1、實驗一 開關式霍爾傳感器測轉速實驗一、實驗目的：了解開關式霍爾傳感器測轉速的應用二、基本原理：開關式霍爾傳感器是線性霍爾元件的輸出信號經放大器放大，再經施密特觸發器整形成矩形波（開關信號）輸出的傳感器。開關式霍爾傳感器測轉速的原理圖如圖所示：當被測圓盤上裝有只磁性體時，圓盤每轉一周，磁場變化 6 次，開關式霍爾傳感器就同頻率f 相應變化輸出，再經轉速表顯示轉速n。三、實驗儀器：傳感器實驗臺四、實驗步驟：1、根據圖將霍爾轉速傳感器安轉于霍爾架上，傳感器的端面對準轉盤上的磁鋼并調節升降桿使傳感器端面與磁鋼之間的間隙大約為 23mm 。2、將主機箱中的轉速調節電源024V 旋鈕調到最小（逆時針方向轉

2、到底）后接入電壓表（電壓表量程切換開關打到 20V 檔） ：其它接線按圖所是連接（注意霍爾轉速傳感器的三根引線的序號） ：將頻頻 轉速表的開關按到轉速檔。3、檢查接線無誤后合上主機箱電源開關，在小于12V 范圍內（電壓表監測）調節主機箱的轉速調節電源（調節電壓改變直流電機電驅電壓） ，觀察電機轉動及轉速表的現實情況。4、 從 2V 開始記錄， 每增加 1V 相應電機轉速的數據 （待電機轉速穩定后讀取數據） ；畫出電機的 V-n （電機電驅電壓與電機轉速的關系）特性曲線，實驗完畢，關閉電源。五、思考題：利用開關式霍爾傳感器測轉速時被測對象要滿足什么條件？實驗二 磁電式傳感器測轉速實驗 一、實驗目

3、的：了解磁電式測量轉速的原理。二、基本原理：磁電傳感器是一種將被測物理量轉化成為感應電勢的傳感器，也稱為電 動式傳感器。根據電磁感應定律，一個匝數為N的線圈在磁場中切割磁力線時穿過線圈 的磁通量發生變化，線圈兩端就會產生感應電勢，線圈中感應電勢為： e N NSdB 。在線圈匝數一定的情況下，感應電勢的大小與穿過該線圈的磁dt dt通變化率成正比。當傳感器的線圈匝數和永久磁鋼選定（即磁場強度已定）后，使穿過線圈的磁通量發生變化的方法有兩種：一種是讓線圈和磁力線作相對運動，即利用線圈切割磁力線而使線圈產生感應電勢；另一種則是把線圈和磁鋼部固定，靠銜鐵運動來改 變磁路中的磁阻，從而改變通過線圈的磁

4、通。因此，磁電式傳感器可分為兩大類型：動 磁式及可動銜鐵式（即可變磁阻式）。本實驗應用動磁式磁電傳感器，實驗原理框圖如圖20-1所示。當轉動盤上嵌入6個磁鋼時，轉動盤每轉一周磁電傳感器感應電勢 e產生 6次的變化，感應電勢e通過放大，整形由頻率表顯示f,轉速n=10f。三、需用器件與單元：024V直流穩壓電源、電壓表、頻頻/轉速表；磁電式傳感器、轉動源。四、實驗步驟：磁電式轉速傳感器測速試驗除了傳感器不用接電源外（傳感器探頭中心與轉盤磁鋼對準），其它完全與開關式霍爾傳感器測轉速原理相同；請按圖 20-2示意按裝、接線并 按照實驗九中的步驟做實驗。實驗完畢，關閉電源。五、思考題：磁電式轉速傳感器

5、測很低的轉速時會降低精度，甚至不能測量。如何創造條件保證 磁電式轉速傳感器正常測轉速？能說明理由嗎?實驗三 光纖位移傳感器一、實驗目的：了解光纖位移傳感器的工作原理和性能。二、基本原理：光纖傳感器是利用光纖的特性研制而成的傳感器。光纖具有很多優異的性能，例如：抗電磁干擾和原子輻射的性能，徑細、質軟、重量輕的機械性能，絕緣、無感應的電氣性能，耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學性能耐等，它還能夠在人達不到的地方（如高溫區） ，或者對人有害的地區（如核輻射區） ，起到人的耳目作用，而且還能超越人的生理界限，接受人的感官所感受不到的外界信息。光纖傳感器主要分為兩種：功能型光纖傳感器及肺功能型光纖傳感器（也稱為

6、物性性和結構型） 。功能型光纖傳感利用對外界信息具有敏感能力和檢測功能的光纖，構成“傳”和“感”合為一體的傳感器。這里光纖不僅起傳光的作用，而且還起敏感作用。工作時利用檢測量去改變描述光束的一些基本參數， 如光的強度、 相位、 偏振、 頻率等，它們的改變反應了被測量的變化。由于對光信號的檢測通常使用光電二極管等光電元件， 所以光的那些參數的變化， 最終都要被光接受器接受并被轉化成強度及相位的變化。這些變化信號處理后， 就可得到被測的物理量。 應用光纖傳感器的這種特性可以實現力，壓力、溫度等物理參數的測量。非功能型光纖傳感器主要是利用光纖對光的傳輸作用，由其它敏感元件與光纖信息傳輸同路組成測試系

7、統，光纖在此僅起傳輸作用。本實驗采用的是傳光型光纖傳感器， 它由兩束光纖混合后， 組成 Y 形光纖，半圓分布即雙 D 分布， 一束光纖端部與光源相接發射光束， 另一束端部與光電轉換器相接接受光束。兩光束混合后的端部是工作端亦稱探頭，它與被測物體相距d,由光源發出的光纖傳到端部出射后再經被測體放射回來， 另一束光纖接收光信號由光電器轉換器轉化成電量，如圖 26-1。傳光型光纖傳感器位移量測是根據傳送光纖的光場與受訊光纖交叉地方視景做決定。當光纖探頭與被測物體接觸或零間隙時（ d=0 ） ，則全部傳輸光量直接被反射至傳輸 光纖。沒有提供光給接收端之光纖，輸出訊號便增大，當探頭與被測物之距離增加時，接受端之光纖接受之光量也越多，輸出訊號便增大，當探頭與被測物之距離增加到一定值時，接受端光纖全部被照明為止，此時也被稱之為“光峰值” 。達到光峰值后，探針與被測物之距離繼續增加時，將造成放射光擴散或超過接收端接收視野。使得輸出信號與量測距離成反比例關系。 如圖26-2 曲線所示，一般都選用線性范圍較好的前坡為測試區域。三、器件與單元：直流穩壓電源、萬用電表、 Y 型光纖傳感器、測微頭、反射面（拋光鐵圓片）四、實驗步驟：1、觀察光纖結構，兩根多模光纖組成 Y 型位移傳感器，將兩根光纖尾部端面（包括鐵部）對準