传感器的应用实验报告-基础物理实验

实验33传感器原理及应用【实验目的】了解传感器的工作原理。掌握声音、电压等传感器的使用方法。用基于传感器的计算机数据采集系统研究电热丝的加热效率。【实验仪器】PASCO7501111111只(1kΩ1只（非电解电容，参数不限，二极管1只（非稳压二极管，参数不限，导线若干。【安全注意事项】750接口。Currentsensor750接口或功率放大器的信号输出端，使用时必须串联300Ω则电流很大，极易损坏。则电流很大，容易烧毁，也易损坏电流传感器。【原理概述】传感器有时亦被称为换能器2万篇题的知识是非常重要的。传感器基本结构及分类传感器一般是利用物理、化学和生物等学科的某些效应或机理按照一定的工艺和结构研制出来的，因此不同传感器的组成细节有较大差异。但一般都由敏感元件、转换元件和其它辅助部件三部分组成，基本结构如图1可（（如温度、温差等，电传感器（如微电流、弱电压等，磁传感器（如霍尔传感器，磁通等，光传感器（如光功率、光谱等。可以说，随着传感器技术的发展，现在几乎每种被测物理量都有若PASCO公司生产的系列传感器为例介绍传感器的简单应用。2．750接口及系列传感器PASCO公司生产的综合物理组合实验仪是基于750数据接口和传感器的综合物理实60个基础物理实验项目。其基本组成如图2所示，包括计算机、数据接口、传感器、被测系统四大部分。其中计算机上已安装了名为DataStudio的控制软件，该75039VUSB750接口前面板的数字或模拟接口中，通过接口实现与计算机的通信。各种传感器作为被测实验系统的一部分，用于测量实750750USB机相连，将开关拨至on750接口前面板上绿色的电源指示灯点亮。双击计算机桌面上的DataStudio图标，进入控制软件。计算机自动检测到750接口，提示设备已准备好，可以进行实验了。主控程序界面如图4所示。将要使用的传感器接入750（5）将传感器连接至被测实验系统中，点击（5）将传感器连接至被测实验系统中，点击据通过图表的形式在屏幕上实时显示出来。按钮就可开始记录数据了。并将数电子元器件的伏安特性【实验内容】1.5PASCODataStudio750接口的计算机数据采集系统的使用方法。分别将声音、电流、电压、温度等四种传感器和功率放大器等接入750接口，根据说明书掌握其使用方法，并在屏幕上分别显示出传感器采集到的信号曲线。采用电流和电压两种传感器，测量电阻、电容、二极管的直流伏安特性。测量电路如图5。画出三种元件的直流伏安特性曲线，并计算电阻的阻值，二极管的正向导通电压和说明原因。（一）第一周实验内容熟悉SW750接口或SW500磁干扰（下面以SW750接口为例介绍实验步骤）：SW750接口的电源。DataStudio750接口。AB或C任一个模拟通道Channel）。DataStudio软件界面中双击电压传感器图标或将其拖放到对应通道中，此时在SW750接口通道下应该出现传感器的图标，表示传感器可以使用了。点击“启动”开始采集数据，点击“停止”可结束数据采集。“直方图”等选项，观察在不同模式下被采集数据的显示效果。的异同，并记录观察到的现象。接口中拔出，就可结束传感器的使用。其他传感器的使用方法与此类似。学习和掌握功率放大器的使用方法（使用SW500接口的该内容不做）说明书操作。观察传感器采集参数对测量结果的影响f=10Hz、Vp=2V的三角波。（SW500发生器提供）用电压传感器观察被测信号。改变电压传感器的实验参数，“采样率”分别取1Hz10Hz、100Hz、1kHz110×”等，观察参数改变前后信号波形的变化情况，并记录现象。析这些信号的频谱用声音传感器，在“图表”模式下观察音叉振动的信号。频率。谱。记录振动频率最低的频率以及振动幅度最大的频率。（二）第二周实验内容测量电阻、二极管的直流伏安特性（时需串联限流电阻。）RCRC串联，保持功率放大器输出正弦电压Vpp=4V不变，测量并记录不同频率下电阻（高通滤波器（低通滤波器VppVpp就得到该电路的幅频特性。【实验数据整理与分析】1032905110330025用电压传感器测量电磁干扰。图1电压传感器测量端短路图1电压传感器测量端短路图2电压传感器测量端开路图图3右手握电压传感器测量端正极图4右手握电压传感器负极图5双手分别握电压传感器正负极由操作原理及实验结果可以看得出，图像显示下的电压传感器其实就是相当于一个示波器。图1所显示的电压传感器在短路时所得到的测量图像表明传感器内部有十分微小可以忽略的噪声。图2验室内还有多台仪器以及其他电子设备在工作有关。图34起图4图5X观察传感器测量参数的改变对测量结果的影响f=10Hz、后分别改变采样率1H10H、100H、1000H）和灵敏度（1×，用图像模式观测，截取所得图像，如下：低1× 中10×1Hz10Hz100Hz1KHz不同采样率与灵敏度对测量结果的影响率的，是无法得到样品信号的图像的。100Hz和1KHz，可以测量出完整三角波波形。且采样频率越高，所得数据点越密，图像越精确。1V升高，信号图样被截断，故测得波形为如图不完整三角波形（已失真。10形失真已经很少，实验与这个结论很好的吻合了。2V，与传感器等的内部的电阻有关。使用声音传感器测量不同的声音接上声音传感器，分别测量标准音叉、人说话声、拍桌子噪声等的声音。分别用时轴图像和快速傅里叶变换（频谱图）来描述声音。得到如下的图：长音叉（低音）波形图

长音叉（低音）FFT（频谱图）测量频率f=739Hz中音叉（中音）波形图

中音叉（中音）FFT（频谱图）测