传感器与检测技术指导书

传感器与检测技术第三版徐科军课后答案【篇一：传感器及检测技术教案全】>信息学院教案1课时分配表23第1课一．章节名称绪论1.1，1.2，1.4，1.5二．教学目的1、掌握内容：传感器的静态特性，动态特性；2、了解内容：传感器的定义，组成，自动检测技术的发展和应用；三．安排课时： 2学时四．教学内容（知识点）1．自动检测系统的组成；2．传感器的定义，组成，传感器的分类； 3. 传感器的静态特性；4. 传感器的动态特性； 5. 传感器的标定和校准五．教学重点、难点1．传感器的静态特性和动态特性； 2．传感器的标定和校准；六．选讲例题1．活塞压力计标定； 2．压力传感器的动态标定；七．作业要求7什么是传感的静态特性？有那些指标？如何用公式表示？ 8什么是传感器的动态特性？有那些分析方法？八．环境及教具要求多媒体教室、powerpoint九．教学参考资料1．《传感器与检测技术》，徐科军；2．《传感器原理与应用》，程德福；4第2课一．章节名称1.3 测量误差和数据处理；二．教学目的1、掌握内容：测量误差的表示方法，数据处理的基本方法；2、了解内容：误差的概念和分类，精度；三．安排课时：2学时四．教学内容（知识点）1．测量误差的概念和分类； 2. 精度3. 误差的表示方法；4. 随机误差的处理方法；5. 系统误差的处理； 6，粗大误差的处理； 7．数据处理的基本方法五．教学重点、难点1．误差的处理方法； 2．数据处理的基本方法；六．选讲例题1．补偿法测量高频小电容； 2．对照法消除系统误差；七．作业要求2正态分布的随机误差有什么特点？3、什么是系统的引用相对误差？它有什么意义？八．环境及教具要求多媒体教室、powerpoint九．教学参考资料1．《传感器与检测技术》，徐科军5【篇二：自动检测技术】............................................................................................................ ... - 2 -2、关键词........................................................................................................ ............................ - 2 -3、引言 ....................................................................................................... ................................ - 2 -4、电阻式传感器概述........................................................................................................ ........ - 2 -4、1电阻应变式传感器 ..................................................................................................... - 3 -4、1、1 基本原理 ...................................................................................................... - 3 - 4、2 电阻应变式传感器的应用 ........................................................................................ - 5 - 4、3 电阻应变式传感器的应用行业： ............................................................................ - 7 - 4、4 电阻应变式传感器的在具体工程中的应用 ............................................................ - 7 -4、4、1、电阻触摸屏 ................................................................................................ - 7 - 4、4、2地磅 ....................................................................................................... ........ - 8 - 4、5电阻应变式传感器的发展趋势 ................................................................................. - 8 -5、参考文献........................................................................................................ ........................ - 9 -1、前言传感器是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。

扬州高等职业技术学校实训指导书2011—2012学年第二学期课程名称传感器课程类别实训专业模具授课班级10205授课教师胡冯仪《传感器》实训指导书实验一、YL-CG2003型传感器实验台仪器的使用一、电源部分1.总电源空气式带漏电保护开关切换整个实验台的单相220V电源，额定电流最大为3A，安全可靠。

2.指示灯—电源插入电网后即亮，表示实验台已接入电源。

3.AC220输出双路多功能插座可输出220V单相电源，功率不大于300W二、温度控制部分1.温度控制仪面板说明（1）将K型热电偶接入主控箱面板温度中的Ei（+、-）标准值插孔中，合上热源开关。

仪表将首先按A、B、C程序自检2.通过切换开关可控制直流电压表输入端。

当为内接输入位置可测量指示2V-15V直流稳压输出电压。

外接输入分两档0-2V或0-20V。

A、所有数码管及所有指示灯全部点亮，用来检测发光系统是否正常，此时如发现有不能点亮的发光文件，请停止使用该仪表送修。

B、PV窗口显示“TYPE”，SV窗口显示仪表目前所应配输入类型。

C、显示仪表的控制范围，SV窗口显示下限测量控制值，PV窗口显示上限控制值。

（2）仪表进行完以上三步自检后，即投入正常测控状态，上排PV窗口显示测量值，下排SV 窗口设定值。

（3）要想修改设定值，请在正常显示方式下，按一下SET键，PV窗口显示，“SP”，SV窗口显示已设置的值，此时按▲键向上调节设定值,按键▼向下调节设定值。

2.温控仪电源开关—控制整个温控部分电源开或关。

（1）指示灯一亮表示电源部分总电源开关已打开，实验仪在工作。

（2）温控传感器输入插口一通过JK插头与9号温度实验模块E型热电偶连接用。

（3）加热源电源输出端—可提供20V交流5A功率电源。

与9号实验模块电源输入端进行加热温控。

控制温度精度±1℃。

三、数显单元和2V～15V直流电源部分1.直流电压显示为132数字电压表读数V。

2.通过切换开关可控制直流电压表输入端。

传感器与检测技术实验指导教师：陈劲松实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验错误!未指定书签。

实验二金属箔式应变片-全桥性能实验及电子秤实验错误!未指定书签。

实验三电容式传感器的位移特性实验 ..... 错误!未指定书签。

实验四Pt100热电阻测温实验.................. 错误!未指定书签。

实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、 实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。

二、 基本原理：金属丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值会发生变化，这就是金属的电阻应变效应。

金属的电阻表达式为：SlR ρ=（1）当金属电阻丝受到轴向拉力F 作用时，将伸长l ∆，横截面积相应减小S ∆，电阻率因晶格变化等因素的影响而改变ρ∆，故引起电阻值变化R ∆。

对式（1）全微分，并用相对变化量来表示，则有：ρρ∆+∆-∆=∆S S l l R R （2）式中的l l ∆为电阻丝的轴向应变，用ε表示，常用单位με（1με=1×mm mm 610-）。

若径向应变为rr ∆，电阻丝的纵向伸长和横向收缩的关系用泊松比μ表示为）（l l r r ∆-=∆μ，因为S S ∆=2（rr ∆），则（2）式可以写成： llk l l l l l l R R ∆=∆∆∆++=∆++∆=∆02121）（）（ρρμρρμ（3） 式（3）为“应变效应”的表达式。

0k 称金属电阻的灵敏系数，从式（3）可见，0k 受两个因素影响，一个是（1+μ2），它是材料的几何尺寸变化引起的，另一个是）（ρερ∆，是材料的电阻率ρ随应变引起的（称“压阻效应”）。

对于金属材料而言，以前者为主，则μ210+≈k ，对半导体，0k 值主要是由电阻率相对变化所决定。

实验也表明，在金属丝拉伸比例极限内，电阻相对变化与轴向应变成比例。

通常金属丝的灵敏系数0k =2左右。

用应变片测量受力时，将应变片粘贴于被测对象表面上。

《传感器与检测技术》课程设计一．课程设计目的课程设计的目的是使学生能够将《传感器与检测技术》课程的内容有机的联系起来，形成系统的概念，培养学生综合应用知识的能力，掌握智能检测（或仪表）系统设计的基本思想和方法。

二．设计方法（一）智能化测量控制仪表的总体设计在设计一台智能化测量控制仪表时，首先要进行仪表的总体设计。

在课程设计中要考虑以下两点。

1．从整体到局部(自顶向下)的设计原则开始时，根据仪表功能和设计要求提出仪表设计的总任务，分别并绘制硬件和软件总框图，然后将总任务分解成一批可以独立表征的子任务，这些子任务再向下分，直到每个低级的子任务足够的简单，可以直接而且容易实现为止。

这些低级子任务可用模块化的方法来实现，有些子任务可以采用某些通用化的模块（模件）实现。

2．经济性要求为了获得较高的性能价格比，设计仪表时不应盲目地追求复杂高级的方案。

在满足性能指标的前提下，应尽可能采用简单的方案，因为方案简单意味着元器件少，可靠性高，从而也比较经济。

在进行实际的产品设计时，还应考虑仪表的可靠性要求、操作和维护的要求等。

（二）智能化测量控制仪表的硬件电路设计1．单片机芯片的选择课题中指定在MCS-51系列单片机中选择机种。

选择时，应考虑单片机的时钟频率、内部程序存储器和数据存储器容量、片内功能部件，以及相关的技术支持等因素。

2．存储器设计如果仪表中所涉及的程序或者数据量使单片机内部存储器难以满足要求时，应设计片外存储器。

3．输入/输出接口的设计单片机从测量环节或者说前向通道（包括A/D转换器和输入电路）输入测量信息、从键盘输入仪表需要的各种数据和信息（如功能选择，量程范围、阈值等）以及向显示器输出测量结果、仪表的工作状态（如报警信息）都需要通过接口电路实现，因此要设计相应的接口电路。

4．测量部分的设计测量部分通常由两大部分组成，即模拟测量部分和A/D转换器。

模拟测量部分如传感器、传感器测量电路、信号放大电路、滤波电路以及其它的信号调理电路都是一些独立的模块或组件，如果已有相应的模块芯片出售，设计时只要选用合适（符合技术要求）的芯片即可；如果没有相应的模块供应，则在设计时要根据仪表的技术指标，自行设计这些组件。

《传感器与测试技术》 实验指导书工程与技术系二O一三年二月CSY－2000型传感器与检测技术实验台说 明 书CSY2000型传感器与检测技术实验台是本公司为适应不同类别、不同层次的专业需要，在2000系列传感器与检测技术实验台的基础上，增加了一些光电传感器而最新推出的模块化的新产品。

CSY－2000型传感器与检测技术实验台，主要用于各大专院校、中专及职业技术院校开设的“自动检测技术” “传感器原理与技术” “工业自动化控制” “非电量电测技术”等课程的教学实验。

它是采用最新推出的模块化结构的产品。

实验台上采用的大部分传感器虽然是教学传感器（透明结构便于教学），但其结构与线路是工业应用的基础。

希望通过实验帮助广大学生加强对书本知识的理解，并在实验的进行过程中通过信号的拾取、转换、分析、掌握作为一个科技工作者应具有的基本的操作技能与动手能力。

一、 实验台的组成CSY－2000型传感器与检测技术实验台由主机箱、温度源、转动源、振动源、传感器、相应的实验模板、数据采集卡及处理软件、实验桌等组成。

1、主机箱：提供高稳定的±15V、±5V、＋5V、±2V～±10V（步进可调）、＋2V～＋24V （连续可调）直流稳压电源；直流恒流源0.6mA～20mA可调；音频信号源（音频振荡器）1KHz～10KHz（连续可调）；低频信号源（低频振荡器）1Hz～30Hz（连续可调）；气压源0～20KPa （可调）；智能调节仪(器)；计算机通信口；主控箱面板上装有电压、电流、频率转速、气压、光照度数显表；漏电保护开关等。

其中，直流稳压电源、音频振荡器、低频振荡器都具有过载切断保护功能，在排除接线错误后重新开机一下才能恢复正常工作。

2、振动源：振动台振动频率1Hz～30Hz可调（谐振频率9Hz左右）。

3、转动源：手动控制0～2400转／分；自动控制300～2200转／分。

4、温度源：常温～200℃。

前言CSY系列传感器与检测技术实验台主要用于各大、中专院校及职业院校开设的“传感器原理与技术”“自动化检测技术”“非电量电测技术”“工业自动化仪表与控制”“机械量电测”等课程的实验教学。

CSY系列传感器与检测技术实验台上采用的大部分传感器虽然是教学传感器（透明结构便于教学），但其结构与线路是工业应用的基础，希望通过实验帮助广大学生加强对书本知识的理解，并在实验的进行过程中，通过信号的拾取，转换，分析，掌握应具有的基本的操作技能与动手能力。

CSY2000与3000系列传感器与检测技术实验台是本公司多年生产传感技术教学实验装置的基础上，为适应不同类别、不同层次的专业需要而设计的新产品。

其优点在于：1、适应不同专业的需要，不同专业可以有不同的菜单，本公司还可以为用户的特殊要求制作模板。

2、能适应不断发展的形势，作为信息拾取的工具，传感器发展很快，可以不断补充新型的传感器模板。

3、可以利用实验台的信号源、实验电路、传感器用于学生课程设计、毕业设计和自制装置。

为了让老师、学生尽快熟悉掌握实验台的使用方法，本手册列举了一些实验示范例子，老师、学生通过实验示范例子举一反三可以自己组织开发很多实验顶目。

本手册由于编写时间、水平所限，难免有疏漏错误之处，热切期望老师与学生们提出宝贵的意见，予以完善，谢谢。

目录CSY－2000型传感器与检测技术实验台说明书 (5)CSY－3000型传感器与检测技术实验台说明书 (8)示范实验目录2000系列基本实验举例实验一应变片单臂电桥性能实验 (11)实验二应变片半桥性能实验 (17)实验三应变片全桥性能实验 (18)实验四应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验 (20)实验五应变片直流全桥的应用—电子秤实验 (21)实验六应变片温度影响实验 (22)实验七移相器、相敏检波器实验 (23)实验八应变片交流全桥(应变仪)的应用—振动测量实验 (27)实验九压阻式压力传感器测量压力特性实验 (30)*实验十压阻式压力传感器应用—压力计实验 (32)实验十一差动变压器的性能实验 (32)实验十二激励频率对差动变压器特性影响实验 (37)实验十三差动变压器零点残余电压补偿实验 (38)实验十四差动变压器测位移特性实验 (39)实验十五差动变压器的应用—振动测量实验 (41)实验十六电容式传感器测位移特性实验 (43)实验十七线性霍尔传感器测位移特性实验 (45)实验十八线性霍尔传感器交流激励时位移特性实验 (48)实验十九开关式霍尔传感器测转速实验 (50)实验二十磁电式转速传感器测转速实验 (51)实验二十一压电式传感器测振动实验 (53)实验二十二电涡流传感器测量位移特性实验 (57)实验二十三被测体材质对电涡流传感器特性影响实验 (60)实验二十四被测体面积大小对电涡流传感器特性影响实验 (61)实验二十五电涡流传感器测量振动实验 (62)实验二十六光纤位移传感器测位移特性实验 (63)实验二十七光电传感器测量转速实验 (66)实验二十八光电传感器控制电机转速实验 (67)实验二十九温度源的温度调节控制实验 (75)实验三十 Pt100铂电阻测温特性实验 (79)实验三十一Cu50铜电阻测温特性实验 (85)实验三十二 K热电偶测温特性实验 (86)实验三十三 K热电偶冷端温度补偿实验 (92)实验三十四 E热电偶测温特性实验 (95)实验三十五集成温度传感器(AD590)的温度特性实验 (96)实验三十六气敏传感器实验 (99)实验三十七湿度传感器实验 (100)实验三十八数据采集系统实验—静态举例 (102)实验三十九数据采集系统实验—动态举例 (104)3000系列实验(包含2000系列基本实验外，还包含以下实验。

《生物医学传感器与检测技术实验》教学大纲张日欣李元斌一、课程名称：生物医学传感器与检测技术实验Experiments in Biomedical Sensor & Detecting Techniques二、课程编码：0702831三、学时与学分：24/1.5四、先修课程：数字电子技术，模拟电子技术，工程生理学，电子测试与实验，生物医学测量与仪器实验。

五、课程教学目标1．本课程是生物医学工程专业的一门专业课，它应用电子技术，传感器测量技术和计算机技术，解决生物医学领域中的信号提取，检测和处理以及生物医学仪器的设计等问题；2．使学生了解典型医学仪器的原理、特点和性能指标，学习正确使用传感器，设计检测电路，掌握基本测量技术；3．为医学仪器设计奠定基础。

六、适用学科专业生物医学工程七、基本教学内容与学时安排●热敏器件及温度传感器特性实验（4学时）●压力传感器性能实验（4学时）●气敏传感器特性实验（4学时）●光电式脉搏探测器（4学时）●ECG前置放大器（4学时）●陷波器仿真、制作与调试（4学时）●安全隔离设计与调试（4学时）●ECG放大器的整体调试（4学时）●12导联心电工作站的原理及使用（4学时）八、教材及参考书：教材：生物医学电子技术与信号处理实验指导书,张日欣、李元斌、邹昂等自编教材，武汉：华中科技大学教材科，2004年9月参考文献：1．生物医学检测技术讲义，杨玉星自编教材，1998年2．生物医学电子学，蔡建新，张唯真，北京大学出版社，1997年3．传感器原理与应用，黄贤钨，电子科技大学出版社，1999年4．生物医学测量，陈延航，人民卫生出版社，1986年5．医学物理，刘普和，人民卫生出版社，1986年6．医学仪器-应用与设计，约翰G.韦伯斯特，新时代出版社，1985年7．Protel 98 for windows电路设计应用指南，程凡等，人民邮电出版社，1999年九、考核方式实验报告+实践表现《生物医学测量与仪器实验》教学大纲张日欣李元斌一、课程名称：生物医学测量与仪器实验Experiments in Biomedical Measure and Instrumentation二、课程编码：三、学时与学分：16/1四、先修课程：数字电子技术，模拟电子技术，工程生理学，电子测试与实验。

现代(传感器)检测技术实验实验指导书目录1、THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介2、实验一金属箔式应变片——电子秤实验3、实验二霍尔传感器转速测量实验4、实验三光电传感器转速测量实验5、实验四E型热电偶测温实验6、实验五E型热电偶冷端温度补偿实验7、德普施可重组虚拟仪器检测平台装置简介实验一直流全桥的应用—称重实验实验二光电开关的测速实验实验三铂电阻温度传感器的特性及温度测量实验实验四霍尔传感器转速测量实验西安交通大学自动化系2015.10THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介一、概述“THSRZ-2 型传感器系统综合实验装置”是将传感器、检测技术及计算机控制技术有机的结合，开发成功的新一代传感器系统实验设备。

实验装置由主控台、检测源模块、传感器及调理（模块）、数据采集卡组成。

1.主控台(1)信号发生器：1k～10kHz 音频信号，Vp-p=0～17V连续可调；(2)1～30Hz低频信号，Vp-p=0～17V连续可调，有短路保护功能；(3)四组直流稳压电源：+24V,±15V、+5V、±2～±10V分五档输出、0～5V可调，有短路保护功能；(4)恒流源：0～20mA连续可调，最大输出电压12V；(5)数字式电压表：量程0～20V，分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级；(6)数字式毫安表：量程0～20mA，三位半数字显示、精度0.5级，有内侧外测功能；(7)频率/转速表：频率测量范围1～9999Hz，转速测量范围1～9999rpm；(8)计时器：0～9999s，精确到0.1s；(9)高精度温度调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法，温度控制精度±0.50C。

2.检测源加热源：0～220V交流电源加热，温度可控制在室温～1200C；转动源：0～24V直流电源驱动，转速可调在0～3000rpm；振动源：振动频率1Hz～30Hz（可调），共振频率12Hz左右。

《传感器应用技术》教案.编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（《传感器应用技术》教案.）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为《传感器应用技术》教案.的全部内容。

第 1 单元（Unit) 第 1 周（Week) 2 学时(Periods) 单元标题 (Title) ：课程教育教学地点（Place) ：教学目标 (Teaching Target) ：1、让学生了解什么是传感器应用技术2、检测技术的应用领域3、了解本课程的性质和课程安排4、掌握一般的学习方法教学方法（Teaching Approaches) ：通过图片展示传感器应用技术的应用及作用教学材料及工具 (Teaching Materials ＆ Aids）：多媒体课件、课本、传感器实训台考核与评价方式 (Testing & Evaluating Mode)：提问主要教学内容及过程Main Teaching Contents & Procedures一、什么是传感器应用技术？定义：检测是利用各种物理、化学效应,选择合适的方法与装置,将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性与定量结果的过程.自动检测的内容包括：●信息提取(提取有用信息）●信息转换(转换成易于处理的电信号）●信息处理 (将得到的信息进行数字运算、Ａ／Ｄ转换等处理）二、传感器应用技术在机电一体化系统中的地位1、机电一体化技术相关专业机械技术机械技术是机电一体化的基础。

信息处理技术信息处理技术包括信息的交换存取运算判断和决策。

实现信息处理的主要工具是计算机,因此信息处理技术与计算机技术是密切相关的。

实验四电涡流传感器位移特性实验一、实验目的：1、了解电涡流传感器测量位移的工作原理和特性。

2、了解不同的被测体材料对电涡流传感器性能的影响。

3、了解电涡流传感器位移特性与被测体的形状和尺寸有关。

二、基本原理：电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器。

电涡流式传感器由传感器线圈和被测物体（导电体—金属涡流片）组成，如图4-1所示。

根据电磁感应原理，当传感器线圈（一个扁平线圈）通以交变电流（频率较高，一般为1MHz～2MHz）I1时，线圈周围空间会产生交变磁场H1，当线圈平面靠近某一导体面时，由于线圈磁通链穿过导体，使导体的表面层感应出呈旋涡状自行闭合的电流I2，而I2所形成的磁通链又穿过传感器线圈，这样线圈与涡流“线圈”形成了有一定耦合的互感，最终原线圈反馈一等效电感，从而导致传感器线圈的阻抗Z发生变化。

我们可以把被测导体上形成的电涡等效成一个短路环，这样就可得到如图4-2的等效电路。

图中R1、L1为传感器线圈的电阻和电感。

短路环可以认为是一匝短路线圈，其电阻为R2、电感为L2。

线圈与导体间存在一个互感M，它随线圈与导体间距的减小而增大。

图4-1电涡流传感器原理图图4-2电涡流传感器等效电路图根据等效电路可列出电路方程组：通过解方程组，可得I1、I2。

因此传感器线圈的复阻抗为：线圈的等效电感为：线圈的等效Q值为：Q＝Q0{[1-(Ｌ2ω2Ｍ2)/(Ｌ1Ｚ22)]／［1+(R2ω2Ｍ2)/(R1Ｚ22)］}式中：Q0—无涡流影响下线圈的Ｑ值，Q0＝ωＬ1／R1；Ｚ22—金属导体中产生电涡流部分的阻抗，Ｚ22＝R22+ω2L22。

由式Z、L和式Ｑ可以看出，线圈与金属导体系统的阻抗Z、电感L和品质因数Ｑ值都是该系统互感系数平方的函数，而从麦克斯韦互感系数的基本公式出发，可得互感系数是线圈与金属导体间距离x(H)的非线性函数。

因此Z、L、Ｑ均是ｘ的非线性函数。

虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为"S"型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。

计量与检测作业指导书第1章计量与检测基础 (4)1.1 计量的概念与分类 (4)1.1.1 计量的概念 (4)1.1.2 计量的分类 (4)1.2 检测的基本原理与方法 (4)1.2.1 检测的基本原理 (4)1.2.2 检测的方法 (4)第2章计量单位与量值传递 (5)2.1 计量单位制 (5)2.1.1 国际单位制 (5)2.1.2 我国的计量单位制 (5)2.2 量值传递与溯源 (5)2.2.1 量值传递 (5)2.2.2 量值溯源 (5)2.3 计量检定与校准 (5)2.3.1 计量检定 (6)2.3.2 计量校准 (6)2.3.3 计量检定与校准的区别 (6)2.3.4 计量检定与校准的联系 (6)第3章计量器具及其使用 (6)3.1 计量器具的选用与维护 (6)3.1.1 计量器具的选用 (6)3.1.2 计量器具的维护 (6)3.2 常用计量器具的结构与原理 (7)3.2.1 电流表 (7)3.2.2 电压表 (7)3.2.3 万用表 (7)3.2.4 示波器 (7)3.3 计量器具的误差分析 (7)3.3.1 系统误差 (7)3.3.2 随机误差 (8)3.3.3 粗大误差 (8)第4章传感器与检测技术 (8)4.1 传感器原理与应用 (8)4.1.1 传感器概述 (8)4.1.2 传感器原理 (8)4.1.3 传感器应用 (8)4.2 检测信号的转换与处理 (9)4.2.1 信号转换 (9)4.2.2 信号处理 (9)4.3 检测系统的功能评价 (9)4.3.1 精度 (9)4.3.2 灵敏度 (9)4.3.3 稳定性和可靠性 (9)4.3.4 响应速度和频带宽度 (9)4.3.5 抗干扰能力 (9)4.3.6 量程和分辨率 (9)第5章长度计量与检测 (10)5.1 长度计量基本概念 (10)5.1.1 长度单位 (10)5.1.2 长度计量标准 (10)5.1.3 长度计量方法 (10)5.2 长度测量方法与仪器 (10)5.2.1 直接测量法 (10)5.2.2 间接测量法 (10)5.2.3 长度测量仪器 (10)5.3 长度测量误差分析 (10)5.3.1 系统误差 (10)5.3.2 随机误差 (11)5.3.3 减小误差的方法 (11)第6章力学计量与检测 (11)6.1 力学计量基本概念 (11)6.1.1 力学量 (11)6.1.2 力学计量 (11)6.1.3 力学计量单位 (11)6.2 力学量测量方法与仪器 (11)6.2.1 测量方法 (11)6.2.2 测量仪器 (12)6.3 力学测量误差分析 (12)6.3.1 系统误差 (12)6.3.2 随机误差 (12)6.3.3 误差处理方法 (12)6.3.4 误差传递与合成 (12)第7章热工计量与检测 (12)7.1 热工计量基本概念 (12)7.1.1 热量 (12)7.1.2 温度 (13)7.1.3 热流 (13)7.2 热工量测量方法与仪器 (13)7.2.1 热量测量 (13)7.2.2 温度测量 (13)7.2.3 热流测量 (13)7.3 热工测量误差分析 (14)第8章电磁计量与检测 (14)8.1 电磁计量基本概念 (14)8.1.1 电磁量定义及单位制 (14)8.1.2 电磁计量的重要性 (14)8.2 电磁量测量方法与仪器 (14)8.2.1 电流测量 (15)8.2.2 电压测量 (15)8.2.3 电阻测量 (15)8.2.4 磁场测量 (15)8.3 电磁测量误差分析 (15)8.3.1 系统误差 (15)8.3.2 随机误差 (15)8.3.3 粗大误差 (15)8.3.4 电磁干扰误差 (15)第9章光学计量与检测 (15)9.1 光学计量基本概念 (16)9.1.1 光的传播 (16)9.1.2 反射与折射 (16)9.1.3 衍射与干涉 (16)9.1.4 偏振 (16)9.2 光学量测量方法与仪器 (16)9.2.1 几何量测量 (16)9.2.2 光学量测量 (16)9.2.3 光学子系统测量 (16)9.3 光学测量误差分析 (17)9.3.1 光源波动 (17)9.3.2 仪器误差 (17)9.3.3 环境因素 (17)9.3.4 人为因素 (17)9.3.5 光学系统误差 (17)第10章计量与检测数据的处理与分析 (17)10.1 数据处理基本方法 (17)10.1.1 数据收集与整理 (17)10.1.2 数据表示与记录 (17)10.1.3 数据校验与审核 (18)10.2 测量不确定度评定 (18)10.2.1 测量不确定度的概念 (18)10.2.2 测量不确定度的评定方法 (18)10.2.3 测量不确定度的表示与报告 (18)10.3 计量与检测数据的统计分析与应用 (18)10.3.1 描述性统计分析 (18)10.3.2 假设检验 (18)10.3.3 方差分析 (18)10.3.4 相关性分析 (18)10.3.5 回归分析 (18)10.3.6 数据可视化 (19)第1章计量与检测基础1.1 计量的概念与分类计量作为科学技术领域中的重要分支，主要涉及对物理量的测定和量值传递。

实验一金属箔式应变片性能研究一、实验目的1、了解金属箔式应变片，单臂电桥的工作原理和工作情况。

2、了解金属箔式应变片，半桥的工作原理和工作情况。

3、了解金属箔式应变片，全桥的工作原理和工作情况。

4、验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间的关系。

二、实验原理电阻应变式传感器是在弹性元件上通过特定工艺粘贴电阻应变片来组成，一种利用电阻材料的应变效应工程结构件的内部变形转化为电阻变化的传感器。

此类传感器主要是通过一定的机械装置将被测量转化成弹性元件的形变，然后由电阻应变片将弹性元件的形变转化为电阻的变化，再通过测量电路将电阻的变化转换成电压或者电流变化信号输出。

它可用于能转化成形变的的各种物理量的检测。

本实验以金属箔式应变片为研究对象。

箔式应变片的基本结构：金属箔式应变片是在用苯酚、环氧树脂等绝缘材料的基板上，粘贴直径为0.025mm左右的金属丝或者金属箔制成，如图所示：(a)丝式应变片(b) 箔式应变片图1-1金属箔式应变片结构金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，与丝式应变片工作原理相同。

电阻丝在外力的作用下发生机械形变时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应。

描述电阻应变效应的关系式为△R/R=Kε。

式中△R/R为电阻丝电阻的相对变化，K为应变灵敏系数，ε=△L/L为电阻丝长度相对变化。

为了将电阻应变式传感器的电阻变化转化成电压或者电流信号，在应用中一般采用电桥电路作为测量电路。

电桥电路具有结构简单、灵敏度高、测量范围宽、线性度好且易实现温度补偿等优点。

能较好地满足各种应变测量要求，因此在测量应变中得到了广泛的应用。

电路电桥按其工作方式分有单臂、半桥、全桥三种，单臂工作输出信号最小，线性、稳定性较差；双臂输出是单臂的两倍，性能比单臂有所改善；全桥工作时的输出是单臂的四倍，性能最好。

因此，为了得到较大的输出电压一般采用半桥或者全桥工作。

三、需用器件与单元：可调直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、测微头、应变片、电压/频率表、主、副电源。

“六职口袋”之传感器与自动检测技术综合实训套件实训指导书目录教学情境一光学量的检测与控制 (3)教学情境二温度量的检测与控制 (9)教学情境三气体量的检测与控制 (15)教学情境四磁学量的检测与控制 (21)教学情境五位移量的检测与控制 (27)教学情境六模拟数据采集与控制 (35)教学情境一光学量的检测与控制一、情景目的：1、了解光学量的检测方法；2、掌握光敏电阻的工作原理；3、掌握光学量控制系统编程方法；4、能够实现光学量自动控制系统创新设计二、模块电路：光线亮度检测,光线亮度传感器，智能小车寻光模块模块特色：1、采用灵敏型光敏电阻传感器2、比较器输出，信号干净，波形好，驱动能力强，超过15mA。

3、配可调电位器可调节检测光线亮度4、工作电压3.3V-5V5、输出形式：DO 开关量输出（0 和1）和AO 模拟量输出（电压）6、设有固定螺栓孔，方便安装7、小板PCB 尺寸：3.2cm x 1.4cm8、使用宽电压LM393 比较器模块使用说明1、光敏电阻模块对环境光线最敏感，一般用来检测周围环境的光线的亮度，触发单片机或继电器模块等；2、模块在环境光线亮度达不到设定阈值时，DO 端输出高电平，当外界环境光线亮度超过设定阈值时，DO 端输出低电平；3、DO 输出端可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测环境的光线亮度改变；4、DO 输出端可以直接驱动本店继电器模块，由此可以组成一个光控开关。

5、小板模拟量输出AO 可以和AD 模块相连，通过AD 转换，可以获得环境光强更精准的数值三、电路连接：①将光敏电阻和四脚弯针焊接在传感器通用模块上②将传感器通用模块直接连接到开发板传感器通用模块接口或者采用排线将传感器通用模块与开发板P7接口相连。

③接通电源④按下按键S1⑤屏幕显示光照强度⑥减弱光照强度，报警指示灯点亮，蜂鸣器报警。

四、测试程序：***************************************************************** *********** 文件名: 光学量的检测与控制————光敏电阻GL5528传感器* 描述: 实现光照度检测与控制* 创建人：天之苍狼，2015年9月1日* 版本号：SHD_JY_ 1.04***************************************************************** *********** 1.通过本例程了解光敏电阻的工作原理，了解光学量检测方法* 2.了解掌握比较放大器的工作原理及对开关量的一般编程方法。

传感器技术实训装置简介一、概述根据《中华人民共和国教育行业标准－电工电子类实训基地仪器设备配备标准》，教育部“振兴21世纪职业教育课程改革和教材建设规划”要求，按照职业教育的教学和实训要求研发的产品。

适合高职院校、职业学校的仪器仪表、自动控制、电子技术与机电技术等专业的实训教学。

二、设备构成实训装置主要由实训台、三源板、传感器和变送模块组成。

1.实训台部分1k～10kHz 音频信号发生器、1～30Hz 低频信号发生器、四组直流稳压电源：±15V、+5V、±2~±10V、2~24V可调、数字式电压表、频率/转速表、定时器以及高精度温度调节仪组成。

2. 三源板部分热源：0~220V交流电源加热，温度可控制在室温~120 o C，控制精度±1 o C。

转动源：2~24V直流电源驱动，转速可调在0~4500 rpm。

振动源：振动频率1Hz—30Hz（可调）。

3.传感器及变送模块部分传感器包含金属应变传感器，差动变压器传感器，磁电传感器，Pt100温度传感器，K型热电偶，光电开关，霍尔开关。

变送模块包括电桥、电压放大器、差动放大器、电荷放大器、低通滤波器、相敏检波器、移相器、温度检测与调理等共五个模块。

本实训台，作为教学实训仪器，传感器基本上都采用工业应用的传感器，以便学生有直观的认识，变送模块上附有变送器的原理框图，测量连接线用定制的接触电阻极小的迭插式联机插头连接。

三、实训内容本装置的实训项目共34项，包括基本技能实训项目25项，应用型实训项目9项。

涉及压力、振动、位移、温度、转速等常见物理量的检测。

通过这些实训项目，使学生能够更全面的学习和掌握信号传感、信号处理、信号转换、的整个过程。

目录传感器基本技能实训一、金属箔式应变片―单臂电桥搭建二、金属箔式应变片―半桥搭建三、金属箔式应变片―全桥搭建四、扩散硅压阻压力传感器差压测量五、差动变压器的性能测试六、激励频率对差动变压器特性的影响测试七、差动变压器零点残余电压补偿八、电容式传感器的位移特性测试九、电容传感器动态特性测试十、直流激励时霍尔式传感器的位移特性测试十一、交流激励时霍尔式传感器的位移特性测试十二、霍尔式传感器振动测量十三、磁电式传感器转速测量十四、压电式传感器振动测量十五、电涡流传感器的位移特性测试十六、被测体材质、面积大小对电涡流传感器的特性影响测试十七、电涡流传感器测量振动十八、光纤传感器的位移特性测试十九、光纤传感器测量振动二十、PT100温度控制的应用二十一、集成温度传感器的温度特性测试二十二、铂电阻温度特性测试二十三、热电偶的冷端温度补偿二十四、气敏传感器测试酒精浓度二十五、湿敏传感器湿度测量传感器应用实训二十六、直流全桥的应用―电子秤定标二十七、交流全桥的应用―振动测量二十八、差动变压器的应用―振动测量二十九、光电转速传感器的应用—转速测量三十、开关型霍尔传感器的应用—转速测量三十一、光纤传感器的应用—转速测量三十二、K型热电偶的应用—测量温度三十三、E型热电偶的应用—测量温度三十四、智能调节仪应用—转速控制传感器基本技能实训一金属箔式应变片――单臂电桥搭建一、实训目的：了解金属箔式应变片的应变效应，掌握单臂电桥的接线方法和用途。

现代(传感器)检测技术实验实验指导书目录1、THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介2、实验一金属箔式应变片——电子秤实验3、实验二交流全桥振幅测量实验4、实验三霍尔传感器转速测量实验5、实验四光电传感器转速测量实验6、实验五E型热电偶测温实验7、实验六E型热电偶冷端温度补偿实验西安交通大学自动化系2008.11THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介一、概述“THSRZ-2 型传感器系统综合实验装置”是将传感器、检测技术及计算机控制技术有机的结合，开发成功的新一代传感器系统实验设备。

实验装置由主控台、检测源模块、传感器及调理（模块）、数据采集卡组成。

1.主控台(1)信号发生器：1k～10kHz 音频信号，Vp-p=0～17V连续可调；(2)1～30Hz低频信号，Vp-p=0～17V连续可调，有短路保护功能；(3)四组直流稳压电源：+24V,±15V、+5V、±2～±10V分五档输出、0～5V可调，有短路保护功能；(4)恒流源：0～20mA连续可调，最大输出电压12V；(5)数字式电压表：量程0～20V，分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级；(6)数字式毫安表：量程0～20mA，三位半数字显示、精度0.5级，有内侧外测功能；(7)频率/转速表：频率测量范围1～9999Hz，转速测量范围1～9999rpm；(8)计时器：0～9999s，精确到0.1s；(9)高精度温度调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法，温度控制精度±0.50C。

2.检测源加热源：0～220V交流电源加热，温度可控制在室温～1200C；转动源：0～24V直流电源驱动，转速可调在0～3000rpm；振动源：振动频率1Hz～30Hz（可调），共振频率12Hz左右。

3.各种传感器包括应变传感器：金属应变传感器、差动变压器、差动电容传感器、霍尔位移传感器、扩散硅压力传感器、光纤位移传感器、电涡流传感器、压电加速度传感器、磁电传感器、PT100、AD590、K型热电偶、E型热电偶、Cu50、PN结温度传感器、NTC、PTC、气敏传感器（酒精敏感，可燃气体敏感）、湿敏传感器、光敏电阻、光敏二极管、红外传感器、磁阻传感器、光电开关传感器、霍尔开关传感器。

教案20 -20 学年第学期课程名称传感器与检测技术课程代码适用专业学时 56 学分 3.5 开课学院开课教研室授课教师职称授课班级《传感器与检测技术》课程说明一、课程基本情况课程类别：专业必修总学时： 56实验、上机学时：16学时二、学习者分析该课程的学习对象是大学第×学期×××专业的学生。

学生已具有了《模拟与数字电路》等课程的知识。

学生对模拟与数字电路等方面的知识点有了一定的认识。

该班学生普遍热爱专业知识的学习，思维活跃，对智能控制知识有一定的兴趣，能够较好的把模拟电路理论基础知识和传感器知识相结合，且具备一定学习能力，具有一定的理解与构建传感器系统的能力。

同时还能较主动地与老师和同学进行讨论学习。

三、课程性质必修课。

四、课程的教学目的和基本要求本课程是×××专业学生的一门专业课。

该课程主要介绍过程参数检测的基础知识和各类传感器的基本原理。

课程重点介绍参数获取过程中各类传感器的基本原理与基本结构。

本课程理论严谨,逻辑性强、运用了一定数学分析方法、结合实验来进行测控系统的分析和传感器的应用、同时和工程实际有一定的联系。

通过本课程的学习，应使学生掌握电阻传感器、电容传感器、电感传感器、温度传感器、以及光学传感器的基本原理、基本结构和工程应用等。

为后续课程的学习打下厚实的基础；并提高对测控系统进行分析和解决工程测量问题的能力；对学生毕业后迅速适应岗位需要、在工作岗位上具有可持续发展的再学习能力都具有重要作用。

基本要求：1. 具有测量控制系统、自动化仪表及仪器系统领域的基础知识和相关知识的运用能力及选择传感器及仪表的能力。

2. 组建一般测试系统的基本素质与能力。

3. 对一般测试过程中的技术问题进行分析和处理的能力和解决测量控制及仪器系统领域实际工程问题的初步能力。

4. 将测试系统应用于其他工程技术过程的能力，具有跟踪测控技术及仪器系统领域新理论、新知识、新技术的能力。