實驗報告 感測器的簡單應用

2022-07-11 18:36:03 字數 1932 閱讀 9748

實驗目的

⑴了解敏感元件的特性,並測量不同溫度下熱敏電阻的阻值,不同光照下光敏電阻的阻值。

⑵明確感測器的作用,了解感測器的簡單應用。

⑶設計簡單的溫度自動控制電路,進一步研究感測器的應用。

實驗儀器

熱敏電阻,光敏電阻,熱電感測器,光電感測器,繼電器,溫度計,燒杯,學生電源

實驗原理

感測器是能將所感受到的物理量(如力、熱、光、聲等)轉換成便於測量的量(一般是電學量)的一類元件,其核心元件是敏感元件,即能敏銳地感受某種物理、化學、生物的資訊並將其轉變成電資訊的特種電子元件。具體有熱敏、光敏、(電)壓敏、壓(力)敏、磁敏、氣敏、溼敏等。實驗中用到的敏感元件有熱敏電阻和光敏電阻。

熱敏電阻的阻值隨溫度公升高而降低,光敏電阻的阻值隨光線變強而變小。

熱電感測器是利用熱敏電阻將熱訊號轉換成電訊號,轉換後的電訊號通過取樣、放大來控制繼電器觸點工作,實現溫度自動控制。光電感測器是利用光敏電阻將光訊號轉換成電訊號,轉換成的電訊號經整形,計數解碼驅動顯示。光電計數器可認為是一種光電感測器,當沒有物品擋住a射向b的光訊號時,光敏管的阻值變小,供給訊號處理系統的電壓變低;當有物品擋住由a射向b的光訊號時,光訊號經過訊號處理系統的處理,轉化為面板上相應的發光;高低交替變化的發光管表示為乙個數字,這樣就實現了自動計數功能。

實驗步驟

1.熱敏電阻

(1) 將萬用表置「歐姆」檔,選擇適當的倍率,接入熱敏電阻的兩端。

(2) 將熱敏電阻放入盛有水的燒杯中,水溫與室溫相同,用溫度計測量。

(3) 然後分幾次向燒杯中倒入開水,調整杯中水的溫度,測出不同溫度下熱敏電阻的阻值。

2.光敏電阻

(1) 將萬用表選擇開關置於歐姆擋,選擇適當的倍率,接入光敏電阻的兩端。

(2) 移動光敏電阻盒的後蓋,測出不同光強下光敏電阻的阻值。

3.光電計數器:

由於光電感測器內部已封閉,經過訊號處理系統的處理,已把光敏電阻阻值的變化轉化為面板上相應的發光管表示。所以實驗中只需觀察面板上發光管的變化。

4.簡單的溫度控制電路

(1) 先將低壓電源6v接入熱電感測器電源輸入端。

(2) 再將熱敏電阻放入盛有水的燒杯中,水溫與室溫相同,用溫度計測量。

(3) 然後慢慢倒入開水並攪拌,直至繼電器工作,記下工作溫度。

資料記錄和結果

1.熱敏電阻

表1根據表1中的資料,擬合得到曲線,擬合度為。

2.光敏電阻

由於光線強度大小無法測量,實驗中我們只測得了光敏電阻盒的後蓋完全閉合和移去這兩種情況下的電阻值。

後蓋完全閉合時,光敏電阻的電阻值為:1.2;移去後蓋,讓陽光完全射入光敏電阻盒內部時電阻值為:4。

由此大致可知光線越強,光敏電阻的阻值越小。

3.簡單的溫度控制電路

當接入電壓是6時,繼電器一放入與室溫相同的水中就開始工作了,會發出聲響。這樣就不易實現「溫度控制」。所以實驗中我們將接入電壓改為2,當周圍的溫度上公升到一定值時繼電器開始工作。

以下是工作時的零界溫度測定,如表2。

表2可知接入電壓為2時測得繼電器的工作溫度為53.3。

拓展應用

利用熱敏電阻和光敏電阻的阻值變化特性,可用它們來控制一些電路的電流電壓,起到保護和調節電路的作用等。下面是兩個簡單的例子,電路圖如圖1,圖2。

圖1圖2

如圖1,熱敏電阻與r併聯,當r兩端電流過高時,發出大量的熱從而使得溫度上公升。由於熱敏電阻與r貼近,熱敏電阻的溫度公升高,阻值下降,當到達一定程度時絕大部份電流就流過熱敏電阻,從而起到保護r的作用。

如圖2,光敏電阻也可以起到類似的控制作用,如自動亮的路燈。當光線比較強時,光敏電阻阻值很小,所以電流集中在光敏電阻這邊,電燈不亮;當晚上光線弱了之後,光敏電阻阻值變大,從而流過燈的電流也變大,電燈亮起。這樣就實現了「燈在晚上亮白天暗」的目的。

心得體會

通過這次實驗,我對感測器有了進一步的認識,了解了敏感元件的特性。並根據敏感元件的特性,設計了兩個簡單的應用電路,明確了感測器在實際應用中的重要性。

感測器實驗報告

感測器原理及應用實驗報告 實驗一金屬箔式應變片 單臂電橋效能實驗 一 實驗目的 了解金屬箔式應變片的應變效應,並掌握單臂電橋工作原理和效能。二 基本原理 1 應變片的電阻應變效應 這一物理現象稱為 電阻應變效應 以圓柱形導體為例 設其長為 l 半徑為 r 材料的電阻率為 時,根據電阻的定義式得 1 ...

感測器實驗報告

實驗一 二 三應變片單臂 半橋 全橋特性實驗 一 實驗原理 電阻應變式感測器是在彈性元件上通過特定工藝貼上電阻應變片來組成。一種利用電阻材料的應變效應將工程結構件的內部變形轉換為電阻變化的感測器,此類感測器主要是通過一定的機械裝置將被測量轉化成彈性元件的變形,然後由電阻應變片將變形轉換成電阻的變化,...

感測器實驗報告

一 實驗目的 了解金屬箔式應變片的應變效應,單臂電橋工作原理和效能。二 基本原理 電阻絲在外力作用下發生機械變形時,其電阻值發生變化,這就是電阻應變效應,描述電阻應變效應的關係式為 r r k 式中 r r為電阻絲電阻相對變化,k為應變靈敏係數,l l為電阻絲長度相對變化。金屬箔式應變片就是通過光刻...