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《传感与检测技术》实验教学大纲
2019-06-30 17:01  

《传感与检测技术》实验教学大纲

编写:梁宁一                  审核:祁林 

课程编码

091702406

承担单位

电气与控制工程学院

适用专业

自动化(0924

考核形式

考查

学时

8

学分

0.5

一、课程简介

传感与检测技术实验是本课程的实践教学环节,课程是自动化专业的一门个性拓展课程。使学生掌握检测技术的基本概念、基本理论及其应用,包括传感器技术(常用传感器的工作原理、结构、特性及应用)、误差理论、检测技术的基本理论及其应用方面的知识。为学习后续课程和从事专业工作奠定基础。

二、课程实验教学目的与要求

1、实验教学目的

为了验证所学内容,巩固所学知识,使学生初步掌握实验方法和操作技能,训练学生的动手能力和整理资料、编写实验报告的能力,培养严格的科学作风。

2、实验教学要求

了解CSY 型传感器实验仪的主要结构及组成部分,掌握用实验方法测定其特性;通过自己动手组装各种检测系统的典型环节与系统。

三、实验项目

实验一  金属箔式应变片单臂、半桥、全桥比较

    1、实验目的和要求

(1)熟悉金属箔式应变片的结构、特性及工作原理;熟悉应变片单臂电桥、半桥和全桥的输出特性及它们之间的相互关系。

2)认真预习关于应变片特性及应用的内容;查阅应变片应用及相关接口电路方面的参考书。学习使用相关的实验仪器,观察实验现象,分析和综合实验结果以及整理资料撰写实验报告。

2、实验教学内容

1)使用应变片时,要将应变片用粘结剂牢固地粘贴在被测试件表面上。

(2)采用电桥电路实现把微小阻值变化转换成电压输出。

3、主要实验设备与材料

应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、 电源、万用表 

实验二  热电偶测温性能实验

  1、实验目的和要求

1)了解热电偶测量温度的原理及K型热电偶测温性能与应用。

2)认真预习热电偶传感器的结构与测温原理,了解实验内容与操作步骤;了解K型热电偶测温性能与冷端温度补偿原理;学习使用相关的实验仪器,观察实验现象,分析和综合实验结果以及整理资料撰写实验报告。

2、实验教学内容

1)实验中使用的K型热电偶是由镍铬-镍硅两种合金丝制成。

2)测量温度时,将热电偶的工作端放入被测温度场中配以相应电路就可以测得被测温度值。

3、主要实验设备与材料

热电偶K型、E型、温度测量控制仪、数显单元、直流稳压电源。

实验三  超声波测距实验

  1、实验目的和要求

1熟悉超声波在介质中传播的特性。要求认真预习超声波的基本性质和超声波传感器的结构;熟悉超声波传感器测距的原理和测量步骤。

2验证超声波测距原理。学习使用相关的实验仪器,观察实验现象,分析和综合实验结果以及整理资料撰写实验报告。

2、实验教学内容

1超声波测距传感器由发射探头、接收探头或收/发一体化探头及相应的测量电路组成。超声波在介质中以三种形式传播:横波、纵波、表面波。用于测量距离时采用纵波。本实验的超声波发射探头的发射频率为40kHz。当发射头发射的超声波在空气中传播时遇到界面就会产生超声波,它被接收探头接收。测距时,若发射、接收超声波的时间差为Δt,可以采用时差法,根据S=υ·Δt/2就可以得到探头与反射界面之间的距离。

2测绘超声波传感器输出值与距离之间的关系曲线。

3、主要实验设备与材料

超声波测距综合实验台。

实验四  用光纤传感器测量位移和转速

    1、实验目的和要求

1了解光纤传感器的结构、原理与特性。要求认真预习光纤传感器的基结构、特点、类型等有关知识;熟悉光电传感器的有关知识。

2应用光纤传感器测量位移。

2、实验教学内容

光纤传感器分为功能型光纤传感器和非功能型光纤传感器。本实验用的Y型光纤束位移传感器是传光型(即非功能型)光纤传感器,采用发光二极管作电源,光电二极管作探测器。发送光纤束的一端与光源耦合,将光源射入其纤芯的光传输到被测物表面(反射面)上。接收光纤束一端接收反射光,另一端将接收的反射光照在光电探测器上,如图4.1所示。这种传感器是通过改变反射面相对于光纤端面的距离来调制反射光的强度。返回到光探测器的光强I随反射面相对于光纤端面的位移d而变化的,Id的关系如图4.2所示。图中段范围窄、灵敏度高、线性好。若d继续增加,则曲线丛峰值下降为①段,特性与段②相反。

 

 

 

 

 

 

 






4.1  反射式光纤传感器原理图







4.2  光强位移关系曲线


3、主要实验设备与材料

传感器与检测技术综合实验台。

四、实验项目学时分配表

序 号

实 验 项 目

实验类别

学 时

1

金属箔式应变片单臂、半桥、全桥比较

验证性

2

2

热电偶测温性能实验

综合性

2

3

超声波测距实验

综合性

2

4

用光纤传感器测量位移和转速

综合性

2

合 计

 

 

8

五、成绩评定方法与标准

1、根据实验过程中的表现和实验报告进行评定,成绩分成优、良、中、及格、不及格五个档次。

2、成绩评定标准

1)优:有预习报告,实验操作熟练,实验结果正确,分析合理,能独立解决实验中出现的问题。

2)良:有预习报告,实验操作正规,实验结果正确,分析基本合理。

3)中:有预习报告,实验操作基本规范,实验结果基本正确,分析不太合理。

4)及格:有预习报告,实验操作不太规范,实验结果有少量错误,分析不太合理。

5)不及格:没有预习报告,实验操作不规范,实验结果错误,分析不合理。

3、成绩构成

实验操作60%;实验报告40%。考核成绩以60%计入学生平时成绩。

六、教材及参考书

推荐教材:

《检测与传感器技术实验教程》 扈刚 ,北京航空航天大学出版社,2011.06

参考书目:

[1]《传感检测技术教程》 何金田,哈尔滨工业大学出版社,2005.12

 

 

 

 



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