2医用传感技术实验指导书2010-08-06目录

a 目录 一 医用传感技术实验须知一 医用传感技术实验须知 b 二 二 CSY998BCSY998B 型传感器实验仪简介型传感器实验仪简介 c 三 三 CSY998BCSY998B 型传感器实验仪主要技术参数与性能型传感器实验仪主要技术参数与性能 d 传感器安装台元器件参数与性能 d 显示仪表参数与性能 f 处理电路单元参数与性能 g 音频与低频振荡器性能与用途 h 两套悬臂梁 测微头构成与用途 i 两组电加热器构成与用途 i 测速电机构成与用途 i 两组稳压电源参数与用途 i 计算机联接与处理 j 四 传感器实验四 传感器实验 1 1 实验实验 1 1 应变片传感器实验应变片传感器实验 1 1 1应变片传感器性能验证实验 单臂电桥 1 1 2应变片传感器的单臂 半桥 全桥比较实验 2 1 3应变片传感器的温度效应及补偿实验 3 实验实验 2 2 差动变面积式电容传感器的静态及动态特性实验差动变面积式电容传感器的静态及动态特性实验 4 2 1差动变面积式电容传感器的静态特性实验 4 2 2差动变面积式电容传感器的动态特性实验 4 实验实验 3 3 热电偶 热敏电阻 热释电传感器实验热电偶 热敏电阻 热释电传感器实验 5 3 1热电偶传感器原理验证实验 5 3 2热敏电阻传感器特性验证实验 7 3 3热释电传感器特性验证实验 8 实验实验 4 4 光纤 光敏电阻 光电池传感器实验光纤 光敏电阻 光电池传感器实验 9 4 1光纤位移传感器静态实验 9 4 2光纤位移传感器的动态测量一 10 4 3光纤位移传感器的动态测量二 11 4 4光敏电阻传感器工作原理验证实验 11 4 5硅光电池传感器特性验证实验 12 实验实验 5 5 太阳能电池板应用的综合性实验太阳能电池板应用的综合性实验 13 b 一 传感器实验须知一 传感器实验须知 实验课是理论联系实际的重要教学环节 通过实验应该使学生达到巩固和加深理论 基础知识的理解 能够培养学生具有一定的测试技能和动手能力 能熟练地使用常用仪 器和灵活运用元器件等目的 为此 要求学生 1 课前要做好充分预习 对于综合性实验的内容 必须在实验前按要求完成理论设计 对 每次实验的目的 原理内容和步骤等要做到心中有数 2 进入实验室后 应遵守 实验室学生守则 自觉维护实验室的安静和整洁 未经允许 不准擅自调换实验台和实验设备 3 对无故缺课 迟到者 按学校有关规定处理 4 实验数据和波形等记录要严肃认真 实验报告要按要求在规定时间内完成 5 实验时 要注意安全和爱护仪器设备 接通电源前 必须认真检查电路的接线正确与否 以防止因为接错线路而损坏元器件和仪器设备的事情发生 6 实验中发现有异常现象 闻到异味或看到冒烟 应立即切断电源并且保持现场 及时向 指导老师报告 以便作出妥善处理 7 每次实验完毕后 必须经过指导老师检查实验记录并签名验收 离开实验室前 必须将 仪器 元器件 实验导线放回规定的位置 并使实验台保持整齐干净 8 应变片传感器元件受力过度会导致元件损坏 实验及搬动仪器时不能用力过大 c 二 二 CSY998BCSY998B 型传感器实验仪简介型传感器实验仪简介 CSY998BCSY998B 型传感器实验仪主要由以下四部分组成 型传感器实验仪主要由以下四部分组成 1 1 传感器安装平台传感器安装平台 装有双平行振动梁 应变片 热电偶 PN 结 热敏电阻 加热器 压电传感器 梁自由 端的磁钢 激振线圈 双平 行梁测微头 光纤传感器的光 电变换座 光纤及探头 小机 电 电涡流传感器及支座 电涡流传感器引线 3 5 插孔 霍尔传感器的二个半 圆磁钢 振动平台 圆盘 测微头及支架 振动圆盘 圆盘磁钢 激振线圈 霍 尔片 电涡流检测片 差动变压器的可动芯子 电容传感器的动片组 磁电传感 器的可动芯子 半导体扩散硅压阻式差压传感器 气敏传感器及湿敏元件安装盒 热释电传感器 光电开关 硅光电池 光敏电阻元件安装盒 2 2 显示与激励源面板显示与激励源面板 电机控制单元 主电源 直流 稳压电源 2V 10V 档位 调节 F V 数字显示表 可 作为电压表和频率表 动圈毫伏表 5mV 500mV 及调零 音频振荡器 低频振 荡器 15V 不可调稳压电源 3 3 主面板上传感器符号单元主面板上传感器符号单元 所有传感器 包括激振线圈 的引 线都从内部引到这个单元上的相应 符号中 实验时传感器的输出信号 包括激励线圈引入低频激振器信号 按符号 从这个单元插孔引线 4 4 处理电路单元处理电路单元 电桥单元 差动放大器 电容放大 器 电压放大器 移相器 相敏检 波器 电荷放大器 低通滤波器 d 涡流变换器等单元组成 三 三 CSY998BCSY998B 型传感器实验仪主要技术参型传感器实验仪主要技术参 数与性能数与性能 传感器安装台元器件参数与性能传感器安装台元器件参数与性能 应变梁与功能应变梁与功能 双平行振动梁的自由端及振动圆盘下面各装有磁钢 通过各自测微头或激振线圈 接入低频激振器 VO可做静态或动态测量 应变梁采用不锈钢片 双梁结构端部有较好的线性位移 传感器与特性参数传感器与特性参数 1 1 电涡流位移传感器 电涡流位移传感器 量程 1mm 直流电阻 1 2 多股漆包线绕 制的扁平线圈与金属涡流片组成 2 2 霍尔式传感器 霍尔式传感器 量程 2mm 直流电阻 激励源端口 800 1 5K 输出端口 300 500 日本 JVC 公司生产的线性半导体霍尔片 它置于 环形磁钢构成的梯度磁场中 3 3 光纤式传感器 光纤式传感器 由多模光纤 发射 接收电路组成的导光型传感 器 线性范围 2mm 红外线发射 接收 直流电阻 500 2 5k 2 60 股 丫形 半圆分布 4 4 应变式传感器 应变式传感器 箔式应变片阻值 350 应变系数 2 5 5 热敏电阻 热敏电阻 半导体热敏电阻 NTC 负温度系数 25 时为 10K 6 6 PNPN 结温度传感器 结温度传感器 利用半导体 P N 结良好的线性温度电压特性制成的 测温传感器 能直接显示被测温度 灵敏度 2 1mV 7 7 热电偶式传感器 热电偶式传感器 e 直流电阻 10 左右 由两个铜一康铜热电偶串接而成 分度号为 T 冷端温度为环境 温度 8 8 电感式传感器 差动变压器 电感式传感器 差动变压器 量程 5mm 直流电阻 5 10 由一个初级 二个次级线 圈绕制而成的透明空心线圈 铁芯为 软磁铁氧体 9 9 电容式传感器 电容式传感器 量程 2mm 由两组定片和 一组动片组成的差动变面积式电容 1010 压阻式压力传感器 压阻式压力传感器 半导体扩散半导体扩散 硅硅 量程 10Kpa 差压 供电 6V 直流电阻 Vs Vs 350 450 Vo Vo 3K 3 5K 美国摩托罗拉公司生产的 MPX 型压阻式差压传感器 具有温度自补偿功能 先进的 X 型工作片 带温补 1111 压电加速度计 压电加速度计 PZT 5 压电晶片和铜质量块构成 谐振频率 10KHZ 电荷灵敏度 q 20pc g 1212 磁电式传感器 磁电式传感器 0 21 1000 直流电阻 30 40 由线圈和动 铁 永久磁钢 组成 灵敏度 0 5v m s 1313 气敏传感器气敏传感器 MQ3 酒精 测量范围 50 200ppm 1414 湿敏电阻 湿敏电阻 高分子薄膜电阻型 RH 几兆 几 K 响应时间 吸湿 脱 湿小于 10 秒 f 湿度系数 0 5RH 测量范围 10 95 工作温度 0 50 1515 热释电红外传感器 热释电红外传感器 远红外式 1616 光电池 硅 光电池 硅 Si 日光型 1717 光敏电阻 光敏电阻 cdscds 材料材料 几欧到几兆欧 1818 光电开关 反射型 光电开关 反射型 二二 显示仪表参数与性能显示仪表参数与性能 1 数字式电压数字式电压 频率表频率表 简称 F V 表 3 位半显示 电压范围 0 2V 0 20V 频率范围 3Hz 2KHz 10Hz 20KHz 灵敏度小于等于 50mV 2 指针式毫伏表指针式毫伏表 85C 型表 分 0 5V 50mV 5mV 三档 精度 2 5 g 三三 处理电路单元参数与性能 处理电路单元参数与性能 1 1 电桥电桥 用于组成直流电桥 提供组桥插座 标准电阻和交 直流调平衡网络 2 2 差动放大器 差动放大器 通频带 0 10kHz 可接成同相 反相 差动结构 增益为 1 100 倍的直流放大器 3 电容变换器电容变换器 由高频振荡 放大和双 T 电桥组成的处理电路 4 4 电压放大器电压放大器 增益约为 5 倍 同相输入 通频带 0 10KHz 5 5 移相器移相器 允许最大输入电压 10Vp p 移相范围 20 5kHz 时 6 6 相敏检波器相敏检波器 可检波电压频率 0 10kHz 允许最大输入电压 10Vp p 极性反转整形电路与电子 开关构成的检波电路 7 电荷放大器电荷放大器 电容反馈型放大器 用于放大压电传感器的输出信号 h 8 8 低通滤波器低通滤波器 由 50Hz 陷波器和 RC 滤波器组成 转折频率 35Hz 左右 9 9 涡流变换器涡流变换器 输出电压 8 V 探头离开被测物 变频调幅式变换电路 传感器线圈是振荡电路 中的电感元件 1010 光电变换座 光电变换座 由红外发射 接收管组成 音频与低频振荡器性能与用途 音频与低频振荡器性能与用途 1 音频振荡器音频振荡器 0 4KHz 10KHz 输出幅度连续可调 Vp p 为 20V 提供 180 0 两路相反相位输出 LV 端最大功率输出电流 0 5A 2 低频振荡器 低频振荡器 1 30Hz 输出幅度连续可调 Vp p 值 20V 最大输出电流 0 5A Vi 端可提供用做电流放大器 i 五五 两套悬臂梁 测微头构成与用途两套悬臂梁 测微头构成与用途 双平行式悬臂梁二副 其中一副为应变梁 另一副装在内部与振动圆盘相连 梁端装 有永久磁钢 激振线圈和可拆卸式螺旋测微头 可进行压力位移与振动实验 六 两组电加热器构成与用途两组电加热器构成与用途 电热丝组成 加热时可获得高于环境温度 30 左右的升温 七 测速电机构成与用途测速电机构成与用途 由可调的低噪声高速轴流风扇组成 与光电开关 光纤传感器 涡流传感器配合进行 测速实验 八八 两组两组稳压电源参数与用途稳压电源参数与用途 1 加热用直流稳压电源 加热用直流稳压电源 直流 15V 主要提供温度实验时的加热电源 最大输出电流 1 5A 2 2 激励用直流稳压电源激励用直流稳压电源 2V 10V 分五档输出 最大输出电流 1 5A 提供直流激励源 3 3 主电源开关主电源开关 主电源开关控制所有直流稳压输出 4 4 副电源开关副电源开关 副电源开关控制运算放大器直流稳压工作电源的输出 j 九九 计算机联接与处理计算机联接与处理 数据采集卡 十二位 A D 转换 采样肃毒 10000 点 秒