青海省数字化实验培训

1、青海省中小学实验图书指导中心青海省中小学实验图书指导中心2014年年12月月8日日海东市、西宁三县中学数字化实验教师操作技能培训班数字化信息系统数字化信息系统DIS Digital Information System硬硬 件件包括：包括：传感器传感器采集器采集器配套器材配套器材软软 件件包括：包括：专用软件专用软件通用软件通用软件朗威朗威 DISLab V7.0DISLab V7.0不同的工作模式不同的工作模式有线模式朗威朗威 DISLab V7.0DISLab V7.0不同的工作模式不同的工作模式有线模式朗威朗威 DISLab V7.0DISLab V7.0不同的工作模式不同的工作模式无线

2、模式朗威朗威 DISLab V7.0DISLab V7.0不同的工作模式不同的工作模式无线模式朗威朗威 DISLab V7.0DISLab V7.0不同的工作模式不同的工作模式数显模式一体化工作方式一体化工作方式二维平二维平 抛抛电磁感应电磁感应无线向心力无线向心力传感器、采集器、实验装置一体化传感器、采集器、实验装置一体化提高仪器性能；方便用户使用；提高仪器性能；方便用户使用；F 数据处理数据处理 数字信号数字信号 非电信号非电信号 A/ /D转换转换数据整合数据整合 全数字通信全数字通信什么是传感器什么是传感器便于学生记忆：便于学生记忆：能够将外界的能够将外界的非电非电信号，按一定规律转信

3、号，按一定规律转换成换成电电信号输出的器件或装置。信号输出的器件或装置。温度变化温度变化 电阻的变化电阻的变化 水银体温计水银体温计传感器的定义：传感器的定义：能感受规定的被测量，并按照一定的规律，能感受规定的被测量，并按照一定的规律，转换成可用输出信号的器件或装置。转换成可用输出信号的器件或装置。电信号：电信号：电阻、电容、电感电压、电阻、电容、电感电压、电流电流频率、相位频率、相位电子体温计电子体温计热敏电阻热敏电阻这些是传感器吗？这些是传感器吗？记忆合金记忆合金感温变色杯感温变色杯热敏灯罩热敏灯罩温度变化温度变化 便于学生记忆：便于学生记忆：能够将外界的能够将外界的非电非电信号，按一定规

4、律转信号，按一定规律转换成换成电电信号输出的器件或装置。信号输出的器件或装置。（对温度敏感的材料）（对温度敏感的材料） 传感器的作用传感器的作用 信息转换信息转换 物理传感器物理传感器生物、化学传感器生物、化学传感器 电电信信号号声音声音磁场磁场光照光照加速度加速度压强压强温度温度湿度湿度力力 非电信号非电信号1、力力 传感器传感器物理实验室常用传感器物理实验室常用传感器 力传感器的测量范围：力传感器的测量范围：50N力传感器的敏感元件：力传感器的敏感元件：应变计应变计悬悬 臂臂 梁梁 F 固定端固定端 在力在力F 作用下，悬臂梁的作用下，悬臂梁的上、下表面均产生微小的形上、下表面均产生微小的

5、形变，称之为变，称之为“应变应变”。F 金属形变金属形变 电学量电学量 ？悬臂梁是一种弹性元件，悬臂梁是一种弹性元件，一端固定，另一端受力。一端固定，另一端受力。将将“应变应变”转换为电学量转换为电学量电学量电学量金属应变金属应变利用利用电阻应变片电阻应变片，将金属的应变转换成电阻的变化，将金属的应变转换成电阻的变化，从而将力学量转换为电学量。从而将力学量转换为电学量。转换元件转换元件（应变片应变片）电阻应变片电阻应变片在悬臂梁产生应变的部位在悬臂梁产生应变的部位粘贴应变片，将悬臂梁的应粘贴应变片，将悬臂梁的应变传递到应变片上，从而将变传递到应变片上，从而将悬臂梁的应变转换为电阻的悬臂梁的应变

6、转换为电阻的变化。变化。 电阻丝电阻丝受力方向受力方向两只应变片两只应变片两只应变片两只应变片电阻应变片电阻应变片电阻应变片分为金属应变片和半导体应变片电阻应变片分为金属应变片和半导体应变片两大类。力传感器使用的是金属应变片。两大类。力传感器使用的是金属应变片。 当应变片随着悬臂梁产生形变时，金属电当应变片随着悬臂梁产生形变时，金属电阻丝在外力的作用下被拉伸或压缩，它的长度阻丝在外力的作用下被拉伸或压缩，它的长度 L 和截面和截面 S 以及电阻率以及电阻率 均会发生变化。均会发生变化。R = LS对金属材料而言，主要是导体的对金属材料而言，主要是导体的 L 和和 S 发生发生改变，而电阻率改变

7、，而电阻率 的变化相对很小，可以忽略的变化相对很小，可以忽略不计。不计。应变片工作原理应变片工作原理F压缩时电阻变小压缩时电阻变小 拉伸时电阻变大拉伸时电阻变大 这里的金属丝就是一种这里的金属丝就是一种“应变片应变片”，它可，它可以将金属片的形变转换成电阻的变化。以将金属片的形变转换成电阻的变化。金属片金属片 金属丝金属丝 金属丝金属丝 测量电路测量电路电桥电桥悬臂梁的上、下表面各粘贴悬臂梁的上、下表面各粘贴2片片应变片，它们的电阻值相同。应变片，它们的电阻值相同。R1R2R3R4UR1R2 R3 R4 应变片应变片（R2、R3）应变片应变片（R1、R4）R1R2R3R4UUAUB当悬臂梁受力

8、时，梁的上表面伸长，当悬臂梁受力时，梁的上表面伸长，R1、R4电阻值增大；梁的下表面压缩，电阻值增大；梁的下表面压缩，R2、R3电阻值减小。此时电阻值减小。此时UAUB，电桥失去电桥失去平衡，输出与压力成正比的电压。平衡，输出与压力成正比的电压。 小小小小大大大大FR2R3R1R4R2R3R1R4R1R2 R3 R4 R = LS力传感器力传感器力传感器力传感器将力学量转换为电量将力学量转换为电量10N 悬臂梁悬臂梁应变片应变片 15N 5N 18.8 21.9 力的大小力的大小 电压的大小电压的大小 悬臂梁悬臂梁15.6 电路电路 1.25V 1.88V 0.63V 应变片应变片胶水胶水F蠕

9、动蠕动 悬臂梁悬臂梁 使用中的注意事项使用中的注意事项悬臂梁悬臂梁 仪器不使用时，务仪器不使用时，务必取下砝码。必取下砝码。当传感器长时间受力时，当传感器长时间受力时，应变片与悬臂梁之间将出应变片与悬臂梁之间将出现相对位移，从而产生永现相对位移，从而产生永久性测量误差。久性测量误差。 避免长时间受力避免长时间受力 传感器调零传感器调零悬臂梁测量的，悬臂梁测量的，不单是砝码，还包不单是砝码，还包括括测力钩测力钩。悬臂梁测量的悬臂梁测量的仅仅是砝码？仅仅是砝码？悬臂梁悬臂梁测力钩对测量的影响测力钩对测量的影响传感器测量前必传感器测量前必须调零，以消除测须调零，以消除测力钩的影响。力钩的影响。力传感

10、器：力传感器：先固定先固定，后调零后调零，再测量再测量。作用力必须与悬臂梁垂直作用力必须与悬臂梁垂直 角度不垂直角度不垂直受力方向与悬臂梁垂直受力方向与悬臂梁垂直作作用用力力与与悬悬臂臂梁梁垂垂直直 传感器与传感器与测力钩静止测力钩静止测量摆线的张力测量摆线的张力测到的是分力测到的是分力转轴不动转轴不动作作用用力力与与悬悬臂臂梁梁垂垂直直 作作用用力力与与悬悬臂臂梁梁垂垂直直 传感器跟随转动传感器跟随转动2、磁感应强度磁感应强度 传感器传感器物理实验室常用传感器物理实验室常用传感器 磁感应强度传感器的测量范围：磁感应强度传感器的测量范围：15mT磁传感器的敏感元件：磁传感器的敏感元件：霍尔元件

11、霍尔元件磁感应强度传感器磁感应强度传感器霍尔元件是根据霍尔元件是根据霍尔效应霍尔效应原理制成原理制成的传感器，在磁场的传感器，在磁场的作用下，产生相的作用下，产生相应的电压。应的电压。 霍尔元件霍尔元件敏感元件敏感元件霍霍 尔尔 效效 应应UH I B当当 I 保持不变时，保持不变时，通过测量通过测量UH得到得到 B。UHIIB对薄片的测量面对薄片的测量面施加磁场施加磁场 B 在另一侧面将产在另一侧面将产生霍尔电压生霍尔电压UH 。在半导体在半导体薄片的薄片的一侧面接通电流一侧面接通电流I 。半导体半导体测量值测量值霍尔效应演示霍尔效应演示 在薄片的垂直方向施加磁场，电子除了做在薄片的垂直方向

12、施加磁场，电子除了做定向运动外，还在洛伦兹力的作用下向薄片定向运动外，还在洛伦兹力的作用下向薄片的一个侧面偏转，从而形成霍尔电势。的一个侧面偏转，从而形成霍尔电势。霍尔元件的安装状态霍尔元件的安装状态内部：内部：测量磁场的测量磁场的半导体片半导体片处于竖立状态处于竖立状态霍尔元件霍尔元件B垂直穿过半导体片垂直穿过半导体片控制电流控制电流测量值测量值（霍尔电压）（霍尔电压）霍尔元件竖直霍尔元件竖直安装在电路板上安装在电路板上电路板电路板探测端指向与磁感线指向探测端指向与磁感线指向相同相同时，测量值为时，测量值为正正。测量值的测量值的“正正”与与“负负”NSSN探测端指向与磁感线指向探测端指向与磁

13、感线指向相反相反时，测量值为时，测量值为负负。磁传感器应该置于何处？磁传感器应该置于何处？通电直导线的磁场通电直导线的磁场 导线下边导线下边导线导线磁感线磁感线导线导线磁感线磁感线导线旁边导线旁边导线上边导线上边实际测量值实际测量值磁感线与半导体片磁感线与半导体片垂直垂直探测端指向与磁感线指向探测端指向与磁感线指向相同相同磁感线与磁感线与半导体片半导体片平行平行磁感线与半导体片磁感线与半导体片垂直垂直探测端指向与磁感线指向探测端指向与磁感线指向相反相反磁感线磁感线电流电流导线导线半导体片状态半导体片状态SS？测量磁铁中间的磁场测量磁铁中间的磁场 0磁传感器：磁传感器：方向方向与与位置位置使用中

14、的注意事项使用中的注意事项使用前需预热使用前需预热3 3分钟分钟请勿长时间放置在请勿长时间放置在通电螺线管内部通电螺线管内部测量值为探管方向的分量测量值为探管方向的分量3、分体式、分体式位移位移 传感器传感器物理实验室常用传感器物理实验室常用传感器 分体式位移传感器的测量范围：分体式位移传感器的测量范围：0200cm用用位移传感器位移传感器测量距离测量距离发发射射器器红外线接收管红外线接收管超声波接收器超声波接收器超声波发射器超声波发射器红外线发光管红外线发光管接接收收器器超声波超声波红外线红外线S发射器发射器接收器接收器超声波、红外线超声波、红外线 测距原理测距原理发发射射器器红外线接收管红

15、外线接收管超声波接收器超声波接收器超声波发射器超声波发射器红外线发光管红外线发光管接接收收器器超声波超声波红外线红外线发射器发射器同时发射同时发射超声波后到，记为超声波后到，记为 t2 红外线先到，记为红外线先到，记为 t1 （t2 t1）声速声速 距离距离超声波的产生与接收超声波的产生与接收压电晶片振动压电晶片振动40KHZ交流信号交流信号40KHZ交流信号交流信号超超声声波波压电晶片振动压电晶片振动发射器发射器接收器接收器压电晶片压电晶片是一种压电式传感是一种压电式传感元件，它既可以将机械能转换元件，它既可以将机械能转换为电能，又可以将电能转换为为电能，又可以将电能转换为机械能。机械能。使

16、用中的注意事项使用中的注意事项 发射孔与接收孔必须正对，两者之间发射孔与接收孔必须正对，两者之间不得有障碍物。不得有障碍物。 避免气流扰动（空调、电风扇、气垫避免气流扰动（空调、电风扇、气垫导轨等）。导轨等）。 实验完毕，关闭电源。实验完毕，关闭电源。4、一体式位移、一体式位移 传感器传感器物理实验室常用传感器物理实验室常用传感器 分体式传感器的测量范围：分体式传感器的测量范围：0.156m5、压强压强 传感器传感器物理实验室常用传感器物理实验室常用传感器 压强传感器的测量范围：压强传感器的测量范围：0300kPa6、相对、相对压强压强 传感器传感器物理实验室常用传感器物理实验室常用传感器 相

17、对压强传感器的测量范围：相对压强传感器的测量范围：20kPa压压 强强 传传 感感 器器压强传感器通过压强传感器通过“压力传感元件压力传感元件”接收外部信息，其接收外部信息，其内部采用半导体应内部采用半导体应变片。变片。压力传感元件压力传感元件压强传感器用于测压强传感器用于测量气体的绝对压强。量气体的绝对压强。元件内部用单晶硅元件内部用单晶硅制成制成 5 微米厚的薄膜，微米厚的薄膜，薄膜上分布薄膜上分布 4 枚电阻枚电阻相等的半导体应变片。相等的半导体应变片。薄薄 膜膜半导体应变片半导体应变片R4R3R2R1当气体作用于薄膜当气体作用于薄膜时，薄膜弯曲，并使时，薄膜弯曲，并使应变片产生形变。应

18、变片产生形变。压力传感元件压力传感元件真空室真空室5微米硅膜片微米硅膜片半导体应变片半导体应变片压强传感器使用半导体应变片。压强传感器使用半导体应变片。对半导体材料而言，当应变片变形时，对半导体材料而言，当应变片变形时，主要是电阻率主要是电阻率 发生改变，而长度发生改变，而长度 L 和和面积面积 S 的变化相对很小，可以忽略不计。的变化相对很小，可以忽略不计。R = LS半导体应变片的灵敏度比金属应变片半导体应变片的灵敏度比金属应变片高高50100倍。倍。测量电路测量电路硅膜片形变时，外圈应变片被拉伸，硅膜片形变时，外圈应变片被拉伸，R1和和R4的电阻值变大；的电阻值变大；内圈应变片受到压缩，

19、内圈应变片受到压缩，R2和和R3的的电阻值变小。电阻值变小。电桥失去平衡，输出与气体压力成正比的电压信号电桥失去平衡，输出与气体压力成正比的电压信号。R1R2R3R4R1R2R3R4F侧视图：侧视图：R4R3R2R1硅膜片硅膜片应变片应变片外圈应变片外圈应变片内圈应变片内圈应变片UAUBU使用中的注意事项使用中的注意事项 不能直接测量液体或有害气体的压强不能直接测量液体或有害气体的压强，可通过隔离装置进行间接测量。可通过隔离装置进行间接测量。 被测容器与软管必须紧密连接。被测容器与软管必须紧密连接。 软管容积约软管容积约 1 毫升，需进行相应处理。毫升，需进行相应处理。 需要进行对比实验时，注

20、意各传感器需要进行对比实验时，注意各传感器的初始值是否一致？的初始值是否一致？ 相对压强传感器的相对压强传感器的“正正”与与“负负”7、温度温度 传感器传感器物理实验室常用传感器物理实验室常用传感器 温度传感器的测量范围：温度传感器的测量范围：20130温度传感器的敏感元件：温度传感器的敏感元件：铂电阻铂电阻温度传感器温度传感器温度传感器中的热电阻由铂金属制成。温度传感器中的热电阻由铂金属制成。铂电阻：铂电阻：精确、稳定，线性好；精确、稳定，线性好；但是，响应慢、价格高。但是，响应慢、价格高。铂电阻铂电阻测测 量量 电电 路路R1tR2R3UOUTUAUBRT当温度上升时，铂电阻当温度上升时，

21、铂电阻的电阻值随之变大，的电阻值随之变大，UAUB，电桥失去平衡，电桥失去平衡，输出与温度变化相对应的输出与温度变化相对应的电压。电压。然后通过放大器处理后然后通过放大器处理后输出信号输出信号UOUT。铂电阻铂电阻气体压强与温度的关系气体压强与温度的关系压强与温度的拟合图线压强与温度的拟合图线 压强压强 p 温度温度 T 使用中的注意事项使用中的注意事项时间时间压强压强时间时间温度温度理想状态：理想状态：温度与压强同步上升温度与压强同步上升实际状态：温度变化非常慢实际状态：温度变化非常慢温度传感器的延时性温度传感器的延时性常见的实验图线常见的实验图线温度值滞后温度值滞后?导热硅脂导热硅脂金属管

22、金属管铂电阻铂电阻铂金属铂金属 玻璃玻璃 陶瓷片陶瓷片 金属管金属管导热硅脂导热硅脂铂电阻铂电阻玻璃玻璃铂金属铂金属 温度变化温度变化通过金属管通过金属管通过导热硅脂通过导热硅脂通过封装片通过封装片铂金属铂金属传感器的结构传感器的结构温度传感器不能迅速响应温度传感器不能迅速响应外界的温度变化，在动态测外界的温度变化，在动态测量中将引起测量误差。量中将引起测量误差。 传导过程传导过程热平衡过程热平衡过程实验装置改进实验装置改进压缩气体优做功实验器压缩气体优做功实验器传感器改进传感器改进快速温度传感器快速温度传感器探针采用半封闭设计 1 1、请勿直接与硬质物体摩擦、请勿直接与硬质物体摩擦 2、不可

23、使用火焰直接对金属针加热！使用中的注意事项使用中的注意事项8、光电门光电门 传感器传感器 测定瞬时速度测定瞬时速度 研究机械能守恒定律研究机械能守恒定律 物体动能的大小物体动能的大小 研究向心力研究向心力 变力做功下的动能定理变力做功下的动能定理 变力作用下的动量定理变力作用下的动量定理 验证动量守恒定律验证动量守恒定律 法拉第电磁感应法拉第电磁感应 平抛运动的轨迹平抛运动的轨迹物理实验室常用传感器物理实验室常用传感器 光电门传感器的结构光电门传感器的结构圆形发射孔圆形发射孔窄缝接收孔窄缝接收孔红外线发光管红外线发光管红外线接收管红外线接收管计时器计时器光电门犹如一扇光电门犹如一扇“门门”，没

24、有物体遮挡时，大门紧闭，没有物体遮挡时，大门紧闭，计时器不工作。计时器不工作。发光管发光管接收管接收管物体通过光电门的时间：物体通过光电门的时间：从从开始挡光开始挡光 到到 挡光结束挡光结束的时间差的时间差当物体后缘越过光束中央当物体后缘越过光束中央时，光电门时，光电门“关门关门”，计时，计时器停止计时。器停止计时。当物体前缘到达光束中当物体前缘到达光束中央时，光电门央时，光电门“开门开门”。计。计时器开始计时。时器开始计时。光电门的作用（光电门的作用（1） ：测量时间测量时间计时器计时器挡挡光光片片用光电门和挡光片测量速度用光电门和挡光片测量速度学生对此熟悉后，就会将学生对此熟悉后，就会将光

25、电门和挡光片一起，作为光电门和挡光片一起，作为测量速度的工具。测量速度的工具。v =st s已知：光电门的宽度已知：光电门的宽度 s测量：通过光电门的时间测量：通过光电门的时间 t得到：物体运动的速度得到：物体运动的速度 v I 形挡光片形挡光片U形形 挡光片挡光片挡光片分为挡光片分为 I 形和形和 U 形形用光电门和挡光片测量速度用光电门和挡光片测量速度I I型与型与U U型档光片的优势型档光片的优势在测量速度时，在测量速度时，I 形挡光片越狭窄，形挡光片越狭窄，得到的平均速度越接近瞬时速度，有得到的平均速度越接近瞬时速度，有利于精确的实验。利于精确的实验。“I ”形挡光片对光电门的要求形挡

26、光片对光电门的要求但是，但是， 使用使用 I 形挡光片时，环境光形挡光片时，环境光直接影响光电门的测量结果。挡光片直接影响光电门的测量结果。挡光片越窄，对光电门的要求越高。越窄，对光电门的要求越高。要求要求 ：光电门本身要准确光电门本身要准确（测量值接近理论值）（测量值接近理论值）环境光环境光影响光电门的挡光时间影响光电门的挡光时间正常光照下正常光照下的数据分布的数据分布强光下的数据分布强光下的数据分布 对对 I 形挡光片形挡光片环境光环境光影响光电门的挡光时间影响光电门的挡光时间弱光环境中，光电门迟钝，弱光环境中，光电门迟钝，挡光时间可能大于理论值；挡光时间可能大于理论值；强光环境中，光电门

27、敏感，强光环境中，光电门敏感，挡光时间可能小于理论值；挡光时间可能小于理论值；9、声波声波 传感器传感器物理实验室常用传感器物理实验室常用传感器 声波传感器的测量范围：声波传感器的测量范围：20HZ 20kHZ声声 传传 感感 器器声传感器利用声传感器利用电容式驻极体传声器电容式驻极体传声器作为转换元件作为转换元件 声波传感器声波传感器 声级传感器声级传感器 电容式驻极体电容式驻极体传声器工作原理传声器工作原理在塑料薄膜上蒸发一层金属膜，经高压电场处理后，两个在塑料薄膜上蒸发一层金属膜，经高压电场处理后，两个表面分别储存正负电荷，这种材料称为驻极体。表面分别储存正负电荷，这种材料称为驻极体。将

28、驻极体膜上的金属层作为电极，与固定电极保持一定的将驻极体膜上的金属层作为电极，与固定电极保持一定的距离，中间以空气作为介质，这就构成了平板电容器。距离，中间以空气作为介质，这就构成了平板电容器。 塑料膜塑料膜固定电极固定电极金属膜金属膜驻极体驻极体振动膜振动膜平板电容器平板电容器介质介质电容式驻极体传声器工作原理电容式驻极体传声器工作原理当振动膜振动时，振动膜与固当振动膜振动时，振动膜与固定电极之间的距离定电极之间的距离 d 发生改变，使发生改变，使电容量电容量C发生相应的变化。发生相应的变化。由于膜片上的电量由于膜片上的电量Q不变，不变，Q = = CU电容量电容量C的变化必然引起两个电的变

29、化必然引起两个电极间电压极间电压U的变化，从而产生随声的变化，从而产生随声波变化的交变电压波变化的交变电压U。C = Sd振动膜振动膜固定电极固定电极dU 距离距离 d 电容量电容量C交变电压交变电压U膜振动膜振动电容式驻极体传声器工作原理电容式驻极体传声器工作原理膜片膜片振动振动容量容量变化变化产生产生充放充放电流电流阻抗阻抗变换变换声波声波输出输出信号信号工作原理：工作原理：输出音频信号输出音频信号场效应管场效应管驻极体驻极体振动膜振动膜固定电极固定电极10-11、电压电压 和和 电流电流 传感器传感器物理实验室常用传感器物理实验室常用传感器 电压传感器的测量范围：电压传感器的测量范围：2

30、0V电流传感器的测量范围：电流传感器的测量范围：2A电压传感器电压传感器电压传感器是一种转换器，电压传感器是一种转换器，它将它将20V之间的输入电压转之间的输入电压转换成换成 02.5V对应的输出电压。对应的输出电压。电压表电压表 20V02.5VR102.5V模拟信号模拟信号R3R2R4数字信号数字信号放大器放大器20V电路设置两组分压电路，电路设置两组分压电路，以适应输入电压的极性变化。输入阻抗以适应输入电压的极性变化。输入阻抗1M1MA/D转换器转换器分压电路分压电路内部电路内部电路多量程电压传感器多量程电压传感器根据被测量的大小，选择较根据被测量的大小，选择较低量程进行测量，可以获得较

31、低量程进行测量，可以获得较准确的测量结果。准确的测量结果。例如：例如：测量测量1.9V电压，电压，2V量程优于量程优于20V量程。量程。测量未知电压时，量程的测量未知电压时，量程的选择必须从大到小，以免超选择必须从大到小，以免超出传感器测量范围。出传感器测量范围。（20V；2V；0. 2 V）电流传感器电流传感器电流传感器是一种转换器，电流传感器是一种转换器，它将它将 2A之间的电流转换成之间的电流转换成02.5V对应的输出电压。对应的输出电压。电流表电流表 UIR放大器放大器2A当输入电流当输入电流 I 通过电阻通过电阻 R 时，在电阻两端时，在电阻两端产生电压产生电压 U，从而将输入电流转

32、换为电压。，从而将输入电流转换为电压。A/D转换器转换器内部电路内部电路内阻内阻0.1 多量程电流传感器多量程电流传感器根据被测量的大小，选择较低根据被测量的大小，选择较低量程进行测量，可以获得较准确量程进行测量，可以获得较准确的测量结果。的测量结果。例如：例如：测量测量190mA电流，电流，200mA量程优于量程优于2A量程。量程。测量未知电流时，量程的测量未知电流时，量程的选择必须从大到小，以免超选择必须从大到小，以免超出传感器测量范围。出传感器测量范围。（2A；200mA； 20mA）12、微电流、微电流 传感器传感器物理实验室常用传感器物理实验室常用传感器 微电流传感器的测量范围：微电

33、流传感器的测量范围：1A微电流传感器微电流传感器 灵敏电流计灵敏电流计 测量范围：测量范围：1A 微电流传感器是一种微电流传感器是一种转换器，它将转换器，它将1A之间之间的电流转换成的电流转换成02.5V之之间对应的电压。间对应的电压。微电流传感器的内阻约微电流传感器的内阻约为为2000 。不得接入含电源的电路，不得接入含电源的电路，以免损坏仪器。以免损坏仪器。只能用于定性的测量。只能用于定性的测量。IR高倍高倍放大器放大器1A当输入电流当输入电流 I 通过电阻通过电阻 R 时，在电阻两端时，在电阻两端产生电压，将输入电流转换为电压，并经过产生电压，将输入电流转换为电压，并经过高倍放大、调整后

34、输出。高倍放大、调整后输出。A/D转换器转换器内部电路内部电路内阻内阻2000 13、pHpH传感器传感器生化实验室常用传感器生化实验室常用传感器 pHpH传感器的测量范围：传感器的测量范围：0 14p H 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之pH传感器用于测量液体的传感器用于测量液体的pH值，即溶液的酸碱性能。值，即溶液的酸碱性能。p H 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之参比电极传感器电路测量电极待测溶液 待测溶液中氢离子与玻璃电极（测量电极）表面水化层进行离子交换，从而使玻璃电极内部有电位产生。银/氯化银电极（参比电极）中的电位是固定的。测量电极

35、与参比电极之间的电位差通过传感器电路处理后即可转换为pH的变化。 传 感 器 工 作 原 理p H 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之传 感 器 的 使 用1、使用前需校准；2、使用pH传感器前，请把电极前端的保护套取下，用蒸馏水清洗电极前端23次后，用滤纸吸干附着在电极表面的蒸馏水，以避免试剂沾污；3、使用时将电极前端插入待测溶液即可。注意：电极前端玻璃泡需浸入溶液液面。14、电导率、电导率传感器传感器生化实验室常用传感器生化实验室常用传感器 电导率传感器的测量范围：电导率传感器的测量范围：020mS/cm电 导 率 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器

36、之之电导率传感器用于测量溶液的导电性能，也可定性电导率传感器用于测量溶液的导电性能，也可定性或定量比较溶液中的离子浓度。或定量比较溶液中的离子浓度。 电 导 率 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之 电极玻璃基座上有两片铂黑电极，其位置和距离都已固定。 电极插入待测液体,在外界交变电压的作用下产生电流，通过传感器电路处理后即可转换为电导率数值的变化。 传 感 器 工 作 原 理铂黑电极待测溶液传感器电路电 导 率 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之传 感 器 的 使 用1、使用电导率传感器前，请用蒸馏水清洗电极前端23次后，用滤纸吸干附着在电极表面的蒸

37、馏水，以避免试剂沾污。2、使用时请将电极前端插入待测溶液即可。注意使电极前端玻璃环没过溶液液面以下。15、氧气、氧气传感器传感器生化实验室常用传感器生化实验室常用传感器 氧气传感器的测量范围：氧气传感器的测量范围：0100% 氧 气 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之氧气传感器用于测量气体中的氧气含量。氧气传感器用于测量气体中的氧气含量。 氧 气 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之树脂薄膜阳极（铅）阴极（镀金）电解质（酸液）U传感器电路 氧气传感器电极由铅阳极、镀金阴极及特定的酸液组成。 氧分子通过树脂薄膜进入，在阴极发生还原反应（消耗电子），还原产

38、物（OH-）通过电解质酸液到达阳极并与铅发生氧化反应（生成电子），这两个反应将会使两极板间产生电流，通过传感器电路处理后即可转化为氧气浓度。 传 感 器 工 作 原 理16、二氧化碳、二氧化碳传感器传感器生化实验室常用传感器生化实验室常用传感器 二氧化碳传感器的测量范围：二氧化碳传感器的测量范围：05000ppm / 050000ppm 二 氧 化 碳 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之二氧化碳传感器用于测量气体中二氧化碳浓度。二氧化碳传感器用于测量气体中二氧化碳浓度。 二 氧 化 碳 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之红外辐射源红外辐射红外接收器I

39、NOUT气室 二氧化碳传感器敏感元件为红外辐射源和红外接收器。 红外辐射源发出红外辐射。气体通过气泵进入气室，没有被CO2吸收的辐射由红外接收器吸收，并导致其温度升高而输出一个放大的电信号，通过传感器电路处理，即可转化为CO2浓度。 传 感 器 工 作 原 理 1、本传感器为泵动循环式结构，使用前需打开传感器电源开关，预热2分钟，待示数温定后，再进行测量 2、传感器一般12个月18个月校准一次，如测量数据偏差过大，需返厂校准 3、传感器内请勿吸入液体！使用中的注意事项使用中的注意事项17、溶解氧、溶解氧传感器传感器生化实验室常用传感器生化实验室常用传感器 溶解氧传感器的测量范围：溶解氧传感器的

40、测量范围：020mg/L 溶 解 氧 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之溶解氧传感器用于测量水中氧气含量。溶解氧传感器用于测量水中氧气含量。 溶 解 氧 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之传 感 器 工 作 原 理 电极是由一个银阳极和金阴极组成，阳极与阴极之间存在800mV电势差。 氧气透过半透膜（只允许氧气分子通过）在阴极因反应而减少，从而在阴极附近造成一个氧气压为零的点。通过传感器电路处理，并校准补偿温度误差后，即可转化为待测溶液溶解氧数值。 阴极阳极半透膜待测溶液传感器电路 溶 解 氧 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之

41、传 感 器 的 使 用1、传感器使用前需要校准；2、所测液体应为流动状态，可用磁力搅拌器对其进行搅拌；3、取下保护套时，要轻轻拉出，请勿旋转，避免电极液渗漏或电极半透膜损坏；4、实验完毕安装保护套时，应保持电极底端与保护套有3mm左右的空间。18、高温、高温传感器传感器生化实验室常用传感器生化实验室常用传感器 高温传感器的测量范围：高温传感器的测量范围：01200 高 温 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之高温传感器可直接测量高温物体温度（如火焰温度）。高温传感器可直接测量高温物体温度（如火焰温度）。 高 温 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之传感器

42、工作原理 高温传感器的敏感元件为热电偶。 当导体的两个接触点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势U，通过传感器电路处理后即可转换为温度的变化。 U接触点1金属A金属B接触点2 高 温 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之典型实验酒精灯火焰温度温度-时间 图线19、氧化还原、氧化还原传感器传感器生化实验室常用传感器生化实验室常用传感器 氧化还原传感器的测量范围：氧化还原传感器的测量范围：-5001200mV 氧 化 还 原 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之氧化还原传感器用于测量溶液的氧化还原性。氧化还原传感器用于测量溶液的氧化还原性。 氧 化 还

43、 原 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之参比电极传感器电路测量电极待测溶液传 感 器 工 作 原 理 铂金电极（测量电极）表面能够吸收或释放电子，从而使电极内部有电位产生。银/氯化银电极（参比电极）中的电位是固定的。测量电极与参比电极之间的电位差通过传感器电路处理后即可转换为溶液的氧化还原电位的变化。 氧 化 还 原 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之传 感 器 的 使 用 1、传感器测量待测溶液时，需将电极前端玻璃泡完全浸没在溶液中。 2、清洗电极时，使用吸水纸轻触电极以吸干水分，不能与电极摩擦，以免损伤。 氧 化 还 原 传 感 器生生 化化 系

44、系 列列 传传 感感 器器 之之典 型 实 验ORP变化对水生植物的影响20、二氧化硫、二氧化硫传感器传感器生化实验室常用传感器生化实验室常用传感器 二氧化硫传感器的测量范围：二氧化硫传感器的测量范围：020ppm 二 氧 化 硫 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之二氧化硫传感器用于测量气体中二氧化硫的含量。二氧化硫传感器用于测量气体中二氧化硫的含量。 二 氧 化 硫 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之离子交换膜工作电极对电极半透膜U 电极是由一个工作电极（铂电极）和对电极组成。 SO2气透过半透膜在工作电极因发生氧化反应而减少,反应产物H+透过离子

45、交换膜在对电极上发生还原反应。通过传感器电路处理，即可转化为SO2的浓度。 传 感 器 工 作 原 理21、色度、色度传感器传感器生化实验室常用传感器生化实验室常用传感器 色度传感器的测量范围：色度传感器的测量范围：0100% 色 度 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之色度传感器用于测量有色溶液的透光率，色度传感器用于测量有色溶液的透光率，基于比尔定律可计算出溶液的浓度。基于比尔定律可计算出溶液的浓度。 色 度 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之发光管待测溶液光电管 由发光管发出的光（I0）通过装有溶液样品的比色皿,透射光（I）被光电管吸收,通过传感器电路处理后即可转换为溶液的透射比。 传 感 器 工 作 原 理透光率=透射光强度/入射光强度 即：T=I/I0 吸光度A=lgI/I0=lg1/T吸光度与浓度的关系符合比尔定律A=kCL 色 度 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之典 型 实 验有色溶液浓度测定实验数据标准曲线22、浊度、浊度传感器传感器生化实验室常用传感器生化实验室常用传感器 浊度传感器的测量范围：浊度传感器的测量范围：0400NTU 浊 度 传 感 器生生 化化 系系 列列 传传 感感 器器 之之浊度传感