压力传感器(大学物理)
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西安科技大学电阻压力传感器物理实验报告西安科技大学电阻压力传感器物理实验报告一、实验目的了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。
二、基本原理扩散硅压阻式压力传感器在单晶硅的基片上扩散出P 型或N 型电阻条,接成电桥。
在压力作用下根据半导体的压阻效应,基片产生应力,电阻条的电阻率产生很大变化,引起电阻的变化,我们把这一变化引入测量电路,则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。
三、实验器材主机箱、压阻式压力传感器、压力传感器实验模板、引压胶管。
四、实验步骤1、将压力传感器安装在实验模板的支架上,根据图4-1 连接管路和电路(主机箱内的气源部分,压缩泵、贮气箱、流量计已接好)。
引压胶管一端插入主机箱面板上气源的快速接口中(注意管子拆卸时请用双指按住气源快速接口边缘往内压,则可轻松拉出),另一端口与压力传感器相连。
压力传感器引线为4芯线:1端接地线,2端为U0+,3端接+4V电源,4端为Uo-。
图4-1 压阻式压力传感器测压实验安装、接线图2、实验模板上RW2用于调节放大器零位,RW1调节放大器增益。
按图4-1将实验模板的放大器输出V02 接到主机箱电压表的Vin插孔,将主机箱中的显示选择开关拨到2V 档,合上主机箱电源开关,RW1 旋到满度的1/3 位置(即逆时针旋到底再顺时针旋2圈),仔细调节RW2使主机箱电压表显示为零。
3、合上主机箱上的气源开关,启动压缩泵,逆时针旋转转子流量计下端调压阀的旋钮,此时可看到流量计中的滚珠向上浮起悬于玻璃管中,同时观察气压表和电压表的变化。
4、调节流量计旋钮,使气压表显示某一值,观察电压表显示的数值。
5、仔细地逐步调节流量计旋钮,使压力在2~18KPa之间变化,每上升1KPa 气压分别读取电压表读数,将数值列于表4-1。
表4-1P(KPa)2345678910Vo(p-p)P(KPa)1112131415161718Vo(p-p)6、画出实验曲线计算本系统的灵敏度和非线性误差。
大学传感器试题及答案一、单选题(每题2分,共20分)1. 传感器的输出信号通常是模拟信号还是数字信号?A. 模拟信号B. 数字信号C. 既不是模拟信号也不是数字信号D. 无法确定答案:A2. 温度传感器通常用于测量物体的什么物理量?A. 压力B. 温度C. 湿度D. 速度答案:B3. 下列哪种传感器不是基于光电效应工作的?A. 光电二极管B. 光电三极管C. 热电偶D. 光电倍增管答案:C4. 应变片通常用于测量物体的哪种物理变化?A. 温度变化B. 压力变化C. 形变D. 湿度变化答案:C5. 霍尔效应传感器主要用于测量哪种物理量?A. 温度B. 压力C. 磁场D. 速度答案:C6. 光纤传感器的工作原理是什么?A. 光电效应B. 霍尔效应C. 光纤干涉D. 光纤布拉格光栅答案:C7. 传感器的灵敏度是指什么?A. 传感器对输入信号的反应速度B. 传感器对输入信号的响应程度C. 传感器的稳定性D. 传感器的耐用性答案:B8. 传感器的线性度是指什么?A. 传感器输出信号与输入信号的线性关系B. 传感器的灵敏度C. 传感器的稳定性D. 传感器的耐用性答案:A9. 哪种传感器通常用于测量液体的流量?A. 温度传感器B. 压力传感器C. 流量传感器D. 湿度传感器答案:C10. 传感器的动态特性是指什么?A. 传感器在静态条件下的性能B. 传感器在动态条件下的性能C. 传感器的稳定性D. 传感器的耐用性答案:B二、多选题(每题3分,共15分)1. 下列哪些传感器属于物理量传感器?A. 温度传感器B. 压力传感器C. 湿度传感器D. 流量传感器E. 化学传感器答案:A, B, C, D2. 传感器的误差来源可能包括哪些?A. 传感器本身的不准确性B. 环境因素C. 测量方法的不恰当D. 操作人员的失误E. 传感器的老化答案:A, B, C, D, E3. 传感器的分类方式有哪些?A. 按工作原理分类B. 按输出信号类型分类C. 按测量对象分类D. 按使用环境分类E. 按制造材料分类答案:A, B, C, D4. 下列哪些因素会影响传感器的性能?A. 温度B. 湿度C. 压力D. 电磁干扰E. 机械振动答案:A, B, C, D, E5. 传感器的校准方法包括哪些?A. 标准物质校准B. 比较校准C. 零点校准D. 多点校准E. 自校准答案:A, B, C, D, E三、判断题(每题1分,共10分)1. 传感器的输出信号总是线性的。
电阻应变片压力传感器实验报告电阻应变式传感器&压力传感器实验报告电阻应变式传感器&压力传感器——实验报告院系:管理学院姓名:胡阳学号:PB12214074电阻应变式传感器实验内容1、自己设法确认各传感器的受力是拉伸还是压缩力,并用图示说明。
2、利用所提供的元件连接单臂电桥,桥电压由万用表给出,记下零点电压。
3、依次增加砝码,测量单臂电桥的m~U定标曲线。
有了定标曲线后,就作成了一台简易的电子秤。
提示:电子秤的量程约2公斤,请勿加载过重的物体,以免损坏应变片。
4、测量待测物体的质量。
5、连接全桥电路,重复1~3步。
6、比较电路的灵敏度。
7、实验总结数据处理:1.单臂,全桥的定标线(一)单臂电桥-52.6-52.7U/mV-52.9-53.0-53.1-53.20100200300400500m/gLinear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A -53.17155 0.00501B 0.00107 1.65553E-5------------------------------------------------------------ R SD N P------------------------------------------------------------ 0.99952 0.00692 6 0.0001(二)全桥:0.0530.0520.051U/V0.0490.0480100200300400500600m/gLinear Regression for Data1_B:Y = A + B * XParameter Value Error------------------------------------------------------------A 0.05271 2.06453E-5B -7.33992E-6 5.71108E-8------------------------------------------------------------R SD N P-------------------------------------------------------------0.99985 3.02908E-5 7 0.0001------------------------------------------------------------2、待测物体质量,比较两种电路灵敏度:单臂电桥:U= -53.17155 +0.00107 * m ; 待测物体电压:-52.57mV代入式子求得待测物体质量:m=562.20g全桥电路:U=0.05271 +(-7.33992E-6)* m;待测物体电压:0.0493V代入式子求得待测物体质量:m=464.58g单臂电桥S1=0.00107(mV/g)全桥电路S2=0.00734(mV/g)可知S3S2S1,即全桥电路的灵敏度高,单臂电桥的灵敏度低。
一、实验目的1. 了解应变压力传感器的组成、结构及工作参数。
2. 了解非电量的转换及测量方法——电桥法。
3. 掌握非平衡电桥的测量技术。
4. 掌握应变压力传感器灵敏度及物体重量的测量。
5. 了解多个应变压力传感器的线性组成、调整与定标。
二、实验原理压力传感器是把一种非电量转换成电信号的传感器。
弹性体在压力(重量)作用下产生形变(应变),导致(按电桥方式联接)粘贴于弹性体中的应变片,产生电阻变化的过程。
压力传感器的主要指标是它的最大载重(压力)、灵敏度、输出输入电阻值、工作电压(激励电压)(VIN)、输出电压(VOUT)范围。
压力传感器是由特殊工艺材料制成的弹性体、电阻应变片、温度补偿电路组成;并采用非平衡电桥方式联接,最后密封在弹性体中。
弹性体:一般由合金材料冶炼制成,加工成S 型、长条形、圆柱型等。
为了产生一定弹性,挖空或部分挖空其内部。
电阻应变片:金属导体的电阻R 与其电阻率ρ、长度L 、截面A 的大小有关。
A LR ρ= (1)导体在承受机械形变过程中,电阻率、长度、截面都要发生变化,从而导致其电阻变化。
A A L L R R ∆-∆+∆=∆ρρ (2)这样就把所承爱的应力转变成应变,进而转换成电阻的变化。
因此电阻应变片能将弹性体上应力的变化转换为电阻的变化。
电阻应变片的结构:电阻应变片一般由基底片、敏感栅、引线及履盖片用粘合剂粘合而成。
电阻应变片的结构如图1所示:1-敏感栅(金属电阻丝) 2-基底片 3-覆盖层 4-引出线图1 电阻丝应变片结构示意图敏感栅:是感应弹性应变的敏感部分。
敏感栅由直径约0.01~0.05毫米高电阻系数的细丝弯曲成栅状,它实际上是一个电阻元件,是电阻应变片感受构件应变的敏感部分.敏感栅用粘合剂固定在基底片上。
b ×l 称为应变片的使用面积(应变片工作宽度,应变片标距(工作基长)l ),应变片的规格一般以使用面积和电阻值来表示,如3×10平方毫米,350欧姆。
压力传感器特性测量实验的智能化设计贺长伟;刘增良;王宝林;刘桂媛【摘要】The original experimental instrument for measuring the pressure transducer s characteristicshave some problems,such as lowaccuracy,complexity and poor description.Based onsingle chipmicrocomputer and computer analysis, a system for measuring the characteristics of pressuretransducer is designed.The main circuit consists of precision instrument amplifier AD620,ADC0809,MCS51 SCM and MAX232 etc.By collecting the voltage of non balanced electric bridge andanalyzing the data by computer,characteristic results such as sensitivity,linearity and hysteresis errorwill show up in the computer interface which is compiled by VB.Results show that the system cangive higher accuracy and more intuitive characteristic curve.%针对大学物理实验中的压力传感器特性测量实验存在测量精确度低、计算复杂、特性描述差等问题,文章基于单片机控制与计算机分析相结合的方案,设计了压力传感器特性测量实验系统。
大物实验报告撰写模板2空气比热容比的测定在热学中比热容比是一个基本物理量。
过去,由于实验测量手段的原因使得对它的测量误差较大。
现在通过先进的传感器技术使得测量便得简单而准确。
本实验通过压力传感器和温度传感器来测量空气的比热容比。
一、实验目的1. 用绝热膨胀法测定空气的比热容。
2. 观察热力学过程中状态变化及基本物理规律。
3. 学习气体压力传感器和电流型集成温度传感器的原理及使用方法。
二、实验原理理想气体定压摩尔热容量和定体摩尔热容量之间的关系由下式表示R C C v p =- (4-6-1)其中, R 为普适气体常数。
气体的比热容比γ定义为vp C C =γ(4-6-2)气体的比热容比也称气体的绝热系数,它是一个重要的物理量,其值经常出现在热力学方程中。
测量仪器如图4-6-1所示。
1为进气活塞C 1,2 为放气活塞C 2,3为电流型集成温度传感器,4为气体压力传感器探头。
实验时先关闭活塞C 2,将原处于环境大气压强为P 0、室温为T 0的空气经活塞C 1送入贮气瓶B 内,这时瓶内空气压强增大,温度升高。
关闭活塞C 1,待瓶内空气稳定后,瓶内空气达到状态Ⅰ(101,,V T P ),V 1为贮气瓶容积。
然后突然打开阀门C 2,使瓶内空气与周围大气相通,到达状态Ⅱ(),,220V T P 后,迅速关闭活塞C 2。
由于放气过程很短,可认为气体经历了一个绝热膨胀过程,瓶内气体压强减小,温度降低。
绝热膨胀过程应满足下述方程γγ2011V P V P =(4-6-3)在关闭活塞C 2之后,贮气瓶内气体温度将升高,当升到温度T 0时,原气体的状态为Ⅰ(101,,V T P )改变为状态Ⅲ(202,,V T P ),两个状态应满足如下关系:2211V P V P =(4-6-4)由(4-6-3)式和(4-6-4)式,可得)lg /(lg )lg (lg 1210P P P P --=γ (4-6-5)利用(4-6-5)式可以通过测量P 0、P 1和P 2值,求得空气的比热容比γ值。
1、下列不可以直接测量的量有(D)A、长度B、温度C、电流D、重力加速度2、在相同条件下,多次测量同一个物理量时,其符号和绝对值保持不变的是(B)A、随机误差B、系统误差C、粗大误差D、相对误差3、精密度是表示测量结果中(A)大小的程度。
A、随机误差B、系统误差C、粗大误差D、相对误差4、对实验测量来说,以下说法正确的是(C)A、精密度高,准确度一定高B、精密度高,准确度一定低C、精密度、准确度都高,精确度才高D、准确度高,精确度一定高5、可以通过多次重复测量,用统计学方法估算出的是(A)A、A类不确定度B、B类不确定度C、相对不确定度D、总不确定度6、关于随机误差的特点,描述正确的是(D)A、在相同的测量条件下,多次测量同一物理量,误差的绝对值和符号不变B、在相同的测量条件下,多次测量同一物理量,其大小的分布服从一定的统计规律C、随机误差可以被消除D、随机误差由于随机性不可估算7、关于误差的说法正确的是(B)A、只要仔细认真就可以消除测量误差B、测量误差的定义是测量值和真值之差C、测量误差的定义是算术平均值和真值之差D、测量误差的定义是测量结果和算术平均值之差8、不是随机误差产生的原因是(A)A、实验态度不认真而产生的误差B、由于人的感官灵敏程度不同C、偶然因素的影响D、周围环境的干扰9、对于评定测量结果正确的说法是(C)A、精密度是表示测量结果中的系统误差的大小B、准确度是表示测量结果中的随机误差的大小C、精确度是对测量结果中系统误差和随机误差的综合描述D、精密度高是说明测量仪器的准确度高10、若用天平进行质量的测量,发现天平不等臂则某同学采取的方法合适的是(D)A、换一架天平B、用尺测一下两臂的长度,用杠杆原理计算一下,加以修正C、将物体放在天平的左盘和右盘中分别进行称衡D、估计一下差值,取反号加到测量结果中即可11、系统误差的来源错误的是(D)A、仪器误差B、理论公式C、测量者心理或生理原因D、人的感官灵敏程度或仪器精密程度有限12、对系统误差的处理方法不正确的是(B)A、尽量消除产生系统误差的原因B、采用多次测量取平均的方法C、对测量结果加以修正D、采用适当的测量方法13、按照误差的性质不同,测量误差一般可分为(D)A、绝对误差、人为误差、仪器误差和引入误差B、环境误差、系统误差和粗大误差C、标准误差和算术平均误差D、随机误差、系统误差和粗大误差14、对一物理量进行等精度多次测量,其算术平均值是(B)A、真值B、最接近真值的值C、误差最大的值D、误差为零的值15、以下说法正确的是(A)A、多次测量可以减小随机误差B、多次测量可以消除随机误差C、多次测量可以减小系统误差D、多次测量可以消除系统误差16、几位同学关于误差作了如下讨论:甲:误差就是出了差错,只不过是误差可以计算,而差错是日常用语,两者没有质的区别乙:误差和差错是两个完全不同的概念,误差是无法避免的,而差错是可以避免的。
大学物理实验空气比热容比的测定实验报告一、实验目的1、学习用绝热膨胀法测定空气的比热容比。
2、观测热力学过程中状态变化及基本物理规律。
3、掌握用气体压力传感器和温度传感器测量气体的压强和温度的原理和方法。
二、实验原理气体的比热容比γ定义为气体的定压比热容Cp与定容比热容Cv之比,即γ = Cp / Cv。
对于理想气体,γ只与气体分子的自由度有关。
本实验采用绝热膨胀法测定空气的比热容比。
实验装置如图1 所示,主要由储气瓶、打气球、U 型压力计、传感器等组成。
图 1 实验装置示意图实验中,首先关闭放气阀,通过打气球向储气瓶内缓慢打入一定量的气体,使瓶内压强升高。
此时瓶内气体处于状态Ⅰ(P1、V1、T1)。
然后迅速打开放气阀,瓶内气体绝热膨胀,压强迅速降低,经过一段时间后达到新的平衡状态Ⅱ(P2、V2、T2)。
由于过程绝热,满足绝热方程:P1V1^γ =P2V2^γ又因为放气过程较快,瓶内气体来不及与外界交换热量,可近似认为是绝热过程。
同时,实验中储气瓶的容积不变,即 V1 = V2,所以有:P1^γ =P2^γ两边取对数可得:γ = ln(P1) / ln(P2)通过测量状态Ⅰ和状态Ⅱ的压强 P1 和 P2,即可计算出空气的比热容比γ。
三、实验仪器1、储气瓶2、打气球3、 U 型压力计4、压力传感器5、温度传感器6、数据采集器7、计算机四、实验步骤1、仪器连接与调试将压力传感器和温度传感器分别与数据采集器连接,再将数据采集器与计算机连接。
打开计算机上的实验软件,对压力传感器和温度传感器进行校准和调试。
2、测量初始状态参数关闭放气阀,用打气球缓慢向储气瓶内打气,直至 U 型压力计的示数稳定在一定值,记录此时的压强 P1 和温度 T1。
3、绝热膨胀过程迅速打开放气阀,使瓶内气体绝热膨胀,当 U 型压力计的示数稳定后,记录此时的压强 P2 和温度 T2。
4、重复实验重复上述步骤 2 和 3,进行多次测量,以减小实验误差。
实验4-6 空气比热容比的测定1、按照如下示意图连接电路,注意温度传感器AD590和测温电压表的正负极不要接错。
压力传感器直接连接测量空气压强的数字电压表。
2、利用传感器可将非电学量转换为电学量进行测量(阅读课本P82),如本实验中利用压力传感器和温度传感器将压强和温度转换为电压,利用数字电压表进行测量。
测空气压强的数字电压表用于测量超过环境气压的那部分压强,1KPa 的压强变化产生20mV 的电压变化。
温度传感器接6V 直流电源和5K Ω电阻后,可产生5mV/K (将课本中5mV/℃改为5mV/K )的信号电压,即1开尔文的温度变化产生5mV 的电压变化。
3、表4-6-1改为如下格式:表4-6-1 数据记录参考用表周围大气压强P 0/(105Pa)实验开始前测量的室温T 0/mV测量次数状态Ⅰ压强显示值 P 1/mV状态Ⅰ温度T 0/mV状态Ⅲ压强显示值P 2/mV状态Ⅲ温度T 0/mV状态Ⅰ气体 实际压强P 0+P 1/(105Pa)状态Ⅲ气体 实际压强P 0+P 2/(105Pa)γ正常关闭1 2 3提前关闭 推迟关闭说明:(1)开始实验前,预热仪器和调零后,将进气活塞和放气活塞都打开,记录此时测温电压表显示的室温T 0 。
周围大气压强值由实验老师告知。
(2)为便于比较实验结果,5次测量过程中,用打气球打气时,尽量将P 1控制在相同的值。
打气结束,将进气活塞也关闭,等待瓶内空气稳定。
(3)按照课本步骤3所述方法正常关闭活塞2测3次,提前和推迟关闭活塞2各测1次,提前和推迟的效果要明显一点。
(4)计算3次正常关闭活塞2时所得的γ的平均值和标准偏差。
4、完成课后思考题1、2,试给出理论证明。
5、 补充思考题:本实验中测空气压强的数字电压表灵敏度为20mV/Kpa ,当数字电压表显示为温度传感器 5K Ω电阻测温电压表..6V 直流电源200mV时,待测气体压强为P0+10Kpa。
根据测量温度的数字电压表计算温度值的方法与此类似,试根据实验开始前测量的室温T0计算环境的摄氏温度值。
大学物理学补充教材(3)传感器原理及应用基础理学院物理教研室2002.8.传感器原理及应用基础目前,人类已进入了科学技术空前发展的信息社会。
在这个瞬息万变的信息社会里,传感器为人类敏感地检测出形形色色的有用信息,充当着电子计算机、智能机器人、自动化设备、自动控制装置的“感觉器官”。
如果没有传感器将各种各样的形态各异的信息转换为能够直接检测的信息,现代科学技术将是无法发展的。
显而易见,传感器在现代科学技术领域中占有极其重要的地位。
第一节传感器与非电量电测一、电量与非电量电测我们生活的世界是由物质组成的,一切物质都处在永恒不停的运动之中。
物质的运动形式很多,它们通过化学现象或物理现象表现出来。
表征物质特性或其运动形式的参数很多,根据物质的电特性,可分为电量和非电量两类。
电量一般是指物理学中的电学量,如电压、电流、电阻、电容、电感等;非电量则是指除电量之外的一些参数,如压力、流量、尺寸、位移量、重量、力、速度、加速度、转速、温度、浓度、酸碱度,等等。
人们在科学试验和生产活动中,通过测量可以对物质或事物获得定量的概念并发现它们的规律性,从而认识物质及事物的本质。
在众多的实际测量中,大多数是对非电量的测量。
随着科学技术的不断进步和自动化水平的提高,对非电量测量的精度、灵敏度及反应速度,尤其对被测量动态变化过程的测量和远距离的检测都提出了更高的要求,原有的对非电量的测量方法已无法适应这一需要。
这就要求对原有的非电量测量方法加以改进,并采用新技术新方法。
采用传感器技术的非电量电测方法,就是目前应用非常广泛的测量方法。
非电量不能直接使用一般电工仪表和电子仪器测量,因为一般电工仪表和电子仪器要求输入的信号为电信号。
在由电子计算机控制的自动化系统中,更是要求输入的信息为电量信号。
一些在特殊场合下的非电量,如炉内的高温,带有腐蚀性液体的液位,煤矿内瓦斯的浓度等也无法进行直接测量,这也需要将非电量转换成电量进行测量。
这种把被测非电量转换成与非电量有一定关系的电量,再进行测量的方法就是非电量电测法。
压力传感器工作原理
压力传感器是一种通过测量被测介质(例如气体或液体)对传感器施加的压力来转换为电信号的装置。
压力传感器的工作原理主要基于压阻效应或压敏电阻效应。
压阻效应指的是当外力作用在电阻材料上时,电阻值会发生变化。
而压敏电阻效应则是指当施加压力时,材料的电阻会产生相应的变化。
压阻式压力传感器由一块弹性薄膜和四个电导薄膜组成。
当介质的压力施加到薄膜上时,薄膜会发生微小的形变,进而导致电导薄膜的电阻值发生变化。
通过测量电导薄膜的电阻变化,即可获得压力的测量值。
压敏电阻式压力传感器由压敏电阻和电路组成。
当压力施加到压敏电阻上时,电阻值会随之变化。
通过对电路中的电流或电压进行测量,就可以获得压力传感器的输出。
此外,还有其他不同类型的压力传感器,如压电式、电容式等。
这些传感器的工作原理都是基于材料的压强敏感性来实现压力的测量。
需要注意的是,压力传感器的精度和灵敏度与其内部结构和材料的选择有关。
因此,在选择和应用压力传感器时,需要根据实际需求考虑其技术规格和性能参数。
大学物理空气比热容的测量实验报告————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:大物实验报告撰写模板2空气比热容比的测定在热学中比热容比是一个基本物理量。
过去,由于实验测量手段的原因使得对它的测量误差较大。
现在通过先进的传感器技术使得测量便得简单而准确。
本实验通过压力传感器和温度传感器来测量空气的比热容比。
一、实验目的1. 用绝热膨胀法测定空气的比热容。
2. 观察热力学过程中状态变化及基本物理规律。
3. 学习气体压力传感器和电流型集成温度传感器的原理及使用方法。
二、实验原理理想气体定压摩尔热容量和定体摩尔热容量之间的关系由下式表示R C C v p =- (4-6-1)其中, R 为普适气体常数。
气体的比热容比γ定义为vp C C =γ(4-6-2)气体的比热容比也称气体的绝热系数,它是一个重要的物理量,其值经常出现在热力学方程中。
测量仪器如图4-6-1所示。
1为进气活塞C 1,2 为放气活塞C 2,3为电流型集成温度传感器,4为气体压力传感器探头。
实验时先关闭活塞C 2,将原处于环境大气压强为P 0、室温为T 0的空气经活塞C 1送入贮气瓶B 内,这时瓶内空气压强增大,温度升高。
关闭活塞C 1,待瓶内空气稳定后,瓶内空气达到状态Ⅰ(101,,V T P ),V 1为贮气瓶容积。
然后突然打开阀门C 2,使瓶内空气与周围大气相通,到达状态Ⅱ(),,220V T P 后,迅速关闭活塞C 2。
由于放气过程很短,可认为气体经历了一个绝热膨胀过程,瓶内气体压强减小,温度降低。
绝热膨胀过程应满足下述方程γγ2011V P V P = (4-6-3)在关闭活塞C 2之后,贮气瓶内气体温度将升高,当升到温度T 0时,原气体的状态为Ⅰ(101,,V T P )改变为状态Ⅲ(202,,V T P ),两个状态应满足如下关系:2211V P V P =(4-6-4)由(4-6-3)式和(4-6-4)式,可得)lg /(lg )lg (lg 1210P P P P --=γ(4-6-5)利用(4-6-5)式可以通过测量P 0、P 1和P 2值,求得空气的比热容比γ值。
一、实验目的1. 了解应变压力传感器的组成、结构及工作参数。
2. 了解非电量的转换及测量方法——电桥法。
3. 掌握非平衡电桥的测量技术。
4. 掌握应变压力传感器灵敏度及物体重量的测量。
5. 了解多个应变压力传感器的线性组成、调整与定标。
二、实验原理压力传感器是把一种非电量转换成电信号的传感器。
弹性体在压力(重量)作用下产生形变(应变),导致(按电桥方式联接)粘贴于弹性体中的应变片,产生电阻变化的过程。
压力传感器的主要指标是它的最大载重(压力)、灵敏度、输出输入电阻值、工作电压(激励电压)(VIN)、输出电压(VOUT)范围。
压力传感器是由特殊工艺材料制成的弹性体、电阻应变片、温度补偿电路组成;并采用非平衡电桥方式联接,最后密封在弹性体中。
弹性体:一般由合金材料冶炼制成,加工成S 型、长条形、圆柱型等。
为了产生一定弹性,挖空或部分挖空其内部。
电阻应变片:金属导体的电阻R 与其电阻率ρ、长度L 、截面A 的大小有关。
A LR ρ= (1)导体在承受机械形变过程中,电阻率、长度、截面都要发生变化,从而导致其电阻变化。
A A L L R R ∆-∆+∆=∆ρρ (2)这样就把所承爱的应力转变成应变,进而转换成电阻的变化。
因此电阻应变片能将弹性体上应力的变化转换为电阻的变化。
电阻应变片的结构:电阻应变片一般由基底片、敏感栅、引线及履盖片用粘合剂粘合而成。
电阻应变片的结构如图1所示:1-敏感栅(金属电阻丝) 2-基底片 3-覆盖层 4-引出线图1 电阻丝应变片结构示意图敏感栅:是感应弹性应变的敏感部分。
敏感栅由直径约0.01~0.05毫米高电阻系数的细丝弯曲成栅状,它实际上是一个电阻元件,是电阻应变片感受构件应变的敏感部分.敏感栅用粘合剂固定在基底片上。
b ×l 称为应变片的使用面积(应变片工作宽度,应变片标距(工作基长)l ),应变片的规格一般以使用面积和电阻值来表示,如3×10平方毫米,350欧姆。
传感器实验心得(通用2篇)传感器实验心得篇4标题:传感器实验心得时间如白驹过隙,眨眼间,我在大学期间所学的传感器实验课程已经结束了一段时间。
这次实验,不仅是对我在理论学习阶段的一种补充,也让我对传感器有了深入的理解和体验。
在这次实验中,我们首先学习了如何使用不同类型的传感器,如温度传感器、压力传感器和湿度传感器等。
每种传感器都有其特定的用途和功能,让我领略到了物理世界中的复杂性和多元性。
我在实验中体验到了理论知识和实际操作之间的微妙关系。
例如,当我们试图使用一个错误的传感器类型或无效的电路连接时,实验的结果就会出现偏差。
这让我明白了理论知识的正确性和重要性,也让我明白了实际操作中的细致性和准确性。
在实验过程中,我也遇到了一些困难。
例如,我在调整传感器电路时,无法得到预期的结果。
但是,通过查阅实验手册和与同学们的讨论,我最终找到了问题的所在,并成功地解决了问题。
这次经历让我明白了一个真理——那就是“知识就是力量”。
在实验中,我还了解到如何使用的数据分析和处理技巧。
通过分析传感器实验的数据,我了解到了压力和温度之间的关系,以及湿度对设备的影响。
这种技能不仅让我更好地理解了实验结果,也让我明白了数据在科学研究中的重要性。
总的来说,这次实验让我对传感器有了深刻的理解,同时也让我体验到了实验的乐趣和挑战。
我明白了理论知识的重要性,也明白了实际操作中的细节和准确性。
这次实验经历,不仅增强了我的专业技能,也让我对自己所学的知识有了更深的理解和信心。
我期待未来能有更多的实验机会,以增强我的实践能力和知识迁移能力。
传感器实验心得篇5标题:传感器实验心得在大学物理实验课程中,我有幸参与了一系列关于传感器应用的实验。
传感器是一种能够感知特定物理量并能够将其转换为可用电子信号的装置,它们在各种领域,包括工业、医疗、军事和科研中都有着广泛的应用。
在这次实验中,我们主要使用的是机械式传感器,如应变计和压电传感器。
我们首先学习了如何正确地安装和连接这些传感器,并理解了其工作原理。
激光全光纤温度及压力传感实验一、实验目的:1、掌握光线温度压力传感器原理;2、分别测量光纤温度压力传感器的灵敏度二、干涉测量原理光学干涉测量是理工类大学物理实验的重要内容,如利用钠光等厚干涉测量凸透镜曲率半径、使用迈克尔逊干涉仪测量微小位移等。
自从六十年代初第一台激光器问世以来,因其良好的单色性、很小的光束发散角和较长的相干长度,使干涉测量理论和可测量范围大大扩展。
基于干涉理论之上的“激光测长仪”、“激光陀螺”等技术也得到了迅速发展,已经在科学研究、工业生产和国防科技等方面发挥着不可替代的作用。
然而,那些把空气作为介质的激光干涉装置,存在着致命的缺陷,那就是温度的不均匀、振动、空气中的水分含量等使这些激光干涉装置在工程应用中受到限制。
随着信息工程的发展,特别是光纤通讯领域的突飞猛进的发展,使光纤制造技术及相关配件日趋成熟,因而全光纤干涉装置得到很快的发展,首先在航天、航空方面,“光纤陀螺”正在代替“激光陀螺”,其次,在民用工业方面中的汽车工业等领域,逐步也开始使用这种耐振动、不怕电磁干扰、可在较高温度环境下工作的光纤干涉测量装置或光纤光强式测量装置。
根据光的电磁波理论,当一个原子发生“跃迁辐射”,即电子从高能级跃迁到底能级时,产生电磁波发射,即发出光子,大量原子受到外场激励后,会无序地大量发射光子(即电磁波),这些电磁波之间在频率、偏振方向、相位关系、传播方向各不相同,相互之间没有任何关系,称之谓“自发辐射”。
还有另一种辐射,当电子从一个能级跃迁到下一个能级时,它又刺激了另一个原子产生辐射,而且跃迁发生在同样两个能级之间,因而这两个光子具有同频率、同位相、同偏振方向、同传播方向,这种辐射称之谓“受激辐射”。
根据光学理论,同频率、同位相、同偏振方向两束光相遇的空间光强会产生有规律的叠加或相互抵消,本来是光强均匀分布的光场,由于相互干涉,变得不均匀了,产生了“干涉条纹”。
激光是“受激辐射”光,从同一激光器出射的光,若把它分成两路,再让它们相遇,在相遇区域就会产生干涉,若将“干涉条纹”放大,肉眼就清晰可见。
压力传感器特性的研究一、实验目的(1)了解压力传感器的工作原理。
(2)研究压力传感器的静态特性。
二、实验仪器压力传感器、稳压电源、电压表和砝码等。
三、实验原理本实验所用的传感器是由四片电阻应变片组成的,它们分别粘贴在弹性体的平行梁上、下两个表面上。
四个应变片组成电桥,采用非平衡电桥原理,把压力转化成不平衡电压进行测量。
下面我们从三个方面对压力传感器进行讨论。
1. 应变与压力的关系电阻应变片是将机械应变转换为电阻阻值的变化。
将电阻应变片粘贴在悬臂梁式弹性体上。
常见的悬臂梁形式有等截面梁、等强度悬臂梁、带副梁的悬臂梁以及双孔、单孔悬臂梁。
图1是等截面梁结构示意图。
弹性体是一端固定,截面积S 处处相等的等截面悬臂梁(S =bh ,宽度为b ,厚度为h )。
在距载荷F 着力点L 0的上、下表面,沿L 方向粘贴有受拉应变片R 1、R 3和受压应变片R 2、R 4,粘贴应变片处的应变为Y bh FL Y f 2006==ε (1)式中,f 是应变片处的应力,Y 是弹性体的弹性模量。
由式(1)可以看出,除压力F 外,其余各量均为常量。
所以,应变ε0与压力F 成正比。
图1 等截面梁结构示意图2.电阻的变化与电压的关系由于弹性体的应变发生了变化,粘贴在其上的电阻应变片的电阻值也随之发生变化,受拉的电阻应变片电阻值增加,而受压的电阻应变片电阻值减少,把四个电阻应变片组成一个电桥,这便成为差动电桥,如图2所示。
此时,电桥的输出电压U 为S S U R R R R R R U R R R R R R U 443344221111ΔΔΔΔΔ-++---+++=∆ (2)图2 应变片差动电桥电路若R 1=R 2=R 3=R 4且ΔR 1=ΔR 2=ΔR 3=ΔR 4,则有S S S U R R U R R R U R R R U 11111111Δ2Δ2Δ=--+= (3)由上式可知,电压U 与电阻值的变化成正比。
由此可以看出,差动电桥既没有非线性误差,又具有较高的灵敏度,同时还具有适应温度变化的补偿能力等优点。