传感器实习心得体会

1 / 27传感器实习心得体会实训报告学了一学期的传感器，在最后期末的时候我们也参加了传感器这一学科的实训，收获还是颇多。在做测试技术的实验前,我以为不会难做,就像以前做物理实验一样,做完实验,然后两下子就将实验报告做完.直到做完测试实验后,才知道其实并不容易做,但学到的知识与难度成正比,使我们受益匪浅.做实验时,最重要的是一定要亲力亲为,务必要将每个步骤,每个细节弄清楚,弄明白,这样,也会有事半功倍的效果。实验就是使我们加深理解所学基础知识，掌握各类典型传感器、记录仪器的基本原理和适用范围;具有测试系统的选择及应用能力;具有实验数据处理和误差分析能力;得到基本实验技能的训练与分析能力的训练，使我们初步掌握测试技术的基本方法，具有初步独立进行机械工程测试的能力，对各门知识得到融会贯通的认识和掌握，加深对理论知识的理解。更重要的是能够提高我们的动手能力。2 / 27这次实习的却让我加深了对各种传感器的了解和它们各自的原理，而且还培养我们分析和解决实际问题的能力。在做实验的时候，连接电路是必须有的程序，也是最重要的，而连接电路时最重要的就是细心。我们俩最开始做实验的时候，并没有多注意，还是比较细心，但当我们把电路连接好通电后发现我们并不能得到数据，不管怎么调节都不对，后来才知道是我们电路连接错了，然后我们心里也难免有点失落，因为毕竟是辛辛苦苦连了这么久的电路居然是错了，最后我们就只有在认真检查一次，看错啊你处在哪里。有了这次的经验下次就更加细心了。 以上就是我们组两人对这次实训最大的感触，下次实训虽然不是一样的学科，但实验中的经验和感受或许会有相似的，我们会将这次的经验用到下次，经验不断积累就是我们实训最大的收获。实训报告学了一学期的传感器，在最后期末的时候我们也参加了传感器这一学科的实训，收获还是颇多。在做测试技术的实验前,我以为不会难做,就像以前做物理3 / 27实验一样,做完实验,然后两下子就将实验报告做完.直到做完测试实验后,才知道其实并不容易做,但学到的知识与难度成正比,使我们受益匪浅.做实验时,最重要的是一定要亲力亲为,务必要将每个步骤,每个细节弄清楚,弄明白,这样,也会有事半功倍的效果。实验就是使我们加深理解所学基础知识，掌握各类典型传感器、记录仪器的基本原理和适用范围;具有测试系统的选择及应用能力;具有实验数据处理和误差分析能力;得到基本实验技能的训练与分析能力的训练，使我们初步掌握测试技术的基本方法，具有初步独立进行机械工程测试的能力，对各门知识得到融会贯通的认识和掌握，加深对理论知识的理解。更重要的是能够提高我们的动手能力。这次实习的却让我加深了对各种传感器的了解和它们各自的原理，而且还培养我们分析和解决实际问题的能力。在做实验的时候，连接电路是必须有的程序，也是最重要的，而连接电路时最重要的就是细心。我们俩最开始做实验的时候，并没有多注意，还是比较细心，但当我们把电路连接好通电后发现我们并不能得到数据，不管怎么调节都不对，后来才知道是我们电路连接错了，然后我们心里4 / 27也难免有点失落，因为毕竟是辛辛苦苦连了这么久的电路居然是错了，最后我们就只有在认真检查一次，看错啊你处在哪里。有了这次的经验下次就更加细心了。以上就是我们组两人对这次实训最大的感触，下次实训虽然不是一样的学科，但实验中的经验和感受或许会有相似的，我们会将这次的经验用到下次，经验不断积累就是我们实训最大的收获。上海第二工业大学传感器与测试技术技能实习专业：机械电子工程班级：10 机工 A2姓名：学号：指导老师：杨淑珍5 / 27日期：2016 年 6 月 24 日7 月 7 日项目五：转子台转速测量及振动监控系统。内容设计一个转子台的振动检测系统，能实时测量转子台工作时的振动信号并实时显示转速，当振幅超过规定值时，报警。具体要求：1. 能测量振动信号并显示波形，若振动超过限值，报警；2. 能测量并显示转子的转速；3. 限值均由用户可设定；4. 显示当次产品检测结果，显示检验产品的总数，合格数和不合格数；5. 当次结果报告生成实训要求：6 / 271.提出设计方案；2.设计测量电路，硬件连接；3.测试软件设计利用 Labview 或其它开发程序，设计测量软件进行数据采集和分析。4.调试；5.撰写实训报告。目录一、综合实验要求 3二、设计方案 37 / 27三、硬件设备选择 5四、电路设计 10五、软件设计流程图12六、程序设计 13七、小结和体会 18转子台转速测量及振动监控系统实习报告一、综合实验要求设计一个转子台的振动检测系统，能实时测量转子台工作时的振动信号并实时显示转速，当振幅超过规定值时，报警。具体要求：8 / 271. 能测量振动信号并显示波形，若振动超过限值，报警；2. 能测量并显示转子的转速；3. 限值均由用户可设定；4. 显示当次产品检测结果，显示检验产品的总数，合格数和不合格数；5当次结果报告生成二、设计方案1. 测量原理光电传感器转子台转速测量：当被测轴上不能安装发讯盘或遮光盘时，可以直接在被测轴上粘贴反光标签，用光电传感器来测量。测量距离在 580mm。反光标签容易污损的环境下，需即时更换。9 / 27反射式光电传感器的工作原理见下图，主要由被测旋转部件、反光片、反射式光电传感器组成，在可以进行精确定位的情况下，在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸会取得较好的测量效果。在本实验中，由于测试距离近且测试要求不高，仅在被测部件上只安装了一片反光贴纸，因此，当旋转部件上的反光贴纸通过光电传感器前时，光电传感器的输出就会跳变一次。通过测出这个跳变频率 f，就可知道转速 n。n=f如果在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸，那么，n=f/N。N-反光片或反光贴纸的数量。反射式光电转速传感器的结构图电涡流传感器振幅测量的原理：电涡流传感器是基于涡流效应的原理制成的非接触式位移传感器该传感器由探头、加长电缆、前置器组成一套用来测量旋转机械轴的各种运行状态参数：如轴的径向振动、轴向位移、转速、偏心、10 / 27差胀等。由于振动，使平面线圈与被测体的相对距离发生周期性的变化，引起被测体上的涡流量发生周期性的变化，导致线圈的阻抗发生周期性的变化，经过涡流传感器应用实训报告班级：电子信息 0912 班 学号：实训时间：18-19 周 姓名：一、实训目的1、了解芯片 IC7107 和芯片 OP07 的参数、功能；2、熟悉 A/D 转换器的主要技术指标；3、更好的把模拟电路、数字电路、传感器的技术及应用这三门已学过的课结合运用起来。二、实训作品要达到的技术指标11 / 271、测温范围 0-150 度；2、采用 4 位数码管显示，能够稳定显示环境温度的值 ；3、显示精度为度，测量误差不超过1% 。4、焊接工艺良好；三、设计方案1、A/D 转换器 原理图如下所示：把电压转换成数字输出，则要用到 A/D 转换器A/D 转换器分为三个类型：a:关联比较型 10ns1us 速度快，但价格高b:逐次逼近型 几 us100us 精度高c:双积分型 几百 us几 ms 速度慢，但抗干12 / 27扰能力强芯片 ICL7107 通过对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用脉冲时间间隔，进而得出相应的数字性输出，即该芯片属于双积分型 A/D 转换器。它集成了 A/D 转换器的模拟部分电路和数字部分电路,它的最大显示值为士 1999，最小分辨率为 100uV，转换精度为，抗干扰能力强，转换速度慢转换时间为几百 us-几 ms，能直接驱动共阳极数码管，设有一专门的小数点驱动信号，因为此次制作要求显示分辨率为度，所以要驱动一个小数点，测量误差不超过1%使用时可将 LED 共阳极数数码管公共阳极接 V+。2、电源电路：输入电压要稳定，不然即使 Ei=0，pt100 也会变化，所以要采用稳压电路。 原理图如下所示：当电阻值为 100 欧姆时，电流为 25mA，LM336 提供不了这么大的电流，于是电阻值取 1K。此时桥路输出电压变小，如果在原来的已经产生平衡的差分放大电路加大放大倍数13 / 27来保持 vi+电压值不受影响，会打破原电路的正负反馈的平衡，非线性校正就会失败，于是只能在第一次放大之后再进行放大。其中 PT100 用插座代替，R3 要通过运算的出：连接好电源线，用万用表测出第二个 OP07 的第六号脚的电压为，已知RP2 的阻值为 56k，电压为，则 R3=U/I=()* 56K/=,所以 R3 的值为 10k。方案一：电阻分压。 方案二：桥式电路。上图是 LM336 系列的基本应用电路，图中的 10k 电位器用来调节击穿电压而不影响器件的温度系数。上图所示，10k 电位器的上、下端各串联一个硅二极管时，可以改变温度系数。当电压调到时，温度系数最小。3、芯片 ICL7107 外形如下所示：芯片的引脚作用： 1) V和 V-分别为电源的正极和负极，14 / 272) Oscl-OSc3 ：时钟振荡器的引出端，外接阻容或石英晶体组成的振荡器。3) 第 38 脚至第 40 脚电容量的选择是根据下列公式来决定：Fosl = /RC38 管脚： 39 管脚： 40 管脚：4) COM ：模拟信号公共端，简称“模拟地” ，使用时一般与输入信号的负端以及基准电压的负极相连。5) TEST ：测试端，该端经过 500 欧姆电阻接至逻辑电路的公共地，故也称“逻辑地”或“数字地” 。6) VREF VREF- ：基准电压正负端。7) CREF：外接基准电容端。15 / 278) INT：27 是一个积分电容器，必须选择温度系数小不致使积分器的输入电压产生漂移现象的元件9) IN和 IN- ：模拟量输入端，分别接输入信号的正端和负端。10) AZ：积分器和比较器的反向输入端，接自动调零电容CAz 。如果应用在 200mV满刻度的场合是使用 F，而 2V 满刻度是 F。11) BUF：缓冲放大器输出端，接积分电阻 Rint。其输出级的无功电流( idlingcurrent )是 100A，而缓冲器与积分器能够供给 20A 的驱动电流，从此脚接一个 Rint 至积分电容器，其值在满刻度 200mV 时选用 47K，而 2V 满刻度则使用 470K。五、电路制作与调试16 / 271、焊接放大信号板，做好连接电缆，注意连接点的对应关系。2、检查无误后，方可通电。3、调零：用电阻箱提供 100 欧电阻，接入 Pt100 插座，调整 RP1 使表头显示为0。4、调满量程 150c，R9 短接，电阻箱调到 150c 对应的阻值，调 RP2，使表头显示。5、根据所调电阻箱的阻值，测出相应的桥路输出电压，运算一级放大电压，二级放大电压，显示板电压，读出数码显示管的值。6、根据 PT100 分度表调节电阻箱，使电阻箱的值显示为分度表相应温度的值，对比数码管显示的温度与实际温度。7、接 PT100，测试沸水温度与冰水混合物温度。17 / 27(一) 电源电路：制作步骤：准备元件 非 电 量 电 测 技 术 实 验 报 告系名 称 班 级 学 号 102028237 姓 名 吕 驰 课 程 名 称 传感器实习指 导 教 师日 期：2016 年 12 月 18 日一、传感器的现状与发展趋势传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。18 / 271.传感器的发展历史及现状传感器技术的发展历史传感器技术是 20 世纪的中期才刚刚问世的，在那时与计算机技术和数字控制技术相比，传感技术的发展都落后于它们，不少先进的成果仍停留在实验研究阶段 并没有投入到实际生产与广泛应用转化率比较低。在国外，传感器技术主要是在各国不断发展与提高的工业化浪潮下诞生的，并在早期多用于国家级项目的科研研发以及各国军事科技航空航天领域的试验研究。然而，随着各国机械工业、电子、计算自动化等相关信息化产业的迅猛发展，以日本和欧美等西方国家为代表的传感器研发及其相关技术产业的发展已在国际市场中逐步占有了重要的份额。我国从 20 世纪 60 年代开始传感技术的研究与开发，经过从“六五”到“九五”的国家攻关，在传感器研究开发、设计、制造、可靠性改进等方面获得长足的进步，初步形成了传感器研究、开发、生产和应用的体系，并在数控机床攻关中取得了一批可喜的为世界瞩目的发明专利与工况监控系统或仪器的成果。但从总体上讲，它还不能适应我国经济与科技的迅速发展，我国不少传感器信号处理和识19 / 27别系统仍然依赖进口。同时，我国传感技术产品的市场竞争力优势尚未形成产品的改进与革新速度慢生产与应用系统的创新与改进少。传感器的分类传感器可从不同角度分类。从被测量不同, 分为几何机械量( 例如尺寸、角度、表面参数、位移、速度、加速度、角位移、角速度等) , 热工量( 例如温度、压力、流量、密度、黏度、质量等) , 光学量( 强度、功率、波长、频率、相位、速度、脉宽、延迟、折射率、束散角等) , 声学量, 生物参数, 医学量( 生理参数) 等。从传感器的输出不同, 可分为模拟信号( 连续波和脉冲波) , 数字信号, 电压和电流等传感器。传感器技术的国内外研究应用现状21 世纪是迈向信息化社会的崭新阶段。其中，光电信息学与生物学的迅猛发展已成为这一时期科学技术发展的重要标志。并最有机会寻求更大的突破与飞跃 传感器技术作为一种与现代科学密切相关的新兴学科，在人类迈向新世纪，步入信息化社会的关键阶段想要寻求空前20 / 27迅速的发展，很大程度上取决于传感器在这两个前沿领域中的深入研究与广泛应用。光电传感器的研究应用现状光电式传感器 (Photoelectric Sensor) 是以光为测量媒介，以光电器件为转换元件的传感器，它具有非接触、响应快、性能可靠等卓越特性。近年来，随着各种新型光电器件的不断涌现，特别是激光技术和图像技术的迅猛发展，光电传感器已成为各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件。在传感器领域的扮演着重要角色，在非接触测量领域占据绝对统治地位。目前，光电式传感器已在国民经济和科学技术各个领域得到广泛的应用，并发挥着越来越重要的作用。其中，光电器件是将光能转换为电能的一种传感器件，并负责把光信号、红外、可见及紫外光辐射，转变成为电信号、光电器件响应快结构简单，使用方便 而且有较高的可靠性，因此在自动检测、计算机和控制系统中应用广泛。光电式传感器既可以测量光信号，也可以测量其他非光信号，它可以实现对直接引起光源变化的被测量进行测量，21 / 27也可以对使光路产生变化的被测量进行测量，量电路对光电器件输出的电信号进行放大或转换。光电传感器在当前科研领域的运用范围很广，影响力巨大，尤其是基于光电传感器技术原理研发和制造出的新型光电传感器已成为当今传感器市场的主流，在国外，光电传感器技术已广泛地运用到各国军事技术、航空航天、检测技术以及车辆工程等诸多领域。例如，军事上，国外激光制导技术迅猛发展，使导弹发射的精度和射中目标的准确性大幅度提高，美国在航空航天领域，研制出了新型高精度高耐性红外测温传感器，使其在恶劣的环境中仍能高精度测量出运行中的飞行器各部分温度。国外的城市交通管理也大多运用电子红外光电传感器进行路段事故检测和故障排解的指挥。同时，国外现有汽车中常装载有新型光电传感器 如激光防撞雷达、红外夜视装置、测量发动机燃料特性、压力变化并用于导航的光纤陀螺等。目前我国的光电式传感器在现代研究实力和影响范围上虽不及日本和欧美一些国。但却在研究的种类和样式上取得重大的突破，总体上可分为光电式数字转速表、光电式物位传感器、视觉传感器以及细丝类物件的在线检测。同时，基于光电传感器技术的科技设备已在我国被广泛地应用于22 / 27多种军事领域，其中较为广泛的应属紫外告警系统，它为探测来袭导弹提供了一个极其有效的手段。生物传感器的研究现状生物传感器技术是指用生物活性材料作为感受器，通过其生化效应来检测被测量的传感器。生物传感器的原理主要由两大部分组成，生物功能物质的分子识别部分和转换部分。前者的作用是识别被测物质，当生物传感器的敏感膜与被测物接触时，敏感膜上的某种生化活性物质就会从众多化合物中挑选适合于自己的分子并与之产生作用，使其具有选择识别的能力，转换部分是由于细胞膜受体与外界发生了共价结合，通过细胞膜的通透性改变 诱发了一系列的电化学过程 而这种变换得以把生物功能物质的分子识别转换为电信号 形成了生物传感器。生物传感器的研制和开发在全球学术界都具有巨大的影响力。在国外，现代生物传感器已被详细划分为酶传感器、细胞传感器、免疫传感器、基因传感器等。酶传感器方面，由于酶的纯化困难，加之固化技术影响酶的活性现代生物23 / 27传感技术中采用多酶体系，利用即对不同化合物采用不同类型的酶进行最大活性的催化反应，并运用多酶的反馈调节可大大节省原材料并提高工作效率 固定化底物电极，即使玻璃电极附近的，变化与酶的活性在一定范围内呈线性关系 酶的电化学固定化即制作厚度小，酶含量可控的酶层细胞传感器以活细胞作为探测单元 能定性定量地测量和分析未知物质的信息，并可连续检测和分析细胞在外界刺激下的生理功能免疫传感器是利用抗体对抗原的识别并能与抗原结合的功能构成的生物传感器。根据生物敏感膜产生电位的不同，可分为标记和非标记免疫传感器。现代基因传感器技术主要应用于基因固定的载体表面修饰和基因探针固定化技术、界面杂交技术、杂交信号转换和检测技术等。在我国，生物传感器技术还处在大规模的研究阶段。然而，结合国内外相关技术研制的生物传感器在我国当前的工业、农业、环境监测及生物医学等众多领域还是有着广泛和重要的应用。在生物医学方面，一些有临床诊断意义的基质如血糖、乳酸、谷氨酰胺等可借助于生物传感器来检测在环境监测领域，生物传感器在测定环境污染指标即水质受有机物污染的程度方面起到了重要的作用。为保证地区的淡水、饮用水质量，有效治理被污染水源等做出了贡献，微生物传感器用于测定空气和水中的含24 / 27量和浓度，在发酵工业、整治大气污染等方面发挥功效。生物传感器还可探测除草剂含量应用于植物学研究和整治农药污染。在食品工业中，生物传感器用于食品鲜度 滋味和熟度的测定，在食品生产和加工过程中起到重要作用，同时，还可测定食品中的细菌和毒素含量，及时避免人们误食此类食品危害健康。2.传感器技术的发展趋势目前的传感器，无论在数量上、质量上和功能上，远远不能适应社会多方面发展的需要。当前，人们在充分利用先进的电子技术条件，研究和采用合适的外部电路以及最大限度地提高现有传感器的性能价格比的同时，正在寻求传感器技术发展的新途径。特别是电子设计自动化、计算机辅助制造、计算机辅助测试、数字信号处理、专用集成电路及表面贴装技术等技术的发展，极大地加速了传感器技术的发展,由于传感器具有频率响应、阶跃响应等动态特性以及诸如漂移重复性、精确度、灵敏度、分辨率、线性度等静态特性，所以外