感测技术实验指导书
实验目录
实验一光敏、气敏、湿敏传感器的特性实验 (1)
实验二转速测量实验 (5)
实验三电子秤实验 (8)
实验四压力测量实验 (13)
实验五温度测量实验 (16)
实验六数字式传感器的应用实验 (20)
附录一实验台使用说明 (22)
附录二调节仪使用说明 (24)
实验一 光敏、气敏、湿敏传感器的特性实验
一、实验目的：
1．了解光敏、气敏、湿敏传感器的基本特性； 2．学会光敏、气敏、湿敏传感器的使用。 二、基本原理：
1．光敏电阻
光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。
光敏电阻器的主要参数：
1）亮电阻（k Ω）：指光敏电阻器受到光照射时的电阻值。
2）暗电阻(M Ω)：指光敏电阻器在无光照射（黑暗环境）时的电阻值。 3）亮电流：指光敏电阻器在规定的外加电压下受到光照射时所通过的电流。 4）暗电流(mA)：指在无光照射时，光敏电阻器在规定的外加电压下通过的电流。 5）电阻温度系数：指光敏电阻器在环境温度改变1℃时，其电阻值的相对变化。 6）灵敏度：指光敏电阻器在有光照射和无光照射时电阻值的相对变化。 2．热敏电阻
热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC ）和负温度系数热敏电阻器（NTC ）。正温度系数热敏电阻器（PTC ）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC ）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。
热敏电阻主要参数
1） 标称阻值Rc ：一般指环境温度为25℃时热敏电阻器的实际电阻值。 2） 实际阻值RT ：在一定的温度条件下所测得的电阻值。
3）电阻温度系数αT ：它表示温度变化1℃时的阻值变化率，单位为%/℃。 3．湿敏电阻
湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的。工业上流行的湿敏电阻主要有：氯化锂湿敏电阻、有机高分子膜湿敏电阻等。
图1-1 光敏电阻外形示意图
HR202L 小片式湿敏电阻是采用有机高分子材料的一种新型的湿度敏感元件，感湿范围宽，长期使用性能稳定，可以应用于仓储、车厢、居室内空气质量控制、楼宇自控、医疗、工业控制系统及科研等领域。
湿敏电阻主要参数：
1）相对湿度：指在某一温度下，空气中所含水蒸气的实际密度与同一温度下饱和密度之比，通常用“RH”表示。例如20％RH ；
2）灵敏度：指湿敏电阻器检测湿度时的分辨率； 3）测湿范围（％RH ）：指湿敏电阻器的湿度测量范围；
4）响应时间（s ）：指湿敏电阻器在湿度检测环境快速变化时，其电阻值的变化情况。 4．气敏传感器
气敏电阻是利用某些金属氧化物半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应而使半导体本身的电导率发生变化这一机理而制成的，主要氧化物半导体材料，如SnO2、ZnO 、Fe2O3、MgO 、NiO 、BaTiO3等。
将气敏电阻按如图1-3所示电路制成的MQ-2气敏传感器，如图1-2所示，具有模拟量、数字量双路信号输出功能，
对液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精、氢气、烟雾等气体有较好的灵敏度，适用于家庭或工厂的上述气体泄漏检测。
三、实验所需部件：
1．光敏电阻、气敏传感器、湿敏电阻、热敏电阻； 2．直流稳压电源，万用表、导线若干； 3．酒精、棉球；
图1-2 气敏传感器外形示意图
图1-3 气敏传感器硬件原理图
四、实验步骤：
1．光敏电阻特性测试：
测量T5516、T5537、T5528三种光敏电阻在实验室常态光线下电阻值R0、黑暗环境中暗电阻阻值Ra、不同光强度照射下亮电阻值Rg1、Rg2及响应时间，记录下表。
（1）T5516测试数据记录：
（2）T5537测试数据记录：
（3）T5528测试数据记录：
说明T5516、T5537、T5528三种光敏电阻的亮电阻、暗电阻的阻值范围，计算三种光敏电阻的灵敏度。
2．湿敏电阻特性测试：
测量HR202L湿敏电阻在实验室常态湿度下电阻值R0和潮湿环境中（呼热气）的湿电阻阻值R H及其响应时间，记录下表。
HR202L测试数据记录：
说明干、湿电阻的阻值变化范围及响应时间范围。
3．热电阻特性测试：
测量不同型号PTC、NTC热敏电阻在常温下的电阻阻值R0、60℃温度下的热电阻阻值R t1、90℃温度下的热电阻阻值R t2及其响应时间，记录下表。
（1）MZ31-03M PTC热敏电阻测试数据记录：
（2）不同型号NTC热敏电阻测试数据记录：
说明PTC热敏电阻和各种NTC热敏电阻随温度变化的趋势、阻值变化范围及响应时间范围。
4．气敏传感器特性测试：
按传感器实验板提示，加5V工作电源，并预热20分钟。在有无烟雾或酒精环境下分别测试实验板的AOUT端、DOUT端输出电压，记录下表。
说明MQ-2气敏传感器在有无烟雾或酒精环境下输出信号的变化及响应时间的快慢。
五、思考题：
1、根据T5516、T5537、T5528三种光敏电阻的测试特性，设计一种亮、暗环境测试的
电路，并标明线路中各元件的参数。
2、PTC、NTC可以作为温度数值测量的传感器吗？为什么？
3、根据MQ-2气敏传感器的测试特性，如何设计硬件线路将气敏传感器检测的信号传送
到51单片机？
实验二 转速测量实验
二、实验目的：
1．熟悉和掌握霍尔转速传感器、磁电式、光电转速传感器的工作原理。 2．了解转速的测量方法。 二、基本原理：
1．利用霍尔效应表达式：U H ＝K H IB ，当被测圆盘上装上N 只磁性体时，圆盘每转一
周磁场就变化N 次。每转一周霍尔电势就同频率相应变化，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物的转速。
2．基于电磁感应原理，N 匝线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中感应电势： dt
d N
e φ-=发生变化，因此当转盘上嵌入N 个磁棒时，每转一周线圈感应电势产生N 次的变化，通过放大、整形和计数等电路即可以测量转速。
3．光电式转速传感器有反射型和直射型二种，本实验装置是反射型的，传感器端部有发光管和光电池，发光管发出的光源在转盘上反射后由光电池接受转换成电信号，由于转盘上有黑白相间的12个间隔，转动时将获得与转速及黑白间隔数有关的脉冲，将电脉计数处理即可得到转速值。
三、实验所需部件：霍尔转速传感器、磁电传感器、光电转速传感器、直流电源＋5V 、
转动源2－12V 、数显单元、导线若干。
四、实验步骤：
1、 根据图1－1，将霍尔转速传感器装于传感器支架上,探头对准反射面内的磁钢。
图2－1 霍尔、光电、磁电转速传感器安装示意图
2、 将5V 直流源加于霍尔转速传感器的电源端（1号接线端）。
3、将霍尔转速传感器输出端（2号接线端）插入数显单元Fin端，3号接线端接地。
4、将转速源＋2V－12V输出旋至最小，接入三源板的转速电源孔中。
5、将数显单元上的开关拨到转速档，合上主控箱电源开关。
6、调节转速电压，可改变电机转速，观察并记录电压每增加1V时数显表转速显示的值，
填入表1－1中。
7、关闭主控箱电源开关，取下霍尔转速传感器，进行光电转速测量，光电转速传感器已安装在三源板上，把三源板上的+5V、接地、V O 与主控箱上的+5V、地、数显表的Fin相连。
8、将转速源2－12V输出旋到最小，接到三源板的转速电源插孔中。
9、合上主控箱电源开关，调节转速源2—12V，观察并记录电压每增加1V时数显表转速显示的值，填入表1－2中。
10、关闭主控箱电源开关，取下光电传感器的相关连线，进行磁电式转速测量。
11、磁电式转速传感器按图1-1安装传感器端面离转动盘面2mm左右，并且将磁电式转速传感器中心对准磁钢中心。将磁电式转速传感器输出端插入数显单元Fin孔。（磁电式转速传感器两输出插头插入台面板上二个插孔）
12、将转速源2－12V输出旋到最小，接到三源板的转速电源插孔中，合上主控箱电源开关，调节转速源2—12V，记录数显表转速显示为0时的电压最大值。继续观察并记录电压每增加1V时数显表转速显示的值，填入表1－3中。
表1－1电压与转速（霍尔转速传感器）
表1－2电压与转速（光电转速传感器）
表1－3电压与转速（磁电转速传感器）
五、思考题：
1、本实验装置上用了六只磁钢，能否用一只磁钢？
2、本实验中用了多种传感器测量转速，试分析比较一下哪种方法最简单、方便?
3、为什么说磁电式转速传感器不能测很低速的转动，能说明理由吗？
4、如何利用光电传感器和调节仪自动控制电机转速?
实验三电子秤实验
一、实验目的：
1．了解金属箔式应变片的应变效应，电桥的工作原理。
2．了解单臂电桥、半桥、全桥的性能，并比较其灵敏度和非线性度。
3．通过实验后能够设计信号放大电路。
三、基本原理：
电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：
ΔR／R＝Kε
式中ΔR／R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数,ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化，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，通过它转换被测部位受力状态变化、电桥的作用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。对单臂电桥输出电压Uo1= EKε/4。对于半桥不同受力方向的两只应变片接入电桥作为邻边，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U O2＝EKε／2。全桥测量电路中，将受力性相同的两应变片接入电桥对边，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，非线性误差得到改善。
三、实验所需部件：应变式传感器实验模板、应变式传感器、托盘、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表、导线若干。
四、实验步骤：
1、根据图2－1可知应变式传感器已装于应变传感器模板上。各应变片已接入模板的
左上方的R1、R2、R3、R4。加热丝也接于模板上，可用万用表进行判
别,R1=R2=R3=R4=350Ω,加热丝阻值为50Ω左右。
2、接入模板电源 15V(从主控台引入)，检查无误后,合上主控箱电源开关，将实验模
板调节增益电位器R W3顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正负输入端与地短接,输出端与主控箱面板上数显表电压输入端V i相连,调节实验模板上的调零电位器R W4，使数显表显示为零(数显表的量程切换开关打到2V档)。关闭主控箱电源。
图3－1 应变式传感器安装示意图
3、将应变式传感器的其中一个电阻应变片R1(即模块左上方的R1)接入电桥作为一个
桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥（R5、R6、R7、模块内已连接好），接好电桥调零电位器RW1，接上桥路电源±4V,此时应将±4V地与±15V地短接(因为不共地),如图2－2所示,检查无误后,合上主控箱电源开关。调节Rw1，在托盘上不加砝码时，使桥路输出为零。
图3－2 应变式传器实验模板电原理图
4、为便于读取数据，将10只砝码全部置于传感器秤托盘上，调节电位器RW3使V O2
输出为50的整数倍值。在传感器托盘上放置一只砝码，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500g砝码加完。记下实验结果填入表2－1。计算系统灵敏度S，非线性误差δ。
表2－1单臂电桥输出电压与加负载重量值
5、将图2－2电桥中的R5改接成R2或R4，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进行半桥实验，见图2－3，接入桥路电源±4V，进行桥路调零，重复步骤2、3、4，将实验数据记入表2－2，计算灵敏度
S，非线性误差δ。
图3－3 应变式传感器半桥实验接线图
表3－2半桥测量时，输出电压与加负载重量值
6、将传感器四片应变片接成全桥电路，见图2－4。重复步骤2、3、4，将实验结果填
入表2－3；进行灵敏度和非线性误差计算。
图3－4 全桥性能实验接线图
表2－3全桥输出电压与加负载重量值
五、思考题：
1、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。
2、电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。
3、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。
4、电桥测量中，当两组对边（R1、R3为对边）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。
5、实验中的电子秤与超市的电子称有什么区别？试画出超市的电子称实现的原理框图。
实验四压力测量实验
一、实验目的：了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。
二、基本原理：扩散硅压阻式压力传感器在单晶硅的基片上扩散出P型或N型电阻条，接成电桥。在压力作用下根据半导体的压阻效应，基片产生应力，电阻条的电阻率产生很大变化，引起电阻的变化，我们把这一变化引入测量电路，则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。
三、实验所需部件：压力源（已在主控箱）、压力表、压阻式压力传感器、压力传感器实
验模板、流量计、三通连接导管、数显单元、直流稳压源±4V、±15V。
四、实验步骤：
1、根据图3－1连接管路和电路，主控箱内的气源部分，压缩泵、贮气箱、流量计已接好。
将标准压力表放置传感器支架上，三通连接管中硬管一端插入主控板上的气源快速插座中（注意管子拉出时请用双指按住气源插座边缘往内压，则可轻松拉出）。其余两根黑色导管分别与标准表和压力传感器接通。这里选用的差压传感器两只气咀中，一只为高压咀，另一只为低压咀。当高压咀接入正压力时，输出为正，反之为负，若输出负时可调换气咀。本实验模板连接见图3－2，压力传感器有4端：1端线接地线，2端为U0＋，3端接＋4V电源，4端为U o－。1、2、3、4端顺序排列见图3－2。
图4－1 压阻式压力传感器测量系统
图4－2 压力传感器压力实验接线图
2、实验模板上R W2用于调节零位，R W1可调放大倍数，按图3－2接线，模板的放大器输
出Vo引到主控箱数显表的Vi插座。将显示选择开关拨到2V档，反复调节R W2（R W1旋到满度的确1／3）使数显表显示为零。
3、先松开流量计下端进气口调气阀的旋钮，开通流量计。
4、合上主控箱上的气源开关K3，启动压缩泵，此时可看到流量计中的滚珠浮子在向上浮
起悬于玻璃管中。
5、逐步关小流量计旋钮，使标准压力表指示某一刻度，观察数显表显示电压的正、负，
若为负值则对调传感器气咀接法。
6、仔细地逐步由小到大调节流量计旋钮，使压力显示在4－14KP之间每上升1KP分别读
取压力表读数，记下相应的数显表值列于表（4－1）
表（4－1）压力传感器输出电压与输入压力值
7、计算本系统的灵敏度（V/KPa）和非线性误差（%）。
8、调节电路参数，使灵敏度提高到0.05V/KPa，仔细地逐步由小到大调节流量计旋钮，
使压力显示在4－14KP之间每上升1KP分别读取压力表读数，记下相应的数显表值列如表（4－1）
9、调节电路参数，使本实验装置要成为一个压力计。
五、思考题：
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，请问如何标定？
实验五温度测量实验
一、实验目的：
1．了解热电阻的特性与应用和K型热电偶测量温度的性能与应用范围
2．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：
1．用导体电阻随温度变化这一特性，热电阻用于测量时，要求其材料电阻温度系数大，而稳定，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。常用铂电阻和铜电阻。铂电
阻在0－630.74℃以内，电阻Rt与温度t的关系为：
Rt=Ro(1+At+Bt2)
Ro是温度为0℃时的电阻。本实验Ro＝100Ω。A＝3.9684×10－2／℃，B＝－5.847×10－7／℃2，铂电阻现是三线连接，其中一端接二根引线主要为消除引线电阻对测量的影响。
2．当两种不同的金属组成回路，产生的二个接点有温度差，会产生热电势，这就是热电效应。温度高的接点就是工作端，将其置于被测温度场配以相应电路就可间接测得被测温度值。
3．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℃之间温度测量，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、引线电阻、电压噪声的干扰。具有很好的线性特性。本实验采用的是国产的AD590。它只需要一种电源（＋4V－＋30V）。即可实现温度到电流的线性变换，然后在终端使用一只取样电阻（本实验中为R2见图4－2）即可实现电流到电压的转换。它使用方便且电流型比电压型的测量精度更高。
三、实验所需部件：加热源、K型热电偶、集成温度传器(AD590)、P t100热电阻（两个）、温度控制单元(调节仪)、温度传感器实验模板、数显单元、万用表、导线若干。
四、实验步骤：
1、将两个P t100传感器插入三源板的两个测试孔中，其中一个作为调节仪的标准输入传
感器，将其三根线插入主控箱上标P t100的插孔中。
2、将R5、R6短路接地，加±15V运放电源，进行差动调零。调RW3使V O2＝0，接上
数显单元，拨2V电压显示档，使数显为零。
3、用万用表欧姆档测出另一个Pt100三根线中其中短接的二根线，（本实验室的即为颜
色相同的两根）将一根接b端，另一根R5端。将P t100的第三根线接a端。这样Rt与R3、R1、Rw1、R4组成直流电桥，是一种单臂电桥工作形式。Rw1中心活动点与R6相接，见图4－1。Rw2左旋到底（增益最小）。
4、在端点a与地之间加直流源2V，调RW1使电桥平衡，即V O2＝0。
5、在常温基础上，将加热器的220V电源插头插入主控箱面板上的电源插座上，按Δ
t=5℃读取数显表值。将结果填入下表4－1。关闭主控箱电源开关。
6、将风扇电源24V（+、地）接入主控箱面板转速调节电源，并将转速调节电源旋钮顺
时针旋到24V（可用数显表测量），直到数显表为零，将和温度传感器实验模板相连的P t100铂电阻从测试孔中取出。
图5－1 铂电阻、热电偶测温特性实验
7、待冷却到常温时将K型热电偶插入测试孔中用于温度测量。
8、将K型热电偶两根引线插入温度传感器实验模板标有热电偶符号的a、b孔上，热电偶自由端连线中带红色套管或红色斜线的一条为正端。
9、将R5、R6短路接地，接入电源，打开主控箱电源开关，调节RW3使U O2为零（见图4－1），将U O2与数显表Vi相接。调RW3使数显表显示零位，主控箱波段开关拨到2V 档。
10、去掉R5、R6短路接线,将a、b端与放大器R5、R6相接，调RW2至最大。
11、按Δt＝10℃读出数显表头输出电势与温度值，并记入表4－2。
12、将AD590插入测试孔中进行一段时间加热以便用于降温测量。
13、将主控箱上显示选择切换开关打到2V,实验模板的输出V02端、┻端分别与主控箱电压表输入V in端、┻端相连,再将实验模板-15V、┻、+15V端分别与主控箱稳压电源V0中的-15V、┻、+15V端相连。将R5、R6短路接地，接入电源，打开主控箱电源开关，调节RW3使U O2为零。
14、关闭主控箱电源，将主控箱上显示选择切换开关打到4V。去掉R5、R6短路接线,把AD590的引线接入模板a、b端,再将a、端、┻端分别连接到主控箱的±2V∽±10V稳压电源输出+V OUT和┻端,此时电压表的显示值为AD590在当前温度的输出值,见图4－2。
图5－2 集成温度传感器实验原理图
15、加热器的220V电源插头从主控箱面板上的电源插座上拔出，按Δt=5℃读取数显表值并记入表4－3中。
表4－1铂电阻热电势与温度值
[实验一]用球体法测定粒状材料的导热系数 一、实验目的 1、巩固和深化稳态导热的基本理论，学习测定粒状材料的热导率的方法。 2、确定热导率和温度之间的函数关系。 二、实验原理 热导率是表征材料导热能力的物理量，其单位为W/(m ·K)，对于不同的材料，热导率是不同的。对于同一种材料，热导率还取决于它的化学纯度，物理状态（温度、压力、成分、容积、重量和吸湿性等）和结构情况。各种材料的热导率都是专门实验测定出来的，然后汇成图表，工程计算时，可以直接从图表中查取。 球体法就是应用沿球半径方向一维稳态导热的基本原理测定粒状和纤维状材料导热系数的实验方法。 设有一空心球体，若内外表面的温度各为t 1和t 2并维持不变，根据傅立叶导热定律： dr dt r dr dt A λπλφ24-=-= （1） 边界条件221 1t t r r t t r r ====时时 （2） 1、若λ= 常数，则由（1）（2）式求得 1 22121122121)(2)(4d d t t d d r r t t r r --=--=πλπλφ[W] ) (2)(212112t t d d d d --=πφλ [W/(m ·K)] (3) 2、若λ≠ 常数，（1）式变为 dr dt t r ) (42λπφ-= （4） 由（4）式，得 dt t r dr t t r r ??-=21 21)(42 λπφ 将上式右侧分子分母同乘以（t 2－t 1），得 )()(4121222 12 1t t t t dt t r dr t t r r ---=??λπφ (5)
式中 122 1)(t t dt t t t -?λ项显然就是λ在t 1和t 2范围内的积分平均值，用m λ表示即 1 221)(t t dt t t t m -=?λλ，工程计算中，材料的热导率对温度的依变关系一般按线性关系处理，即)1(0bt +=λλ。因此， )](21[)1(210 1202 1 t t b t t dt bt t t m ++=-+=?λλλ。这时，(5)式变为 ) (2) (4)(21211222121t t d d d d r dr t t r r m --= -=?πφπφλ [W/(m ·K)] （6） 式中，m λ为实验材料在平均温度)(21 21t t t m +=下的热导率， φ为稳态时球体壁面的导热量， 21t t 、分别为内外球壁的温度， 21d d 、分别为球壁的内外直径。 实验时，应测出21t t 、和φ，并测出21d d 、，然后由（3）或（6）得出m λ。 如果需要求得λ和t 之间的变化关系，则必须测定不同m t 下的m λ值，由 ) 1() 1(202101m m m m bt bt +=+=λλλλ （ 7） 可求的b 、0λ值，得出λ和t 之间的关系式)1(0bt +=λλ。 三、实验设备 导热仪本体结构和测量系统如图1-1所示。
环境监测实验
环境分析实验教案任课教师：赵艳琴 河北联合大学 化学工程学院
实验五. 差值紫外吸收光谱法测定废水中微量苯酚 一、实验目的及要求 1. 学会使用紫外－可见分光光度计； 2. 掌握差值吸收光谱法测定废水中微量苯酚的方法。 二、实验原理 酚类化合物在酸、碱溶液中发生不同的离解，其吸收光谱也发生变化。 λ为210nm 例如，苯酚在紫外光区有两个吸收峰，在酸性或中性溶液中， max λ位移至235nm和288nm： 和272nm，在碱性溶液中， max 图1为苯酚在两种溶液中的吸收光谱。在紫外分析中，有时利用不同的酸、碱条件下光谱变化的规律直接对有机化合物进行测定。 图1 苯酚的紫外吸收光谱 曲线A:在0.1mol/L KOH溶液中苯酚的吸收光谱； 曲线B: 在中性溶液中苯酚的吸收光谱； 曲线A－B：苯酚的差值光谱
废水中含有多种有机杂质，干扰苯酚在紫外区的直接测定。如果将苯酚的中性溶液作为参比溶液，测定苯酚碱性溶液的吸收光谱，利用两种光谱的差值光谱，就有可能消除杂质的干扰，实现废水中苯酚含量的直接测定。这种利用两种溶液中吸收光谱的差异进行测定的方法，称为差值吸收光谱法。 三、仪器与试剂 仪器：紫外—可见分光光度计；容量瓶（50mL 10个）；吸量管(10mL,5mL)。 试剂：苯酚标准溶液：称取苯酚0.004 mol·L -1；KOH 溶液：0.1mol·L -1。 四、实验步骤 1. 配制苯酚的标准系列溶液 将10个50 mL 容量瓶分成两组，各自编号。按表1所示加入各种溶液，再用水稀释至刻度，摇匀，作为苯酚的标准系列溶液。 表1 配制溶液数据表 2. 绘制苯酚的吸收光谱 取上述第3号的一对溶液，用1cm 吸收池，以水作参比溶液，分别绘制苯酚在中性溶液和碱性溶液中的吸收光谱(250nm-320nm)。然后用苯酚的中性溶液作参比溶液，绘制苯酚在碱性溶液中的差值光谱，将数据填入表2，找差值光谱中的最大吸收波长。 3. 测定苯酚两种溶液的光谱差值 从上述绘制的差值光谱中，选择288nm 附近最大吸收波长作为测定波长 max λ，在紫外可见分光光度计上固定测定波长为max λ， 然后以中性溶液为参
工业机器人实验指导书实验一、工业机器人的安装与调试 一、实验学时：2学时 二、实验目的： 1、学习并掌握六自由度工业机器人的结构特点。 2、能根据安装说明书对机器人套件进行安装调试 三、实验设备： 1、六自由度工业机器人套件 2、LOBOT机器人舵机控制板 3、计算机一台 四、实验原理： 六自由度机械手臂是一套具有6个自由度的典型串联式小型关节型机械手臂, 带有小型手抓式;主要由机械系统和控制系统两大部分组成,其机械系统的各部分采用模块化结构,每个部分分别由一个伺服电动机来带动,每个电动机在根据控制要求以及程序的要求来运动从而实现运动要求。 此六自由度机械手臂的特点：1.手部和手腕连接处可拆卸，手部和手腕连接处为机械结构。b.手部是机械手臂的末端操作器，只能抓握一种工件或几种在形状、尺寸、质量等方面相近似的工件，只能执行一种作业任务。c.手部是决定整个机械手臂作业完成好坏，作业柔性好坏的关键部件之一。此机械手臂的手爪是机械钳爪式类别中的平行连杆式钳爪。
五、实验步骤： 1.首先，先熟悉一下需要用到的螺丝及铜柱 2.取1 个圆盘和1 个金属舵盘 3.用4 个M3*6 螺丝的将金属舵盘装在圆盘上面。 4.再取出1 个圆盘和1 个多功能支架，用M4*15 螺丝和螺母，将其固定 5.取2 个圆环+大轴承+双通铜柱（长15mm）+4 个M4*80 螺丝。 6.将螺丝穿入圆环。2 个圆环中间是轴承，下面用铜柱锁紧。（越紧越好）。 7.取出方孔圆盘+1 个MG996R 舵机，用4 个M4*8 螺丝和M4 螺母将舵机固 定在圆盘上。注意方向不要搞错，舵机输出轴在圆盘中心位置。这个舵机要调到90 度（中间）的位置，即往左往右都可以控制旋转90 度。 8.取出之前装好的带有金属舵盘的圆盘。将其固定在舵机输出轴上，注意 图中的位置，将小圆盘上2 个孔之间连线和方孔大圆上2 个孔之间的连线处于平行状态。 9.将之前装好的这两个部分，连到一起 10.方孔大圆盘下面用M4 螺母锁紧。 11.将另一个小圆盘，放上去，孔位和下面对准，取出4 个M4*20螺丝及螺丝， 将上下两个圆盘锁紧，越紧越好！（上螺丝的时候，手指可以抵着M4 螺
基本原理： 对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为： (4-1) 对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故 （4-2） 本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数m、n和系数A。 用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re和Pr分别回归。本实验可简化上式，即取n=0.4（流体被加热）。这样，上式即变为单变量方程，再两边取对数，即得到直线方程： （4-3） 在双对数坐标中作图，找出直线斜率，即为方程的指数m。在直线上任取一点的函数值代入方程中，则可得到系数A，即： （4-4） 用图解法，根据实验点确定直线位置有一定的人为性。而用最小二乘法回归，可以得到最佳关联结果。应用微机，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A、m、n。 对于方程的关联，首先要有Nu、Re、Pr的数据组。其准数定义式分别为： 实验中改变冷却水的流量以改变Re准数的值。根据定性温度（冷空气进、出口温度的算术平均值）计算对应的Pr准数值。同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数α值。进而算得Nu准数值。 牛顿冷却定律： （4-5） 式中： α—传热膜系数，[W/m2·℃]； Ｑ—传热量，［Ｗ］； Ａ—总传热面积，[m2]； △t m—管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，[℃]。 传热量Q可由下式求得： （4-6）式中：
W—质量流量，[kg/h]； Cp—流体定压比热，[J/kg·℃]； t1、t2—流体进、出口温度，[℃]； ρ—定性温度下流体密度，[kg/m3]； V—流体体积流量，[m3/s]。 设备参数： 孔板流量计： 流量计算关联式：V=4.49*R0.5 O），V——空气流量 (m3 /h) 式中：R——孔板压差（mmH 2 换热套管： 套管外管为玻璃管，内管为黄铜管。 套管有效长度：1.25m，内管内径：0.022m 计算方法、原理、公式： 对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为： (4-1) 对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故 （4-2） 本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数m、n和系数 A。 用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re和Pr分别回归。本实验可简化上式，即取n=0.4（流体被加热）。这样，上式即变为单变量方程，再两边 取对数，即得到直线议程： （4-3）
传热学综合实验指导书李长仁富丽新编写 沈阳航空工业学院 动力工程系 2004．01
实验一空气纵掠平板时参数的测定 流体纵掠平板是对流换热中最典型的问题，总是被优先选作教学中对流换热的对象，是可以分析求解的最简单情况，可以籍此阐明对流换热的原理和基本概念。 本实验应用空气纵掠平板对流换热装置完成以下三个实验： 1.空气纵掠平板时局部换热系数的测定； 2.空气纵掠平板时流动边界层内的速度分布； 3.空气纵掠平板时热边界层内的温度分布。 一空气纵掠平板时局部换热系数的测定 1.实验目的 1)流体纵掠平板是对流换热中最典型的问题之一，通过空气纵掠平板时局部换热系数的测 定，加深对对流换热基本概念和规律的理解。 2)通过对实测数据的整理，了解局部换热系数沿平板的变化规律，分析讨论其变化原因。 3)了解实验装置的原理，学习对流换热实验研究方法和测试技术。 2.实验原理 恒热流密度 下，沿板长局部换 热系数改变，联系 着壁温沿板长也 变化，因此就存在 纵向导热。同时壁 温不同向外界辐 射散热也不同。为 了确定对流换热 系数，必须考虑纵 向导热和辐射的 影响。 图1微元片热平衡分析 对平板上不 锈钢片进行热分析，取其微元长度dx，如图1所示，在稳定情况下的热平衡： 电流流过微左侧导入右侧导对流传给辐射散对板体 元片的发热 + 热量 = 出的热 + 空气的热 + 失的热 + 的散热 量Qδ/Q g Q cdin量Q cdout量Q cv量Q R量Q cd
各项可分别写为： dx L VI dx b q Q v g ?? ? ??=???=2δ x s cdin dx dT b Q |? ??-=δλ ?? ??????? ??+??-=? ??-=+dx dx dT dx d dx dT b dx dT b Q s dx x s cdout δλδλ| ()bdx T T Q f x cv -=α ()bdx T T Q f b R 44-=εσ 0=cd Q 式中： b ─片宽,m δ─片厚,m L ─平板长度,m V ─不锈片两端电压降,V I ─流过不锈钢片的电流量,I q v ─电流产生的体积发热值 λs ─不锈钢片的导热系数,w/(m ?℃) T ─不锈钢片壁温,K T f ─空气来流温度,K αx ─离板前缘x 处的局部换热系数,w/(m 2?℃) ε─不锈钢片黑度 σb ─斯蒂芬波尔兹曼常数=5.67×10-8,w/(m 2·K 4) 代入微元片热平衡式后得出局部换热系数的表达式： () f f b s x T T T T dx T d bL VI ---+=44222εσδλα (1) 上式中V 、I 、T 、T f 均可由测试得到，但由于壁温T 随x 变化，只能用作图法求d 2 T /dx 值。先根据测得T ─x 的对应值，给出T ─x 变化曲线，然后用作图法求出不同x 处曲线的一阶导数dT /dx ，
附录2: 实验指导材料 实验指导 实验1 水的物理性质检验 实验2 水中碱度的测定 实验3 水中总硬度的测定 实验4 水中阴阳离子的测定 实验5 水中溶解氧的测定 实验6 高锰酸钾指数的测定 实验7 化学需氧量的测定 实验8 生化需要量的测定 实验9 大气中氮氧化物的测定 实验10 固体中有害物质的测定 实验一、水的物理性质检验 一、色度 ( 一) 铂-钴标准比色法 仪器: 1.50mL成套具塞比色管, 2.离心机。 试剂 : 1．铂-钴标准溶液: 称取1．246g氯铂酸钾K2PtCl6, 再用称量瓶称取1．000g 干燥的氯化钴CoCl2·6H2O, 共溶于100mL去离子水中加入100mL HCl , 将此溶液转移至1000mL容量瓶中, 再稀释至标线, 此标准溶液的色度为500度。 步骤: 1．标准色列的配制: 取50mL比色管11支, 分别加入铂-钴标准溶液0, 0．50、 1．00、 1．50、 2．00、 2．50, 3．00, 3．50, 4．00, 4．50、 5．00mL,
加去离子水至标线, 摇匀。即配制成色度为0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50度的标准色列, 密封保存, 可长期使用。 2.．水样的测定取50ml透明的水样于比色管中, 如水样色度过高, 可取适量水样, 用去离子水稀释至50mL与标准色列进行比色( 观察时, 可将比色管置于白磁板上, 使光线从管底部向上透过柱液, 目光自管口垂直向下观察) , 将结果乘以稀释倍数。 计算 C =M V ×500 式中, C—水样的色度, 度; M—相当于铂钴标准溶液用量, mL; V—水样体积, mL 问题: 用铂钴标准法测定水的色度有何适用范围? ( 二) 稀释倍数法 仪器 50mL具塞比色管, 其标线高度要一致。 步骤 1．取100－150mL澄清水样置烧杯中, 以白色瓷板为背景, 观测并描述其颜色种类。 2．分取澄清的水样, 用水稀释成不同倍数, 分取50mL置于50mL比色管中, 管底部衬一白瓷板, 由上向下观察稀释后水样的颜色, 并与蒸馏水相比较, 直至刚好看不出颜色, 记录此时的稀释倍数。 ( 三) 分光光度法 仪器 1．分光光度计 2．离心装置。 步骤
苯甲酸红外光谱的测绘—溴化钾压片法制样 一、实验目的 1、了解红外光谱仪的基本组成和工作原理。 2、熟悉红外光谱仪的主要应用领域。 3、掌握红外光谱分析时粉末样品的制备及红外透射光谱测试方法。 4、熟悉化合物不同基团的红外吸收频率范围．学会用标准数据库进行图谱检索 及化合物结构鉴定的基本方法。 二、实验原理 红外光谱分析是研究分子振动和转动信息的分子光谱。当化合物受到红外光照射，化合物中某个化学键的振动或转动频率与红外光频率相当时，就会吸收光能，并引起分子永久偶极矩的变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁，使相应频率的透射光强度减弱。分子中不同的化学键振动频率不同，会吸收不同频率的红外光，检测并记录透过光强度与波数(1/cm)或波长的关系曲线，就可得到红外光谱。红外光谱反映了分子化学键的特征吸收频率，可用于化合物的结构分析和定量测定。 根据实验技术和应用的不同，我们将红外光划分为三个区域：近红外区(0.75~2.5μm；13158~40001/cm)，中红外区(2.5~25μm；4000~4001/cm)和远红外区(25~1000μm；400~101/cm)。分子振动伴随转动大多在中红外区，一般的红外光谱都在此波数区间进行检测。 傅立叶变换红外光谱仪主要由红外光源、迈克尔逊干涉仪、检测器、计算机和记录系统五部分组成。红外光经迈克尔逊干涉仪照射样品后，再经检测器将检测到的信号以干涉图的形式送往计算机，进行傅立叶变换的数学处理，最后得到红外光谱图。
傅立叶变换红外光谱法具有灵敏度高、波数准确、重复性好的优点，可以广泛应用于有机化学、金属有机化学、高分子化学、催化、材料科学、生物学、物理、环境科学、煤结构研究、橡胶工业、石油工业（石油勘探、润滑油、石油分析等）、矿物鉴定、商检、质检、海关、汽车、珠宝、国防科学、农业、食品、生物医学、生物化学、药学、无机和配位化学基础研究、半导体材料、法庭科学（司法鉴定、物证检验等）、气象科学、染织工业、日用化工、原子能科学技术、产品质量监控（远距离光信号光谱测量：实时监控、遥感监测等）等众多方面。 三、仪器和试剂 1、Nicolet 5700 FT-IR红外光谱仪（美国尼高力公司） 2、压片机（日本岛津公司） 3、压片模具（日本岛津公司） 4、玛瑙研钵（日本岛津公司） 5、KBr粉末（光谱纯，美国尼高力公司） 6、苯甲酸（分析纯） 四、实验步骤 1、样品的制备（溴化钾压片法）
以下所附签名者代表已审阅并确认此份标准作业程序书所明列的细则且了解所有职责归属。
1.目的 1.1.为车间（配料间）空气、人员、器具、纯水、包材消毒提供微生物控制检测依据，最终保 证产品质量。 2.适用范围 2.1.适用于车间（配料间）空气、人员、器具、纯水、包材消毒的微生物控制和检测。 3.职责 3.1.品管部：负责本标准的制定、修改、解释，对规定内容进行检测。 3.2.生产部：负责车间空气、人员、器具、纯水、包材消毒的微生物控制。 3.3.储运部：负责配料间的微生物控制。 4.作业内容 4.1.车间（配料间）空气菌落总数内控标准 4.1.1.制作间＜1200cfu/m3，即＜8cfu/平皿。 4.1.2.预处理间、配料间（配料中转间）＜1000cfu/m3，即＜7cfu/平皿。 4.1.3.半成品中转间、半成品库（含液洗库）、分装走廊、分装间、冷配间、净瓶储存室 ＜800cfu/m3，即＜5cfu/平皿。 4.1.4.抽检频率：制作间、预处理间、半成品中转间、半成品库、分装间走廊、分装间、 冷配间、净瓶储存室、配料间（配料中转间）每周至少抽检一次。 4.1. 5.包装间每周抽检一次，不作为判定依据，只作为空气质量跟踪和检查的参考依据。 4.1.6.取样数量：制作间6个，冷配间3个，包装间5个，预处理间3个，净瓶储存室3个， 膏霜半成品库3个，液洗半成品库3个，半成品中转间2个，分装走廊3个、分装间5个，配
料间4个，配料中转间2个。 4.1.7.取样方式:取样皿按取样区域面积均衡放置（不得放于风口处或进出口处），暴露 时间5分钟，离地面不得低于40cm，不得高于1.5m。 4.1.8.检测方法:按照《车间洁净度检测作业指导书》进行检测。 4.1.9.结果判定：根据检测结果取平均值，如不符合上述标准则判定为不合格。 4.2.车间（配料间）空气霉菌内控标准 4.2.1.分装间、分装走廊、净瓶储存间、冷配间、半成品中转间、半成品库＜500 cfu/m3 ， 即＜3cfu/平皿。 4.2.2.制作间＜1000cfu/m3 ，即＜7cfu/平皿。 4.2.3.预处理间、配料间（配料中转间）＜800cfu/m3，即＜5cfu/平皿。 4.2.4.每月至少抽检一次。 4.2. 5.取样数量同4.1.6；取样方式同4.1.7；检测方法:同4.1.8。 4.2.6.结果判定：根据检测结果取平均值，如不符合上述标准则判定为不合格。 4.3.纯水菌检内控标准。 4.3.1.纯水每天生产前抽检一次，内控标准＜100cfu/ml。 4.3.2.取样:每天生产第一料加水前从出水口取样，分成两份作平行样，取平均值。 4.3.3.检测方法：同4.1.8。 4.3.4.判定: 根据检测结果取平均值，如不符合上述标准则判定为不合格。 4.4.器具菌检内控标准 4.4.1.准灌装机料斗、输料管道、勺子（或铲子）、半成品桶内壁、导流槽等与膏体接触
传 感 器 实 验 指 导 书 实验一电位器传感器的负载特性的测试 一、实验目的： 1、了解电桥的工作原理及零点的补偿； 2、了解电位器传感器的负载特性； 3、利用电桥设计电位器传感器负载特性的测试电路,并验证其功能。 二、实验仪器与元件： 1、直流稳压电源、高频毫伏表、示波器、信号源、数字万用表； 2、电阻若干（1k, 100K）；电位器(10k)传感器（多圈线绕）； 3、运算放大器LM358；
4、电子工具一批（面包板、斜口钳、一字螺丝刀、导线）。 三、基本原理： ?电位器的转换原理 ?电位器的电压转换原理如图所示，设电阻体长度为L，触点滑动位移量为x，两端输入电压为U i，则滑动端输出电压为 电位器输出端接有负载电阻时，其特性称为负载特性。当电位器的负载系数发生变化时，其负载特性曲线也发生相应变化。 ?电位器输出端接有负载电阻时，其特性称为负载特性。 四、实验步骤： 1、在面包板上设计负载电路。 3、改进电路的负载电阻RL，用以测量的电位器的负载特性。 4、分别选用1k电阻和100k电阻，测试电位器的负载特性，要求每个负载至少有5个测试点，并计入所设计的表格1，如下表。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8
五、实验报告 1、 画出电路图，并说明设计原理。 2、 列出数据测试表并画出负载特性曲线。电源电压5V ，测试表格1. 曲线图：画图说明，x 坐标是滑动电阻器不带负载时电压；y 坐标是对应1000欧姆（负载两端电压）或100k 欧姆（负载两端电压），100欧和100K 欧两电阻可以得到两条曲线。 O 1 2 3 4 5 UK UR1UR2 3、 说明本次设计的电路的不足之处，提出改进思路，并总结本次实验中遇到困 难及解决方法。
传热学实验指导书 XX大学 XX学院XX系 二〇一X年X月
一、导热系数的测量 导热系数是反映测量热性能的物理量，导热是热交换三种基本形式之一，是工程热物理、材料科学、固体物理及能源、环保等各研究领域的课题之一。要认识导热的本质特征，需要了解粒子物理特性，而目前对导热机理的理解大多数来自固体物理实验。材料的导热机理在很大程度上取决于它的微观结构，热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动以及电子的迁移，在金属中电子流起支配作用，在绝缘体和大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。因此，材料的导热系数不仅与构成材料的物质种类有关，而且与它的微观结构、温度、压力及杂质含量相联系。在科学实验和工程设计中所采用材料导热系数都需要用实验方法测定。 1882年法国科学家J ·傅里叶奠定了热传导理论，目前各种测量导热系数的方法都是建立在傅里叶热传导定律的基础上，从测量方法来说，可分为两大类：稳态法和动态法，本实验是稳态平板法测量材料的导热系数。 【实验目的】 1、了解热传导现象的物理过程 2、学习用稳态平板法测量材料的导热系数 3、学习用作图法求冷却速率 4、掌握一种用热电转换方式进行温度测量的方法 【实验仪器】 1、YBF-3导热系数测试仪 一台 2、冰点补偿装置 一台 3、测试样品（硬铝、硅橡胶、胶木板） 一组 4、塞尺 一把 5、游标卡尺（量程200mm ） 一把 6、天平（量程1kg ，分辨率0.1g ） 一台 【实验原理】 为了测定才材料的导热系数，首先从热导率的定义和它的物理意义入手。热传导定律指出：如果热量是沿着Z 方向传导，那么在Z 轴上任一位置Z 0，处取一个垂直截面A （如图1）以dt/dz 表示Z 处的温度梯度，以dQ/d τ表示该处的传热速率（单位时间通过截面积A 的热量），那么传导定律可表示为： ()0z z dz dt d dQ A =-==Φλτ 1-1 式中的负号表示热量从高温向低温区传导（即热传导的方向与温度梯度的方向相反）。式中的λ即为导热系数，可见热导率的物理意义：在温度梯度为一个单位的情况下，单位时间内通过单位截面面积的热量。 利用1-1式测量测量的导热系数，需解决的关键问题有两个：一个是在材料中造成的温度梯度dt/dz ，并确定其数值；另一个是测量材料内由高温区向低温区的传热速率dQ/d τ。 1、温度梯度dt/dz 的测量
感测技术实验指导书
实验目录 实验一光敏、气敏、湿敏传感器的特性实验 (1) 实验二转速测量实验 (5) 实验三电子秤实验 (8) 实验四压力测量实验 (13) 实验五温度测量实验 (16) 实验六数字式传感器的应用实验 (20) 附录一实验台使用说明 (22) 附录二调节仪使用说明 (24)
实验一 光敏、气敏、湿敏传感器的特性实验 一、实验目的： 1．了解光敏、气敏、湿敏传感器的基本特性； 2．学会光敏、气敏、湿敏传感器的使用。 二、基本原理： 1．光敏电阻 光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。 光敏电阻器的主要参数： 1）亮电阻（k Ω）：指光敏电阻器受到光照射时的电阻值。 2）暗电阻(M Ω)：指光敏电阻器在无光照射（黑暗环境）时的电阻值。 3）亮电流：指光敏电阻器在规定的外加电压下受到光照射时所通过的电流。 4）暗电流(mA)：指在无光照射时，光敏电阻器在规定的外加电压下通过的电流。 5）电阻温度系数：指光敏电阻器在环境温度改变1℃时，其电阻值的相对变化。 6）灵敏度：指光敏电阻器在有光照射和无光照射时电阻值的相对变化。 2．热敏电阻 热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器（PTC ）和负温度系数热敏电阻器（NTC ）。正温度系数热敏电阻器（PTC ）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC ）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。 热敏电阻主要参数 1） 标称阻值Rc ：一般指环境温度为25℃时热敏电阻器的实际电阻值。 2） 实际阻值RT ：在一定的温度条件下所测得的电阻值。 3）电阻温度系数αT ：它表示温度变化1℃时的阻值变化率，单位为%/℃。 3．湿敏电阻 湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的。工业上流行的湿敏电阻主要有：氯化锂湿敏电阻、有机高分子膜湿敏电阻等。 图1-1 光敏电阻外形示意图
实验一 邻菲罗啉分光光度法测定试样中的微量铁 一、实验目的 1．掌握邻菲罗啉分光光度法测定微量铁的方法原理 2．熟悉绘制吸收曲线的方法，正确选择测定波长 3．学会制作标准曲线的方法 4．通过邻菲罗啉分光光度法测定微量铁，掌握分光光度计的正确使用方法，并了解此仪器的主要构造。 二、实验原理 邻菲罗啉（phen ）和Fe 2+在pH3~9的溶液中，生成一种稳定的橙红色络合 物Fe(phen)2+3 ，其lg K =21.3，κ508=1.1×104 L·mol -1·cm -1，铁含量在0.1~6μg·mL -1 范围内遵守比尔定律。显色前需用盐酸羟胺或抗坏血酸将Fe 3+全部还原为Fe 2+，然后再加入邻二氮菲，并调节溶液酸度至适宜的显色酸度范围。有关反应如下： HCl OH NH 2Fe 223?++ ==== 22N Fe 2++↑+ 2H 2O + 4H + + 2Cl - N N Fe 2++ 3 N N Fe 3 2+ 用分光光度法测定物质的含量，一般采用标准曲线法，即配制一系列浓度的标准溶液，在实验条件下依次测量各标准溶液的吸光度A ，以溶液的浓度C 为横坐标，相应的吸光度A 为纵坐标，绘制标准曲线。在同样实验条件下，测定待测溶液的吸光度Ax ，根据测得吸光度值Ax 从标准曲线上查出相应的浓度值Cx ，即可计算试样中被测物质的质量浓度。 三、仪器和试剂 1．仪器 分光光度计，1 cm 比色皿。 2．试剂 （1）100 μg·mL -1铁标准储备溶液，10 μg·mL -1铁标准使用液。 （2）100 g·L -1盐酸羟胺水溶液50mL 。用时现配。
百度文库-让每个人平等地提升自我 《结构设计原理》试验指导书/ 及试验报告' 班级_____________ 姓名_____________ 学号_____________ 淮阴工学院建筑工程系结构试验室 二00五年九月
试验一矩形截面受弯构件正截面强度试验
、试验目的 1、了解受弯构件正截面的承载力大小、挠度变化及裂缝出现和发展过程； 2、观察了解受弯构件受力和变形过程的三个工作阶段及适筋梁的破坏特征； 3、测定受弯构件正截面的开裂荷载和极限承载力，验证正截面承载力计算方法。 、试件、试验仪器设备 1、试件特征 (1) 根据试验要求，试验梁的混凝土强度等级为C25，纵向受力钢筋为HRB335。 (2) 试件尺寸及配筋如图1所示，纵向受力钢筋的混凝土净保护层厚度为20mm。 / 500 \ / I ------------------ 1 U_J 试件尺寸及配筋图 \ (3) 梁的中间500mm区段内无腹筋，在支座到加载点区段配有足够的箍筋，以保证梁不发生斜截面破坏。 (4) 梁的受压区配有两根架立筋，通过箍筋与受力筋绑扎在一起，形成骨架，保证受力钢筋处在 正确的位置。 2、试验仪器设备 (1) 静力试验台座、反力架、支座 (2) 30T手动式液压千斤顶 (3) 30T荷载传感器 (4) 静态电阻应变仪 (5) 位移计(百分表)及磁性表座 (9)电阻应变片、导线等 三、试验装置及测点布置 1、试验装置见图2 (支座到加载点的距离根据实际情况标出) (1) 在加荷架中，用千斤顶通过梁进行两点对称加载，使简支梁跨中形成长500mm的纯弯曲段 (忽略梁的自重)； (2) 构件两端支座构造应保证试件端部转动及其中一端水平位移不受约束，基本符合铰支承的要 求。 2、测点布置 (1) 在纵向受力钢筋中部预埋电阻应变片，用导线引出，并做好防水处理，设1、2为跨中受 拉主筋应变测点； (2) 纯弯区段内选一控制截面，侧面沿截面高度布置四个应变测点，用来测量控制截面的应变分布。
工程热力学与传热学实验指导书 热工实验 2013年3月
实验一 非稳态（准稳态）法测材料的导热性能 实验 一、实验目的 1. 快速测量绝热材料（不良导体）的导热系数和比热。掌握其测试原理和方法。 2. 掌握使用热电偶测量温差的方法。 二、实验原理 图1 第二类边界条件无限大平板导热的物理模型 本实验是根据第二类边界条件，无限大平板的导热问题来设计的。设平板厚度为2δ，初始温度为t 0，平板两面受恒定的热流密度q c 均匀加热（见图1）。求任何瞬间沿平板厚度方向的温度分布t (x ，τ)。导热微分方程式、初始条件和第二类边界条件如下： 0) ,0( 0),( )0,( ) ,( ),( 0 22=??=+??=??=??x t q x t t x t x x t a x t c τλτδτττ 方程的解为：
???+--=-δδδτλτ63),( 220x a q t x t c ?? ?-??? ??-∑∞ =+102 2 1)( exp cos 2)1(n n n n n F x μδμμδ (1-1) 式中：τ — 时间；λ — 平板的导热系数； a — 平板的导温系数；n μ— πn ，n = 1，2，3，………； F 0 — 2δτa 傅里叶准则；0t — 初始温度； c q — 沿x 方向从端面向平面加热的恒定热流密度。 随着时间τ的延长，F 0数变大，式(1-1)中级数和项愈小，当F 0> 0.5时，级数和项变得很小，可以忽略，式(1-1)变成 ??? ? ??-+=-612),( 2220δδτλδτx a q t x t c (1-2) 由此可见，当F 0> 0.5后，平板各处温度和时间成线性关系，温度随时间变化的速率是常数，并且到处相同。这种状态称为准稳态。 在准稳态时，平板中心面x =0处的温度为： ?? ? ??-= -61),0( 20δτλδτa q t t 平板加热面x =δ处为： ??? ??+= -31),( 20δτλδτδa q t t c 此两面的温差为： λ δ ττδc q t t t ?= -=?21),0( ),( (1-3) 如已知c q 和δ，再测出t ?，就可以由式(1-3)求出导热系数： t q c ?= 2δ λ (1-4) 实际上，无限大平板是无法实现的，实验总是用有限尺寸的试件，一般可认为，试件的横向尺寸为厚度的6倍以上时，两侧散热对试件中心的温度影响可以忽略不计。试件两端面中心处的温度差就等于无限大平板时两端面的温度差。 根据热平衡原理，在准稳态时，有下列关系：
《室内空气质量监测治理综合实验》指导书 实验名称：室内空气质量监测治理综合实验 实验类型: 综合性实验 学时： 32学时 适用对象: 环境工程专业 一、实验目的 1．掌握空气中甲醛、二氧化氮、可吸入颗粒物（PM10）等监测分析方法。 2．提高对室内空气中污染物的综合分析能力和对室内空气污染的综合治理能力。 二、实验要求 1．根据GB/T18883—2002室内空气质量标准中的规定，甲醛（HCHO）测定选择GB/T18204.26酚试剂分光光度法或室内空气甲醛快速测定法；二氧化氮（NO2）测定选择GB/T15435盐酸萘乙二胺分光光度法；可吸入颗粒物（PM10）测定可选择GB/T17095重量法，并预习实验内容，进行实验准备。 2．按照GB/T18883—2002室内空气质量标准中“室内空气监测技术导则”要求，在房间内设3个点，甲醛和二氧化氮测定取1小时均值；可吸入颗粒物PM10测定取日平均浓度。 3．将采集样品按照标准方法进行分析，将分析结果与GB/T18883—2002室内空气质量标准进行对照，指出室内主要污染源和主要污染物，并提出可行性治理方案。 三、室内空气中甲醛的测定 1．原理 甲醛与酚试剂反应生成嗪，在高铁离子存在下，嗪与酚试剂的氧化产物反应生成蓝绿色化合物。根据颜色深浅，用分光光度法测定。 本法检出限为0.1μg/5mL（按与吸光度0.02相对应的甲醛含量计），当采样体积为10L 时，最低检出浓度为0.01mg/m3。 2．仪器 (1) 大型气泡吸收管：l0mL。 (2) 空气采样器：流量范围0～1L/min。 (3) 具塞比色管：l0mL。 (4) 分光光度计。 3．试剂 (1) 吸收液：称取0.10g酚试剂（3-甲基—苯并噻唑腙C6H4SN(CH3)C∶NNH2·HCl，简称MBTH），溶于水中，稀释至l00mL，即为吸收原液。贮存于棕色瓶中，在冰箱内可以稳定3d。采样时取5.0mL原液加入95mL水，即为吸收液。 (2) 1％硫酸铁铵溶液：称取1.0g硫酸铁铵，用0.10mol/L盐酸溶液溶解，并稀释至l00mL。
微机原理与接口技术实验指导书 计算机科学系
第一章软件实验项目 §1.1 汇编环境简介 1、汇编语言源程序编辑 建立汇编语言程序可以使用多种方法 （1）使用 EDIT 建立汇编语言程序 使用汇编环境下自带的EDIT.EXE文件进行文件的编辑。 格式：EDIT 文件名.ASM (回车) （2）使用 PE2 建立汇编语言程序 在 DOS 提示符下使用 PE2 编辑器输入用户汇编语言程序 (扩展名为.ASM)。 格式：PE2 文件名.ASM (回车) （3）使用 SK 建立汇编语言程序 使用 SK2 热键启动 SK 2、汇编程序生成目标程序 经过编辑命令建立的汇编语言源程序使用汇编程序编译成目标程序。 （1） 使用 MASM 宏汇编进行编译 > MASM 文件名 在汇编程序调入后,先显示版本号,然后出现第一行提示， Object filename [源文件名.OBJ]: ;默认该文件名回车。 Source Listing [NUL.LST] : 源文件名或其他 ;输入文件名建立可打印文件。 Cross Reference [NUL.CRF]: 源文件名或其他 ;回车。 Warning Errors severe Errors 如果汇编过程中发现源程序有错误，由以上两种错误类型分别列出。此时可分析错误原因，返 回编辑程序修改源程序。 汇编程序出错信息见 《 汇编程序出错信息表 》, 注意出错的类型及出错的源文件对应行。 若不需要产生 .LST 和 .CRF 文件, 可在 > 下加";" > MASM 文件名; （2）使用 TASM 进行编译 例如：编译 A.ASM文件。 TASM A
《传热学》实验指导书 建筑环境与设备工程教研室
实验一 强迫对流换热实验 一、实验目的 1、了解热工实验的基本方法和特点； 2、学会翅片管束管外放热和阻力的实验研究方法； 3、巩固和运用传热学课堂讲授的基本概念和基本知识； 4、培养学生独立进行科研实验的能力。 二、实验原理 1、翅片管是换热器中常用的一种传热元件，由于扩展了管外传热面积，故可使光管的传热热阻大大下降，特别适用于气体侧换热的场合。 2、空气（气体）横向流过翅片管束时的对流换热系数除了与空气流速及物性有关以外，还与翅片管束的一系列几何因素有关，其无因次函数关系可表示如下： N u =f(R e 、P r 、、 、、、、o l o t o o o D P D P D B D D H /δn) (1) 式中：N u = γ D h ?为努谢尔特数； R e = γm o u D ?= η m o G D ? 为雷诺数； P r = h ν=λ μ?C 为普朗特数； H 、δ、B 分别为翅片高度、厚度、和翅片间距； P t 、P l 为翅片管的横向管间距和纵向管间距；n 为流动方向的管排数； D o 为光管外径，u m 、G m 为最窄流通截面处的空气流速（m/s ）和质量流量 （kg/m 2s ）， 且G m =u m ?ρ。λ、ρ、μ、γ、α为气体的特性值。 此外，换热系数还与管束的排列方式有关，有两种排列方式，顺排和叉排，由于在叉排管束中流体的紊流度较大，故其管外换热系数会高于顺流的情况。 对于特定的翅片管束，其几何因素都是固定不变的，这时，式（1）可简化为： N u =f （R e 、P r ） （2） 对于空气，P r 数可看作常数，故 N u =f （R e ） （3） 式（3）可表示成指数方程的形式 N u =CR e n （4） 式中，C 、n 为实验关联式的系数和指数。这一形式的公式只适用于特定几何条件下的管束，为了在实验公式中能反映翅片管和翅片管束的几何变量的影响，需要分别改变几何参数进行实验并对实验数据进行综合整理。 3、对于翅片管，管外换热系数可以有不同的定义公式，可以以光管外表面为基准定义换热系数，也可以以翅片管外表面积为基准定义。为了研究方便，此处采用光管外表面积作为基准，即： ) (wo a o T T L D n Q h -???= π （5）
环境监测实验指导书 （环境监察专业用） 武汉工程大学环境监察教研室 二○○七年十月
目录 实验一废水悬浮固体和浊度的测定 (1) 实验二颜色的测定 (4) 实验三氨氮的测定 (6) 实验四水中氟化物的测定－离子选择电极法 (12) 实验五水中铬的测定 (15) 实验六化学需氧量的测定 (19) 实验七生化需氧量的测定 (25) 实验八水中挥发酚类的测定 (31) 实验九水中总大肠菌群的测定－多管发酵法 (36) 实验十污水和废水中油的测定 (41) 实验十一废水中苯系化合物的测定 (45) 实验十二校园空气质量监测 (47) 实验十三大气中一氧化碳的测定－非色散红外吸收法 (54) 实验十四土壤中镉的测定－原子吸收分光光度法 (56) 实验十五头发中含汞量的测定 (59) 实验十六环境噪声监测 (61) 实验十七工业废渣渗沥模型试验 (63)
实验一废水悬浮固体和浊度的测定 一 、实验目的和要求 掌握悬浮固体和浊度的测定方法。 实验前复习残渣和浊度的有关内容。 二、悬浮固体的测定 （一）、原理 悬浮固体系指剩留在滤料上并于103—105℃烘至恒重的固体。测定的方法是将水样通过滤料后，烘干固体残留物及滤料，将所称重量减去滤料重量，即为悬浮固体（总不可滤残渣）。 （二）、仪器 1.烘箱。 2.分析天平。 3.干燥器。 4.孔径为0.45μm滤膜及相应的滤器或中速定量滤纸。 5.玻璃漏斗。 6.内径为30—50mm称量瓶。 （三）、测定步骤 1.将滤膜放在称量瓶中，打开瓶盖，在103—105℃烘干2h，取出冷却后盖好瓶盖称重，直至恒重（两次称量相差不超过0.0005g）。 2.去除漂浮物后振荡水样，量取均匀适量水样（使悬浮物大于2.5mg），通过上面称至恒重的滤膜过滤；用蒸馏水洗残渣3—5次。如样品中含油脂，用10mL 石油醚分两次淋洗残渣。 3.小心取下滤膜，放入原称量瓶内，在103—105℃烘箱中，打开瓶盖烘2h，冷却后盖好盖称重，直至恒重为止。 （四）、计算 式中：A——悬浮固体+滤膜及称量瓶重（g）； B——滤膜及称量瓶重（g）； V——水样体积（mL）。
传感器与检测技术实验 指导教师：xx 实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 (2) 实验二金属箔式应变片-全桥性能实验及电子秤实验..6 实验三电容式传感器的位移特性实验 (10) 实验四PtIOO热电阻测温实验 (13)
实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 实验目的: 了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 基本原理: 金属丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值会发生变化，这就是金属的电阻 应变效应。 金属的电阻表达式为： R - （ 1） 当金 S 属电阻丝受到轴向拉力F 作用时，将伸长l ，横截面积相应减小 S ，电阻率因晶格变 化等因素的影响而改变.”，故引起电阻值变化 R 。对式（1）全微分，并用相对变化 （2） 式中的:||为电阻丝 的轴向应变，用&表示，常用单位曲（1氏=1X 10厘口%口）。若径向应变为也%， 电阻丝的纵向伸长和横向收缩的关系用泊松比 ■表示为计「=7 （=| | ），因为S S =2 （占%），贝9（ 2）式可以写成： 式（3）为“应变效应”的表达式。k o 称金属电阻的灵敏系数，从式（3）可见，k o 受两个因素影响，一个是（1 + 2」），它是材料的几何尺寸变化引起的，另一个是"（二）， 是材料的电阻率P 随应变引起的（称“压阻效应”）。对于金属材料而言，以前者为主， 则k o : 1 - ，对半导体，k o 值主要是由电阻率相对变化所决定。实验也表明，在金属 丝拉伸比例极限内，电阻相对变化与轴向应变成比例。通常金属丝的灵敏系数 k 0 =2左 右。 用应变片测量受力时，将应变片粘贴于被测对象表面上。在外力作用下，被测对 象表面产生微小机械变形时，应变片敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化。通过 转换电路转换为相应的电压或电流的变化，根据（3）式，可以得到被测对象的应变值 ￡，而根据应力应变关系（4） 式中（T ——测试的应力； 量来表示，则有: 兰（12「二匸十日 P A l l l l (3)