感測器與檢測技術實驗報告
課程名稱： 感測器與檢測技術
實驗專案： 光電感測器實驗
實驗地點：
專業班級
學號姓名
指導教師
2023年 11 月 11 日
實驗一光纖位移感測器測位移特性實驗
1、實驗目的：了解光纖位移感測器的工作原理和效能。
二、基本原理：光纖感測器是利用光纖的特性研製而成的感測器。本實驗採用的是傳光型光纖位移感測器，它由兩束光纖混合後，組成y形光纖。
兩光束混合後的端部是工作端亦稱探頭，它與被測體相距d，由光源發出的光纖傳到端部出射後再經被測體反射回來，另一束光纖接收光訊號由光電轉換器轉換成電量。
三、器件與單元：主機箱中的±15v直流穩壓電源、電壓表；ｙ型光纖感測器、光纖感測器實驗模板、測微頭、反射面。
四、實驗步驟：
1、將二根光纖尾部端麵(包鐵端部)對住自然光照射，觀察探頭端麵現象，當其中一根光纖的尾部端麵用不透光紙擋住時，在探頭端觀察面為半圓雙d形結構。
2、按下圖安裝、接線。
3、將主機箱電壓表的量程切換開關切20v檔，調節實驗模板上的rw、使主機箱中的電壓表顯示為0v。
4、逆時針調動測微頭的微分筒，每隔0.1mm讀取電壓表顯示值填入表。
光纖位移感測器輸出電壓與位移資料
5、根據表26資料畫出實驗曲線並找出線性區域較好的範圍計算靈敏度和非線性誤差。實驗完畢，關閉電源。
五、思考題：
光纖位移感測器測位移時對被測體的表面有些什麼要求？
答：光纖感測器位移/輸出電壓曲線的形狀取決於光纖探頭的結構特性，但是輸出訊號的絕對值卻是被測表面反射率的函式，為了使感測器的位移靈敏度與被測表面反射率無關，可採取歸一化過程，即將光纖探頭調整到位移/輸出曲線的波峰位置上，調整輸人光使輸出訊號達到滿量程，這樣就可對被測量表面的顏色、灰度進行補償。
實驗二光電感測器測轉速實驗
一、實驗目的：了解光電轉速感測器測量轉速的原理及方法。
二、基本原理：光電式轉速感測器有反射型和透射型二種，本實驗裝置是透射型的(光電斷續器也稱光耦)，感測器端部二內側分別裝有發光管和光電管，發光管發出的光源透過轉盤上通孔後由光電管接收轉換成電訊號，由於轉盤上有均勻間隔的6個孔，轉動時將獲得與轉速有關的脈衝數，脈衝經處理由頻率表顯示ｆ，即可得到轉速ｎ=10f。
三、需用器件與單元：主機箱中的轉速調節0～24v直流穩壓電源、+5v直流穩壓電源、電壓表、頻率\轉速表；轉動源、光電轉速感測器—光電斷續器。
四、實驗步驟：
1、將主機箱中的轉速調節0～24v旋鈕旋到最小並接上電壓表；再按圖所示接線，將主機箱中頻率／轉速表的切換開關切換到轉速。
2、檢查接線無誤後，合上主機箱電源開關，在小於12v範圍內調節主機箱的轉速，觀察電機轉動及轉速表的顯示情況。
3、從2v開始記錄每增加1v相應電機轉速的資料；畫出電機的v-ｎ特性曲線。實驗完畢，關閉電源。
五、思考題：
已進行的實驗中用了多種感測器測量轉速，試分析比較一下哪種方法最簡單、方便。
答：開關式霍爾感測器是線性霍爾元件的輸出訊號經放大器放大，再經施密特電路整形成矩形波輸出的感測器；磁電感測器是一種將被測物理量轉換成為感應電動勢的有源感測器，與開關式霍爾感測器一樣，磁電感測器測速也要求齒輪上裝磁體，且測量很低的轉速是經都會很低；本實驗裝置是透射型的光電感測器，感測器內側分別裝有發光管和光電管，發光管發出的光源透過轉盤上的通孔後又光電管接收轉換成為電訊號，由於轉盤上有均勻的孔，轉動時將獲得與轉速有關的脈衝數，脈衝經過處理由頻率表顯示f ，即可得到轉速n=10f，該方法比較簡單方便。
【感想】通過本實驗，我更加深入了解了光纖位移感測器和光電感測器，應用這些感測器可以測量位移，轉速，這加強了我對感測器測量這些量的認識。實驗時，接線比較複雜，需要非常細心而且有耐心，嚴謹地做實驗才能夠得到更多鍛鍊。
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