传感器实验指导书实验一电位器传感器的负载特性的测试一、实验目的：1、了解电桥的工作原理及零点的补偿；2、了解电位器传感器的负载特性；3、利用电桥设计电位器传感器负载特性的测试电路,并验证其功能。
二、实验仪器与元件：1、直流稳压电源、高频毫伏表、示波器、信号源、数字万用表；2、电阻若干（1k, 100K）；电位器(10k)传感器（多圈线绕）；3、运算放大器LM358；4、电子工具一批（面包板、斜口钳、一字螺丝刀、导线）。
三、基本原理：❖电位器的转换原理❖电位器的电压转换原理如图所示，设电阻体长度为L，触点滑动位移量为x，两端输入电压为U i，则滑动端输出电压为电位器输出端接有负载电阻时，其特性称为负载特性。
当电位器的负载系数发生变化时，其负载特性曲线也发生相应变化。
❖电位器输出端接有负载电阻时，其特性称为负载特性。
四、实验步骤：1、在面包板上设计负载电路。
3、改进电路的负载电阻RL，用以测量的电位器的负载特性。
4、分别选用1k电阻和100k电阻，测试电位器的负载特性，要求每个负载至少有5个测试点，并计入所设计的表格1，如下表。
序号 1 2 3 4 5 6 7 8五、实验报告1、 画出电路图，并说明设计原理。
2、 列出数据测试表并画出负载特性曲线。
电源电压5V ，测试表格1.曲线图：画图说明，x 坐标是滑动电阻器不带负载时电压；y 坐标是对应1000欧姆（负载两端电压）或100k 欧姆（负载两端电压），100欧和100K 欧两电阻可以得到两条曲线。
O12345UKUR1UR23、 说明本次设计的电路的不足之处，提出改进思路，并总结本次实验中遇到困难及解决方法。
实验二声音传感器应用实验-声控LED旋律灯一、实验目的：1、了解声音传感器的工作原理及应用；2、掌握声音传感器与三极管的组合电路调试。
二、实验仪器与元件：1、直流稳压电源、数字万用表、电烙铁等；2、电子元件有：声音传感器（带脚咪头）1个；弯座1个；线1个；5MM白发蓝LED 5个；9014三极管2个1M电阻 1个；10K电阻 1个；电阻 1个；1UF电解电容 1个；47UF电解电容 1个；万能电路板一块。
三、基本原理：声控LED旋律灯工作电压。
其功能为：本电路制作成功后5只LED会随着音乐或是其它声音的节奏闪动起来，可放置于音响附近，让灯光为音乐伴舞！电路原理图如图1所示。
图1 声控LED旋律灯当发出声音时，声音波传入声音传感器，声音传感器把声音波转换成电压波动。
这个电压波动可以通过电容C2，传到Q1三极管的基极。
然后这个电压波变Q1和Q2两级放大之后，输出较大的电压波。
最后这个电压波使得5只LED闪动起来。
四、实验步骤：1、领取元件，然后检查各个元件是否有损坏。
2、按照图1，焊接各个元件。
3、检查元件是否有虚焊，短路等现象，无误后上电调试运行。
4、发出声音，是否有LED亮，是否出现LED按照声音的节奏显示和熄灭。
若现象不正确，请出现调试。
5、当传感器是否感应有声音时，测量Q2的基极电压分别是多少？五、实验报告内容1、简述声音传感器的工作原理。
2、调试运行“声控LED旋律灯”过程中，是否遇到虚焊、短路、连线错误等现象？如何解决的？3、电路板调试正常后，有声音的时候，LED有什么现象？没有声音的时候，LED灯有什么现象？4、有声音或没有声音时，测量Q2的基极电压分别是多少？5、对本次实验进行小结，提出改进的建议。
实验三热敏电阻测温实验一、实验目的：1、进一步了解热敏电阻温度传感器的分类和特性；2、了解热敏电阻的测温方法；3、掌握测温电路的原理。
二、实验仪器与元件：1、直流稳压电源、高频毫伏表、示波器、信号源、数字万用表；2、传感器实验箱(测温模块、数字电压表模块)；3、水容器、冷水、60℃以上热水、搅棒，把热水和冷水混合配成不同温度的水，进行测量。
三、基本原理：热敏电阻匹配阻值约10k欧姆。
热敏电阻测温方法有2种。
方法一公式法。
NTC负温度系数热敏电阻 NTC热敏电阻是指具有负温度系数的热敏电阻。
公式如下：?R：周围温度T (K) 时的电阻值（K：绝对温度）R0：周围温度T0 (K) 时的电阻值，R0=10 000?ΩB：热敏电阻的B常数，B=3950T：现在测量的温度，单位KT0：环境温度，通常t0为298K（绝对温度）（即：25度）方法二：查表法型号：?MF55-103F-3950F，温度与电阻值表格如下：其他表格自己在网上查找?由NTC热敏电阻MF55-103F-3950F为温度传感器的测温电路如图1所示。
图1 热敏电阻测温电路图1中，VCC点接电源电压5V，R电阻的阻值为8kΩ左右，C电容为10uf，其中电阻R 与热敏电阻串联，中间的连接点为输出的电压Uout。
当被测温度升高时该点电位降低，输出电压降低，以指示较高的温度值；反之当被测温度降低时，输出电压升高，以指示较低的温度值。
四、实验步骤：1、准备好盛水容器、冷水、60℃以上热水、水银温度计、搅棒；把热水和冷水混合配成不同温度的水，进行测量。
2、把传感器和水银温度计放入盛水容器中，接通电路电源。
3、水杯中加入热水和冷水，配成不同温度的水进行实验。
直接将热敏电阻放入水中，用万用表直接测量热敏电阻的电阻值，将测量数据写入表1。
表电阻值随温度变化数据水温t(℃) 35 40 45 50 55 热敏电阻阻值/kΩ45、水杯中加入热水和冷水，配成不同温度的水进行实验。
电压表的电压值与温度之间有数学关系；温度不同时，输出电压值不同。
用热敏电阻测量不同的温度的水，进行测量，将输出电压，填入表格2中。
表2 输出电压随温度变化的数据水温t(℃) 40 45 50 55 60 65 70 75 80输出电压（V）6、作出V-t曲线，指出线性范围，并求出灵敏度。
五、实验报告内容1、整理实验数据，将表1和表2记录在实验报告中。
2、当温度升高时，热敏电阻的阻值如何变化？热敏电阻的热电特性是PTC还是NTC呢？3、根据表2的实验数据，以温度为x轴，输出电压为y轴，画出相应的趋势曲线，同时计算出温度与电压之间数学关系。
4、分析趋势曲线可以得出的温度与输出电压U之间的变化关系是什么？如果使用的是PTC型热敏电阻，那么温度与输出电压之间的变化关系是什么？实验四红外传感器应用实验一、实验目的：1、了解红外收发二极管的工作原理及应用；2、掌握红外对管与放大器的组合电路调试。
二、实验仪器与元件：1、直流稳压电源、高频毫伏表、示波器、信号源、数字万用表；2、传感器实验箱(红外模块、超声波模块、数字电压表模块)；三、基本原理：实验电路如图所示。
DD D图红外发射管在接到正12V电压时会发出峰值波长为940nm的红外光，W1为限流电阻，调节W1改变红外发射管的电流，电流越大，红外发射管的发射距离越远。
而红外接收管则反接在+12V电压上，在没有接受到峰值波长为940nm的红外光是反映二级管的反相截止特性，A点电压相当于电源电压（12V）,当红外发射管（完全）接受到红外光时，红外接收管呈反向光电流增大，A点电压变小。
(由于接收到的红外光的程度不同，红外接收管的导通程度也会不同，A点电压会有相应的误差。
若红外接收管正向连接，则其表现为随遮挡而变化的电阻)。
本实验电路为红外反射式电路，在一定范围能若有物体挡住红外光，红外光反射回红外接受管，接受到信号后才生电平的变化。
（注：黑色物体会把红外光吸收，无法反射）U1A为LM358的一个运放，这里的作用是作射随器，射随电路的特点是输出电压不变，电流放大一般用于输入，输出，缓冲级用于阻抗匹配。
U1B为LM358的另一个运放，这里的作用是做一个比较器，比较同相输入端与反相输入端的电压（即B点于C点）。
当B点电压大于C点电压时，输出高电平（+12V）。
当B点电压小于C点电压时，输出低电平（-12V）。
电路中用一个指示灯来观察输出的电平。
W2作用是反相端电压调整，适当调整C点电压，使其与B点电压比较,才能达到输出端的电平变换。
四、实验步骤：1、测量A,B点电压。
直接用万用表测量A(J4)点电压及B(J3)点电压，记录数值在表中，然后用物体放在红外管前（15mm内）测出A点电压及B点电压，记录数据。
表实验数据记录表，测量C(J2)点电压，调节C点电压大于B点电压，用手遮挡红外管，观察指示灯亮灭情况并记录。
（2）状态二，C点电压小于B点电压：调节C点电压小于B点电压（根据实验原理适当调节），用手遮挡红外管，观察指示灯亮灭情况，填入表中。
表实验数据记录表1、示红外接收管接收到反射的红外光。
反复调节，观察红外发射的距离变化情况（记录最大和最小距离）。
用黑色物体来遮挡，观察指示灯是否变化。
五、实验报告内容1、简述整个电路的工作原理。
2、整理实验数据，记录表和表，分析实测数据变化规律。
3、总结本次实验过程中遇到的问题及解决方法。
提出对红外实验模块的改进意见。
4、观察红外发射的距离变化情况（记录最大或最小距离）。
实验五电子称的原理与测试一、实验目的：1、了解电子秤的工作原理；2、了解悬臂梁应变传感器的特点和使用；3、通过对电子秤的测试,分析传感器的基本特性。
二、实验仪器与元件：1、直流稳压电源、高频毫伏表、示波器、信号源、数字万用表；2、传感器实验箱(电子秤模块、数字电压表模块)；3、托盘、砝码6个5g、10 g、20 g、20 g、50 g、100。
三、实验原理：在全桥测量电路中，将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边，不同的两只接入邻边，如图所示。
当应变片初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出为U o=KE ?（2-1）式中，E为电桥电源电压。
式（2-1）表明，全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差得到进一步改善。
图电子称模块利用的全桥测量原理，通过调节放大电路对电桥输出的放大倍数，使电路输出电压值为重量的对应值，将电压量纲（V）改为重量量纲（g），即制成一台比较原始的电子称。
四、实验步骤：1、悬臂梁应变式称重传感器已安装在电子秤实验模块上，可参考图。
电子秤电路如图所示。
图2、将差动放大器调零。
检查实验箱一切正常后，打开主控台电源，按下相应电子秤模块开关。
保持托盘上无任何重物，输出端U o2接数显电压表（选择2V挡），调节电位器R w4，使电压表显示为0V。
R w4的位置确定后不能改动。
3、在应变传感器托盘上放置一只砝码，调节R w3，改变差动放大器的增益，使数显电压表显示左右，读取数显表数值。
保持R w3不变，依次增加砝码（至少3只），读取相应的数显表值，记下实验结果，填入表中，关闭电源。
表实验数据记录表重量/g电压/V五、实验报告内容1、简述实验原理。
2、整理实验数据记录表，在坐标轴上画出各个数据点，然后用直线拟合，得出重量与电压的数学关系。