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1、传感器实验报告本科生实验报告实验课程传感器与检测技术学院名称信息科学与技术学院专业名称电子信息工程学生姓名干娜学生学号202113080229指导老师李志鹏实验地点6B610实验成绩二年月二年月实验一、求LM35温度传感器温度电压曲线实验一、实验目的2.把握LM58的引脚功能与测温原理；3.学会用LM58测量水温；4.把握温度计的使用方法；5.学会利用示波器测量传感器输出电压；6.把握MATLAB拟合温度与电压的关系的方法。二、实验内容1.读LM35数据手册，了解其引脚功能和使用方法；2.利用温度计测量5组水温，记录每组水温对应的LM35输出电压；3.用MATLAB拟合出温度与电压的关系曲线，
2、并与传感器给定的温度电曲线作比照；4.完成实验并总结实验经过中出现的问题以及收获与心得。三、求LM35的温度电压曲线1.LM35简介LM35是由NationalSemiconductor所生产的温度传感器，其输出电压与摄氏温标呈线性关系，转换公式如式如下：T为0时输出为0V，每升高1，输出电压增加10mV。LM35有多种不同封装型式，外观如图1所示。在常温下，LM35不需要额外的校准处理即可到达1/4的准确率。其电源供给形式有单电源与正负双电源两种，其接脚如2所示，在静止温度中自热效应低(0.08)，单电源形式在25下静止电流约50A，工作电压较宽，可在420V的供电电压范围内正常工作非常省电
3、。图1.LM35外观图图2.LM35引脚图，引脚讲明：电源地GND；电源正VCC；信号输出S从使用角度来讲，热电偶常用于高温测量，铂电阻用于中温测量摄氏800度左右，而热敏电阻和半导体温度传感器合适于200度下面的温度测量，LM35就是一款半导体温度传感器与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处，LM35无需外部校准或微调，能够提供1/4的常用的室温精度。LM35温度传感器模块不仅能够通过一根3P传感器连接线直接与各种单片机开发板、机器人控制器相连接，轻松实现周围环境温度检测，是制作互动作品与智能机器人的常用传感器。2.实验系统框图本实验的目的是测量LM35的温度电压曲线，用温度计测量水
4、温，用示波器测量并记录当前温度下LM35的S引脚输出的电压值，测量5组数据用MATLAB拟合出温度电压曲线，系统框图如图3所示：图3.系统框图3.实验结果测量5组温度下对应LM35输出的电压值，结果如表1所示：表1.实验数据记录利用MATLAB拟合出温度电压曲线如图4所示：图4.温度电压曲线图结果分析：从温度电压曲线能够看出，温度和电压呈线性关系，从MATLAB运行结果能够看出电压y和温度x的函数关系曲线为y=9.868x+6.368，与标准的温度电压关系式有一些误差，但在误差允许的范围内，因而实验结果是正确的。实验二、水位传感器实验a)实验目的1.把握水位传感器测量液位的原理；2.了解水位传
5、感器的引脚及功能；3.学会用水位传感器测量水位。b)实验内容1.按要求接好电路；2.利用示波器测量输出的电压信号；3.测量并记录到达刻度4、3.5、3、2.5、2、1.5、1、0.5、0对应输出的电压值数据，并分析实验结果；4.总结实验经过中出现的问题以及收获与心得。c)水位传感器实验1.水位传感器简介水位传感器是通过具有一系列的暴露的平行导线线迹测量其水滴/水量大小进而判定水位，完成水量到模拟信号的转换，输出的模拟值能够直接被程序中函数所应用，到达水位报警的成效，低功耗，灵敏度高是其一大特点。水位传感器实物图如图1所示：图1.液位传感器实物图2.实验步骤本实验的目的是测量水位传感器在水位到达
6、刻度1、2、3、4时对应输出引脚的电压值。实验步骤为：向量杯中注入适量的水，将水位传感器垂直放置，水位恰好能够到达刻度，记录此时示波器测得的电压值；继续向量杯注水，使水位分别到达刻度4、3.5、3、2.5、2、1.5、1、0.5、0记录对应的输出电压值。整理实验数据，分析实验结果。3.实验结果测量水位分别到达水位传感器的刻度4、3.5、3、2.5、2、1.5、1、0.5、0时的对应输出电压值，结果如表1所示：表1.实验数据记录结果分析：表1的刻度数据与实际高度是相反的，即刻度最大对应水位最小，从表中数据可得出结论：随水位的上升，传感器输出的电压逐步升高。实验三、GY-61加速度传感器实验一、实
7、验目的1.把握加速度传感器测量姿态的原理；2.了解加速度传感器的各个引脚及对应的功能；3.学会用加速度传感测量在各个姿态下X-OUT、Y-OUT、Z-OUT引脚输出的电压值。二、实验内容1.按要求接好电路；2.利用示波器测量各个姿态下X-OUT、Y-OUT、Z-OUT引脚输出的电压值；3.记录实验数据并分析结果；4.总结实验经过中出现的问题以及收获与心得。三、GY-61加速度传感器实验1.加速度传感器简介GY-61加速度传感器使用的芯片是ADXL335，ADXL335是一款小尺寸、薄型、低功耗、完好的三轴加速度计，提供经过信号调理的电压输出，能以最小3g的满量程范围测量加速度。它能够测量倾斜检
8、测应用中的静态重力加速度，以及运动、冲击或振动导致的动态加速度。用户使用CX、CY和CZ引脚上的电容XOUT、YOUT和ZOUT选择该加速度计的带宽。能够根据应用选择适宜的带宽，X轴和Y轴的带宽范围为0.5Hz至1600Hz，Z轴的带宽范围为0.5Hz至550Hz。GY-61加速度传感器的引脚图如图1所示：图1.GY-61加速度传感器引脚图引脚讲明如表1所示：表1.加速度传感器引脚讲明2.实验步骤本实验的目的是测量加速度传感器在不同姿态下，X-OUT、Y-OUT、Z-OUT引脚输出的电压值，姿态分别为：Y+、Y-、X-、X+、Z+、Z-，标号为+的方向为将传感器上方向指示对应的反方向竖直向下；
9、标号为-的方向与+的方向正好成180度角。实验步骤：按要求连接好电路；测量姿态分别为Y+、Y-、X-、X+、Z+、Z-时，X-OUT、Y-OUT、Z-OUT引脚输出的电压值；记录实验数据，分析实验结果。3.实验结果测量姿态分别为Y+、Y-、X-、X+、Z+、Z-时，X-OUT、Y-OUT、Z-OUT引脚输出的电压值，结果如表2所示：表2.实验数据记录结果分析：从表2的3行数据X-OUT、Y-OUT、Z-OUT的电压值能够看出，姿态的X轴变化时，X-、X+对应的X-OUT的数值相差较大且与Y+、Y-、Z+、Z-对应的X-OUT输出电压不同，Y+、Y-、Z+、Z-对应的X-OUT输出电压基本一样。
10、Y-OUT、Z-OUT的输出电压也符合这条规律。由此可得出结论：当加速度传感器的X、Y或Z轴有倾角时，相应的X-OUT、Y-OUT、Z-OUT就有变化了的电压输出。实验四、火焰传感器与热释电红外传感器实验一、实验目的1.把握火焰传感器和热释电红外传感器的工作原理；2.了解火焰传感器和热释电红外传感器的各个引脚及对应的功能；3.学会用示波器观察火焰传感器和红外热释电传感器在有人和无人时引脚输出的电压值变化。二、实验内容1.按要求接好电路；2.利用示波器观察火焰传感器在有人和无人经过时引脚输出的电压值的变化；3.利用示波器观察热释电红外传感器在有人和无人经过时引脚输出的电压值的变化；4.总结实验经
11、过中出现的问题以及收获与心得。三、火焰传感器与热释电红外传感器实验1.火焰传感器简介火焰传感器是机器人专门用来搜索火源的传感器，可以以用来检测光线的亮度，只是本传感器对火焰十分灵敏。火焰传感器利用红外线对火焰非常敏感的特点，使用特制的红外线接受管来检测火焰。远红外火焰传感器能够用来探测火源或其它一些波长在700纳米1000纳米范围内的热源。在机器人比赛中，远红外火焰探头起着非常重要的作用，它能够用作机器人的眼睛来寻找火源或足球。利用它能够制作灭火机器人、足球机器人等。火焰传感器的实物图如图1所示：图1.红外传感器实物图2.热释电红外传感器简介热释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理的热电型
12、红外传感器，不同的是热释电红外传感器的热电系数远远高于热电偶,其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成,其极化随温度的变化而变化。为了抑制因本身温度变化而产生的干扰，该传感器在工艺上将两个特征一致的热电元反向串联或接成差动平衡电路方式,因此能以非接触式检测出物体放出的红外线能量变化，并将其转换为电信号输出。热释电红外传感器在构造上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换，由于热电元输出的是电荷信号,并不能直接使用因此需要用电阻将其转换为电压形式，该电阻阻抗高达104M，故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式，即源极跟随器来完成阻抗变换。在热释电红外传感
13、器探测器的前方装设一个菲涅尔透镜，该透镜用透明塑料制成，将透镜的上、下两部分各分成若干等份，制成一种具有特殊光学系统的透镜，它和放大电路相配合，可将信号放大70分贝以上，这样就能够测出1020米范围内人的行动。热释电红外传感器的实物图如图2所示：图2.热释电红外传感器实物图3.实验步骤按要求连接好电路；测量在有人和无人两种状态的动态转换时，火焰传感器输出电压变化；测量在有人和无人两种状态的动态转换时，热释电红外传感器输出电压变化。分析实验现象，总结实验结果。4.实验结果火焰传感器：人手在红外接收管前为高电平；人手离开红外接收管转换为低电平。热释电红外传感器：1模拟信号输出：人手在感应范围内输出电压1.01V；人手离开感应范围电压下降，电压幅值降为-733mV。2数字信号输出：人手在感应范围内输出为低电平；人手离开感应范围输出为高电平。