淮陰工學院電子工程系
實驗台主要由試驗台部分、三源板部分、處理（模組）電路部分和資料採集通訊部分組成。
1. 實驗台部分
這部分設有1k～10khz音訊訊號發生器、1～30hz低頻訊號發生器、直流穩壓電源±15v、+5v、±2-±10v、2-24v可調四種、數字式電壓表、頻率/轉速表、定時器以及高精度溫度調節儀組成。
2. 三源板部分
熱源：0~220v交流電源加熱，溫度可控制在室溫~120 oc
轉動源：2~24v直流電源驅動，轉速可調在0~4500 rpm(轉/分)
振動源：裝有振動台1hz—30hz（可調）
3. 處理（模組）電路部分
包括電橋、電壓放大器、差動放大器、電荷放大器、電容放大器、低通濾波器、渦流變換器、相敏檢波器、移相器、溫度檢測與調理、壓力檢測與調理等共十個模組。
4. 資料採集、分析部分
為了加深對自動檢測系統的認識，本實驗台增設了usb資料採集卡及微處理機組成的微機資料採集系統（含微機資料採集系統軟體）。14位a/d轉換、取樣速度達300khz，利用該系統軟體，可對學生實驗現場採集資料，對資料進行動態或靜態處理和分析，並在螢幕上生成十字座標曲線和**資料，對資料進行求平均值、列表、作曲線圖等處理，能對資料進行分析、存檔、列印等處理，實現軟體為硬體服務。
二、實驗內容
結合本裝置的資料採集系統，不用外配示波器，可以完成大部分常用感測器的實驗及應用。
實驗一、 金屬箔應變片的效能研究
實驗1 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，單臂電橋工作原理和效能。
二、實驗儀器：
應變感測器實驗模組、托盤、砝碼、數顯電壓表、±15v、±4v電源、萬用表（自備）。
三、實驗原理：
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：δr/r=kε，式中δr/r為電阻絲電阻相對變化，k為應變靈敏係數，ε=δl/l為電阻絲長度相對變化。金屬箔式應變片就是通過光刻、腐蝕等工藝製成的應變敏感元件，如圖1-1所示，四個金屬箔應變片分別貼在彈性體的上下兩側，彈性體受到壓力發生形變，應變片隨彈性體形變被拉伸，或被壓縮。
圖1-1
圖1-2
通過這些應變片轉換被測部位受力狀態變化、電橋的作用完成電阻到電壓的比例變化，如圖1-2所示r5、r6、r7為固定電阻，與應變片一起構成乙個單臂電橋，其輸出電壓
uo1-1）
e為電橋電源電壓，r為固定電阻值，式1-1表明單臂電橋輸出為非線性，非線性誤差為l=。
四、實驗內容與步驟
1．圖1-1應變感測器上的各應變片已分別接到應變感測器模組左上方的r1、r2、r3、r4上，可用萬用表測量判別，r1=r2=r3=r4=350ω。
2．從主控台接入±15v電源，檢查無誤後，合上主控台電源開關，將差動放大器的輸入端ui短接，輸出端uo2接數顯電壓表（選擇2v檔），調節電位器rw4，使電壓表顯示為0v。rw4的位置確定後不能改動。關閉主控台電源。
3．將應變式感測器的其中乙個應變電阻（如r1）接入電橋與r5、r6、r7構成乙個單臂直流電橋，見圖1-2，接好電橋調零電位器rw1，直流電源±4v（從主控台接入），電橋輸出接到差動放大器的輸入端ui，檢查接線無誤後，合上主控台電源開關，調節rw1,使電壓表顯示為零。
4．在應變感測器托盤上放置乙隻砝碼，調節rw3，改變差動放大器的增益，使數顯電壓表顯示2mv，讀取數顯表數值，保持rw3不變，依次增加砝碼和讀取相應的數顯表值，直到200g砝碼加完，計下實驗結果，填入下表1-1，關閉電源。
表1－1
五、實驗報告
根據表1－1計算系統靈敏度s＝δu/δw（δu輸出電壓變化量，δw重量變化量）和非線性誤差δf1=δm/yf..s ×100％，式中δm為輸出值（多次測量時為平均值）與擬合直線的最大偏差；yf·s為滿量程（200g）輸出平均值。
六、注意事項
加在應變感測器上的壓力不應過大，以免造成應變感測器的損壞！
實驗2 金屬箔式應變片――半橋效能實驗
一、實驗目的：比較半橋與單臂電橋的不同效能、了解其特點。
二、實驗儀器：同實驗一
圖2-1
實驗3 金屬箔式應變片――全橋效能實驗
一、實驗目的：了解全橋測量電路的優點。
二、實驗儀器：同實驗一。
三、實驗原理：
全橋測量電路中，將受力性質相同的兩隻應變片接到電橋的對邊，不同的接入鄰邊，如圖3-1，當應變片初始值相等，變化量也相等時，其橋路輸出：uo=ke3-1）
e為電橋電源電壓，式3-1表明，全橋輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性誤差得到進一步改善。
四、實驗內容與步驟
1．應變感測器已安裝在應變感測器實驗模組上，可參考圖1-1。
2．放大器調零，參考實驗一步驟2。
3．按圖3-1接線，將受力相反(一片受拉，一片受壓)的兩隻應變片接入電橋的鄰邊，接入電橋調零電位器rw1，直流電源±4v(從主控台接入)，電橋輸出接到差動放大器的輸入端ui，檢查接線無誤後，合上主控台電源開關，調節rw1，使電壓表顯示為零圖3-1
4．在應變感測器托盤上放置乙隻砝碼，調節rw3，改變差動放大器的增益，使數顯電壓
表顯示0.020v左右，讀取數顯表數值，保持rw3不變，依次增加砝碼和讀取相應的數顯表值，直到200g砝碼加完，計下實驗結果，填入下表3-1，關閉電源。
表3-1
五、實驗報告
根據記錄表3-1的實驗資料，計算靈敏度l=δu/δw，非線性誤差δf3
六、思考題
比較單臂、半橋、全橋測量電路的靈敏度和非線性度，得出相應的結論
實驗4 直流全橋的應用——電子稱實驗
一、實驗目的：了解直流全橋的應用及電路的定標
二、實驗儀器：同實驗一
三、實驗原理：
電子稱實驗原理同實驗三的全橋測量原理，通過調節放大電路對電橋輸出的放大倍數使電路輸出電壓值為重量的對應值，電壓量綱（v）改為重量量綱（g）即成一台比較原始的電子稱。
四、實驗內容與步驟
1．按實驗三的步驟1、2、3接好線並將電路調零
2．將10只砝碼全部置於感測器的托盤上，調節電位器rw3（滿量程時的增益），使數顯電壓表顯示為0.200v（2v檔測量）。
3．拿去托盤上所有砝碼，觀察數顯電壓表是否顯示為0.00v，若不為0.00v，再次調節rw4調零。
4．重複2、3步驟的定標過程，直到精確為止，把電壓量綱改為重量量綱即可以稱重。
5．將砝碼依次放到托盤上並讀取相應的數顯表值，直到200g砝碼加完，計下實驗結果，填入下表，關閉電源。
表4-1
五、實驗報告
根據計入表4-1的實驗資料，計算靈敏度l=δu/δw，非線性誤差δf4
實驗二、霍爾轉速感測器測速實驗
一、實驗目的：了解霍爾元件的應用—測量轉速。
二、實驗儀器：霍爾感測器、+5v、2-24v直流電源、轉動源、頻率/轉速表。
三、實驗原理；
利用霍爾效應表示式：uh＝khib，當被測圓盤上裝上n只磁性體時，轉盤每轉一周磁場變化n次，每轉一周霍爾電勢就同頻率相應變化，輸出電勢通過放大、整形和計數電路就可以測出被測旋轉物的轉速。
四、實驗內容與步驟
1．安裝根據圖15-1，霍爾感測器已安裝於感測器支架上，且霍爾元件正對著轉盤上的磁鋼。
圖15-1
2．將+5v電源接到三源板上「霍爾」輸出的電源端，「霍爾」輸出接到頻率/轉速表（切換到測轉速位置）。「2-24v」直流穩壓電源接到「轉動源」的「轉動電源」輸入端。
3．合上主控台電源，調節2-24v輸出，可以觀察到轉動源轉速的變化。也可通過通訊介面的第一通道ch1，用上位機軟體觀測霍爾元件輸出的脈衝波形。
五、實驗報告
1．分析霍爾元件產生脈衝的原理。
實驗三、壓電式感測器振動實驗
一、實驗目的：了解壓電式感測器的原理；掌握壓電式感測器測量振動的原理和方法。
二、實驗儀器：振動源、低頻振盪器、直流穩壓電源、壓電感測器模組、移相檢波低通模組
三、實驗原理：
壓電式感測器由慣性質量塊和壓電陶瓷片等組成（觀察實驗用壓電式加速度計結構）工作時感測器感受與試件相同頻率的振動，質量塊便有正比於加速度的交變力作用在壓電陶瓷片上，由於壓電效應，壓電陶瓷產生正比於運動加速度的表面電荷。
四、實驗內容與步驟
1．壓電感測器已安裝在振動梁的圓盤上。
2．將振盪器的「低頻輸出」接到三源板的「低頻輸入」，並按下圖19-1接線，合上主控台電源開關，調節低頻調幅到最大、低頻調頻到適當位置，使振動梁的振幅最大（達到共振）。
3．將壓電感測器的輸出端接到壓電感測器模組的輸入端ui1，用上位機觀察壓電感測器的輸出波形uo。
圖19-1
五、實驗報告
1．改變低頻輸出訊號的頻率，記錄振動源不同振幅下壓電感測器輸出波形的頻率和幅值。
實驗四、熱敏電阻的特性研究
實驗1 pt100溫度控制實驗
一、實驗目的：了解pid智慧型模糊+位式調節溫度控制原理。
二、實驗儀器：智慧型調節儀、pt100、溫度源。
三、實驗原理：
位式調節
位式調節（on/off）是一種簡單的調節方式，常用於一些對控制精度不高的場合作溫度控制，或用於報警。位式調節儀表用於溫度控制時，。
pid智慧型模糊調節
pid智慧型溫度調節器採用人工智慧調節方式，是採用模糊規則進行pid調節的一種先進的新型人工智慧演算法，能實現高精度控制，先進的自整定（at）功能使得無需設定控制引數。在誤差大時，運用模糊演算法進行調節，以消除pid飽和積分現象，當誤差趨小時，採用pid演算法進行調節，並能在調節中自動學習和記憶被控物件的部分特徵以使效果最優化，具有無超調、高精度、引數確定簡單等特點。
感測器技術實驗指導書
感測技術基礎 實驗指導書 淮陰工學院 計算機工程學院 2010 9 17 目錄實驗一應變片式感測器特性實驗 3 實驗二電容式感測器的位移實驗 13 實驗三差動變壓器的效能實驗 20 實驗四電渦流感測器位移特性實驗 27 實驗五壓電式感測器測振動實驗 32 實驗六線性霍爾式感測器位移特性實驗 36 實...
感測器技術實驗指導書
一 實驗目的 1 了解電容式感測器結構及其特點 2 了解霍爾式感測器原理與應用 3 了解電渦流感測器的工作原理和效能 4 了解光纖位移感測器的工作原理和效能。二 基本原理 利用平板電容c a d和其它結構的關係式通過相應的結構和測量電路可以選擇 a d中三個引數中，保持二個引數不變，而只改變其中乙個...
感測器技術 實驗指導書
實驗指導書 莊肖波編寫 適用專業 測控技術與儀器 江蘇科技大學電子資訊學院 2009年9月 前言 感測器技術 課程，在高等理工科院校測控技術與儀器類各專業的教學計畫中，是一門重要的專業基礎課，而 感測器技術實驗 課程是完成本課程教學的重要環節。其主要任務是通過實驗鞏固和消化課堂所講授理論內容的理解，...