智能仪器及虚拟仪器仪表实训报告

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1、智能仪器及虚拟仪器仪表实训报告学院：专业班级：学号：姓名：指导教师：目录1、实训目的22、实验内容22.1传感器系统仿真实验22.1.1直流全桥的应用――电子秤实验22.1.2热电偶冷端温度补偿实验32.2环境监测模块42.2.1热电阻温度传感器-温度测量42.2.2S1336硅光电池-光照强度测量92.3多传感器测距实验模块112.3.1电涡流传感器静态特性测距实验112.3.2电涡流传感器距离测量试验及误差分析实验172.4传感器开放电路实验模块212.4.1I-TO-V电流电压转换212.4.2光电开关的应用-开关量测量253.实验总结29参考文献3011、实训目的通过本次实训

2、要学习LabVIEW软件，了解热电阻传感器、硅光电池传感器等的工作原理，掌握各类传感器的测量使用方法。对仿真软件的运用有一定的了解，对各种模块的原理和功能有比较清晰的认识。并且利用机械结构、传感器、数据采集卡、虚拟仪器平台构建测试系统。实验的主要目的是培养学生的分析和解决实际问题的能力，从而掌握仪器测试技术手段，为将来从事技术工作和科学研究奠定扎实的基础。2、实验内容这次实训我们接触了传感器开放电路实验模块、电涡流霍尔传感器特性实验、环境状况监测模块、多传感器特性实验模块几个方面的实验，还有硅压力检测实验，悬臂梁实验模块等。以下是其中几个实验的详细内容。2.1传感器系统仿真实验2.1

3、.1直流全桥的应用――电子秤实验（1）连接虚拟实验模板上的正负15V电源导线。（2）连接作图工具两端到Uo2输出端口，并点击作图工具图标，弹出作图工具窗口。（3）打开图中左上角的电源开关。（4）当15V电源和示波器导线连接正确后，在由X、Y轴构成的作图框中的Y轴上将出现一个红色基准点。（5）调节Rw3到某值，再调节Rw4将红色的基准点调节到坐标轴原点位置，此时部分连线将自动完成。（6）连接虚拟实验模板上的正负4V电源线，红色基准点再次偏离原点，调节Rw1，将红色零点调回原点位置。（正确接线如下图所示）。（7）将虚拟实验模板上的砝码逐个拖到托盘上，作图框中将逐段输出波形。（注意：若有导

4、线未连，则砝码无法拖动，同时波形输出后，电位器将不可再调节，如要调节，则需重新做实验）。（8）点击作图框中的“保存”1，保存已知重量砝码的输出波形（保存的波形为蓝色），将托盘上的砝码逐个放回原位。（9）将未知重量的物体拖到托盘上，则输出一段（红色）波形，比较红、蓝两输出波形即可估计未知物体的重量，此为本实验目的。如下图：（10）如果对本次实验不满意，可点击电源开关的“关”，则所有的控件、按钮恢复初始状态，即可重新做实验。（11）如果想结束本实验，直接点击关闭按钮。2.1.2热电偶冷端温度补偿实验（1）连接虚拟实验模板上的正负15V电源导线。（2）连接作图工具导线两端到Uo2输出端口，

5、并点击作图工具图标，弹出作图工具窗口。（3）打开图中左上角的电源开关，打开调节仪电源开关和温度开关。（4）调节Rw4旋钮，将Y轴上的红色基准点调零。（5）连接+5V电压和地线（参照下图），调节Rw1旋钮，再次将Y轴上的红色基准点调零。（6）调节温度显示表的“+”，“-”按钮，输出波形，如下图：1（7）如果对本次实验不满意，可点击电源开关的“关”，则所有的控件、按钮恢复初始状态，即可重新做实验。（8）如果想结束本实验，直接点击关闭按钮。2.2环境监测模块2.2.1热电阻温度传感器-温度测量一、实验目的1.学习LabVIEW软件；2.学习热电阻传感器的工作原理；3.掌握使用热电阻传感器进

6、行温度测量的方法；二、实验原理物质的电阻率随温度变化而变化的物理现象称为热电阻效应。大多数金属导体的电阻随温度的升高而增加，电阻增加的原因可用其导电机理说明。在金属中参加导电的为自由电子，当温度升高时，虽然自由电子数目基本不变(当温度变化范围不是很大时)，但是，每个自由电子的动能将增加，因此，在一定的电场作用下，要使这些杂乱无章的电子作定向运动就会遇到更大的阻力，导致金属电阻随温度的升高而增加，其变化关系可由下式表示：式中：Rt、R0分别为热电阻在t℃和t0℃时的电阻值，α1为热电阻的电阻温度系数(1／℃)。从上式可见，只要α保持不变(常数)，则金属铂电阻Rt将随温度线性地增加，如图

7、1-1所示：图1-1铂电阻阻值—温度关系曲线其灵敏度系数K为：显然，α越大，灵敏度K越大，纯金属的电阻温度系数α为0.3％～0.6％／℃。但是，绝大多数金属导体，α并不是一个常数，它随着温度的变化而变化，只能在一定的温度范围内，把它近似看作一个常数。不同的金属导体，α保持常数所对应的温度不相同，而且这个范围均小于该导体能够工作的温度范围。根据热电阻效应制成的传感器叫热电阻传感器，简称热电阻。热电阻按电阻—温度特性不同，可分为金属热电阻(一般称热电阻)和半导