传感器原理与应用课程设计.doc
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1、传感器原理与应用课程设计班 级: 测控1141班 姓 名: 学 号: 指导教师: 张立新 冯璐 撰写日期: 2013年12月19日 目录第一章 课程设计的目的、内容、要求11.1 实验目的11.2 实验内容11.3 实验要求1第二章 CSY2001B使用说明22.1 详细参数22.2 使用说明22.3 操作须知4第三章 磁电式传感器介绍53.1 磁电式传感器的构成53.2 磁电式传感器的原理53.3 磁电式传感器的应用7第四章 磁电式传感器实验84.1 实验所需模块介绍84.2 霍尔传感器直流特性104.3 霍尔传感器交流特性114.4 霍尔传感器振幅测量12总结14参考文献15附录 磁电式传
2、感器实物连线图16第一章 课程设计的目的、内容、要求1.1 实验目的1培养学生测控系统的设计能力。2系统训练典型传感器的应用能力。3提高传感器及其应用电路的调试能力。4重点掌握典型传感器的应用方法、测量范围、应用电路以及检测精度与误差等解决实际工程问题的方案和操作方法。1.2 实验内容1提出总体设计方案。2应用传感器实验设备与自制电路系统进行设计。3系统硬件电路调试。4撰写课程设计论文。5完成课程设计答辩。1.3 实验要求1课程设计题目的方案及论证由学生自选完成。2完成各传感器性能、参数、工作原理的分析。(要求画电路图,电源除外)3掌握各式传感器标定方法及应用注意事项。4掌握传感器设计应用的环
3、境和对象。5设计结束学生应撰写课程设计论文一份,并完成课程设计答辩。第二章 CSY2001B使用说明2.1 详细参数大型桌式传感器与检测技术综合实验台,采用完全模块化组合方式。主机包含实验所需的各种信号激励控制源、仪表显示、计算机数据采集系统及传感器动、静态实验机构。每个实验模块包含实验处理电路、一种或一类传感器及实验执行机构,可按实验所需灵活组合。位移机构采用进口精密导轨组成,能确保纯直线性位移,以真实地反映传感器的性能。KYCSY2001B型传感器系统综合实验台适用于各大专院校开设的“传感器原理与应用”、“自动检测技术”、“自动化仪表”、“机械电子工程”等课程的实验教学课程。2.2 使用说
4、明CSY系列传感器系统综合实验台为完全模块式结构,分主机、实验模块和实验桌三部分。根据用户不同的需求分为基本型和增强性两种配置。主机由实验工作平台,传感器综合系统、高稳定交、直流信号源,温控电加热源,旋转源、位移机构、振动机构、仪表显示、电动气压源、数据采集处理和通信系统(RS232接口)、实验软件等组成。全套13个实验模块中均包含一种或一类传感器及实验所需的电路和执行机构(位移装置均由进口精密导轨组成,以确保纯直线性位移),实验时模块可按实验要求灵活组合,仪器性能稳定可靠,方便实用。主机配置:1. 直流稳压电源:(传感器工作直流激励源与实验模块工作电源)2V10V分五档输出,最大输出电流1.
5、5A15V(12V) 、最大输出电流1.5A;激光器电源。2音频信号源:(传感器工作交流激励源)0.4KHz-10KHz输出连续可调,最大Vp-p值20V。LV端口功率输出,最大输出电流1.5A3低频信号源:(供主机位移平台与双平行悬臂梁振动激励,实现传感器动态测试)1Hz30Hz输出,连续可调,最大输出电流1.5A,最大Vp-p值20V,激振I(双平行悬臂梁)、激振II(圆形位移平台)的振动源。转换钮子开关的作用:(请特别注意)当倒向V0侧时,低频信号源正常使用,V0端输出低频信号,倒向Vi侧时,断开低频信号电路,V0 端无低频信号输出,停止激振、的激励。Vi作为电流放大器的信号输入端,输出
6、端仍为V0端。激振不工作时激振选择开关应位于置中位置。4温控电加热源:(温度传感器加热源)由E分度热电偶控温的300W电加热炉,最高控制炉温400,实验控温200。交流220V插口提供电炉加热电源,作为温度传感器热源、及热电偶测温、标定和传感器温度效应的温度源等。5旋转源:(光电、电涡流传感器测转速之用)低噪声旋转电机,转速0-2400转/分,连续可调。(特别注意:电机不工作时钮子开关应置于“关”,否则直流稳压电源负电源会无输出)。6气压源:(提供压力传感器气压源)电动气泵:气压输出应40KP,连续可调,使用时请注意控制气压。手动加压气囊:可加压至满量程40KP,通过减压阀调节气压值。仪表显示
7、部分:1电压/频率表1/2位数字表、电压显示分02V、020V两档。频率显示分02KHz、020KHz两档,灵敏度50mv。2数字式温度表(E分度)温度显:0-800(用其他热电偶测温时应查对相应的热电偶分度表)。3气压表0-40KP(0-300mmHg)显示。磁电式、压电加速度、半导体应变(2片)、金属箔式应变(工作片4片,温度补偿片2片)、衍射光栅(增强型)。双平行悬臂梁旁的支柱安装有螺旋测微仪,可带动悬臂梁上下位移。圆形位移(振动)平台旁的支架可安装电感、电容、霍尔、光纤、电涡流等传感器探头,在平台振动时进行动态实验。2.3 操作须知1. 使用本仪器前,请先熟悉仪器的基本状况,对各传感器
8、激励信号的大小、信号源、显示仪表、位移及振动机构的工作范围做到心中有数。主机面板上的纽子开关都应选择好正确的倒向。2. 了解测试系统的基本组成:合适的信号激励源传感器处理电路(传感器状态调节机构)仪表显示(数据采集或图象显示)。3实验操作时,在用实验连接线接好各系统并确认无误后方可打开电源,各信号源之间严禁用连接线短路,主机与实验模块的直流电源连接线插头与插座连接时尤要注意标志端对准后插入,如开机后发现信号灯、数字表有异常状况,应立即关机,查清原因后再进行实验。4实验连接线插头为灯笼状簧片结构,插入插孔即能保证接触良好,不须旋转锁紧,使用时应避免摇晃。为延长使用寿命,操作时请捏住插头连接叠插。
9、5实验指导中的“注意事项”不可忽略。传感器的激励信号不准随意加大,否则可能会造成传感器永久性的损坏。6本实验仪为教学实验用仪器,而非测量用仪器,各传感器在其工作范围内有一定的线性和精度,但不能保证在整个信号变化范围都是呈线性变化。限于实验条件,有些实验只能做为定性演示(如湿敏、气敏传感器),能完成实验指导书中的实验内容,则整台仪器正常。7本仪器的工作环境温度40,需防尘。第三章 磁电式传感器介绍磁电式传感器利用电磁感应原理将输入运动速度变换成感应电势输出,是一种有源传感器。它不需要辅助电源,就能把被测对象的机械能转换成易于测量的电信号。并且,它具有双向转换特性,利用其逆转换效应可构成力矩发生器
10、和电磁激振器等。有时磁电式传感器也称作电动式或感应式传感器,它只适合进行动态测量。由于它有较大的输出功率,故配用电路较简单;零位及性能稳定;工作频带一般为101000Hz。3.1 磁电式传感器的构成磁电式传感器构成:磁路系统、线圈1磁路系统由它产生恒定直流磁场。为了减小传感器的体积,一般都采用永久磁铁。2线圈由它运动切割磁力线产生感应电动势。作为一个完整的磁电式传感器,除了磁路系统和线圈外,还有一些其它元件,如壳体、支承、阻尼器、接线装置等。3.2 磁电式传感器的原理1工作原理磁电式传感器的工作原理如图3-1 所示,它主要由旋转的触发轮(被等分的齿轮盘,上面有多齿或缺齿)和相对静止的感应线圈两
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- 传感器 原理 应用 课程设计
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