【2017年整理】传感器原理课设.doc

课程设计报告( 2012-2013年度第二学期)名 称： 传感器原理及应用课程设计 题 目： 传感器特性及重物的质量测定 院 系： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 2 成 绩： 日 期： 2013 年 7 月 9 日 传感器特性及重物的质量测定设计原理使用2种及以上的传感器对重物进行测量。利用传感器特性中，在一定范围内其位移与电压变化成线性关系的特点，绘制曲线，取为标准刻度，同时使用砝码作为质量标定，作出曲线，并对两曲线进行拟合，标定，使之大致相同。而后使用传感器对重物进行测量，得出与之对应的电压值，同时与校正之后的砝码曲线进行比对，从而得出被测物的质量。使用仪器以及设备本次课程设计实验选用了两种传感器，分别是电涡流式传感器、霍尔式传感器。并且分别进行了3次等精度测量。其他所用仪器有：涡流变化器、螺旋测微仪、电压表、电桥、差动放大器、激振器、低频振荡器、直流稳压电源、导线若干、万能电表。传感器特性及测量原理电涡流式传感器：电涡流传感器由一平面组成，金属片安装在与其平行的振动台上。当线圈中通以交变电流后，金属片上产生电涡流，涡流大小不同，影响阻抗Z的程度不同，而涡流大小与金属板的电阻率、磁导率、厚度、温度以及线圈与金属板表面的距离Y有关。当平面线圈、被测体、激励源已确定，并保持环境温度不变，阻抗Z只跟距离Y有关。将阻抗变化经涡流变换器变换成电压U输出，则输出电压是位移量Y的单值函数。如图所示 霍尔式传感器：霍尔式传感器是由两个半圆形永久磁钢组成梯度磁场，位于梯队磁场中的霍尔元件——霍尔片通过底座连结在振动台上。当霍尔片通以恒定的电流时，霍尔元件就有电压输出。改变振动台的位置，霍尔片就在梯度磁场中上、下移动，输出的霍尔电势U值取决于其在磁场中的唯一Y，所以由霍尔电势的大小便可获得振动台的静位移。实验内容以及步骤电涡流式传感器电压表的量程设定为20V档，固定好电涡流式传感器，并对螺旋测微仪选定好起始点。按图接线，利用差动放大器组成的电平移动电路，调节电桥单元上的，使得系统输出为零。调节螺旋测微仪读数，记下对应的W以及U值，填入表内并作出对应的传感器特性曲线。将螺旋测微仪取出，使传感器回到初始位置，在称重平台上逐步添加砝码，记下相应的W和U值，填入表内，并作出曲线。3、4步骤重复两次，总共取得三组数据。1、3行是位移 单位为mm 2、4行为电压 单位为V1.8.558.508.458.408.358.308.258.208.158.108.051.411.511.611.711.791.891.972.062.142.222.308.007.957.907.857.807.757.707.657.607.557.502.382.452.522.602.672.742.812.882.95砝码/个12345电压/V1.321.802.102.452.73电池对应电压示数为：2.67V2.8.208.158.108.058.007.957.907.857.807.757.701.421.521.621.711.791.881.982.082.162.232.297.657.607.557.507.457.407.357.307.257.207.152.362.442.522.582.652.732.822.882.94砝码/个12345电压/V01.201.702.062.40电池对应电压示数为：2.27V3.8.608.558.508.458.408.358.308.258.208.158.101.581.671.761.851.942.022.092.172.252.332.408.058.007.957.907.857.807.757.707.657.607.552.472.542.622.692.752.822.882.953.013.083.15砝码/个12345电压/V1.792.172.522.833.14电池对应电压示数为：3.03V由上图可知，所选区域以及砝码特性曲线基本呈线性，且总质量为100g的砝码对应的电压全部落在所选传感器的