智能检测技术实验讲义-副本

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1、北京信息科技大学自编实验讲义智能传感与检测技术实验指导书自动化学院智能科学与技术系2013年1月33前言一、实验的基本要求智能传感与检测技术实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能。培养学生学会根据实验目的拟定实验线路，选择所需仪器仪表，遵守实验步骤，测取实际实验数据，进行分析研究，得出正确结论，认真完成实验报告。现按实验过程提出下列基本要求：1、实验前的准备实验前应复习教科书有关章节，认真研读实验指导书，了解实验目的、原理、内容与步骤，明确实验过程中要解决的问题和应注意的问题；实验前写好预习报告，经指导教师检查，方可开始

2、做实验。2、实验的进行1）建立小组，合理分工每次实验都以一人一组为单位进行，人员安排由指导老师具体确定。实验进行中的接线、记录数据等工作应认真、细致，保证实验的顺利完成。2）选择正确的仪器仪表熟悉实验台的仪器仪表，选取正确的实验器材；实验完成后，放回原处。二、实验安全操作规程为了按时完成自动检测及仪表实验，确保实验时人身安全与设备完好，要严格遵守如下规定的安全操作规程：1）实验时，人体不可接触带电线路。2）接线或拆线都必须在切断电源情况下进行。3）经指导教师检查和允许，方可接通电源，实验中如发生事故，应立即切断电源，经查清问题和妥善处

3、理故障后，才能继续进行实验。33目录实验一温度传感器2实验二电阻应变式传感器7实验三电磁式传感器14实验四电容式传感器22实验五压电式、霍尔式传感器25实验六光电与光纤传感器29综合设计33设计一典型传感器原理及应用33设计二基于神经网络的环境多参量智能监测系统的设计39设计三数字式温度计的设计与制作47附录智能仪器仪表的设计方法563333综合实验实验一温度传感器（一）集成温度传感器的温度检测一、实验目的了解常用的集成温度传感器基本原理、性能与应用；二、基本原理：集成温度传感器将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一芯片上，它能直接给

4、出正比于绝对温度的理想线性输出，一般用于-50℃～+150℃之间温度测量，温敏晶体管是利用管子的集电极电流恒定时，晶体管的基极――发射极电压与温度成线性关系。为克服温敏晶体管生产时Ub的离散性，均采用了特殊的差分电路。集成温度传感器有电压型和电流型二种，电流输出型集成温度传感器，在一定温度下，它相当于一个恒流源。因此它具有不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰。具有很好的线性特性。本实验采用的是国产的AD590。它只需要一种电源（+4V-+30V）。即可实现温度到电流的线性变换，然后在终端使用一只取样电阻（本实验中为R2=1K见图1

5、-1）即可实现电流到电压的转换。它使用方便且比电压型的测量精度更高。使用范围-50℃～+150℃，温度系数：1μA／Ｋ。三、需用器件与单元：k型热电偶、温度控制单元、温度源单元、集成温度传感器、温度传感器实验模板、数显单元。图1-1集成温度传感器实验原理图四、实验步骤：1、注意：首先根据实验台型号，认真听实验教师的讲解，学会基本参数设定。2、将热电偶插入台面三源板加热源的一个传感器安置孔中。将Ｋ型热电偶自由端引线插入主控面板上的热电偶EＫ插孔中，红线为正极，黑为负极。注意热电偶护套中已安置了二支热电偶，Ｋ型和E型，它们热电势值不同，从

6、热电偶分度表中可以判别Ｋ型和Ｅ型（Ｅ型热电势大）热电偶。3、将加热器的220V电源插插入主控箱面板上的220V控制电源插座上。4、将主控箱的风扇源(2-24V)与三源板的冷风扇对应相连，电机转速电压旋至最大。5、将集成温度传感器加热端插入加热源的另一个插孔中，尾部红色线为正端，插入实验模板的a端，见图1-1，另一端插入b孔上，a端接电源＋4V，b端与电压表Vi相接，电压表量程置2V档。6、合上电流开关和加热源开关，设定温度控制值为30℃，当温度控制有30℃时开始记录电压表读数，重新设定温度值为30℃+n·Δt,建议Δt=2℃,n=1…

7、…10,每隔1n读出数显表输出电压与温度值。记下数显表上相应读数，记入表1-1。7、由表1-1数据计算在此范围内集成温度传感器的非线性误差。59表1-1T(℃)V(MV)五、思考题：1）大家知道在一定的电流模式下PN结的正向电压与温度之间具有较好的线性关系，因此就有敏二极管，你若有兴趣可以利用开关二极管或其它温敏二极管在50℃-10050℃之间，作温度特性，然后与集成温度传感器相同区间的温度特性进行比较，从线性看温度传感器线性优于温敏二极管，请阐明理由。2）请解释本实验中的“信号获取电路”的原理及电路参数。（二）热电阻测温特性实验一、

8、实验目的：了解热电阻的特性与应用。二、基本原理：利用导体电阻随温度变化的特性，热电阻用于测量时，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。常用铂电阻和铜电阻在0-630.74℃以内，电阻