光電轉(zhuǎn)速傳感器測速實(shí)驗(yàn)：光電傳感器測速的原理
1、測量轉(zhuǎn)速的傳感器有多種，轉(zhuǎn)動(dòng)源模塊(圖1)上安裝的透射型光電式轉(zhuǎn)速傳感器即光電開關(guān)(圖2)是其中一種。
圖1 轉(zhuǎn)動(dòng)源模塊
圖2 透射型光電式轉(zhuǎn)速傳感器
2、將光電開關(guān)電路(圖3)的電源端接入綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的正5V電源(圖4)，觀察轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)光電開關(guān)電路的輸出信號(hào)。
圖3 光電開關(guān)電路
圖4 綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的正5V電源
3、轉(zhuǎn)動(dòng)源模塊的轉(zhuǎn)盤上有均勻間隔的6個(gè)孔，光電開關(guān)端部兩側(cè)分別裝有發(fā)光二極管和光敏三極管，當(dāng)把孔轉(zhuǎn)到光電開關(guān)處時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)出的光透過孔后由光敏三極管接收，光敏三極管飽和導(dǎo)通，電路輸出低電平(圖5);當(dāng)把孔轉(zhuǎn)到別處時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)出的光被阻擋，光敏三極管截止，電路輸出高電平(圖6)。
圖5 孔轉(zhuǎn)到光電開關(guān)處時(shí)輸出低電平
圖6 孔轉(zhuǎn)到別處時(shí)輸出高電平
4、將轉(zhuǎn)動(dòng)源模塊上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源端(圖7)接入綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)可調(diào)電壓源(圖8)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕，增加電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源電壓，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，獲得脈沖信號(hào)。(圖9)為轉(zhuǎn)速較低時(shí)的脈沖信號(hào)，(圖10)為轉(zhuǎn)速較高時(shí)的脈沖信號(hào)。將脈沖計(jì)數(shù)處理即可得到頻率和轉(zhuǎn)速值。
圖7 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源端
圖8 綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)可調(diào)電壓源
圖9 轉(zhuǎn)速較低時(shí)的脈沖信號(hào)
圖10 轉(zhuǎn)速較高時(shí)的脈沖信號(hào)
5、將光電開關(guān)電路的輸出端接入綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的頻率/轉(zhuǎn)速表(圖11)，在綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的儀表屏幕(圖12)上就可以顯示測量結(jié)果了。你知道脈沖信號(hào)的頻率f和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速n之間的關(guān)系嗎?
圖11 綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的頻率/轉(zhuǎn)速表
圖12 綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)的儀表屏幕
光電轉(zhuǎn)速傳感器測速實(shí)驗(yàn)：光電傳感器測量轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)
光電傳感器測轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br/>了解光電轉(zhuǎn)速傳感器測量轉(zhuǎn)速的原理及方法。
二、基本原理：
光電式轉(zhuǎn)速傳感器有反射型和透射型二種，本實(shí)驗(yàn)裝置是透射型的
(
光電
斷續(xù)器也稱光耦
)
，傳感器端部二內(nèi)側(cè)分別裝有發(fā)光管和光電管，發(fā)光管發(fā)出的光源透過轉(zhuǎn)
盤上通孔后由光電管接收轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，
由于轉(zhuǎn)盤上有均勻間隔的
6
個(gè)孔，
轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將獲得與
轉(zhuǎn)速有關(guān)的脈沖數(shù)，
脈沖經(jīng)處理由頻率表顯示ｆ，
即可得到轉(zhuǎn)速ｎ
=10f
。
實(shí)驗(yàn)原理框圖如下
圖所示。
光電轉(zhuǎn)速傳感器測速實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)五光電轉(zhuǎn)速傳感器測速實(shí)驗(yàn)（5篇）
第一篇：實(shí)驗(yàn)五光電轉(zhuǎn)速傳感器測速實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)五光電轉(zhuǎn)速傳感器測速實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>了解光電轉(zhuǎn)速傳感器測量轉(zhuǎn)速的原理及方法。
二、基本原理
光電式轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速傳感器有反射型和透射型兩種，本實(shí)驗(yàn)裝置是透射型的，傳感器端部有發(fā)光管和光電管，發(fā)光管發(fā)出的光源通過轉(zhuǎn)盤上開的孔透射后由光電二極管接受轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由于轉(zhuǎn)盤上有相間的6個(gè)孔，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將獲得與轉(zhuǎn)速及孔數(shù)有關(guān)的脈沖，將電脈沖計(jì)數(shù)處理即可得到轉(zhuǎn)速值。
三、需用器件與單元
傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1．光電轉(zhuǎn)速傳感器已經(jīng)安裝在傳感器實(shí)模塊上。
2．將+5V直流穩(wěn)壓電源接到光電轉(zhuǎn)速傳感器的“+5V輸入”端。
3．將光電轉(zhuǎn)速傳感器的輸出接“頻率/轉(zhuǎn)速表”輸入端。
4．將面板上的0~30V穩(wěn)壓電源調(diào)節(jié)到小于24V，接到傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K“0~24V轉(zhuǎn)動(dòng)電源”輸入端。
5．調(diào)節(jié)0~30V直流穩(wěn)壓電源輸出電壓（+24V以下），使轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，觀察頻率/轉(zhuǎn)速表顯示的變化，并用虛擬示波器觀察光電轉(zhuǎn)速傳感器輸出波形。
五、注意事項(xiàng)
1．轉(zhuǎn)動(dòng)源的正負(fù)輸入端不能接反，否則可能擊穿電機(jī)里面的晶體管。
2．轉(zhuǎn)動(dòng)源的輸入電壓不可超過24V，否則容易燒毀電機(jī)。
3．光電轉(zhuǎn)速傳感器中+5V電源不能接錯(cuò),否則會(huì)燒毀光電傳感器.
六、思考題
根據(jù)上面實(shí)驗(yàn)觀察到的波形，分析為什么方波的高電平比低電平要寬。
第二篇：傳感器實(shí)驗(yàn)五
傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告五
姓名 江璐 學(xué)號(hào) 班級(jí) 電子二班 時(shí)間 2015.12.2 實(shí)驗(yàn)題目 CC2530基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
一：實(shí)驗(yàn)設(shè)備
1.硬件：教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱、PC機(jī)。
2.軟件：PC機(jī)操作系統(tǒng)Windows 98(2000、XP)+IAR開發(fā)環(huán)境。
二:實(shí)驗(yàn)
（一）光照傳感器采集實(shí)驗(yàn)
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>（1）掌握光照傳感器的操作方法。
（2）掌握光照傳感器采集程序的編程方法。
2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
在IAR集成開發(fā)環(huán)境中編寫光照傳感器采集程序。
3.相關(guān)電路圖
4.程序
5.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
（二）人體感應(yīng)傳感器采集實(shí)驗(yàn)
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>（1）掌握人體感應(yīng)傳感器的操作方法。
（2）掌握人體感應(yīng)傳感器采集程序的編程方法。
2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
在IAR集成開發(fā)環(huán)境中編寫體感應(yīng)傳感器采集程序。 3.相關(guān)電路圖
4.程序
5.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
人靠近人體感應(yīng)器的時(shí)候D
2、D3燈閃亮，遠(yuǎn)離時(shí)燈滅。
（三）震動(dòng)傳感器采集實(shí)驗(yàn)
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>（1）掌握震動(dòng)傳感器的操作方法。
（2）掌握震動(dòng)傳感器采集程序的編程方法。
2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
在IAR集成開發(fā)環(huán)境中編寫震動(dòng)傳感器采集程序。
3.相關(guān)電路圖
4.程序
5.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
拿起通用調(diào)試母板晃動(dòng)，無晃動(dòng)時(shí)D
2、D3燈不亮，有晃動(dòng)時(shí)D
2、D3燈閃亮，劇烈晃動(dòng)時(shí)D
2、D3燈閃亮頻率加快。
（四）煙霧傳感器采集實(shí)驗(yàn)
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>（1）掌握煙霧傳感器的操作方法。
（2）掌握煙霧傳感器采集程序的編程方法。
2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
在IAR集成開發(fā)環(huán)境中編寫煙霧傳感器采集程序。
3.相關(guān)電路圖
4.程序
5.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
串口調(diào)試助手顯示可燃?xì)怏w傳感器的輸出值。
三：心得體會(huì)
震動(dòng)傳感器采集程序時(shí)一直沒有用，后面才發(fā)現(xiàn)少了程序，加上后就可以正常運(yùn)行了。
第三篇：傳感器實(shí)驗(yàn)教案
實(shí)驗(yàn)一 開關(guān)式霍爾傳感器測轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私忾_關(guān)式霍爾傳感器測轉(zhuǎn)速的應(yīng)用
二、基本原理：開關(guān)式霍爾傳感器是線性霍爾元件的輸出信號(hào)經(jīng)放大器放大，再經(jīng)施密特觸發(fā)器整形成矩形波（開關(guān)信號(hào)）輸出的傳感器。開關(guān)式霍爾傳感器測轉(zhuǎn)速的原理圖如圖所示：當(dāng)被測圓盤上裝有只磁性體時(shí)，圓盤每轉(zhuǎn)一周，磁場變化6次，開關(guān)式霍爾傳感器就同頻率f相應(yīng)變化輸出，再經(jīng)轉(zhuǎn)速表顯示轉(zhuǎn)速n。
三、實(shí)驗(yàn)儀器：傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)
四、實(shí)驗(yàn)步驟：
1、根據(jù)圖將霍爾轉(zhuǎn)速傳感器安轉(zhuǎn)于霍爾架上，傳感器的端面對準(zhǔn)轉(zhuǎn)盤上的磁鋼并調(diào)節(jié)升降桿使傳感器端面與磁鋼之間的間隙大約為2~3mm。
2、將主機(jī)箱中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源0~24V旋鈕調(diào)到最?。鏁r(shí)針方向轉(zhuǎn)到底）后接入電壓表（電壓表量程切換開關(guān)打到20V檔）：其它接線按圖所是連接（注意霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的三根引線的序號(hào)）：將頻頻轉(zhuǎn)速表的開關(guān)按到轉(zhuǎn)速檔。
3、檢查接線無誤后合上主機(jī)箱電源開關(guān)，在小于12V范圍內(nèi)（電
壓表監(jiān)測）調(diào)節(jié)主機(jī)箱的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)電源（調(diào)節(jié)電壓改變直流電機(jī)電驅(qū)電壓），觀察電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)及轉(zhuǎn)速表的現(xiàn)實(shí)情況。
4、從2V開始記錄，每增加1V相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)（待電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后讀取數(shù)據(jù)）；畫出電機(jī)的V-n（電機(jī)電驅(qū)電壓與電機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系）特性曲線，實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。
五、思考題：
利用開關(guān)式霍爾傳感器測轉(zhuǎn)速時(shí)被測對象要滿足什么條件？
實(shí)驗(yàn)二
磁電式傳感器測轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獯烹娛綔y量轉(zhuǎn)速的原理。
二、基本原理：磁電傳感器是一種將被測物理量轉(zhuǎn)化成為感應(yīng)電勢的傳感器，也稱為電 動(dòng)式傳感器。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，一個(gè)匝數(shù)為N的線圈在磁場中切割磁力線時(shí)穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈兩端就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢，線圈中感應(yīng)電勢為：eNd?dBNS 。在線圈匝數(shù)一定的情況下，感應(yīng)電勢的大小與穿過該線圈的磁dtdt通變化率成正比。當(dāng)傳感器的線圈匝數(shù)和永久磁鋼選定（即磁場強(qiáng)度已定）后，使穿過線圈的磁通量發(fā)生變化的方法有兩種：一種是讓線圈和磁力線作相對運(yùn)動(dòng)，即利用線圈切割磁力線而使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電勢；另一種則是把線圈和磁鋼部固定，靠銜鐵運(yùn)動(dòng)來改變磁路中的磁阻，從而改變通過線圈的磁通。因此，磁電式傳感器可分為兩大類型：動(dòng)磁式及可動(dòng)銜鐵式（即可變磁阻式）。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用動(dòng)磁式磁電傳感器，實(shí)驗(yàn)原理框圖如圖20-1所示。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤上嵌入6個(gè)磁鋼時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)盤每轉(zhuǎn)一周磁電傳感器感應(yīng)電勢e產(chǎn)生6次的變化，感應(yīng)電勢e通過放大，整形由頻率表顯示f，轉(zhuǎn)速n=10f。
三、需用器件與單元：
0~24V直流穩(wěn)壓電源、電壓表、頻頻/轉(zhuǎn)速表；磁電式傳感器、轉(zhuǎn)動(dòng)源。
四、實(shí)驗(yàn)步驟：
磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測速試驗(yàn)除了傳感器不用接電源外（傳感器探頭中心與轉(zhuǎn)盤磁鋼 對準(zhǔn)），其它完全與開關(guān)式霍爾傳感器測轉(zhuǎn)速原理相同；請按圖20-2示意按裝、接線并按照實(shí)驗(yàn)九中的步驟做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源。
五、思考題：
磁電式轉(zhuǎn)速傳感器測很低的轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)降低精度，甚至不能測量。如何創(chuàng)造條件保證磁電式轉(zhuǎn)速傳感器正常測轉(zhuǎn)速？能說明理由嗎？
實(shí)驗(yàn)三
光纖位移傳感器
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私夤饫w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(yōu)異的性能，例如：抗電磁干擾和原子輻射的性能，徑細(xì)、質(zhì)軟、重量輕的機(jī)械性能，絕緣、無感應(yīng)的電氣性能，耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學(xué)性能耐等，它還能夠在人達(dá)不到的地方（如高溫區(qū)），或者對人有害的地區(qū)（如核輻射區(qū)），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（也稱為物性性和結(jié)構(gòu)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(gòu)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(shí)利用檢測量去改變描述光束的一些基本參數(shù)，如光的強(qiáng)度、相位、偏振、頻率等，它們的改變反應(yīng)了被測量的變化。由于對光信號(hào)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(shù)的變化，最終都要被光接受器接受并被轉(zhuǎn)化成強(qiáng)度及相位的變化。這些變化信號(hào)處理后，就可得到被測的物理量。應(yīng)用光纖傳感器的這種特性可以實(shí)現(xiàn)力，壓力、溫度等物理參數(shù)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統(tǒng)，光纖在此僅起傳輸作用。
本實(shí)驗(yàn)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(fā)射光束，另一束端部與光電轉(zhuǎn)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(fā)出的光纖傳到端部出射后再經(jīng)被測體放射回來，另一束光纖接收光信號(hào)由光電器轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成電量，如圖26-1。
傳光型光纖傳感器位移量測是根據(jù)傳送光纖的光場與受訊光纖交叉地方視景做決定。當(dāng)光纖探頭與被測物體接觸或零間隙時(shí)（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(hào)便增大，當(dāng)探頭與被測物之距離增加時(shí)，接受端之光纖接受之光量也越多，輸出訊號(hào)便增大，當(dāng)探頭與被測物之距離增加到一定值時(shí)，接受端光纖全部被照明為止，此時(shí)也被稱之為“光峰值”。達(dá)到光峰值后，探針與被測物之距離繼續(xù)增加時(shí)，將造成放射光擴(kuò)散或超過接收端接收視野。使得輸出信號(hào)與量測距離成反比例關(guān)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(qū)域。
三、器件與單元：
直流穩(wěn)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(shí)驗(yàn)步驟：
1、觀察光纖結(jié)構(gòu)，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(zhǔn)自然光照射，觀察探頭端面現(xiàn)象，當(dāng)其中一根光纖的尾部端面用不透光紙擋住時(shí)，在探頭端觀察半圓雙D型結(jié)構(gòu)。
2、按圖安裝接線，注意：（1）安裝光纖時(shí)，要用手捏住兩根光纖尾部的包鐵部份輕輕插入光電座中，不能用手拔捏光纖的黑色包皮部分，插入時(shí)不能用力，
第四篇：光電傳感器原理
給你個(gè)參考:
1、光敏電阻的工作原理
在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，其中便有電流通過，受到適當(dāng)波長的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的增加而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻沒有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也可以加交流電壓。 光敏電阻是采用半導(dǎo)體材料制作，利用內(nèi)光電效應(yīng)工作的光電元件。它在光線的作用下其阻值往往變小，這種現(xiàn)象稱為光導(dǎo)效應(yīng)，因此，光敏電阻又稱光導(dǎo)管。它的工作原理是：用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，然后接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi)，以免受潮影響其靈敏度。光敏電阻的原理結(jié)構(gòu)如圖所示。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時(shí)，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子—空穴對增加了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強(qiáng)，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子—空穴對將逐漸復(fù)合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值。
2、光敏二極管工作原理：
光敏二極管在電路中一般處于反向工作狀態(tài)。在沒有光照時(shí)，反向電阻很大，反向電流很小，只有很微弱的暗電流。當(dāng)有光照時(shí)，光子打在pn結(jié)附近，于是在pn結(jié)附近產(chǎn)生電子-空穴對，它們在pn結(jié)內(nèi)部電場作用下作定向運(yùn)動(dòng)，形成光電流。光照越強(qiáng)，光電流越大大。
3、光敏三極管工作原理
第五篇：酒精傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告
課
程： 傳感器應(yīng)用
班
級(jí)： 12物聯(lián)網(wǎng) 姓
名：
學(xué)
號(hào)：
指導(dǎo)老師：
酒精傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告
一、實(shí)驗(yàn)名稱：酒精傳感器
二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br/>１、能夠讀懂電子產(chǎn)品原理圖，了解氣敏傳感器以及各電子元件的作用。 ２、能夠具備電子產(chǎn)品的焊接技能以及故障分析、判斷能力。
三、功能描述：
本設(shè)計(jì)介紹了一種酒精濃度檢測儀的設(shè)計(jì)方法，主要利用MQ3還原性氣體傳感器作為酒精氣體傳感器，通過分壓電阻轉(zhuǎn)換為成比例的電壓，再利用線性顯示驅(qū)動(dòng)LM3914驅(qū)動(dòng)不同顏色的發(fā)光二極管和蜂鳴器提示檢測得到的酒精濃度大小。根據(jù)自動(dòng)檢測系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，該酒精濃度檢測儀包含酒精氣體傳感器，信號(hào)處理電路和執(zhí)行指示機(jī)構(gòu)等部分。對于酒精氣體傳感器，只要是一般性的還原性氣體傳感器都能夠使用。具體的信號(hào)傳遞與結(jié)構(gòu)如下圖所示。
四、硬件電路設(shè)計(jì)：
電路的前端部分MQ3傳感器和分壓電路按照常規(guī)設(shè)計(jì)即可，執(zhí)行驅(qū)動(dòng)聲光指示的電路需要驅(qū)動(dòng)多個(gè)發(fā)光管以及一個(gè)蜂鳴器，即需要將分壓電路得出的電壓轉(zhuǎn)換成LED線段顯示同時(shí)在某點(diǎn)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲。因此本設(shè)計(jì)擬采用LED通用電平顯示驅(qū)動(dòng)芯片LM3914作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
１、MQ-3氣敏電阻傳感器
本設(shè)計(jì)采用的是表面電阻控制型氣敏傳感器MQ-3，該氣體傳感器的敏感材料是活性很高的金屬氧化物半導(dǎo)體，最常用的如SnO2。金屬氧化物半導(dǎo)體在空氣中被加熱到一定溫度時(shí)，氧原子被吸附在帶負(fù)電荷的半導(dǎo)體表面，半導(dǎo)體表面的電子會(huì)被轉(zhuǎn)移到吸附氧上，氧原子就變成了氧負(fù)離子，同時(shí)在半導(dǎo)體表面形成一個(gè)正的空間電荷層，導(dǎo)致表面勢壘升高，從而阻礙電子流動(dòng)，電阻較大。當(dāng)N型半導(dǎo)體的表面在高溫下遇到離解能力較小（易失去電子）的還原性氣體時(shí)，氣體分子中的電子將向氣敏電阻表面轉(zhuǎn)移，使氣敏電阻中的自由電子濃度增加，電阻率降低，電阻減小。其應(yīng)用于家庭、工廠、商業(yè)場所的氣體泄漏監(jiān)測裝置，防火/安全探測系統(tǒng)。氣體泄漏報(bào)警器，氣體檢漏儀。特點(diǎn)：高靈敏度、快速響應(yīng)恢復(fù)、優(yōu)異的穩(wěn)定性、長壽命、驅(qū)動(dòng)電路簡單、電信號(hào)輸出強(qiáng)。如下圖所示。
2
酒精傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告
２、LED通用電平顯示驅(qū)動(dòng)芯片LM3914 通用電平顯示驅(qū)動(dòng)芯片LM3914片內(nèi)有10個(gè)電壓比較器，10個(gè)1K歐姆精密電阻串聯(lián)組成的分壓器分別向各電壓比較器提供比較基準(zhǔn)；直線驅(qū)動(dòng)10個(gè)發(fā)光二極管（LED）組成的10段“線”或“點(diǎn)”式條圖顯示器；對被測量的變化反映迅速真實(shí)；無阻尼現(xiàn)象；抗干擾能力強(qiáng)。
利用10個(gè)發(fā)光二極管作為輸入端電平變化的顯示，輸入端電平信號(hào)可以是通過各類傳感器和變換電路而探測的各種物理量，如電壓、電流、溫度、濕度、亮度、響度、音頻、距離、磁場強(qiáng)度、重量等等。用它做成的電平顯示器，既醒目、直觀，又方便、實(shí)用，并且能反映瞬間變化的信號(hào)，用途十分廣泛。例如，在電路設(shè)計(jì)制作中，它既可以通過探頭和處理電路實(shí)現(xiàn)溫度控制和顯示，用于烘箱、冰箱、空調(diào)、熱塑封機(jī)等設(shè)備上，也可以通過分壓變換電路實(shí)現(xiàn)電壓高低的直觀顯示，用于儀器、儀表、音響及辦公設(shè)備上。
核心電路采用了塑封雙列直插的18腳LED點(diǎn)條顯示驅(qū)動(dòng)集成電路LM3914，電路構(gòu)成及管腳功能如下圖所示。LM3914內(nèi)部含有10個(gè)相同的電壓比較器，它們的輸出端可以分別直接驅(qū)動(dòng)外接的10只發(fā)光二極管(VDl—VDl0)作條狀顯示，也可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)狀顯示。它們的反相輸入端并聯(lián)在一起，并通過一個(gè)緩沖器接到輸入端5腳。而10個(gè)同相輸入端分別接到由10個(gè)精密電阻串聯(lián)而成的多級(jí)分壓器上。而這個(gè)分壓器的兩端在內(nèi)部沒有與其它電路或公共端相連，而是直接由
6、4腳引出，通常將之稱為懸浮式，這樣使得應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)更加靈活和方便。
以一個(gè)分辨率為0.125V的10級(jí)線性電壓表為例說明其工作原理。這個(gè)電壓表的最大量程為1.25V，將
9、11腳相連，設(shè)定為點(diǎn)狀顯示，這樣比較省電。分壓器就用內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源，
6、7腳相連，
4、8腳相連并接地，則分壓器每個(gè)1k電阻上的壓降為0.125V，因此最下面的一個(gè)比較器1同相輸入端的電位為0.125V，比較器2同相輸入端電位為0.25V，依此類推，最上面的一個(gè)比較器10基準(zhǔn)電壓設(shè)定為1.25V。當(dāng)5腳輸入電壓小于0.125V時(shí)，10個(gè)LED都不發(fā)光，3
酒精傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告
當(dāng)輸入電壓大于0.125V但小于0.25V時(shí)，比較器1反相輸入端電位高于同相輸入端，則比較器1輸出低電位，使VD1發(fā)光；當(dāng)輸入電壓大于0.25V但小于0.375V時(shí)，則VD2發(fā)光；依此類推，當(dāng)輸入1.25V電壓時(shí)，VDl0發(fā)光。以上是用10個(gè)LED作0-1.25V十級(jí)顯示，每級(jí)0.125V；若將6腳外接10V標(biāo)準(zhǔn)電壓源，4腳接地?？梢宰?-10V十級(jí)顯示的電壓表，若將6腳接10V，4腳接5V電壓，少比3腳電源電壓VCC低2V。
３、電路及工作原理分析
本設(shè)計(jì)采用5V電源供電，前端是MQ-3型酒精氣體濃度傳感器，利用電阻分壓電路將酒精濃度由電阻量轉(zhuǎn)化為電壓量，在通過驅(qū)動(dòng)芯片LM3914按照電壓大小驅(qū)動(dòng)輸出相應(yīng)的發(fā)光管，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定閾值時(shí)蜂鳴器被觸發(fā)，發(fā)出報(bào)警聲。調(diào)試時(shí)通過電位器RP調(diào)節(jié)測量的靈敏度。具體的電路原理如下圖所示。
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酒精傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告
4、PCB制版
5
酒精傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告
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酒精傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告
五、功能調(diào)試：
1、檢查電源回路
在通電之前，用數(shù)字萬用表的二極管通斷檔測量電源正負(fù)接入點(diǎn)之間的電阻，應(yīng)該成高阻態(tài)。如果出現(xiàn)短路現(xiàn)象，應(yīng)立即排查，防止通電燒元件的事故。同時(shí)，目測IC的正負(fù)電源是否接反。當(dāng)一切正常后方可通電調(diào)試。
2、電壓直接調(diào)節(jié)
本設(shè)計(jì)主要是通過電阻分壓電路測量酒精氣體濃度變化的，而LM3914也是根據(jù)輸入電壓的大小決定點(diǎn)亮LED的數(shù)量的，因此可以先調(diào)試傳感器之后的電路時(shí)是否正常。使用穩(wěn)壓電源的一組5V使系統(tǒng)通電后，將可調(diào)穩(wěn)壓電源的另一組輸出調(diào)至0.2V左右，其電源正通過一個(gè)1K的電阻接入圖中的A點(diǎn)，其電源負(fù)與系統(tǒng)電源負(fù)短接。再調(diào)節(jié)電源從0.2V-5V，觀察輸出LED和蜂鳴器的變化。正確的變化應(yīng)該是，LED1-LED9挨個(gè)被點(diǎn)亮，在LED5和LED6被點(diǎn)亮之間蜂鳴器將發(fā)出聲音，并一直持續(xù)。
如果沒有一個(gè)LED被點(diǎn)亮，可能是LM3914的周邊電路沒有配合好，或者是電路某點(diǎn)有開路；如果是最終有幾個(gè)紅色LED未被點(diǎn)亮，可能是電位器RP的阻值偏小，調(diào)大一些再試；蜂鳴器未發(fā)出聲響，可能原因是后面的發(fā)生電路開路，或者三極管燒壞。
3、酒精液體校準(zhǔn)
按照傳感器的使用要求，先通電將傳感器預(yù)熱。然后使用乙醇液體作為酒精氣體的散發(fā)源，先使用50%的乙醇水溶液，再根據(jù)具體情況調(diào)節(jié)乙醇含量，最終得到200ppm的酒精調(diào)試系統(tǒng)。
4、電位器調(diào)節(jié)靈敏度
調(diào)試完成，根據(jù)具體的需要調(diào)節(jié)電位器RP，控制系統(tǒng)測試的靈敏度，要注意傳感器的電阻參數(shù)
六、結(jié)束語：
7
光電轉(zhuǎn)速傳感器測速實(shí)驗(yàn)：自動(dòng)化傳感器實(shí)驗(yàn)報(bào)告十三 光電轉(zhuǎn)速傳感器測速實(shí)驗(yàn)
?
操作情況
?
正常
?
考勤情況
?
正常
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數(shù)據(jù)處理情況
?
正常
?
實(shí)驗(yàn)十二
項(xiàng)目名稱：光電轉(zhuǎn)速傳感器測速實(shí)驗(yàn)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
了解光電轉(zhuǎn)速傳感器測量轉(zhuǎn)速的原理及方法。
二、基本原理
光電式轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速傳感器有反射型和透射型兩種，本實(shí)驗(yàn)裝置是透射型的，傳感器端部
有發(fā)光管和光電管，
發(fā)光管發(fā)出的光源通過轉(zhuǎn)盤上開的孔透射后由光電二極管接受轉(zhuǎn)換成電
信號(hào)，
由于轉(zhuǎn)盤上有相間的
6
個(gè)孔，
轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將獲得與轉(zhuǎn)速及孔數(shù)有關(guān)的脈沖，
將電脈沖計(jì)數(shù)
處理即可得到轉(zhuǎn)速值。
三、需用器件與單元
光電轉(zhuǎn)速傳感器、直流電源
5V
、轉(zhuǎn)動(dòng)源及
2~24V
直流電源、智能轉(zhuǎn)速表。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1
．光電轉(zhuǎn)速傳感器已經(jīng)安裝在傳感器實(shí)驗(yàn)箱（二）上。
2
．將
+5V
直流源加于光電轉(zhuǎn)速傳感器的電源端。
3
．將光電轉(zhuǎn)速傳感器的輸出接到面板上的智能轉(zhuǎn)速表。
4
．將面板上的
0~30V
穩(wěn)壓電源調(diào)節(jié)到
5
V
，
接入傳感器實(shí)驗(yàn)箱
（二）
上的轉(zhuǎn)動(dòng)電源處。
5
．調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)源的輸入電壓，使轉(zhuǎn)盤的速度發(fā)生變化，觀察轉(zhuǎn)速表上轉(zhuǎn)速的變化。
電壓
(V)?
5?
6?
7?
8?
9?
10?
11?
12?
頻率
（
HZ)?
45?
60?
78?
95?
113?
130?
150?
169?
6
．調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)源的輸入電壓，使轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，把界面切換到示波器狀態(tài)，觀察
傳感器輸出波形的變化。
電壓越大，波形越窄。
五、注意事項(xiàng)
1
．轉(zhuǎn)動(dòng)源的正負(fù)輸入端不能接反，否則可能擊穿電機(jī)里面的晶體管。
2
．轉(zhuǎn)動(dòng)源的輸入電壓不可超過
24V
，否則容易燒毀電機(jī)。
3
．轉(zhuǎn)動(dòng)源的輸入電壓不可低于
2V
，否則由于電機(jī)轉(zhuǎn)矩不夠大，不能帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤，長時(shí)間
