题目：关于防盗系统中传感器的报告
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指导教师：冯治国
2013年12月10日
目录
一、传感器的定义和分类 (1)
二、应用背景 (3)
三、报警系统 (3)
3.1报警系统中的传感器组成 (3)
3.2报警系统中的工作示意图 (4)
3.3报警系统中的传感器 (5)
1、热释红外传感器 (5)
2、超声波传感器 (7)
3、CCD传感器 (8)
四、小结 (11)
一、传感器的定义和分类
1、定义
最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。
2、分类
可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。
根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类。
按传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。
化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。
有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传
感器的应用将会有巨大增长。
常见传感器的应用领域和工作原理列于表1。
按照其用途，传感器可分类为：压力敏和力敏传感器、位置传感器、液面传感器、能耗传感器、速度传感器、热敏传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感器等。
以其输出信号为标准可将传感器分为：模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。
数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。
膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号
的输出(包括直接或间接转换)。
开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
在外界因素的作用下，所有材料都会作出相应的、具有特征性的反应。它们中的那些对外界作用最敏感的材料，即那些具有功能特性的材料，被用来制作传感器的敏感元件。从所应用的材料观点出发可将传感器分成下列几类：
(1)按照其所用材料的类别分金属聚合物陶瓷混合物
(2)按材料的物理性质分导体绝缘体半导体磁性材料
(3)按材料的晶体结构分单晶多晶非晶材料
二、应用背景
在当今高速发展的社会中，人们对自身所处的环境越来越关心，居家安全已成为大家优先考虑的问题。当外出家中无人，或者仅有老人孩子在家，或者晚上在家熟睡，必须确保家庭成员和财产的绝对安全。目前，众多住宅小区的安防防犯主要倚靠安装防盗窗、防盗门以及人工防犯。这样的做法仅仅只能在安全保护中作为基础，不符合安全防护的要求、而且不能有效地防止坏人的侵入。信息技术的高速发展，使得传感器报警系统受到更多人的青睐，广泛应用于小区楼宇自动化系统中。
三、报警系统
3.1报警系统中的传感器组成
多传感器防盗报警系统采用多传感器集成与信息融合技术，利用多种
传感器或多个同类传感器进行数据采集，应用数据融合技术进行数据处理，提取有用的信息，实现测量与控制。
此系统包含以下几种传感器：热释电红外传感器、超声传感器、CCD(电荷耦合)传感器，这几种不同种类、不同功能的传感器，从人体辐射的红外线、人体移动引起波的频率的改变和人体图像等不同方面监测人体入侵的情况，基本上可以实现人体入侵的全部源信息的采集，从最大程度上消除报警信息的不确定性，提高报警的准确率。
3.2报警系统中的工作示意图
在防盗监测中，可以采用如下图所示的串行数据检测融合结构模型，能够较为准确地获取现场人体入侵的情况。首先由热释电红外传感器检测是否有人体辐射出的中心波长为9～10μm的红外线，进行判决，把结果传到超声传感器节点，在此融合这两个传感器的检测结果形成一个新的判决，依次类推，再传到CCD传感器的节点，最后融合输出判决结果。
人体入侵态势
结果输出热释电红外传感器超声波传感器CCD传感器
时间
3.3报警系统中的传感器
1、热释红外传感器
（1）热释传感器的工作原理
其工作原理主要是利用热释电效应，即在铌酸锶钡等一类具有热释电效应的晶体薄片的上、下表面设置电极（类似电容），在上表面覆以黑色使晶体吸收红外线，晶体本身具有一定的极化强度，若有红外辐化强度降低，表面电荷减少，释放部分电荷，在上下电极之间产生电压△U。常用的热释电红外线光敏元件的材料有陶瓷氧化物和压电晶体、塑料等铁电体，如钛酸钡、钽酸锂、硫酸三甘肽及钛铅酸铅等。热释电传感器工作温度在0
+范围，工作视角一般为0
85。
85
40
-~0
为提高灵敏度，通常在探测器前端安装有光学系统（镜头），当有人经过或移动时，人体辐射的红外线经过光学透镜传给热释电元件。传感器将热-电转换信号送放大器放大，反馈电阻调节放大器的放大倍数，二极管与电阻电容形成低通滤波器，当信号幅值达到某一限定值时，可用比较器控制输出驱动蜂鸣器告警。热释电元件电流较小，所以电路工作所需电流很小。
热释电传感器只能检测变化的信号，检测时辐射源必须晃动才有信号输出。通常采用菲涅尔透镜对移动信号进行放大，菲涅尔透镜相当于光栅作用可放大移动信号，它的表面布满了微小的条纹，在他旋涡状条纹中包含许多凸透镜，使得穿过它的光线弯曲即产生衍射现象，从而形成放大的影像。
（2）热释电元件结构等效电路图：
CC V FET
T
d R L R
其中，T 为热释电晶体，d R 是输入绝缘电阻，L R 为外接负载电阻，
FET 场效应管起阻抗变换的作用。由于热释电传感器绝缘电阻很高，高达几十到几百兆欧，容易引入噪声，使用时要求有较高的输入电阻。热释电元件工作过程是通过吸收光产生热量，因此与红外照射的波长无关，对光的波长没有选择性，所以在元件的窗口选用不同材料做滤光器，通过选择波长是器件具有一定波长选择范围，进而达到针对性监控目标的目的。
凡是存在于自然界的物体，例如人体、动物、火焰等物体都会放射出红外线，只是其发射的红外线的波长不同而已。人体的温度为 36～37℃,可辐射出中心波长为9～10μm 的红外线。在硅片表面上贴上截止波长为7～10μm 的滤光片，只允许波长超过7～10μm 的红外线通过，而小于7μm 的红外线被滤除掉，于是就得到只对人体敏感的热释电红外线传感器。
2、超声波传感器
（1）超声波传感器的特点
超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应（报警系统中就是使用多普勒效应制成多普勒传感器）。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。（2）超声波传感器的工作原理
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波，完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器。
超声波传感器利用多普勒效应原理（当波源与观测者之间相对运动时，引起波的频率的改变，这种现象称之为多普勒效应）可以制成多普勒效应传感器。在没有移动物体进入被探测区域时，反射回来的超声波是等幅的。当有活动的物体进入探测区域时，反射回来的超声波幅度不等，并且不断变化。当人体或物体相对于传感器移动时，反射回来的信号与原信号间产生频移，集成电路再把微弱的频移信号进行放大，再经多普勒检测、放大、限幅等措施，最后取得和物体移动信号响应相关的直流输出电平。其工作原理图如下：
3、CCD传感器
（1）电荷耦合器件（CCD）特点
1）集成度高、体积小、重量轻、功耗低（直流工作电压范围7-12V）、可靠性高、寿命长。
2）空间分辨率高，光灵敏度高、动态范围大。
3）可任选模拟、数字等不同输出形式。
（2）CCD传感器工作原理
1）CCD电极结构
CCD基本结构组成分两部分，MOS（金属—氧化物—半导体）光敏元件阵列和读出位移寄存器。CCD的电极就是MOS结构的栅极，MOS结构即在P型硅衬底上生长一层S iO2 (120nm),再在 S iO2层上沉积金属铝构成MOS结构，它是CCD器件的最小工作单元。其结构图如下：
2）电荷存储转移原理
A、势阱的产生
MOS的金属电极加正压，电极下的P型硅区域内空穴被赶尽，留下带负电荷的负离子，其中无导电的载流子，形成耗尽层。它是电子的势阱。势阱的深浅取决于U的大小
B、电荷的存储
势阱具有存储电荷的功能，势阱内所吸收的光生电子数量与入射到势阱附近的光强成正比。CCD器件将物体的光像形成对应的电像时，就是CCD器件中上千个相互独立的MOS单元势阱中存储与光像对应的电荷量。
3)读出移位寄存器
读出位移寄存器是电荷图像的输出电路。
A 、电荷的定向转移
当外加电压一定时，势阱的深度随势阱中的电荷量的增加而线性减少。由此通过控制相邻MOS 电容器栅极电压高低来调节势阱的深浅，要求多个MOS 电容紧密排列且势阱相互沟通，金属电极上加电压脉冲严格满足相位要求。
B 、电荷的输出
在输出端P 型硅衬底上扩散形成输出二极管，二极管加反压，在PN 结形成耗尽层。输出栅OG 加压使电荷转移到二极管的耗尽区，作为二极管的少数载流子形成反向电流输出。输出电流的大小与电荷大小成正比，通过负载变为电压输出。其结构如下图：
4）CCD 工作原理
CCD 是将光敏二极管阵列和读出移位寄存器集成为一体，构成具有自3φ1φ2φ3φOG n i U L R 0U
Si P 0
I
扫描功能的图象传感器。这种器件光敏面积大，靶面利用率高，是一种金属氧化物半导体（MOS）集成电路器件，它以电荷作为信号, 基本功能是进行光电转换电荷的存储和电荷的转移输出。广泛应用于自动控制和自动测量, 尤其适用于图像识别技术。
当景物的光学图像，经由摄像物镜投射到这个阵列上时，由于各光敏二极管受光的强弱不同而感生出不同量的光电荷。这些感生电荷，经过一定时间(一场)的积累，在转移栅的控制下，水平地移送到与像元对应的设置在光敏元旁边的垂直移位寄存器中，而后又在行转移脉冲的控制下，将电荷移送到水平移位寄存器，并由水平移位时钟控制依次向输出端转移，最后由输出电路输出视频信号。由CCD传感器输出的视频信号已具有较大幅度(0.5V以上)，经由处理电路进行处理(包括自动增益控制、校正、同步信号混合、功率放大等)，在终端得到全电视信号输出。
四、小结
多传感器综合使用，即选用不同种类、不同功能的传感器，充分发挥各个传感器的优势，取长补短，实现信息共享，降低虚报漏报的可能性，实现信息融合，多传感器集成与信息融合技术目前在自动控制、军事、航空导航等领域的应用已经取得了很大的成功。随着传感器技术、计算机技术以及信息技术的高速发展，多传感技术也将得到不断地发展。
A．中国传感器整体市场规模分析与预测 中国“十三五”规划中正式启动了“中国制造2025”战略，力争到2025年由“制造业大国”成长为“制造业强国”。传感器与制造业息息相关，“中国制造2025”对传感器产品的智能化、信息化、网络化方向发展提出更高要求。MIR预计中国传感器市场必将获得更快的增长。（见表1、图1） 表1：中国传感器市场规模增长预期 图1：2013-2018年中国传感器市场规模 由MIR统计结果可以看出：2013-2014年，中国传感器市场一直在平稳增长。在2015年，由于中国工业大环境不景气，传感器市场增速有所放缓。但MIR预计随着“中国制造2025”战略的实施，传感器市场并将有所回温。 B．中国传感器整体市场分析-行业应用 根据MIR的统计结果显示，接近80%的传感器应用于OEM行业，在项目型行业和科研院所有20%左右的应用。（见表2）
表2：2015年中国传感器产品市场整体规模-行业 C．中国传感器整体市场分析-供应商 根据MIR的统计结果显示，外资品牌尤其是日系品牌占据了中国传感器市场的绝大部分市场份额。（见表3）
表3：2015年中国传感器产品市场整体规模供应商
D. 中国传感器整体市场分析-产品 根据MIR对中国传感器市场的调研结果来看，2015年中国传感器市场的产品中，编码器、光电传感器、光纤传感器依然是传感器市场的主流产品，占据了55%的市场份额。（见表4、图2） 表4：2015年中国传感器产品市场整体规模-产品 图2：2015年中国传感器产品市场整体规模-产品 E．产品市场细分 E1.编码器市场分析 中国编码器市场规中，HEIDENHAIN、TAMAGAWA以及禹衡占据了超过50%的市场份额。
传感器实验报告（二） 自动化1204班蔡华轩 U2 吴昊 U5 实验七： 一、实验目的：了解电容式传感器结构及其特点。 二、基本原理：利用平板电容C=εA/d 和其它结构的关系式通过相应的结 构和测量电路可以选择ε、A、d 中三个参数中，保持二个参数不变，而只改变其中一个参数，则可以有测谷物干燥度(ε变)测微小位移(变d)和测量液位(变A)等多种电容传感器。 三、需用器件与单元：电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、相敏 检波、滤波模板、数显单元、直流稳压源。 四、实验步骤： 1、按图6-4 安装示意图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，实验线路见图7-1。图 7-1 电容传感器位移实验接线图 3、将电容传感器实验模板的输出端V01 与数显表单元Vi 相接(插入主控 箱Vi 孔)，Rw 调节到中间位置。 4、接入±15V 电源，旋动测微头推进电容传感器动极板位置，每间隔 记下位移X 与输出电压值，填入表7-1。
5、根据表7-1 数据计算电容传感器的系统灵敏度S 和非线性误差δf。 图（7-1） 五、思考题： 试设计利用ε的变化测谷物湿度的传感器原理及结构，并叙述一 下在此设计中应考虑哪些因素 答：原理：通过湿度对介电常数的影响从而影响电容的大小通过电压表现出来，建立起电压变化与湿度的关系从而起到湿度传感器的作用；结构：与电容传感器的结构答大体相同不同之处在于电容面板的面积应适当增大使测量灵敏度更好；设计时应考虑的因素还应包括测量误差，温度对测量的影响等
六：实验数据处理 由excle处理后得图线可知：系统灵敏度S= 非线性误差δf=353=% 实验八直流激励时霍尔式传感器位移特性实验 一、实验目的：了解霍尔式传感器原理与应用。 二、基本原理：霍尔式传感器是一种磁敏传感器，基于霍尔效应原理工作。 它将被测量的磁场变化（或以磁场为媒体）转换成电动势输出。 根据霍尔效应，霍尔电势UH=KHIB，当霍尔元件处在梯度磁场中 运动时，它就可以进行位移测量。图8-1 霍尔效应原理
机 械 工 程 测 试 实 验 报 告 学 院： 机电工程学院 系 专业班级： 机制122 学生姓名： 黄余林 龙杰 李刚 孙龙宇 朱国帅 实验日期： 备，
目录 实验一箔式应变片性能—单臂电桥??????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1 .1 实验目的????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1. 2 实验原理????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1. 3 实验原理????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1. 4 实验步骤????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1. 5 注意事项????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1. 6试验数据?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3
汽车传感器市场初始调查报告 第一章汽车传感器的应用 一、汽车传感器市场概述 传感器作为汽车电子控制系统的信息源，是汽车电子控制系统的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。汽车电子化和智能化水平的发展程度，在很大程度上决定了对传感器的需求程度。如今汽车的信息化电子化水平在不断提高，传感器的市场需求量也在随着汽车业的发展而逐渐增大。 汽车传感器市场细分为三类：动力总成，底盘与车身。 2007年全球汽车传感器市场规模达47亿美元，其中底盘传感器市场为21亿美元，车身传感器占13亿美元。预计在未来几年内，全球所有的传感器领域的复合年增长率都将超过10%。预计2012年全球动力总成传感器市场将达到77亿美元，复合年增长率为10.5%。底盘传感器市场将增长到35亿美元，复合年增长率为11%。2012年车身传感器市场将达到22亿美元，复合年增长率为11.7%。 二、汽车传感器市场按应用分类 （一）发动机控制用传感器 温度传感器、压力传感器、转速、角度和车速传感器、氧传感器、流量传感器、爆震传感器 （二）底盘控制用传感器 变速器控制传感器、悬架系统控制传感器、动力转向系统传感器、防抱制动传感器（三）车身控制用传感器 第二章汽车压力传感器应用 一、压力传感器技术比较：
由于基于MEMS技术的微型传感器在降低汽车电子系统成本及提高其性能方面的优势,它们已经开始逐步取代基于传统机电技术的传感器。 在其它压力敏感应用,特别是恶劣环境中（如置于发动机油和散热器冷却剂中的）,一般采用分立元件构成的陶瓷电容式压力开关,它们现在将逐步被用键合方法制作的硅应变计（一般固定在成本低而坚固的封装中）或压敏电阻芯片（装在带不锈钢膜片端盖的充满硅油的硅制外壳中)所替代。 随着纳米技术的进步，体积更小、造价更低、功能更强的微型传感器将广泛应用在汽车的各个方面。 三、压力传感器的应用 压力传感器在汽车/摩托车上的应用
1 红外辐射，红外探测器原理，菲涅尔透镜(介绍红外很全面) 以及应用。 2 应用 红外线技术在测速系统中已经得到了广泛应用，许多产品已运用红外线技术能够实现车辆测速、探测等研究。红外线应用速度测量领域时，最难克服的是受强太阳光等多种含有红外线的光源干扰。外界光源的干扰成为红外线应用于野外的瓶颈。针对此问题，这里提出一种红外线测速传感器设计方案，该设计方案能够为多点测量即时速度和阶段加速度提供技术支持，可应用于公路测速和生产线下料的速度称量等工业生产中需要测量速度的环节[1] 。 红外线对射管的驱动分为电平型和脉冲型两种驱动方式。由红外线对射管阵列组成分离型光电传感器。该传感器的创新点在于能够抵抗外界的强光干扰。太阳光中含有对红外线接收管产生干扰的红外线，该光线能够将红外线接收二极管导通，使系统产生误判，甚至导致整个系统瘫痪。本传感器的优点在于能够设置多点采集，对射管阵列的间距和阵列数量可根据需求选取。 红外技术已经众所周知，这项技术在现代科技、国防科技和工农业科技等领域得到了广泛的应用。红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，按照功能能够分成五类：（1）辐射计，用于辐射和光谱测量；（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像；（4）红外测距和通信系统；（5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。 红外传感器发展前景 咨询公司INTECHNOCONSULTING的传感器市场报告显示，2008年全球传感器市场容量为506亿美元，预计2010年全球传感器市场可达600亿美元以上。调查显示，东欧、亚太区和加拿大成为传感器市场增长最快的地区，而美国、德国、日本依旧是传感器市场分布最大的地区。就世界范围而言，传感器市场上增长最快的依旧是汽车市场，占第二位的是过程控制市场，看好通讯市场前景。 一些传感器市场比如压力传感器、温度传感器、流量传感器、水平传感器已表现出成熟市场的特征。流量传感器、压力传感器、温度传感器的市场规模最大，分别占到整个传感器市场的21%、19%和14%。传感器市场的主要增长来自于无线传感器、MEMS(MICRO-ELECTRO-MECHANICALSYSTEMS，微机电系统)传感器、生物传感器等新兴传
“传感器与检测技术”实验报告 学号： 913110200229 姓名：杨薛磊 序号： 83
实验一电阻应变式传感器实验 （一）应变片单臂电桥性能实验 一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。 二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 三、需用器件与单元：主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流 1位数显万用表（自备）。 稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码； 4 2 四、实验步骤： 应变传感器实验模板说明：应变传感器实验模板由应变式双孔悬臂梁载荷传感器（称重传感器）、加热器+5V电源输入口、多芯插头、应变片测量电路、差动放大器组成。实验模板中的R1(传感器的左下)、R2(传感器的右下)、R3(传感器的右上)、R4(传感器的左上)为称重传感器上的应变片输出口；没有文字标记的5个电阻符号是空的无实体，其中4个电阻符号组成电桥模型是为电路初学者组成电桥接线方便而设；R5、R6、R7是350Ω固定电阻，是为应变片组成单臂电桥、双臂电桥（半桥）而设的其它桥臂电阻。加热器+5V是传感器上的加热器的电源输入口，做应变片温度影响实验时用。多芯插头是振动源的振动梁上的应变片输入口，做应变片测量振动实验时用。
传感器实训心得体会 篇一：传感器实训心得 实训报告 学了一学期的传感器实训心得体会)传感器，在最后期末的时候我们也参加了传感器这一学科的实训，收获还是颇多。 在做测试技术的实验前,我以为不会难做,就像以前做物理实验一样,做完实验,然后两下子就将实验报告做完.直到做完测试实验后,才知道其实并不容易做,但学到的知识与难度成正比,使我们受益匪浅.做实验时,最重要的是一定要亲力亲为,务必要将每个步骤,每个细节弄清楚,弄明白,这样,也会有事半功倍的效果。 实验就是使我们加深理解所学基础知识，掌握各类典型传感器、记录仪器的基本原理和适用范围;具有测试系统的选择及应用能力;具有实验数据处理和误差分析能力;得到基本实验技能的训练与分析能力的训练，使我们初步掌握测试技术的基本方法，具有初步独立进行机械工程测试的能力，对各门知识得到融会贯通的认识和掌握，加深对理论知识的理解。更重要的是能够提高我们的动手能力。 这次实习的却让我加深了对各种传感器的了解和它们各自的原理，而且还培养我们分析和解决实际问题的能力。 在做实验的时候，连接电路是必须有的程序，也是最重要的，而连接电路时最重要的就是细心。我们俩最开始做实验的时候，并没有多注意，还是比较细心，但当我们把电路连接好通电后发现我们并不能得到数据，不管怎么调节都不对，后来才知道是我们电路连接错了，然
后我们心里也难免有点失落，因为毕竟是辛辛苦苦连了这么久的电路居然是错了，最后我们就只有在认真检查一次，看错啊你处在哪里。有了这次的经验下次就更加细心了。以上就是我们组两人对这次实训最大的感触，下次实训虽然不是一样的学科，但实验中的经验和感受或许会有相似的，我们会将这次的经验用到下次，经验不断积累就是我们实训最大的收获。 篇二：传感器实训报告 上海第二工业大学 传感器与测试技术技能实习 专业：机械电子工程 班级：10机工A2 姓名： 学号： 指导老师：杨淑珍 日期：2013年6月24日~7月7日 项目五：转子台转速测量及振动监控系统。 （一）内容 设计一个转子台的振动检测系统，能实时测量转子台工作时的振动信号（振幅）并实时显示转速，当振幅超过规定值时，报警。具体要求： 1.能测量振动信号并显示波形，若振动超过限值，报警（软硬件报警）； 2.能测量并显示转子的转速； 3.限值均由用户可设定（最好以对话框方式设置，软件重新打开后，能记住上次的设置结果）；
传感器调研报告（共4篇） 传感器调研报告（共4篇） 第1篇湿度传感器调研报告目录 一.湿度传感器原理 (2) 1.氯化锂湿度传感器 .2 2.碳湿敏元件2 3.氧化铝湿度计 (3) 4.陶瓷湿度传感器 (3) 二.湿度及其表示方法 (3) 1.绝对湿度 (3) 2.相对湿度 (4) 三.湿度传感器的性能特点及产品分类 (4) 四.湿度传感器典型产品的技术指标 (5) 五.各类湿度传感器特性曲线 ......6 六.湿度传感器的选型 .. (7) 1.精度和长期稳定性 .7 2.湿度传感器的温度系数 (7) 3.湿度传感器的供电 .7 4.互换性 ........7 七.应用场景 .. (8) 1.湿度开关 (8)
2.智能湿度测量仪 .....8 八.湿度传感器的展望 .....9 湿度传感器调研报告 一.湿度传感器原理湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要有电阻式.电容式两大类。湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯.聚酰亚胺.酪酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。电子式湿敏传感器的准确度可达2-3RH，这比干湿球测湿精度高。湿敏元件的线性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。这方面没有干湿球测湿方法好。下面对各种湿度传感器进行简单的介绍。 1.氯化锂湿度传感器（1）电阻式氯化锂湿度计第一个基于电阻-湿度特性原理的氯化锂电湿敏元件是美国标准局的 F.W.Dunmore研制出来的。这种元件具有较高的精度，同时结构简单.价廉，适用于常温常湿的测控等一系列优点。氯化锂元件的测量范围与湿敏层的氯化锂浓度及其它成分有关。单个元件的有效感湿范围一般在20RH 以内。例如0.05的浓度对应的感湿范围约为（80100）RH ，0.2的浓度对应范围是（6080）RH 等。由此可见，要测量较宽的湿度范围时，必须把不同浓度的元件组合在一
红外传感器的应用与市场调研报告 随着现代科学技术的迅猛发展，基于传感器技术的非电物理量的测量与控制技术越来越多的应用到了社会的各项技术领域中。其中，红外传感器技术成为近年来发展最快的技术之一。科学技术水平、计算机微处理器技术、现代数字信号处理技术、新型半导体等材料的推出和加工制造工艺等各方面的进步，使得红外传感器发展迅猛。 红外线，实质上是一种电磁辐射波，其波长范围大致在0.78m～1000m频谱范围内，因其是位于可见光中红光以外的光线，故而得名为红外线。任何温度高于绝对零度的物体，都会向外部空间以红外线的方式辐射能量。利用红外辐射实现相关物理量测量的传感技术，即为红外传感技术。红外传感器作为红外技术的重要工具，对其的发展和提升起着重要作用。 一、红外传感器主要应用领域和技术特点 1.主要应用领域 红外传感技术作为一门迅速发展的新兴科学已经被广泛应用于国防军事（如：红外对抗进行规避和欺骗）、科研、生产（如：红外测温仪非接触测温）、医学（如红外线热象诊断技术）等领域获得了广泛的应用。以及红外制导，红外成像，红外遥感等已经成为各领域的尖端技术。 (1)辐射计，用于辐射和光谱测量。 (2)搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其位置并对其运动进行 跟踪。 (3)热成型系统，可以产生整个目标红外辐射的分布图像。 （4）红外测距和通信系统。 2.技术特点：能够抵抗外界的强光干扰。太阳光中含有对红外线接收管产生干扰的红外线， 该光线能够将红外线接收二极管导通，使系统产生误判，甚至导致整个系统瘫痪。本传感器的优点在于能够设置多点采集，对射管阵列的间距和阵列数量可根据需求选取。 二、红外传感器信号性质与特点 按功能分类：（1）辐射计，用于辐射和光谱测量；（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像；（4）红外测距和通信系统；（5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。 根据探测机理可分成为：光子探测器（基于光电效应）和热探测器（基于热效应）。 红外热电探测器是利用红外辐射的热效应及材料的热电效应制成的元件，因红外的照射或遮挡而产生或失去热量才有输出，热电材料的温度由T变道T+t材料表面的电荷会发生变化，热电材料只有在温度变化时才能产生电压，在使用温度范围内，稳定性好，性能指数大，价格低廉而且分散性小一般是LiTaO3。在加热过程中，不管什么波长的红外线，只要功率相同，对热电传感器的加热效果是相同的。假如热电探测器对入射辐射的各种波长基本上都有相同的响应，所以这类探测器为“无选择红外探测器” 红外光电传感器，利用红外辐射的话光电效应制成，所以响应时间短。此外，要使物体内部的电子改变运动状态，入射光子的能量就必须足够大，入射光线的频率必须大于某一值，即光电效应的辐射存在一个最长的波长限度。由于这类探测器是以光子为单元起作用的，只要光子能量足够，相同数目的光子基本上具有相同的效果，因此这类探测器常被称为“光子
实验一 直流激励时霍尔传感器位移特性实验 一、 实验目的： 了解霍尔式传感器原理与应用。 二、基本原理： 金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于磁场和电流的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。具有这种效应的元件成为霍尔元件，根据霍尔效应，霍尔电势U H ＝K H IB ，当保持霍尔元件的控制电流恒定，而使霍尔元件在一个均匀梯度的磁场中沿水平方向移动，则输出的霍尔电动势为kx U H ，式中k —位移传感器的灵敏度。这样它就可以用来测量位移。霍尔电动势的极性表示了元件的方向。磁场梯度越大，灵敏度越高；磁场梯度越均匀，输出线性度就越好。 三、需用器件与单元： 霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、±15V 直流电源、测微头、数显单元。 四、实验步骤： 1、将霍尔传感器安装在霍尔传感器实验模块上，将传感器引线插头插入实验模板的插座中，实验板的连接线按图9-1进行。1、3为电源±5V ， 2、4为输出。 2、开启电源，调节测微头使霍尔片大致在磁铁中间位置，再调节Rw1使数显表指示为零。 图9-1 直流激励时霍尔传感器位移实验接线图 3、测微头往轴向方向推进，每转动记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入表9-1。 表9－1 X （mm ） V(mv) 作出V-X 曲线，计算不同线性范围时的灵敏度和非线性误差。 五、实验注意事项： 1、对传感器要轻拿轻放，绝不可掉到地上。 2、不要将霍尔传感器的激励电压错接成±15V ，否则将可能烧毁霍尔元件。 六、思考题：
本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的时什么量的变化 七、实验报告要求： 1、整理实验数据，根据所得得实验数据做出传感器的特性曲线。 2、归纳总结霍尔元件的误差主要有哪几种，各自的产生原因是什么，应怎样进行补偿。 实验二集成温度传感器的特性 一、实验目的： 了解常用的集成温度传感器基本原理、性能与应用。 二、基本原理： 集成温度传器将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一芯片上，它能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出，一般用于－50℃－＋150℃之间测量，温敏晶体管是利用管子的集电极电流恒定时，晶体管的基极—发射极电压与温度成线性关系。为克服温敏晶体管U b电压生产时的离散性、均采用了特殊的差分电路。集成温度传感器有电压型和电流型二种，电流输出型集成温度传感器，在一定温度下，它相当于一个恒流源。因此它具有不易受接触电阻、引
传感器产业调查报告 新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的 过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。传感器早已渗透 到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。传感器产业是极其具有前瞻性和市场性的，此调查报告只能对传感器产业有个浅略的介绍和分析。 一、传感器分类 GB7665-87国家标准中规定，传感器(tran sducer/se nsor ) 的定义为：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，其中敏感元件是指传感器中能直接感受和响应被测量的部分，转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输和测量的电信号部分。被测量是一般理解为非电量或理解为物理量、化学量、生物量等；可用输出信号一般也理解为电信号，即模拟量的电压、电流信号(连续量)和离散量的电平变换的开关信号、脉冲信号。现代按照信息理论理解被测量的输出信号应包括 多种信息，除上述信号外，还包括声音、图象、味觉、触觉、 空间位置等，按照控制理论理解传感器应包括检测以外的识别、 检索、侦察、寻找、跟踪、选择拾取、判断等功能。IEC定义传
感器是测量系统中将输入变量转换成可供测量信号的一种前置部件。并有人把传感器和传感器系统概念分开，即认为传感器是传感器系统的敏感元件。更有人把传感器界定为器件（称为传感器件） 传统的以弹性元件、光学元件等为基础的传感器也在向微小型方向发展。传感器产业还与新材料、新工艺、新的制造设备等联系在一起，所以传感器产业是一个产业链，它的产品应用市场除军用外，可分为工业与汽车电子产品、通信电子产品、消费电子产品、专用设备四大类。所以，人们把目前兴起的图像传感器 （成像技术）、RFID射频识别、纳米材料应用、微型机器人等均纳入传感器市场范围，就不足为怪了。 关于传感器的分类方法很多，而且互相交叉，一般以被测量参数来分类和以测量原理两种分类为主： 被测量参数分类可分为温度、压力、流量、位移、速度、加 速度、粘度、湿度等传感器，又除去模拟量以外，还有离散量（开关等）传感器等。 按测量原理分类可分为根据电阻定律的电位计式、应变式传感器，根据变磁阻原理的电感式、差动变压器式、电涡流式传感器，根据半导体理论的半导体力敏、热敏、光敏、气敏等固态传感器。
苏州科技学院天平学院题目：红外线传感器的应用（自动水龙头）姓名：赵星 学号：1132106218 班级：物联网1122 成绩：
摘要：水资源是不可缺少的，节约用水是一种美德。我们所见基本上是普通的水龙头，但是往往我们也可以发现，当我们因为急事而忘了关水龙头会使水一直流，从而浪费很多水。水是我们的生命之源，无论在干旱或者水米之乡。 红外感应自动水龙头是一项包含在建筑节能这个大的概念中的科技产品发达国家已有经验表明，建筑能耗总量约占社会总能耗的三分之一，最终将超越工业、交通等其它行业居于社会能源消耗的首位。积极创新建筑节能发展模式，任务艰巨，意义深远。建筑节能有利于促进科技进步，拉动内需，带动产业化发展。仅全国100多亿平方米的既有建筑节能改造就能带来2万亿元的市场商机。通过建筑节能工程的实施和示范作用，还将促进高效节能成套新技术、新设备、新材料产业的大发展，促进建筑业实现传统产业的更新改造。实施建筑节能，既能产生强大的能源环境效益，而且有着巨大的经济效益和社会效益，并潜在巨大的商机。同理对于这其中的一个部分也是适用的，所以我们可以说红外感应自动水龙头的市场是巨大的，潜在的商机也同样巨大。并且我们也是本着创造经济利益和促进科技进步的目的来研究红外感应自动水龙头。 目前最大众也是最普遍的红外感应自动水龙头具有以下特点： 1.节水：手一伸水就来，手一去水就停，特别节水。 2.卫生：免接触，有效防止细菌的交叉感染。 3.智能：采用单片机控制,设有超时停水功能，避免因异物长时间在感应范围内造成不必要的损失。 4.水量可调：根据水压情况，可任意调整出水量。 5.过滤装置：随时可拆洗，以免堵塞。 6.安装：安装使用方便，适用于宾馆、酒楼、办公楼、学校、机场、车站、医院、星级公厕等公共卫生设施以及现代家居。 引言：从红外感应自动水龙的特点可以看出相比较于传统的水龙头，它的优点显而易见，尤其是在节水方面，这个优点使得红外自动水龙头可以大量的安装在公共场所，可以最大限度的减少公共场所中由水龙头造成的水资源浪费这符合我们可持续发展的基本国策。这就使本论文研究更有实际意义。虽然市面上的红外感应自动水龙头样式很多，但其控制原理基本上是利用红外反射开关、功率开关集成电路与电磁水阀来控制水龙头，所以我们研究红外感应自动水龙头的重点也集中在这几方面和电路的连接。 就目前市面上现收的各种元件来考虑我选择了利用低功耗红外线反射开关TX05D和功率开关集成电路TWH8778和4分塑料通水电磁阀来实现一个的红外感应自动水龙头。所以这是一
五邑大学 《传感器与电测技术》 实验报告 实验时间：2016年11月16日-17日实验班级：班 实验报告总份数： 4 份 实验教师：
信息工程学院(系) 611 实验室 __交通工程_____专业 班 学号 姓名_______协作者______________ 成绩：
实验一熟悉IAR 集成开发环境下C程序的编写 一．实验目的 1、了解IAR 集成开发环境的安装。 2、掌握在IAR 环境下程序的编辑、编译以及调试的方法。 二．实验设备 1、装有IAR 开发环境的PC 机一台 2、物联网开发设计平台所配备的基础实验套件一套 3、下载器一个 三．实验要求 1、熟悉IAR 开发环境 2、在IAR 开发环境下编写、编译、调试一个例程 3、实验现象节点扩展板上的发光二极管 D9 被点亮 三、问题与讨论 根据提供的电路原理图等资料，修改程序，点亮另一个LED 灯D8。（分析原理，并注释。） 先定义IO口，再初始化，最后点亮
一、实验目的与要求 1、理解光照度传感器的工作原理 2、掌握驱动光照度传感器的方法 二、实验设备 1、装有IAR 开发工具的PC 机一台 2、下载器一个 3、物联网开发设计平台一套 三、实验要求 1、编程要求：编写光照度传感器的驱动程序 2、实现功能：检测室内的光照度 3、实验现象：将检测到的数据通过串口调试助手显示，用手遮住传感器，观察数据变化。 四、实验讨论 讨论：光敏电阻的工作原理？光敏电阻是否为线性测量元件，为什么？常用于什么测量场合？ 1.它的工作原理是基于光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其 封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻。为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。当光敏电阻受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同时产生空穴，电子—空穴对的出现使电阻率变小。光照愈强，光生电子—空穴对就越多，阻值就愈低。当光敏电阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。入射光消失，电子-空穴对逐渐复合，电阻也逐渐恢复原值，电流也逐渐减小 2.不是线性测量元件，可以说光敏电阻在照度固定时是线性的。光敏电阻的阻 值随光照的增强而减少,但这个关系不是线性的。 3.常用作开关式光电转换器
传感器综合实验报告( 2012-2013年度第二学期) 名称：传感器综合实验报告 题目: 利用传感器测量重物质量院系：自动化系 班级：测控1201 班 小组成员：加桑扎西，黄承德 学生：加桑扎西 指导教师：仝卫国 实验周数：1周 成绩：
日期：2015 年7 月12日
传感器综合实验报告 一、实验目的 1、了解各种传感器的工作原理与工作特性。 2、掌握多种传感器应用于电子称的原理。 3、根据不同传感器的特性，选择不同的传感器测给定物体的重量。 4、能根据原理特性分析结果，加深对传感器的认识与应用。 5、测量精度要求达到1%。 二、实验设备、器材 1、金属箔式应变片传感器用到的设备： 直流稳压电源、双平行梁、测微器、金属箔式应变片、标准电阻、差动放大器、直流数字电压表。 2、电容式传感器用到的设备： 电容传感器、电容变换器、差动放大器、低通滤波器、电压表、示波器。 3、电涡流式传感器用到的设备： 电涡流式传感器、测微器、铝测片、铁测片、铜测片、电压表、示波器。 三、传感器工作原理 1、电容式传感器的工作原理： 电容器的电容量C是的函数，当被测量变化使S、d或 任意一个参数发生变化时，电容量也随之而变，从而可实现由被测量到电容量的转换。电容式传感器的工作原理就是建立在上述关系上的，若保持两个参数不变，仅改变另一参数，
就可以把该参数的变化转换为电容量的变化，通过测量电路再转换为电量输出。 差动平行变面积式传感器是由两组定片和一组动片组成。当安装于振动台上的动片上、下改变位置，与两组静片之间的相对面积发生变化，极间电容也发生相应变化，成为差动电容。如将上层定片与动片形成的电容定为C X1，下层定片与动片形成的电容定为C X2，当将C X1和C X2接入双T型桥路作为相邻两臂时，桥路的输出电压与电容量的变化有关，即与振动台的位移有关。依据该原理，在振动台上加上砝码可测定重量与桥路输出电压的对应关系，称未知重量物体时只要测得桥路的输出电压即可得出该重物的重量。 2、电涡流式传感器的工作原理： 电涡流式传感器由平面线圈和金属涡流片组成，当线圈中通以高频交变电流后，与其平行的金属片上感应产生电涡流，电涡流的大小影响线圈的阻抗Z，而涡流的大小与金属涡流片的电阻率、导磁率、厚度、温度以及与线圈的距离X有关。当平面线圈、被测体（涡流片）、激励源已确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只与X距离有关。将阻抗变化经涡流变换器变换成电压V输出，则输出电压是距离X的单值函数。依据该原理可制成电涡流式传感器电子称。3、金属箔式应变片传感器工作原理： 应变片应用于测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，当测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路，转换成电信号输出显示。 实验中，通过旋转测微器可使双平梁的自由端上、下移动，从而使应变片的受力情况不同，将应变片接于电桥中即可使双平衡的位移转换为电压输出。电桥的四个桥臂电阻R1、R2、R3、R4，电阻的相对变化率分别为△R1／R1、△
电子创新设计模块制作 设计报告 名称：基于TCRT5000的循迹模块 学院：机电工程学院 专业：应用电子技术 班级：09应电（2）班 设计者：林志坚 指导老师：玉宁杨青勇 2011年6月
一、硬件设计及说明 1、原理图设计如下： 图一原理电路 作用原理：采用5V供电，TCRT5000传感器采用高射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。红外光电二极管发出红外光，当红外光反射回来被高灵敏度光电晶体管接收，则光电晶体管处于导通状态，输出高电平信号；当红外光没有反射回来，则光电晶体管处于高阻抗状态，输出低电平信号；输出信号经施密特电路整形，稳定可靠，且还有LED指示电路指示输出的状态，输出高电平时LED亮，低电平时灭。 2、PCB设计如下： 图二PCB线路 设计思路：板的大小为：10mmX40mm。采用的是插件元件，降低了焊接难度，板的宽度只有10mm，这样使得该模块灵巧，在应用过程中更灵活。 二、主要元件介绍： 1、TCRT5000： TCRT5000传感器采用高射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。红外光电二极管不断地反射出红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或反射回来但强度不够大时，光敏三级管一直处于关断状态，输出低电平；当发射出的红外线被反射回来时，光敏三级管处于关闭状态，输出高电平。
2、CD40106 CD40106由六个斯密特触发器电路组成。每个电路均为在两输入端具有斯密特触发器功能的反相器。触发器在信号的上升和下降沿的不同点开、关。上升电压(V T+)和下降电压(V T-)之差定义为滞后电压。 三、测试过程： （1）外形尺寸：10mmX45mm； （2）工作电压：DC3V-5.5V； （3）检测距离：1mm-8mm适用，焦点距离为2.5mm; 五、应用场合 （1）电度表脉冲数据采样； （2）传真机碎纸机纸张检测； （3）障碍检测； （4）黑白线检测； 六、注意事项： （1）使用时，光电传感器的前端面与被检测的工件或物体表面必须保持平行，这样光电传感器的转换效率最高； （2）光电传感器的前端面与反光板得距离保持在规定的范围内才能正常工作；（3）光电传感器长时间工作时红外接收管的最大工作电流不应超过250uA; （4）焊接改装传感器时，光电传感器的引脚根部与焊接点的最小距离不得小于5mm且焊接时间尽可能短，否则易损坏管芯或引起管芯性能的变化； 七、总结 经过这次模块的制作，我们学习了传感器和施密特触发器的知识及其相关应用，深入了解了TCRT5000红外传感器和CD40106的原理及应用，同时，在电路板的制作过程中，我们熟练了PCB的设计及制作电路板工艺。
“传感器与检测技术”实验报告 学号：913110200229 姓名：杨薛磊 序号：83
实验一电阻应变式传感器实验 （一）应变片单臂电桥性能实验 一、实验目的：了解电阻应变片的工作原理与应用并掌握应变片测量电路。 二、基本原理：电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成。一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的变形，然后由电阻应变片将弹性元件的变形转换成电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或电流变化信号输出。它可用于能转化成变形的各种非电物理量的检测，如力、压力、加速度、力矩、重量等，在机械加工、计量、建筑测量等行业应用十分广泛。 三、需用器件与单元：主机箱中的±2V～±10V（步进可调）直流稳压电源、±15V直流 1位数显万用表（自备）。 稳压电源、电压表；应变式传感器实验模板、托盘、砝码； 4 2 四、实验步骤： 应变传感器实验模板说明：应变传感器实验模板由应变式双孔悬臂梁载荷传感器（称重传感器）、加热器+5V电源输入口、多芯插头、应变片测量电路、差动放大器组成。实验模板中的R1(传感器的左下)、R2(传感器的右下)、R3(传感器的右上)、R4(传感器的左上)为称重传感器上的应变片输出口；没有文字标记的5个电阻符号是空的无实体，其中4个电阻符号组成电桥模型是为电路初学者组成电桥接线方便而设；R5、R6、R7是350Ω固定电阻，是为应变片组成单臂电桥、双臂电桥（半桥）而设的其它桥臂电阻。加热器+5V是传感器上的加热器的电源输入口，做应变片温度影响实验时用。多芯插头是振动源的振动梁上的应变片输入口，做应变片测量振动实验时用。 1、将托盘安装到传感器上，如图1—4所示。 图1—4 传感器托盘安装示意图
《传感器与检测技术》 实验报告 姓名：学号： 院系：仪器科学与工程学院专业：测控技术与仪器实验室：机械楼5楼同组人员： 评定成绩：审阅教师： 传感器第一次实验
实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 一、实验目的 了解金属箔式应变片的应变效应及单臂电桥工作原理和性能。 二、基本原理 电阻丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应。 金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它反映被测部位受力状态的变化。电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压 1/4o U EK ε=，其中K 为应变灵敏系数，/L L ε=?为电阻丝长度相对变化。 三、实验器材 主机箱、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等。 四、实验步骤 1. 根据接线示意图安装接线。 2. 放大器输出调零。 3. 电桥调零。 4. 应变片单臂电桥实验。
050 100150200 246810x y untitled fit 1y vs. x 由matlab 拟合结果得到，其相关系数为0.9998，拟合度很好，说明输出电压与应变计上的质量是线性关系，且实验结果比较准确。 系统灵敏度 (即直线斜率)，非线性误 差= = 五、思考题 单臂电桥工作时，作为桥臂电阻的应变片应选用：（1）正（受拉）应变片；（2）负（受压）应变片；（3）正、负应变片均可以。 答：（1）负（受压）应变片；因为应变片受压，所以应该选则（2）负（受压）应变片。 实验三 金属箔式应变片——全桥性能实验 一、实验目的 了解全桥测量电路的优点
实验一金属箔式应变片性能—单臂电桥 1、实验目的了解金属箔式应变片，单臂单桥的工作原理和工作情况。 2、实验方法在CSY－998传感器实验仪上验证应变片单臂单桥的工作原理 3、实验仪器CSY－998传感器实验仪 4、实验操作方法 所需单元及部件：直流稳压电源、电桥、差动放大器、双孔悬臂梁称重传感器、砝码、一片应变片、F/V表、主、副电源。 旋钮初始位置：直流稳压电源打倒±2V档，F/V表打到2V档，差动放大增益最大。 实验步骤： （1）了解所需单元、部件在实验仪上的所在位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结构小方薄片。上下二片梁的外表面各贴二片受力应变片。 （2）将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（＋）、负（－）、地短接。将差动放大器的输出端与F／V表的输入插口Vi 相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮使F／V表显示为零，关闭主、副电源。 (3)根据图１接线R1、R2、R3为电桥单元的固定电阻。R4为应变片；将稳压电源的切换开关置±4V 档，F／V表置20V档。开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F／V表显示为零，等待数分钟后将F／V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F／V表显示为零。 (4) 将测微头转动到10㎜刻度附近，安装到双平行梁的右端即自由端（与自由端磁钢吸合），调节测微头支柱的高度（梁的自由端跟随变化）使V/F表显示值最小，再旋动测微头，使V/F表显示为零（细调零），这时的测微头刻度为零位的相应刻度。 (5) 往下或往上旋动测微头，使梁的自由端产生位移记下V/F表显示的值，每旋动测微头一周即ΔX=0.5㎜，记一个数值填入下表： 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 位移 （mm） 51.0 63.3 75.5 88.2 102.3 113.7 127.3 139.9 155.1 电压 （mV） 压值的相应变化。 灵敏度：ΔV=155.1-51.0=104.1 ΔX=4-0=4 ΔS=ΔV/ΔX=104.1/4=26.025 （7）实验完毕，关闭主、副电源，所有旋钮转到初始位置。 注意事项： (1) 电桥上端虚线所示的四个电阻实际上并不存在，仅作为一标记，让学生组桥容易。 (2)如指示溢出，适当减小差动放大增益，此时差动放大器不必重调零。
关于红外传感器的报告 摘要：本文主要介绍一些关于红外传感器的一些基本知识和工作原理，从而让我们能够从一定程度上了解红外传感器这一传感器的种类。对于红外传感器的认识，能够帮助我们更好的利用红外传感器，让我们的生活或者工作更加方便和愉快。 关键字：红外辐射、传感器、原理、用途 红外传感器(也称为红外探测器)是能将红外辐射能转换成电能的光敏器件，它是红外探测系统的关键部件，其性能好坏，将直接影响系统性能的优劣。因此，选择合适的、性能良好的红外传感器，对于红外探测系统是十分重要的。而作为红外传感器的重要组成部分，红外辐射是不得忽略的重中之重。下面我们先介绍红外辐射的相关知识和原理。 一、红外辐射的工作原理简介： 红外辐射是一种人眼不可见的光线，俗称红外线，因为它是介于可见光中红色光和微波之间的光线。红外线的波长范围大致在0.76-1000μm之间，对应的频率大致在4×104至3×1011Hz之间，工程上通常把红外线所占据的波段分成近红外、中红外、远红外和极远红外4 个部分。 下图是红外线的电磁波谱图： 红外分区：在红外技术中，一般将红外辐射分为4个区域 (1)近红外区: 770 nm~ 1.5 μm (2)中红外区: 1.5 μm ~ 6μm (3)远红外区: 6μm ~ 40μm (4)极远红外区: 40μm ~ 1000μm 注意：这里所说的远近是指红外辐射在电磁波谱中与可见光的距离。
红外辐射本质上是一种热辐射。任何物体，只要它的温度高于绝对零度( -273 ℃)，就会向外部空间以红外线的方式辐射能量，一个物体向外辐射的能量大部分是通过红外线辐射这种形式来实现的。物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，辐射的能量就越强。另一方面，红外线被物体吸收后可以转化成热能。 红外线作为电磁波的一种形式，红外辐射和所有的电磁波一样，是以波的形式在空间直线传播的，具有电磁波的一般特性，如反射、折射、散射、干涉和吸收等。红外线在真空中传播的速度等于波的频率与波长的乘积，即 c =λ f 。红外辐射的强度及波长与物体的温度和辐射率有关，能在任何温度下全部吸收投射到其表面的红外辐射的物体称为黑体，能全部反射红外辐射的物体称为镜体，能全部透过红外辐射的物体称为透明体，能部分反射或吸收红外辐射的物体称为灰体。自然界并不存在理想的黑体、镜体和透明体，绝大部分物体都属于灰体。 二、红外线的物理特性： ①热效应 ②穿透云雾的能力强 ①热效应及应用： 一切物体都在不停的辐射红外线。物体的温度越高，辐射的红外线就越多。红外线照射到物体上最明显的效果就是产生热。冬天烤火，就是因为有大量的红外线从炉子里射到人身上，才能让我们感觉到热乎乎的。 人体生病的时候，虽然外面看起来没有什么变化，但是由于局部皮肤的温度不正常，如果在照相机里装上对红外感光的胶片，给皮肤拍照再与正常人的照片对比，可以对疾病作出诊断。这种相机拍出来的照片叫热谱图。 根据红外线的热效应，人们还研究出了红外线夜视仪。红外线夜视仪在漆黑的夜晚也可以发现人的存在。夜间人的体温比周围草木或建筑的温度高，人体辐射出来的红外线就比他们强。可以帮助人们在夜间进行观察、搜索、瞄准和驾驶车辆等。 物体在辐射红外线的同时，也在吸收红外线。各种物体吸收了红外线以后温度就会升高。我们就可以利用红外线的热效应来加热物品。家庭用的红外线烤箱，浴室用的暖灯，也就是浴霸等等。物体加热可以利用红外线烘干汽车表面的喷漆，烘干稻谷等作物。 在医学上，还可以利用红外线的热效应进行理疗。在红外线照射下，组织温度升高，血流加快，物质代谢增强，组织细胞活力及再生能力提高。伤口就容易痊愈。 ②穿透能力强的应用： 穿透云雾的能力强(波长较长,易于衍射) ，由于一切物体，都在不停地辐射红外线，并且不同物体辐射红外线的强度不同，利用灵敏的红外线探测器接收物体发出的红外线，然后用电子仪器对接到的信号进行处理，就可以察知被测物体的形状和特征，这种技术叫做红外线遥感技术，可以用在卫星上勘测地热、寻找水源、监测森林火情、估计农作物的长势和收成。还有我们每天都要关注的天气预报，也是红外线遥感技术。 红外辐射在大气中传播时，由于大气中的气体分子、水蒸汽以及固体微粒、尘埃等物质的吸收和散射作用，使辐射能在传输过程中逐渐衰减。空气中对称的双原于分子，如N2、H2、O2不吸收红外辐射，因而不会造成红外辐射在传输过