计一个利用ε的变化测谷物湿度的电容传感器？

能否叙述一下在设计中应考虑哪些因素？