测速三电涡流传感器四霍尔传感器五光纤传感器

安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment《安全监测与监控技术》实验课件安全工程实践教学中心安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment•实验一金属箔式应变片传感器•实验二气敏传感器（MQ3）实验及光电传感器（对射型）测速实验•实验三电涡流传感器•实验四霍尔传感器•实验五光纤传感器《安全监测与监控技术》实验课件目录安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment实验一金属箔式应变片传感器一、实验目的1.了解金属箔式应变片，单臂单桥的工作原理和工作情况BACK安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartmentRxR1R2R1W2W1图1电桥平衡网络直流稳压电源W1W2R2R3差放-4VF/V表(2)+-(11)rW1R3电桥+4V实验一金属箔式应变片传感器含义：箔式电阻应变片传感器是利用将应变力转换为电阻变化的传感器，通过转化电路将其转换的电量输出，电量变化的大小反映了被测物理量的大小，它是目前测量力、力矩、压力、加速度、重量等参数最广泛的传感器。安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment实验一金属箔式应变片传感器二、实验设备1、直流稳压电源——本实验将开关打到±4V2、电桥3、信号处理电路——差动放大器，将增益旋到最大值4、双平行振动梁和测微头5、一片应变片6、F/V表——本实验将开关打到2V档安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment实验一金属箔式应变片传感器三、实验电路图及其电路工作原理.RxR1R2R1W2W1图1电桥平衡网络直流稳压电源W1W2R2R3差放-4VF/V表(2)+-(11)rW1R3电桥+4V1、电路原理图2、电路工作原理本实验R1、R2及R3为阻值相等的精密电阻，阻值为350欧，Rx为应变片也为350欧，应变系数为2，它们按图构成一个电桥，r和w组成电桥平衡，当Rx受外力作用发生形变，而引起Rx的阻值发生变化，引起2端和11端的电压发生差值，这个差值送入差动放大器进行放大，直流电压表读数。安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment实验一金属箔式应变片传感器四、实验步骤：1、将差动放大器调零后，关闭电源。按图1接线，图中R4=Rx为工作片，r和w为电桥平衡网络。2、调整测微头，使双行梁处于水平位置（目测），直流稳压电源打到±4档，差动选择适当的放大增益。一般增益电位器旋在中间位置，然后，调整电桥平衡电位器W，使表头显示零。安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment实验一金属箔式应变片传感器3、旋转测微头，使梁移动，每隔0.5mm，读F/V表电压值，填入下表并关闭电源。位移(mm)电压(mV)安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment实验一金属箔式应变片传感器4、保持放大器增益不变，将R3固定电阻换为与R4工作状态相反的另一应变片即二片受力方向不同应变片，形成半桥，调节测微头使梁到水平位置（目测），调节电桥W1使F/V表显示为零，重复（3）过程同样测得读数，填入下表。位移(mm)电压(mV)安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment金属箔式应变片传感器5、保持放大器增益不变，将R1，R2两个固定电阻换成另两片受力应变片（即R1↑换成，R2↓换成，）组桥时中要掌握对臂应变片的受力方向相同，邻臂应变征的受力方向相反即可，否则相互抵消没有输出。接成一个直流全桥，调节测微头使梁到水平位置，调节电桥W1同样使F/V表显示零。重复（3）过程将读出数据填入下表：位移(mm)电压(mV)6、同一个坐标纸上描出X-V曲线，比较三种接法的灵敏度。安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment3、在本实验中只能将放大器接成差动形式，否则系统不能正常工作。实验一金属箔式应变片传感器五、注意事项1、在更换应变片时应将电源关闭。2、在实验过程中如有发现电压、过载，应将电压量程扩大。4、直流稳压电源±4V不能打的过大，以免损坏应变片或造成严重自热效应。5、接全桥时请注意区别各片子的工作状态方向。安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment实验二气敏传感器（MQ3）实验及光电传感器（对射型）测速实验第一部分：气敏传感器（MQ3）实验BACK安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment第一部分：气敏传感器（MQ3）实验一、实验目的与要求1、了解气敏传感器的特性2、学习气敏传感器的应用实验二安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment第一部分：气敏传感器（MQ3）实验二、实验原理在工业生产中，在日常生活中，人们广泛使用气敏元件来进行各种气体的检测，以确保生产和生命的安全，在本实验中运用MQ3酒精传感器为例，它可检测酒精的浓度。其原理是当传感器表面吸附有被测酒精气体时，其接触界面的导体电子会比例的发生变化，从而使气敏元件的电阻随气体的浓度变化，这种反应是可逆的，因此可重复使用。为使反应速度加快，通常需对气敏元件进行加热，如图30-1为其特征图。实验二安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment第一部分：气敏传感器（MQ3）实验三、实验设备1、直流稳压电源打到±2V2、差动放大器增益最大3、电桥用其中W1和r4.F/V表置于20V档实验二安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment2、关闭电源，按图30-2接线第一部分：气敏传感器（MQ3）实验四、实验步骤1、开启电源，将差动放大器输入端（+）、（-）与地短接调零实验二安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment第一部分：气敏传感器（MQ3）实验3、开启电源，预热5分钟后，用浸有酒精的棉球靠近传感器，并轻轻吹气使酒精挥发并进入传感器金属丝网内，同时观察电压表的数值的变化，此时电压表读数为——V，它反应了传感器AB两端间的电阻随着——发生了变化？此种变化是否说明MQ3检测到了酒精气体的存在？如果电压表变化不够明显，可适当调大差动放大的增益实验二安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment第一部分：气敏传感器（MQ3）实验4、MQ3气敏传感器传输，外形，元件符号5、思考与动手画一个酒精气体报警电路实验二安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment第二部分光电传感器（对射型）测速实验一、实验目的利用光耦探头和速度/V电路，帮助学生理解和掌握测速的方法和计算实验二安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment第二部分光电传感器（对射型）测速实验二、实验原理光电传感器也称光偶，分反射型和对射型两种。本实验中只用对射型来作测速用，它在工控和电机转速测量中应用较广泛。实验二安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment第二部分光电传感器（对射型）测速实验三、实验设备1、光电传感器探头2、轴流电机3、示波器4、速度/V处理电路实验二安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment第二部分光电传感器（对射型）测速实验四、实验电原理图实验二安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment第二部分光电传感器（对射型）测速实验五、实验步骤1、按图32连线，将光耦探头的1、2、3分别与速度/V处理电路的1、2、3连接。速度/V处理电路的输出端与示波器相连。2、开启电源和轴流电机开关，调节电机调压钮，使电机转速为：A、慢速（目测），用示波器观察：T=ms，速度V=转/分。B、中速（目测），用示波器观察：T=ms，速度V=转/分。C、高速（目测），用示波器观察：T=ms，速度V=转/分。注：速度V=1000/T×60=转/分3、关闭电源实验二安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment实验三电涡流传感器第一部分、电涡流式传感器的静态标定BACK安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment实验三第一部分、电涡流式传感器的静态标定一、电涡流传感器在安全监测中的应用根据法拉第电磁感应原理制成的电涡流传感器，一般情况下可分为高频反射式和低频透射式，它的最大的特点是能对位移、厚度、表面温度、速度、应力，材料损伤等进行非接触式、连续测量。安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment实验三第一部分、电涡流式传感器的静态标定二、实验目的了解电涡流式传感器的原理及工作性能，本实验用高频反射式安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment实验三第一部分、电涡流式传感器的静态标定三、实验设备1、电涡流变换器2、F/V表3、测微头4、铁测片5、电涡流传感器6、示波器7、振动平台安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment实验三第一部分、电涡流式传感器的静态标定四、实验步骤1、装好传感器（传感器对准铁测片安装）和测微头2、观察传感器的结构，它是一个扁平线圈，直径为10毫米安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment实验三第一部分、电涡流式传感器的静态标定4、用示波器观察电涡流传感器输入端的波形。如发现没有振荡波形，再起传感器远离被测体。可见，波形为______波形，示波器的时基为_____us/cm振荡频率为______khz。3、关闭电源后，按图16电路图，用导线将电涡流传感器接入电涡流变换器输入端，将输出端接至F/V表，电压表置20档安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment实验三第一部分、电涡流式传感器的静态标定5、调节电涡流传感器的高度，使其与被测铁片接触，从此开始读数，记下示波器及电压表的数值，填入下表。要求每隔0.1mm读数，到线性严重变换为止，根据实验数据，在坐标纸上画出V-X曲线，指出大致的线性范围，求出系统灵敏度，可见电涡流传感器最大的特点是______，传感器与被测体间有一个最佳初始工作点。这里采用的变换电路是一种_____。X(mm)Vp-p(v)V(v)安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment7、实验完毕关闭电源实验三第一部分、电涡流式传感器的静态标定6、注意事项：被测体与涡流传感器测试探头平面尽量平行，并将探头尽量对准被测中间，以减少涡流损失。安全与环境工程系SafetyandEnvironmentalEngineeringDepartment实验三第二部分、电涡流式传感器的应用——振幅测量一、实验目的了解电涡流式传感器测量振幅的原理和方法安全与环境工