大學(xué)物理實驗傳感器：上海交通大學(xué)物理實驗報告（大二上）傳感器系列實驗報告.pdf
實驗預(yù)習(xí)報告
姓 名 班 級 學(xué) 號
同組姓名 指導(dǎo)老師 實驗日期
傳感器系列實驗
原理簡述（原理圖、重要公式）
原始數(shù)據(jù)記錄表
1. 光線位移傳感器：
位移X/cm
輸出電壓U/V
位移X/cm
輸出電壓U/V
位移X/cm
輸出電壓U/V
2. 電容式傳感器： T 低頻= v 低頻=T 風(fēng)扇=v 風(fēng)扇=位移△X/cm
輸出電壓U/V
位移△X/cm
輸出電壓U/V
3 ．霍爾式傳感器：
位移X/cm
輸出電壓U/V
位移X/cm
輸出電壓U/V
實驗預(yù)習(xí)報告
姓 名 班 級 學(xué) 號
同組姓名 指導(dǎo)老師 實驗日期
4 ．電渦流傳感器
4 ．1 電渦流傳感器（鋁）：
位移△X/cm
輸出電壓U/V
位移△X/cm
輸出電壓U/V
位移△X/cm
輸出電壓U/V
4 ．2 電渦流傳感器（銅）：
位移△X/cm
輸出電壓U/V
位移△X/cm
輸出電壓U/V
位移△X/cm
輸出電壓U/V
4 ．3 電渦流傳感器（鐵）：
位移△X/cm
輸出電壓U/V
位移△X/cm
輸出電壓U/V
位移△X/cm
輸出電壓U/V
實驗報告
姓 名 班 級 學(xué) 號 實驗成績
同組姓名 實驗日期 指導(dǎo)老師 批閱日期
傳感器系列實驗
實驗?zāi)康?br/>1. 了解光線傳感器的工作原理，掌握光線位移傳感器測量位移的方法，掌握光線位移傳感
器測量轉(zhuǎn)速的方法。
2. 了解電容式傳感器的工作原理，掌握電容式傳感器測量位移的方法。
3. 理解霍爾式傳感器的工作原理，學(xué)會用霍爾式傳感器作靜態(tài)位移測量。
4. 了解霍爾式傳感器的工作原理，學(xué)會用霍爾式傳感器作靜態(tài)位移測量。
實驗原理
1. 光線位移傳感器
光纖傳感器是伴隨著光纖及光通信技術(shù)的發(fā)展而逐步形成的．光纖傳感器一般可分
全光纖傳感器和傳光型光纖傳感器兩大類．全光纖傳感器是利用光纖本身的特性把光纖
作為敏感元件，被測量對光纖內(nèi)傳輸?shù)墓膺M(jìn)行調(diào)制，使傳輸光的強度、相位、頻率或偏
振態(tài)等特性發(fā)生變化，再通過對被調(diào)制過的信號解調(diào)，從而得出被測信號．
反射式光纖位移傳感器的工作原理如圖 1 所示，
光纖采用Y 型結(jié)構(gòu)，兩束光纖一端合并組成光纖探頭，
另一端分為兩束，分別作為接收光纖和光源光纖．光
纖只起著傳輸信息的作用．當(dāng)光發(fā)射器發(fā)射的紅外光，
經(jīng)光源光纖照射至反射體，被反射的光經(jīng)接收光纖傳
至光電轉(zhuǎn)換元件，由光電轉(zhuǎn)換元件將信號轉(zhuǎn)化為電信
號輸出．經(jīng)接收光纖傳至光電轉(zhuǎn)換元件的光強決定于反射體距光纖探頭的位置，通過對
反射光強的檢測可得到位移量．
2. 電容式傳感器
電容式傳感器是將被測非電量的變化轉(zhuǎn)換為電容量變化的一種傳感器．它結(jié)構(gòu)簡
單、體積小、分辨率高，可非接觸式測量，并能在高溫、輻射和強振動等惡劣條件下工
作，廣泛應(yīng)用于壓力、壓差、液位、振動、位移、加速度、成分含量等多方面測量．電
容式傳感器可分為變面積型、變極距型和變介質(zhì)型三種類型。
傳感器由兩組定片和一組動片構(gòu)成，當(dāng)安裝在振動臺上的動片上下改變位置，與兩
組定片間的重疊面積發(fā)生變化，極間電容亦發(fā)生相應(yīng)變化，此稱為差動電容．如將上層
定片與動片形成的電容定為 Cx1，下層定片與動片形成的電容
大學(xué)物理實驗傳感器：大學(xué)物理實驗 溫度傳感器研究
這個比較復(fù)雜啊
一．課題背景
1.課題的意義
傳感器網(wǎng)絡(luò)在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用越來越多,他的實用性也逐漸的被人們所接受。溫度檢測就是傳感器網(wǎng)絡(luò)中不可缺少的一個重要部分，我的課程設(shè)計，就是制作傳感器網(wǎng)絡(luò)中的溫度檢測部分。
整個系統(tǒng)由單片機控制，溫度傳感器采用18B20，單片機控制采集到的溫度輸出到四個數(shù)碼管上進(jìn)行顯示。
關(guān)于DS1820 的應(yīng)用，主要是與不同型號的單片機進(jìn)行對接，從而設(shè)計了不同形式的溫度監(jiān)測系統(tǒng)。例如，對汽車輪胎的溫度監(jiān)測與報警。還有的利用DS1820 設(shè)計了多點分布式溫度監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了對多點溫度的同步監(jiān)測等。本系統(tǒng)除具有溫度測量與報警功能之外，還通過一定的控制電路實現(xiàn)了對加熱系統(tǒng)的自動控制。
2.方案論證
溫度傳感器DS1820，集成了溫度傳感器、信號調(diào)整電路、A/D 采樣和轉(zhuǎn)換電路、存儲器等部件。它可以直接以數(shù)字量的形式輸出被測環(huán)境的溫度而不需要配加其它外圍電路。另外，多個DS1820 可以共用一條數(shù)據(jù)總線與CPU 進(jìn)行通信，與傳統(tǒng)的溫度傳感器（AD590、LM35）一個器件需要一條數(shù)據(jù)線相比，具有十分突出的優(yōu)越性。 測溫范圍- 55 ℃～ + 125℃,在- 10℃～ +85℃時精度為± 0. 5℃， 可編程的分辨率為9～12 位,對應(yīng)的可編程溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃、0.0625℃，轉(zhuǎn)換時間為750ms 。
89S51的主頻足以用來控制18b20，引腳數(shù)目也能輕松的控制在32以內(nèi)。整個系統(tǒng)可以穩(wěn)定的運行。系統(tǒng)的成本也可以很低。如果使用FPGA控制就會使成本加大，反而浪費了資源。
有上述論證得出，此方案有效可行。
3.設(shè)計要求基礎(chǔ)條件
89C51系列單片機；
單片機開發(fā)系統(tǒng)；
計算機；
數(shù)字溫度傳感器DS18B20；
電路外圍標(biāo)準(zhǔn)元件；
萬用表等
臺式計算機或筆記本電腦
二．目的意義
隨著人們生活水平的不斷提高,單片機控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的，其中數(shù)字溫度計就是一個典型的例子，但人們對它的要求越來越高，要為現(xiàn)代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的設(shè)施就需要從數(shù)單片機技術(shù)入手，一切向著數(shù)字化控制，智能化控制方向發(fā)展。
溫度的測量在工業(yè)上的應(yīng)用時相當(dāng)廣泛的，能夠做出準(zhǔn)確、穩(wěn)定、快速的溫度測量裝置是很有難度的。這次畢業(yè)設(shè)計能讓我對儀器儀表類的電子設(shè)計有更深入的研究，鍛煉了我在電子設(shè)計方面的能力。有了這次設(shè)計的經(jīng)驗，就可以幫助我在以后設(shè)計出更優(yōu)良的電子儀器。這也是對我們在大學(xué)學(xué)習(xí)階段的考察，讓我們學(xué)以致用，把理論上的知識轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用中的經(jīng)驗，這個轉(zhuǎn)變對于我們的就業(yè)是至關(guān)重要的。
三．技術(shù)要求
1.主要功能：
(1). 設(shè)計一個溫度測量與顯示系統(tǒng)
(2). 完成原理樣機硬件組裝、電路調(diào)試、軟件設(shè)計、編程與系統(tǒng)調(diào)試；
(3). 編制工作程序，繪制系統(tǒng)原理圖、硬件電路圖、軟件流程圖并給出軟件程序。
2.量化的技術(shù)指標(biāo)：
1. 測量溫度范圍-10～40℃
2. 精確到小數(shù)點后1位
3. 測量時間小于1s
四．電路框圖或軟件流程圖
五．可能遇到的困難
第一，在整個設(shè)計中,18B20的控制是個難題，如果出現(xiàn)問題，可以認(rèn)真的研究18B20的時序和工作原理。第二，單片機的電路設(shè)計也可能是出現(xiàn)問題的地方。外圍電路的設(shè)計和下載電路的設(shè)計都很重要。第三，檢測的精度也是系統(tǒng)的重中之重。準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)需要外圍電路的優(yōu)化和控制的精準(zhǔn)。
大學(xué)物理實驗傳感器：大學(xué)物理實驗中的傳感器實驗探索
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大學(xué)物理實驗傳感器：澶у鐗╃悊瀹為獙
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