模拟量光电式漫射传感器实验指导书(1)

1、实验七 确定模拟量光电式漫射传感器的特性曲线一、实验目的1、了解模拟量光电式漫射传感器的响应特性2、确定模拟量光电式漫射传感器的特性曲线3、确定模拟量光电式漫射传感器的响应度4、对测量结果进行重复性和线性评价二、实验原理光 电 式漫射传感器包括一个光电 接收器 (光电二极管或三极管 和一个红 外发光二极管 IRED(Infra-Red-Emitting-Diode。 光电接收器接受到由 IRED 发射的红外光线, 该光线被反射后转换 成电流。如果反射的光线力度根据距离在接收器上发生变动,转换的电流也发生变化。通过传感器 本身响应特性的电子调节, 相应地在输出信号和测量距离之间的线性相关性可以在

2、一定范围内获得。 传感器检测范围可以通过内置电位计进行调节。传感器作为一个带有光纤电缆的光电式漫反射传感器来使用。测量距离由被测量对象的反射能 力而定。如测量对象的颜色和表面。与参考曲线进行比较,该曲线是从一个参考对象上获得的,该对象与测量对象有相似的测量距 离和厚度。传感器可以在实际应用中使用,可以用于 8mm 到 40mm 不同的测量距离。三、实验装置元件 数量 名称模拟信号转换箱电压 -电流转换开关模拟量光电传感器位移滑板数字式游标卡尺数字式万用表零件 17:kodak 灰度卡 100x100mm铝合金实验板橡胶底角四、实验内容1、在铝合金实验板上安装模拟量传感器和位移滑板。光纤电缆安装

3、在传感器上, 前端对准位移滑板。 Kodak 灰度卡安装在位移滑板的材料固定架上。 光纤电缆固定架在位移滑板前约 6cm 处以保证最优化调节。 灰度卡和位移滑板必须能够在光纤 口前移动。 在固定架上向前移动灰度卡直到固定架边缘与灰度卡齐平。 材料固定架必须设定在 0度。 当测量对象表面完全被光纤口盖住时,设定游标卡尺的数字显示器为 0。用 kodak 灰度卡的白边面对传感器头以校准传感器。并使灰度卡白面距传感器光纤头 8mm 。移 除传感器白色螺钉,设定电位计,使输出电流为 4mA 。将白色螺钉拧回原位。图 7-2 实验装置配置图 2、连接模拟量漫射传感器万用表设定范围为 mA 。 图 7-3

4、 模拟量光电式漫射传感器接线图 图 7-4 实验接线图3、将 kodak 灰度卡的白面朝向光纤口,参照表格 7-1,依次将距离设定位表中数据,记录电流,并 进行 3次重复测量,计算平均电流值并绘制特性曲线图表 7-1。五、注意事项实验使用游标卡尺的精度为 0.1mm ,万用表 0.1mA 的精度就已经足够了。观察电压 -电流转换开关的校正设置和连接装置的分配。六、课后问题1、当 kodak 灰度卡的白边面对光纤口时,电流信号值为多少?2、当 kodak 灰度卡从固定架上移除时,电流信号值为多少?3、当灰度卡的白边面对光纤口时,设定游标卡尺的零点。朝远离光纤口方向移动位移滑板 20mm , 观察

5、电流值变化。移动 25mm 后再移回 20mm ,电流值是否有变化?由此可得到什么结论?4、灰度卡从左边移动到右边,电流信号如何变化?5、模拟量光电式漫射传感器的测量范围是多少?七、实验报告依据实验步骤认真填写附录表格,绘制数据图表;认真回答课后提出的实验相关问题;对所进行的实验内容进行认真总结,谈谈实验心得。 附录 7表格 7-1测量内容:电流-距离 s(mm I(mAs(mm I(mA图表 7-1 实验八 通过模拟量光电式漫射传感器测量材料厚度一、实验目的1、通过模拟量漫射传感器测量距离二、实验原理光电式漫反射传感器包括一个光电接收器 (光电二极管或三极管 和一个红外发光二极管 IRED(

6、Infra-Red-Emitting-Diode。 光电接收器接受到由 IRED 发射的红外光线, 该光线被反射后有转 换成电流。如果反射的光线力度根据距离在接收器上发生变动,转换的电流也发生变化。通过传感 器本身响应特性的电子调节,相应地在输出信号和测量距离之间的线性相关性可以在一定范围内获 得。传感器检测范围可以通过内置电位计进行调节。传感器作为一个带有光纤电缆的光电式漫反射传感器来使用。测量距离由被测量对象的反射能 力而定。如测量对象的颜色和表面。与参考曲线进行比较,该曲线是从一个参考对象上获得的,该对象与测量对象有相似的测量距 离和厚度。传感器可以在实际应用中使用,可以用于 8mm 到

7、 40mm 不同的测量距离。三、实验装置元件 数量 名称连接组件电压 -电流转换开关模拟量光电传感器位移滑板数字式游标卡尺数字式万用表零件 23:零件 24:零件 25:零件 26:零件 27:零件 17:kodak 灰度卡 100mmx100mm铝合金实验板四、实验内容1、在铝合金实验板上安装模拟量传感器和位移滑板。光纤电缆安装在传感器上, 前端对准位移滑板。 Kodak 灰度卡安装在位移滑板的材料固定架上。 光纤电缆固定架在位移滑板前约 6cm 处以保证最优化调节。 灰度卡和位移滑板必须能够在光纤 口前移动。 在固定架上向前移动灰度卡直到固定架边缘与灰度卡齐平。 材料固定架必须设定在 0度

8、。 当测量对象表面完全被光纤口盖住时,设定游标卡尺的数字显示器为 0。用 kodak 灰度卡的白边面对传感器头以校准传感器。设定传感器和 kodak 灰度卡距离 8mm 。移 除传感器白色螺钉,设定电位计,使输出电流为 4mA 。将白色螺钉拧回原位。图 8-2 实验装置配置图 2、连接模拟量漫射传感器万用表设定范围为 mA 。 图 8-3 模拟量光电式漫射传感器接线图 图 8-4 实验接线图3、记录测量零件 23(灰色塑料盘的特性曲线a 、从 0.0mm 到 10.0mm ,间隔 1.0mm ,将数据记入表格 8-1并绘制特性曲线图表。b 、从 10.0mm 到 30.0mm ,间隔 2.5m

9、m ,将数据记入表格 8-1并绘制特性曲线图表。4、测量不同厚度灰色塑料盘的电流值调节位移滑板以保证在工件和传感器之间的距离为 15.0mm 。测量不同厚度灰色塑料盘的电流 值,重复进行三次实验,得出平均值记入表格 8-2中。5、利用测量值确定塑料盘 30x30的厚度对于特殊电流值,画出一条与特性曲线相交且平行于 S 轴的直线。从该点画一条平行于 I 轴的 直线。在表格 8-3中填入相应距离,可以通过距离 S 与零件 23之间的差,计算厚度。6、使用游标卡尺测量塑料盘的厚度,在测试内容 5的基础上比较这些值,将数据记入表格 8-4。五、注意事项实验使用游标卡尺的精度为 0.1mm ,万用表 0

10、.1mA 的精度就已经足够了。六、课后问题1、为什么要在工程中常见问题中使用模拟量传感器?七、实验报告依据实验步骤认真填写附录表格,绘制数据图表;认真回答课后提出的实验相关问题;对所进行的实验内容进行认真总结,谈谈实验心得。 附录 8表格 8-1测量内容:电流-距离 s(mm 10.0 I(mAs(mm 12.522.525.027.530.0 I(mA图表 8-2 表格 8-2测量内容:不同厚度的电流值电流 I(mA 电流 I(mA 电流 I(mA 平均值 (mA 零件零件零件零件零件表格 8-3测量内容:厚度测量电流 I(mA 距离 S(mm 厚度 S(mm 零件零件零件零件零件表格 8-

11、4测量内容:比较使用游标卡尺的测量值 (mm 使用传感器检测的值 (mm 零件零件零件零件零件实验九 使用模拟量光电式漫射传感器确定不同材料对距离的影响一、实验目的1、测量距离由材料的颜色和表面决定二、实验原理光电式漫反射传感器包括一个光电接收器 (光电二极管或三极管 和一个红外发光二极管 IRED(Infra-Red-Emitting-Diode。 光电接收器接受到由 IRED 发射的红外光线, 该光线被反射后有转 换成电流。如果反射的光线力度根据距离在接收器上发生变动,转换的电流也发生变化。通过传感 器本身响应特性的电子调节,相应地在输出信号和测量距离之间的线性相关性可以在一定范围内获 得

12、。传感器检测范围可以通过内置电位计进行调节。传感器作为一个带有光纤电缆的光电式漫反射传感器来使用。测量距离由被测量对象的反射能 力而定。如测量对象的颜色和表面。与参考曲线进行比较,该曲线是从一个参考对象上获得的,该对象与测量对象有相似的测量距 离和厚度。传感器可以在实际应用中使用,可以用于 8mm 到 40mm 不同的测量距离。三、实验装置元件 数量 名称模拟信号转换箱电压 -电流转换开关模拟量光电式传感器位移滑板数字式游标卡尺数字式万用表零件 17:kodak 灰度卡零件 19:红色板零件 20:蓝色板铝合金实验板四、实验内容1、在铝合金实验板上安装模拟量光电式漫射传感器光纤电缆安装在传感器

13、上, 前端对准位移滑板。 Kodak 灰度卡安装在位移滑板的材料固定架上。 光纤电缆固定架在位移滑板前约 6cm 处以保证最优化调节。 灰度卡和位移滑板必须能够在光纤 口前移动。 在固定架上向左移动灰度卡直到固定架边缘与灰度卡齐平。 材料固定架必须设定在 0度。 当测量对象表面完全被光纤口盖住时,设定游标卡尺的数字显示器为 0。用 kodak 灰度卡的白边面对传感器头以校准传感器。设定传感器和 kodak 灰度卡距离 8mm 。移 除传感器白色螺钉,设定电位计,使输出电流为 4mA 。将白色螺钉拧回原位。图 9-2 实验装置配置图 2、连接模拟量漫射传感器万用表设定范围为 mA 。 图 9-3

14、 模拟量光电式漫射传感器接线图 图 9-4 实验接线图3、记录测量 kodak 灰度卡的白色和灰色面的特性曲线a 、从 0.0mm 到 10.0mm ,间隔 1.0mm 。b 、从 10.0mm 到 55.0mm ,间隔 5mm 。c 、将数据记入表格 9-1和 9-2。4、以 5.0mm 间隔记录红色卡的光亮面和粗造面的特性曲线,将数据记入表格 9-3和 9-4。5、以 5.0mm 间隔记录蓝色卡的光亮面和粗造面的特性曲线,将数据记入表格 9-5和 9-6。6、 在图表中记录不同测量曲线, 并确定不同材料颜色表面的传感器传感距离, 将结果记入表格 9-7。 六、注意事项实验使用游标卡尺的精度为 0.1mm ,万用表 0.1mA 的精度就已经足够了。七、课后问题1、不同颜色工件的传感器的特性曲线是否不一致?2、在测量中工件表面对测量有何影响?八、实验报告依据实验步骤认真填写附录表格,绘制数据图表;认真回答课后提出的实验相关问题;对所进行的实验内容进行认真总结,谈谈实验心得。 附录 9表格 9-1测量内容:kodak 灰色面 电流 -距离图 s(mmI(mAs(mmI(mA表格 9-2测量内容:kodak 白色面 电流 -距离图