西交大检测技术基础实验报告

检测技术基础实验报告学院：班级：姓名：学号：1西安交通大学实验报告课程检测技术基础实验日期年月日专业班号交报告日期年月日姓名学号共9页第1页实验五直流全桥的应用——电子称实验一、实验目的：了解直流全桥的应用及电路的定标二、实验仪器：同实验一三、实验原理：电子称实验原理同实验三的全桥测量原理，通过调节放大电路对电桥输出的放大倍数使电路输出电压值为重量的对应值，电压量纲（V）改为重量量纲（g）即成一台比较原始的电子称。四、实验内容与步骤1．按实验三的步骤1、2、3接好线并将差动放大器调零。2．将10只砝码置于传感器的托盘上，调节电位器Rw3（满量程时的增益），使数显电压表显示为0.200V（2V档测量）。3．拿去托盘上所有砝码，观察数显电压表是否显示为0.000V，若不为零，再次将差动放大器调零和加托盘后电桥调零。4．重复2、3步骤，直到精确为止，把电压量纲V改为重量量纲Kg即可以称重。5．将砝码依次放到托盘上并读取相应的数显表值，直到200g砝码加完，计下实验结果，填入下表。6．去除砝码，托盘上加一个未知的重物（不要超过1Kg），记录电压表的读数。根据实验数据，求出重物的重量。重量(g)200180160140120100806040200电压(V)0.2670.2500.2300.2110.1930.1740.1560.1370.1190.1000.0827．实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。五、实验报告根据实验记录的数据，计算电子称的灵敏度L=ΔU/ΔW，非线性误差δf4。2灵敏度：U0.267-0.082L==0.000925W2000拟合直线：y=0.0009x+0.0816非线性误差：maxLFSL0.0064=100%=100%=3.46%y0.267-0.082所放重物为手机：165mV重物重量为：92.6g实验二十八霍尔测速实验一、实验目的：了解霍尔组件的应用——测量转速。二、实验仪器：霍尔传感器、+5V、+4、±6、±8、±10V直流电源、转动源、频率/转速表。三、实验原理；利用霍尔效应表达式：UH＝KHIB，当被测圆盘上装上N只磁性体时，转盘每转一周磁场变化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出被测旋转物的转速。四、实验内容与步骤1．安装根据图28-1，霍尔传感器已安装于传感器支架上，且霍尔组件正对着转盘上的磁钢。3图28-12．将+5V电源接到三源板上“霍尔”输出的电源端，“霍尔”输出接到频率/转速表（切换到测转速位置）。3．打开实验台电源，选择不同电源+4V、+6V、+8V、+10V、12V（±6）、16V（±8）、20V（±10）、24V驱动转动源，可以观察到转动源转速的变化，待转速稳定后记录相应驱动电压下得到的转速值。也可用示波器观测霍尔元件输出的脉冲波形。表28-1电压(V)+4V+6V+8V+10V12V16V20V24V转速(rpm)27561499413611609222830363669五、实验报告1．分析霍尔组件产生脉冲的原理。转盘上等间隔的安装有磁钢，在转盘转动的过程中，当磁钢接近霍尔元件时，磁场强度增大，由霍尔效应表达式：UH＝KHIB知，产生最大值；当磁钢远离霍尔元件时，磁场强度减小，产生最小值，于是产生脉冲信号。2．根据记录的驱动电压和转速，作V-RPM曲线。V-RPM曲线如下：4实验三十九光电转速传感器的转速测量实验一、实验目的：了解光电转速传感器测量转速的原理及方法。二、实验仪器：转动源、光电传感器、直流稳压电源、频率/转速表、示波器三、实验原理：光电式转速传感器有反射型和透射型二种，本实验装置是透射型的，传感器端部有发光管和光电池，发光管发出的光源通过转盘上的孔透射到光电管上，并转换成电信号，由于转盘上有等间距的6个透射孔，转动时将获得与转速及透射孔数有关的脉冲，将电脉计数处理即可得到转速值。四、实验内容与步骤1．光电传感器已安装在转动源上，如下图所示。+5V电源接到三源板“光电”输出的电源端，光电输出接到频率/转速表的“fin”。2．打开实验台电源开关，用不同的电源驱动转动源转动，记录不同驱动电压对应的转速，填入下表，同时可通过示波器观察光电传感器的输出波形。图39-1驱动电压V(V)4v6v8v10v12v16v20v24v转速n(rpm)280741120015161776241430473657五、实验报告1．根据测的驱动电压和转速，作V-n曲线。并与其他传感器测得的曲线比较。5由图知：光电转速传感器的测量结果与霍尔元件的测量结果基本吻合，验证了实验28和实验39的正确性。同时可以看出在误差允许的范围内，测量结果中转速与驱动电压成正比，与理论符合。实验四十三光敏电阻应用——声光双控LED实验一、实验目的了解光敏电阻和声波传感器的原理与应用。二、实验仪器光电传感器实验模块、恒流源三、实验原理利用声波在声场中的物理特性和种种效应而研制的声波传感器，能将声音信号转换成电信号。它的工作原理是当膜片受到声波的压力，并随着压力的大小和频率的不同而振动时，膜片极板之间的电容量就发生变化。与此同时，极板上的电荷随之变化，从而使电路中的电流也相应变化，负载电阻上也就有相应的电压输出，从而完成了声电转换。光敏电阻的工作原理是基于光电导效应。在无光照时，光敏电阻具有很高的阻值，在有光照时，电阻率降低；入射光愈强，电阻值越低；光照停止后，自由电子与空穴复合，导电性能下降，电阻恢复原值。利用这两种传感器组成的声光检测系统在安防，楼宇等领域有着广泛的应用。本实验模拟楼道灯的声光双控系统，实验原理图如下：6图43-1声光双控LED原理图光敏电阻RG处于光照环境时，RG为低电阻，Q4截止，LED1不亮；光敏电阻RG无光照时，RG为高阻抗，由于R2的偏置使Q4仍处于截止状态；此时若有声波信号经声波传感器BM拾取，Q3有很强的音频信号输入，使Q4处于饱和状态，Q5也处于饱和状态，LED1亮，同时对C3充电，使LED1延时10S左右熄灭。四、实验内容与步骤1、光敏电阻置于光电传感器模块上的暗盒内，其两个引脚引出到面板上。通过实验导线将光敏电阻接到声光双控LED电路的RG两端。2、打开实验台电源，将+15V电源接入传感器应用实验模块。3、0～20mA恒流源接LED两端，调节LED驱动电流改变暗盒内的光照强度，说话或者敲击桌面发出声音，观察LED1的状态。4、调节Rw，改变系统的灵敏度，重复步骤3观察实验现象有什么不同。五、实验报告根据观察到的实验现象，思考小区楼道灯的工作原理。观察到的现象：（1）当LED驱动电流较小时，暗盒内的光照强度较小，模拟“黑夜”的情景，此时发出声音LED1亮；当增大LED驱动电流时，需要更大的声音LED1才会亮；当驱动电流增大到一定程度，无论声音多大灯都不会亮，此时模拟“白天”的情景。（2）调节Rw，改变系统的灵敏度。当Rw增大时，灵敏度也随之增大。小区楼道灯的工作原理：220V交流电通过H及整流全桥后，变成直流脉动电压，作为正向偏压，加在可控硅VS及R支路上。白天，亮度大于一定程度时，光敏二极管D呈现底阻状态≤1KΩ，使三极管V截止，其发射极无电流输出，单向可控硅VS因无触发电流而阻断。此时流过灯泡H的电流≤2.2mA,灯泡H不能发光。电阻R1和稳压二极管DW使三极管V偏压不超过6.8V，对三极管起保护作用。夜晚，亮度小于一定程度时，光敏二极管D呈现高阻状态≥100KΩ，使三极管V正向导通，发射极约有0.8V的电压，使可控硅VS触发导通，灯泡H发光。RP是清晨或傍晚实现开关转换的亮度选择元件。由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成。它提供了一种操作简便、灵活、抗干扰能力强，控制灵敏的声控灯，它采用人嘴发出约1秒的控制信号“嘶”声，即可方便及时地打开和关闭声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能，并设有手动开关，使其应用更加方便。声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成。7实验五十一E型热电偶测温实验一、实验目的：了解E型热电偶的特性与应用二、实验仪器：智能调节仪、PT100、E型热电偶、温度源、温度传感器实验模块。三、实验原理：E型热电偶传感器的工作原理同K型热电偶。四、实验内容与步骤：1．重复Pt100温度控制实验，将温度控制在500C，在另一个温度传感器插孔中插入E型热电偶温度传感器。2．将±15V直流稳压电源接入温度传感器实验模块中。温度传感器实验模块的输出Uo2接主控台直流电压表。3．将温度传感器模块上差动放大器的输入端Ui短接，调节Rw3到最大位置，再调节电位器Rw4使直流电压表显示为零。4．拿掉短路线，按图50-3接线，并将E型热电偶的两跟引线，热端（红色）接a，冷端（绿色）接b，并记下模块输出Uo2的电压值。5．改变温度源温度每隔50C记下Uo2输出值。直到温度升至1200C。将实验结果填入下表。T（℃）5055606570758085Uo2（V）76.894.2110.2127.3142.7161.0180.7195.0T（℃）9095100105110115120Uo2（V）211.2228.0246.7264.5280.0298.3314.8五、实验报告1．根据表实验所得数据，作出UO2-T曲线，分析E型热电偶的温度特性曲线，计算其非线性误差。E型热电偶(镍铬-铜镍[康铜]热电偶)8E型热电偶为一种较新产品，正极为镍铬合金，负极为铜镍合金(康铜)。其最大特点是在常用的热电偶中，其热电势最大，即灵敏度最高;它的应用范围虽不及K型偶广泛，但在要求灵敏度高、热导率低、可容许大电阻的条件下，常常被选用;使用中的限制条件与K型相同，但对于含有较高湿度气氛的腐蚀不很敏感。由热电偶的拟合直线图知，在50至85℃的范围内，测量电压的拟合直线和分度表查出电压的拟合直线之间的误差逐渐增大，则说明E型热电偶更适用于较低温度情况下的测量。拟合直线：y=3.4035x-93.8708非线性误差：maxLFSL0.8783=100%=100%=0.37%y314.8-76.82．根据中间温度定律和E型热电偶分度表，用平均值计算出差动放大器的放大倍数A。15ii=1iUo21A==3500015（倍）热电动势T（℃）5055606570758085热电动势（mV）3.0473.3643.6834.0054.3294.6554.9835.314T（℃）9095100105110115120热电动势（mV）5.6465.9816.3176.6566.9967.3397.683附表51-2E型热电偶分度表（分度号：E，单位：mV）温度（℃）热电动势（mV）012345678900.0000.0590.1180.1760.2350.2950.3540.4130.4720.532100.5910.6510.7110.7700.8300.8900.9501.0111.0711.131201.1921.2521.3131.3731.4341.4951.5561.6171.6781.739301.8011.8621.9241.9852.0472.1092.1712.2332.2952.357402.4192.4822.5442.0572.6692.7322.7952.8582.9212.984503.0473.1103.1733.2373.3003.3643.4283.4913.5553.619603.6833.7483.8123.8763.9414.0054.0704.1344.1994.264704.3294.3944.4594.5244.5904.6554.7204.7864.8524.917804.9835.0475.1155.1815.2475.3145.3805.4465.5135.579905.6465.7135.7805.8465.9135.9816.0486.1156.1826.250100