酒精传感器实验报告

第一篇：酒精传感器实验报告

课

程： 传感器应用

班

级： 12物联网 姓

名：

学

号：

指导老师：

酒精传感器实验报告

一、实验名称：酒精传感器

二、实验目的：

１、能够读懂电子产品原理图，了解气敏传感器以及各电子元件的作用。２、能够具备电子产品的焊接技能以及故障分析、判断能力。

三、功能描述：

本设计介绍了一种酒精浓度检测仪的设计方法，主要利用MQ3还原性气体传感器作为酒精气体传感器，通过分压电阻转换为成比例的电压，再利用线性显示驱动LM3914驱动不同颜色的发光二极管和蜂鸣器提示检测得到的酒精浓度大小。根据自动检测系统的组成结构，该酒精浓度检测仪包含酒精气体传感器，信号处理电路和执行指示机构等部分。对于酒精气体传感器，只要是一般性的还原性气体传感器都能够使用。具体的信号传递与结构如下图所示。

四、硬件电路设计：

电路的前端部分MQ3传感器和分压电路按照常规设计即可，执行驱动声光指示的电路需要驱动多个发光管以及一个蜂鸣器，即需要将分压电路得出的电压转换成LED线段显示同时在某点驱动蜂鸣器发声。因此本设计拟采用LED通用电平显示驱动芯片LM3914作为执行机构。

１、MQ-3气敏电阻传感器

本设计采用的是表面电阻控制型气敏传感器MQ-3，该气体传感器的敏感材料是活性很高的金属氧化物半导体，最常用的如SnO2。金属氧化物半导体在空气中被加热到一定温度时，氧原子被吸附在带负电荷的半导体表面，半导体表面的电子会被转移到吸附氧上，氧原子就变成了氧负离子，同时在半导体表面形成一个正的空间电荷层，导致表面势垒升高，从而阻碍电子流动，电阻较大。当N型半导体的表面在高温下遇到离解能力较小（易失去电子）的还原性气体时，气体分子中的电子将向气敏电阻表面转移，使气敏电阻中的自由电子浓度增加，电阻率降低，电阻减小。其应用于家庭、工厂、商业场所的气体泄漏监测装置，防火/安全探测系统。气体泄漏报警器，气体检漏仪。特点：高灵敏度、快速响应恢复、优异的稳定性、长寿命、驱动电路简单、电信号输出强。如下图所示。

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２、LED通用电平显示驱动芯片LM3914 通用电平显示驱动芯片LM3914片内有10个电压比较器，10个1K欧姆精密电阻串联组成的分压器分别向各电压比较器提供比较基准；直线驱动10个发光二极管（LED）组成的10段“线”或“点”式条图显示器；对被测量的变化反映迅速真实；无阻尼现象；抗干扰能力强。

利用10个发光二极管作为输入端电平变化的显示，输入端电平信号可以是通过各类传感器和变换电路而探测的各种物理量，如电压、电流、温度、湿度、亮度、响度、音频、距离、磁场强度、重量等等。用它做成的电平显示器，既醒目、直观，又方便、实用，并且能反映瞬间变化的信号，用途十分广泛。例如，在电路设计制作中，它既可以通过探头和处理电路实现温度控制和显示，用于烘箱、冰箱、空调、热塑封机等设备上，也可以通过分压变换电路实现电压高低的直观显示，用于仪器、仪表、音响及办公设备上。

核心电路采用了塑封双列直插的18脚LED点条显示驱动集成电路LM3914，电路构成及管脚功能如下图所示。LM3914内部含有10个相同的电压比较器，它们的输出端可以分别直接驱动外接的10只发光二极管(VDl—VDl0)作条状显示，也可以实现点状显示。它们的反相输入端并联在一起，并通过一个缓冲器接到输入端5脚。而10个同相输入端分别接到由10个精密电阻串联而成的多级分压器上。而这个分压器的两端在内部没有与其它电路或公共端相连，而是直接由6、4脚引出，通常将之称为悬浮式，这样使得应用电路的设计更加灵活和方便。

以一个分辨率为0.125V的10级线性电压表为例说明其工作原理。这个电压表的最大量程为1.25V，将9、11脚相连，设定为点状显示，这样比较省电。分压器就用内部基准电压源，6、7脚相连，4、8脚相连并接地，则分压器每个1k电阻上的压降为0.125V，因此最下面的一个比较器1同相输入端的电位为0.125V，比较器2同相输入端电位为0.25V，依此类推，最上面的一个比较器10基准电压设定为1.25V。当5脚输入电压小于0.125V时，10个LED都不发光，3

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当输入电压大于0.125V但小于0.25V时，比较器1反相输入端电位高于同相输入端，则比较器1输出低电位，使VD1发光；当输入电压大于0.25V但小于0.375V时，则VD2发光；依此类推，当输入1.25V电压时，VDl0发光。以上是用10个LED作0-1.25V十级显示，每级0.125V；若将6脚外接10V标准电压源，4脚接地。可以作0-10V十级显示的电压表，若将6脚接10V，4脚接5V电压，少比3脚电源电压VCC低2V。

３、电路及工作原理分析

本设计采用5V电源供电，前端是MQ-3型酒精气体浓度传感器，利用电阻分压电路将酒精浓度由电阻量转化为电压量，在通过驱动芯片LM3914按照电压大小驱动输出相应的发光管，当到达一定阈值时蜂鸣器被触发，发出报警声。调试时通过电位器RP调节测量的灵敏度。具体的电路原理如下图所示。

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4、PCB制版

酒精传感器实验报告

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五、功能调试：

1、检查电源回路

在通电之前，用数字万用表的二极管通断档测量电源正负接入点之间的电阻，应该成高阻态。如果出现短路现象，应立即排查，防止通电烧元件的事故。同时，目测IC的正负电源是否接反。当一切正常后方可通电调试。

2、电压直接调节

本设计主要是通过电阻分压电路测量酒精气体浓度变化的，而LM3914也是根据输入电压的大小决定点亮LED的数量的，因此可以先调试传感器之后的电路时是否正常。使用稳压电源的一组5V使系统通电后，将可调稳压电源的另一组输出调至0.2V左右，其电源正通过一个1K的电阻接入图中的A点，其电源负与系统电源负短接。再调节电源从0.2V-5V，观察输出LED和蜂鸣器的变化。正确的变化应该是，LED1-LED9挨个被点亮，在LED5和LED6被点亮之间蜂鸣器将发出声音，并一直持续。

如果没有一个LED被点亮，可能是LM3914的周边电路没有配合好，或者是电路某点有开路；如果是最终有几个红色LED未被点亮，可能是电位器RP的阻值偏小，调大一些再试；蜂鸣器未发出声响，可能原因是后面的发生电路开路，或者三极管烧坏。

3、酒精液体校准

按照传感器的使用要求，先通电将传感器预热。然后使用乙醇液体作为酒精气体的散发源，先使用50%的乙醇水溶液，再根据具体情况调节乙醇含量，最终得到200ppm的酒精调试系统。

4、电位器调节灵敏度

调试完成，根据具体的需要调节电位器RP，控制系统测试的灵敏度，要注意传感器的电阻参数

六、结束语：

第二篇：压电式传感器实验报告（范文模版）

压电式传感器测振动实验

一、实验目的：了解压电传感器的测量振动的原理和方法。

二、基本原理：压电式传感器由惯性质量块和受压的压电片等组成。（观察实验用压电加速度计结构）工作时传感器感受与试件相同频率的振动，质量块便有正比于加速度的交变力作用在晶片上，由于压电效应，压电晶片上产生正比于运动加速度的表面电荷。

三、需用器件与单元：振动台、压电传感器、检波、移相、低通滤波器模板、压电式传感器实验模板。双踪示波器。

四、实验步骤：

1、压电传感器装在振动台面上。

2、将低频振荡器信号接入到台面三源板振动源的激励源插孔。

3、将压电传感器输出两端插入到压电传感器实验模板两输入端，与传感器外壳相连的接线端接地，另一端接R1。将压电传感器实验模板电路输出端Vo1，接R6。将压电传感器实验模板电路输出端V02，接入低通滤波器输入端Vi，低通滤波器输出V0与示波器相连。

3、合上主控箱电源开关，调节低频振荡器的频率和幅度旋钮使振动台振动，观察示波器波形。

4、改变低频振荡器的频率，观察输出波形变化。

光纤式传感器测量振动实验

一、实训目的： 了解光纤传感器动态位移性能。

二、实训仪器： 光纤位移传感器、光纤位移传感器实验模块、振动源、低频振荡器、通信接口（含上位机 软件）。

三、相关原理： 利用光纤位移传感器的位移特性和其较高的频率响应，用合适的测量电路即可测量振动。

四、实训内容与操作步骤

1、光纤位移传感器安装如图所示，光纤探头对准振动平台的反射面，并避开振动平台中间孔。

2、根据“光纤传感器位移特性试验”的结果，找出线性段的中点，通过调节安装支架高度将光纤探头与振动台台面的距离调整在线性段中点（大致目测）。

3、参考“光纤传感器位移特性试验”的实验连线，Vo1与低通滤波器中的Vi相接，低通输出Vo接到示波器。

4、将低频振荡器的幅度输出旋转到零，低频信号输入到振动模块中的低频输入。

5、将频率档选在6~10Hz左右，逐步增大输出幅度，注意不能使振动台面碰到传感器。保持振动幅度不变，改变振动频率，观察示波器波形及锋-峰值。保持频率振动不变，改变振动幅度，观察示波器波形及锋-峰值。

第三篇：传感器测试实验报告

实验一

直流激励时霍尔传感器位移特性实验 一、实验目得: 了解霍尔式传感器原理与应用。

二、基本原理: 金属或半导体薄片置于磁场中,当有电流流过时，在垂直于磁场与电流得方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应.具有这种效应得元件成为霍尔元件，根据霍尔效应,霍尔电势 U H =K H IＢ，当保持霍尔元件得控制电流恒定，而使霍尔元件在一个均匀梯度得磁场中沿水平方向移动,则输出得霍尔电动势为,式中 k—位移传感器得灵敏度。这样它就可以用来测量位移.霍尔电动势得极性表示了元件得方向.磁场梯度越大，灵敏度越高；磁场梯度越均匀，输出线性度就越好。

三、需用器件与单元: 霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、±15V 直流电源、测微头、数显单元.四、实验步骤: 1、将霍尔传感器安装在霍尔传感器实验模块上,将传感器引线插头插入实验模板得插座中,实验板得连接线按图 9—1 进行。1、3 为电源±５V,２、4 为输出。

2、开启电源,调节测微头使霍尔片大致在磁铁中间位置,再调节 Rw1 使数显表指示为零。

图９-１

直流激励时霍尔传感器位移实验接线图 3、测微头往轴向方向推进,每转动 0、2mｍ记下一个读数，直到读数近似不变,将读数填入表９-1。

表９－1 X（ｍm)

Ｖ（mv)

作出 V—Ｘ曲线,计算不同线性范围时得灵敏度与非线性误差。

五、实验注意事项: 1、对传感器要轻拿轻放,绝不可掉到地上。

2、不要将霍尔传感器得激励电压错接成±1５Ｖ,否则将可能烧毁霍尔元件。

六、思考题:

本实验中霍尔元件位移得线性度实际上反映得时什么量得变化？ 七、实验报告要求: 1、整理实验数据,根据所得得实验数据做出传感器得特性曲线． 2、归纳总结霍尔元件得误差主要有哪几种,各自得产生原因就是什么,应怎样进行补偿。

实验二

集成温度传感器得特性 一、实验目得: 了解常用得集成温度传感器基本原理、性能与应用。

二、基本原理: 集成温度传器将温敏晶体管与相应得辅助电路集成在同一芯片上,它能直接给出正比于绝对温度得理想线性输出,一般用于－５0℃－+150℃之间测量，温敏晶体管就是利用管子得集电极电流恒定时,晶体管得基极—发射极电压与温度成线性关系。为克服温敏晶体管 U ｂ 电压生产时得离散性、均采用了特殊得差分电路。集成温度传感器有电压型与电流型二种,电流输出型集成温度传感器，在一定温度下,它相当于一个恒流源。因此它具有不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声得干扰。具有很好得线性特性。本实验采用得就是国产得 AD５９0.它只需要一种电源(+４Ｖ-+30Ｖ)．即可实现温度到电流得线性变换,然后在终端使用一只取样电阻（本实验中为 R2)即可实现电流到电压得转换。它使用方便且电流型比电压型得测量精度更高。

三、需用器件与单元：

温度控制器、加热源、温度模块、数显单元、万用表。

四、实验步骤: 1、将主控箱上总电源关闭,把主控箱中温度检测与控制单元中得恒流加热电源输出与温度模块中得恒流输入连接起来。

2、将温度模块中得温控 Pｔ10０与主控箱得Ｐｔ1０0 输入连接起来。

３、将温度模块中左上角得 AD590 接到 a、b 上(正端接 a,负端接ｂ),再将 b、d 连接起来.4、将主控箱得+5V 电源接入ａ与地之间。

5、将 d 与地与主控箱得电压表输入端相连(即测量１K 电阻两端得电压).6、开启主电源，将温度控制器得 SV 窗口设定为(设置方法见附录２）,以后每隔设定一次,即Δt=,读取数显表值,将结果填入下表。

表１0-1 T（℃)

Ｖ（mＶ)

7、根据上表计算 AＤ5９0 得非线性误差。

五、实验注意事项：

1、加热器温度不能加热到 120℃以上，否则将可能损坏加热器。

2、不要将 AD５90 得+、—端接反，因为反向电压可能击穿 AD590。

六、思考题：

大家知道在一定得电流模式下 PN 结得正向电压与温度之间具有较好得线性关系,因此就有温敏二极管,您若有兴趣可以利用开关二极管或其它温敏二极管在５0℃-１0０℃之间，作温度特性,然后与集成温度传感器相同区间得温度特性进行比较,从线性瞧温度传感器线性优于温敏二极管,请阐明理由.七、实验报告要求：

1、简单说明 AＤ590 得基本原理,讨论电流输出型与电压输出型集成温度传感器得优缺点。

2、总结实验后得收获、体会。

实验 三

光电二极管与光敏电阻得特性研究

一、实验目得: 了解光电二极管与光敏电阻得特性与应用。

二、基本原理: :（1)光电二极管：

光电二极管就是利用 PＮ结单向导电性得结型光电器件，结构与一般二极管类似。PN 结安装在管得顶部，便于接受光照。外壳上有以透镜制成得窗口以使光线集中在敏感面上，为了获得尽可能大得光生电流,PN 结得面积比一般二极管要大.为了光电转换效率高，PＮ结得深度比一般二极管浅。光电二极管可工作在两种状态。大多数情况下工作在反向偏压状态。在这种情况下,当无光照时,处于反偏得二极管工作在截止状态,这时只有少数载流子在反向偏压得作用下，渡越阻挡层形成微小得反向电流，即暗电流。反向电流小得原因就是在 PN 结中，P 型中得电子与Ｎ型中得空穴（少数载流子)很少.当光照射在 PＮ结上时,PN 结附近受光子轰击,吸收其能量而产生电子空穴对,使P区与N区得少数载流子浓度大大增加,在外加反偏电压与内

电场得作用下,P区得少数载流子渡越阻挡层进入Ｎ区,N区得少数载流子渡越阻挡层进入P区，从而使通过 PN 结得反向电流大为增加，形成了光电流，反向电流随光照强度增加而增加。另一种工作状态就是在光电二极管上不加电压,利用 PN 结受光照强度增加而增加.N 结受光照时产生正向电压得原理,将其作为微型光电池用.这种工作状态一般用作光电检测.光电二极管常用得材料有硅、锗、锑化铟、砷化铟等,使用最广泛得就是硅、锗光电二极管.光电二极管具有响应速度快、精巧、坚固、良好得温度稳定性与低工作电压得优点,因而得到了广泛得应用。

图为光电流信号转换电路，Vo＝IpR，Ｉp 为光电流,Ｒ就是反馈电阻。

(2)光敏电阻: 光敏电阻就是利用光得入射引起半导体电阻得变化来进行工作得.光敏电阻得工作原理就是基于光电导效应:在无光照时,光敏电阻具有很高得阻值；在有光照时,当光电子得能量大于材料禁带宽度,价带中得电子吸收光子能量后跃迁到导带，激发出可以导电得电子－空穴对,使电阻降低,光线愈强,激发出得电子—空穴对越多,电阻值越低;光照停止后,自由电子与空穴复合,导电能力下降，电阻恢复原值。制作光敏电阻得材料常用硫化镉（CｄS)、硒化镉（CdＳe)、硫化铅(ＰｂSe)锑化铟(ＩnSb)等。

由于光导效应只限于光照表面得薄层,所以一般都把半导体材料制成薄膜,并赋予适当得电阻值，电极构造通常做成梳形，这样,光敏电阻与电极之间得距离短,载流子通过电极得时间少，而材料得载流子寿命又较长,于就是就有很高得内部增益 G,从而获得很高得灵敏度。光敏电阻具有灵敏度高,光谱响应范围宽,重量轻，机械强度高,耐冲击,抗过载能力强,耗散功率大，以及寿命长等特点．光敏电阻得阻值 R 与光得强度呈现强烈得非线性． 三、实验器件与单元: :

光电模块,主控箱,万用表,０～20mA 恒流源。

四、实验内容与步骤：

1、将主控箱得 0~20mA 恒流源调节到最小。

2、把 0～20mＡ恒流源得输出与光电模块上得恒流输入连接起来,以驱动 LED 光源。

３、1、硅光电池实验：将恒流源从 0 开始每隔２mA 记录一次,填入下列相应得表格,光电二极管得强度指示在光电模块得右边数显上。

3、２、光敏电阻实验:由于光敏电阻光较弱时变化较大，所以在０~2ｍA 之间,每隔０、5mA记录一次，以后每隔 2ｍA 做一次实验,测得得数据填入下列相应表格。光敏电阻得大小用万用表测量光电模块上得光敏电阻输出端。

（1)光电二极管: I（mＡ）

V（mv)

(2）光敏电阻:

Ｉ（mA)

R

五、实验注意事项：

注意要将主控箱上恒流输出得正负端与光电模块上得正负端对应接好，否则,光发送端将不能发光。

六、思考题: :

1、当将硅光电池作为光探测器时应注意那些问题？ 2、讨论光敏电阻主要应用在什么场合。

七、实验报告要求：

1、根据实验数据做出光敏电阻与硅光电池得特性曲线图。

2、简述光敏电阻与硅光电池得基本特性。

实验四 四

电容式传感器得位移特性实验 一、实验目得: 了解电容式传感器结构及其特点。

一、基本原理: 利用平板电容 C＝εS/d 与其它结构得关系式通过相应得结构与测量电路可以选择ε、S、d 中三个参数中，保持两个参数不变,而只改变其中一个参数,则可以有测谷物干燥度(ε变）测微小位移（变 d)与测量液位（变 S)等多种电容传感器。变面积型电容传感器中,平板结构对极距特别敏感,测量精度受到影响,而圆柱形结构受极板径向变化得影响很小,且理论上具有很好得线性关系,(但实际由于边缘效应得影响，会引起极板间得电场分布不均,导致非线性问题仍然存在，且灵敏度下降,但比变极距型好得多。)成为实际中最常用得结构,其中线位移单组式得电容量 C 在忽略边缘效应时为：

(1)式中

——外圆筒与内圆柱覆盖部分得长度;

——外圆筒内半径与内圆柱外半径.当两圆筒相对移动时,电容变化量为

(2）

于就是，可得其静态灵敏度为:

(3)可见灵敏度与有关，越接近,灵敏度越高,虽然内外极筒原始覆盖长度与灵敏度无关，但不可太小,否则边缘效应将影响到传感器得线性。

本实验为变面积式电容传感器,采用差动式圆柱形结构,因此可以很好得消除极距变化对

测量精度得影响,并且可以减小非线性误差与增加传感器得灵敏度.二、需用器件与单元: 电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、数显单元、直流稳压源。

三、实验步骤: 1、将电容式传感器装于电容传感器实验模板上，将传感器引线插头插入实验模板得插座中。

2、将电容传感器实验模板得输出端 Vo１与数显单元Ｖi 相接(插入主控箱 Vi 孔）Rw 调节到中间位置。

3、接入±15V 电源,旋动测微头改变电容传感器动极板得位置,每隔０。2mm 记下位移Ｘ与输出电压值,填入表 8-１。

表 8-1 电容传感器位移与输出电压值 X（mｍ）

V(ｍv）

4、根据表 8－１数据计算电容传感器得系统灵敏度Ｓ与非线性误差。

五、实验注意事项: １、传感器要轻拿轻放,绝不可掉到地上。

2、做实验时,不要接触传感器,否则将会使线性变差。

图 8-1 电容传感器位移实验接线图 六、思考题: 1、简述什么就是传感器得边缘效应，它会对传感器得性能带来哪些不利影响。

２、电容式传感器与电感式传感器相比,有哪些优缺点? 七、实验报告要求: 1、整理实验数据，根据所得得实验数据做出传感器得特性曲线,并利用最小二乘法做出拟合直线，计算该传感器得非线性误差． ２、根据实验结果,分析引起这些非线性得原因，并说明怎样提高传感器得线性度。

实验一

电容式传感器得位移特性实验

班级：

姓名：

学号：

１、实验目得 了解电容式传感器结构及其特点。、实验器件 电容传感器、电容传感器实验模板、测微头、数显单元、直流稳压源。、基本原理 4、实验结果：电容传感器位移与输出电压值 Ｘ（（mm)

V(ｍv）

根据实验数据计算电容传感器得系统灵敏度 S 与非线性误差 实验二 二

直流激励时霍尔传感器位移特性实验 班级：

：

姓名：

学号:

1、、实验目得 了解霍尔式传感器原理与应用.2、、实验器件 霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、±15V 直流电源、测微头、数显单元。

3、、基本原理 4、、实验结果 X(mm)

Ｖ（（mv)

作出 V—X 曲线,计算不同范围时得灵敏度与非线性误差 实验三 三

集成温度传感器得特性 班级:

姓名：

学号:

1、、实验目得 了解常用得集成温度传感器基本原理、性能与应用。

2、、实验器件 温度控制器、加热源、温度模块、数显单元、万用表。

3、、实验原理 4、、实验结果 T（（℃））

V(mv)

根据上表计算 AD590 得非线性误差 实验 四

光电二极管得特性研究

班级:

姓名:

学号：

１、实验目得 了解光电二极管得特性与应用。

2、、实验器件 光电模块，主控箱,万用表，0~20mA 恒流源。

3、、实验原理及步骤 4、、实验结果 I(mA）

V(mv)

根据实验数据作出硅光电池得特性曲线图

第四篇：无线传感器网络实验报告

桂林电子科技大学

实验报告

2015 5--2016 6 学年第 一 学期

开 课 单 位

海洋信息工程学院

适用年级、专业

课 程 名 称

无线传感器网络

主 讲 教 师

王晓莹

课 程 序 号

1510344

课 程 代 码

BS1620009X0

实 验 名 称

ns2 实验环境配置及应用

实 验 学 时学时

学

号

姓

名

一、

实验目的1)掌握虚拟机的安装方法。

2)熟悉 Ubuntu 系统的基本操作方法。

3)掌握 ns2 环境配置。

4)掌握 tcl 语言的基本语句及编程规则。

5)了解使用 ns2 进行网络仿真的过程。

二、

实验环境

1)系统：Windows 10 专业版 64 位 2)内存：8G 3)软件：VMware Workstation 12 Pro 三、实验内容

((一 一))安装虚拟机（简述安装步骤）

a)在 VMware 官网（https://#allinone 复制到根目录，解压到当前位置 tar xvfz ns-allinone-2.35.tar.gz

在根目录下打开 ns-allinone-2.35 文件夹，在里面找到 ns-2.35 打开找 linkstate文 件 夹，打 开 里 面 的 ls.h 文 件，将 第 137 行 的 void eraseAll(){ erase(baseMap::begin(), baseMap::end());} 改成 void eraseAll(){ this->erase(baseMap::begin(), baseMap::end());}

运行 cd./ns-allinone-2.35 运行./install #进行安装

d)设置环 境变量：

终端中输入 cd，返回根目录，然后

sudo gedit.bashrc 在文件末尾加入：

export PATH=“$PATH:/home/kevin/ns-allinone-2.35/bin:/home/kevin/ns-allinone-2.35/tcl8.5.10/unix:/home/kevin/ns-allinone-2.35/tk8.5.10/unix” export LD_LIBRARY_PATH=“$LD_LIBRARY_PATH:/home/kevin/ns-allinone-2.35ns-allinone-2.35/otcl-1.14:/home/kevin/ns-allinone-2.35/lib” export TCL_LIBRARY=“$TCL_LIBRARY:/home/kevin/ns-allinone-2.35/tcl8.5.10/library” 保存退出

e)验证 完成后在新终端窗口 输入 ns 出现%

测试：

ns./ns-allinone-2.35/ns-2.35/tcl/ex/simple.tcl

输入 exit 退出 ns2

((四 四))l tcl 语言基本使用（举例说明）

a)创建 test01.tcl 文件，编辑 test01.tcl 文件,在终端输入 touch test01.tcl #创建文件 gedit test01.tcl #编辑文件 b)在 test01.tcl 中输入“九九乘法表”TCL 语言

c)运行 test01.tcl，结果如图：

((五 五))网络仿真（可以选示例，也可以自己参考资料设计仿真）

((六 六))遇到的问题及解决方法

1.Ns2 验证：安装完成后在新终端窗口 输入 ns 不出现 %

使用 sudo apt-get install ns2 安装后新窗口输入 ns 出现 %

2.TCL 语言测试：找不到 tk.tcl

ns./ns-allinone-2.35/ns-2.35/tcl/ex/simple.tcl 提示找不到 tk.tcl，因为没安装 nam，输入命令 sudo apt-get install nam 安装成功，再验证就可以了。

四、

实验总结

通过本次实验，熟悉掌握了虚拟机 VMware Workstation Pro 的安装与系统创建安装使用，熟悉掌握 Ubuntu 系统的基本命令操作，掌握 ns2 环境配置，掌握 tcl 语言的基本语句及编程规则，了解但还尚未能掌握使用 ns2进行网络仿真的操作。相信之后通过理论与实践更深的了解熟悉网络仿真的知识与操作。

第五篇：温度传感器响应特性创新实验报告

温度传感器响应特性创新实验

研究报告

学生：宋玉力 指导教师：王辉林

测控与精仪实验室 二00六年十二月

目 录

第一章 系统组成及检测原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 第二章 检测工艺参数设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 第三章 检测步骤与实验数据处理„„„„„„„„„„„„„„„„„„6第一章

系统组成及检测原理

传统的温度测量实验只是观察数值准不准，对于响应时间、特性曲线、补偿方法等不了解，本研究依托温度实训系统，对自制的K型的热电偶的主要技术参数响应时间、特性曲线、误差等全面检测。

自制K型的热电偶

智能化的自动检定智能化的检定装置以国家最新检定规程为依据，结合计量工作的实际经验以及先进的微机技术，实现了检定过程自动化，数据处理微机化的理想目标。

一、主要技术指标

数字多用表分辨力 电压 0.1μV 电阻 0.0001Ω 数字多用表准确度 电压 0.005%RD+10字

电阻 0.01%RD+10字 低电势扫描开关寄生电势 ≤0.4μV

二、依据的检定规程

JJG141-2000 工作用贵金属热电偶检定规程 JJG351-1998 工作用廉金属热电偶检定规程

JJG668-1997 工作用铂铑10-铂、铂铑13-铂短型热电偶检定规程 JJG229-1998 工作用铂、铜热电阻检定规程 JJG75-1995 工作用铂铑10-铂热电阻检定规程 JJG167-1995 工作用铂铑13-铂铑6热电偶检定规程

三、性能特点

软件基于Windows平台，微机最低配置：奔腾Ⅲ 1G、128内存、多媒体。该装置可以开展K、E、J、N、B、S、R、T等各种型号的热电偶的检定。工作基准可以达到检定一等标准热电偶的要求。

该装置可以开展Pt100、Pt10、Cu50、Cu100等各种工作用热电阻的检定。尤其对三线制热电阻作了专门处理，使得测试工作十分简便易行。检定工程严格按国家检定规程进行，按温指标严格控制符合检定规程。依据检定工作实际需要设立接线盒，接线简单清楚，更便于操作。

四、主要优点

软件具有语音提示错误、操作指导功能，硬件自我测试功能，用户可方便查找故障点。升温曲线直观显示，原始记录数据自动处理、判断、自动打印证书。被检电偶、电阻采用多组检定，检定对象可达三、四十支，以提高劳动效率。工况环境较好的情况下，检定炉可采用微机控温；干扰强烈的环境中可使用外部高精度温控仪表控温，提高抗干扰能力。检定炉控温采用智能PID参数，各检定炉采用不同PID控制，各温度检定点可任意设置PID参数，实现控温指标的优化。软件具有设备管理数据库，可任意选择各热电偶卧式检定炉、标准器等设备。使用过程中修改、调入方便。

热电偶检定具有冷端自动补偿功能。系统采用同名极法检定标准电偶，达到高精度测量，可为各省地计量所提示服务。三线电阻检定采用人工换线与自动换线两种方法，满足不同用户需要。系统具有独立的温度超温保护装置，可避免超温事故的发生。五、系统原理框图

系统的核心部分是由微机、打印机、数字多用表、低电势扫描开关、温控配电箱或高精密智能温控器等构成。

外围恒温设备由标准恒温油槽、冰点槽、热电偶检定炉、冷端补偿器等构成，如下图： 第二章 检测工艺参数设计

一、热电偶检定的工作过程

1、热电偶检定的过程

标准及被检热电偶应捆扎成束，放入检定炉。其冷端接补偿导线后插入冷端补偿器。打开检定软件，信息输入完毕后，点击“启动”按钮，则微机控制扫描开关工作，并从数字多用表读取相关数据。微机在对线路进行有无开路、短路、接反等检查后，开始送加热信号给温控配电箱，配电箱送出相应的加热功率至热电偶检定炉。加热过程中，微机始终通过读取标准热电偶的电压值来监控炉温，并根据算法自动调整加热量，直至炉温稳定在我们所需要的设定温度值上。使用高精密智能控制器的用户，炉温由其直接控制。当炉温在绝对偏差及稳定度均符合要求时，微机控制扫描开关及数字多用表，完成对标准及被检热电偶的多遍检测。微机对测得的数据进行扫描，如认为稳定性达到要求，则开始控制系统进行下一个点的控温、检测。全部设定点检测完毕后，在微机上可预览原始数据及运算结果，需要时可输出至打印机。2.热电阻检定的过程

标准及被检电阻置于冰点槽或恒温油槽内，待温度稳定后，操作微机开始检测读数，读数完成后，如发现读数的稳定性未达到要求，可等待一段时间后重新进行该点的检定，请按提示将原来的数据覆盖。实现自动判断读数时机的用户，可以通过微机自动判断是否已经满足读数要求，自动读数。检定完毕后保存数据，原始数据及运算结果可在微机上预览，需要时打印输出。

二、系统各部分的工艺参数设置

1.计算机

计算机是整个系统的核心，主要功能：

它是软件运行的平台，提示用户输入各种参数，显示温度曲线，进行数据处理。控制扫描开关的工作，使标准及被检七路信号逐一进入数字多用表，完成模数转换。通过RS232接口与数字多用表进行数据通讯，控制数字多用表进行功能转换,并读取由各路信号转换而成的数字量，送微机进行处理。将采集到的温度信号与设定值进行比较，并根据相应的算法运算处理，得出加热量送温控配电箱，控制检定炉的温度。2.低电势转换开关

功能切换：进行测量状态的转换。

信号采集：采用我公司特殊设计的低电势转换开关,完成测量信号的调理及多路采集。状态指示：进行电阻测试时，绿色指示灯代表检测电流的方向，灯亮表示正向，灯灭表示反向；进行电偶测试时，触发输出端有直流电压输出。3.数字多用表

数字多用表接受来自计算机的指令，按要求进行功能转换，并将信号对应的数字量送入微机。数字表是系统中关系到量值传递准确性的核心仪器，它直接决定了检定数据的可靠性。本系统推荐使用美国产KEITHLEY2700数字多用表，它性能稳定，分辨率高，满足国家规程中相应的指标。4.打印机

完成原始记录及检定证书的输出。原则上对打印机并无特殊要求，只要能正常工作即可。但考虑到打印效果的差别及检定工作的重要性，使用激光打印机。5.温控配电箱

温控配电箱用来完成对检定炉的加热控制及温度超限保护。计算机输出的加热控制量由配电箱内部的固态继电器执行功率调节，加热电流直接送往检定炉，控制炉温达到检定要求。配电箱内部装有一块带上限保护继电器的温控表，用户可自行设定上限保护温度。当由于某种原因造成温度上冲时，温控表继电器跳开，随之配电箱内接触器也跳开，切断电流回路，以免发生事故。保护用测温电偶（一般为K型）应正确从检定炉另一端插入到炉管中心位置，并确认接线正确可靠。6.热电偶检定炉

为热电偶检定提供300℃以上检定温度环境；通常使用长度为600mm的管式检定炉；检定短型热电偶时使用长度为300mm的检定炉；检定双铂铑热电偶时使用特殊高温检定炉； 检定炉温场应符合规程要求。检定炉应具有较厚的保温层及较小的电感效应，以免引起温度及电信号的跳动。7.恒温油槽

提供300度以下检定温度环境。应选取搅拌性能良好，控温性能快速且稳定的恒温油槽。检定时的温场均匀性及稳定度应符合规程要求。8.高精密智能温控器

采用日本原装进口仪表，运行稳定且温度过冲小，控温精度高，可用来控制检定炉及恒温槽，并有串口与微机相联。第三章 检测步骤与实验数据处理

一、各部件的连接、软件安装与维护

1.计算机与扫描开关的连接

将显示器、键盘、鼠标等外部设备连接到主机上。取出我公司提供的USB软件加密狗，插在USB插口内。将主机、显示器、打印机、扫描开关、数字多用表的电源插头插入带有可靠接地的电源插座中。取扫描开关的通讯电缆，辨别插头针与孔的区别，一端连接计算机串口，另一头插入扫描开关通讯口。2.计算机与数字表的连接

从数字表的包装盒中取出RS232通讯电缆，辨别插头针与孔的区别，一端连接计算机串口,另一端连接数字多用表通讯口。3.扫描开关与温控配电箱的连接

扫描开关的触发输出接温控配电箱的触发输入，正负勿接反。4.扫描开关后面板、接线盒与测试线的连接

扫描开关后面板与测试线按标号、颜色连接，如1号绿色测试线接扫描开关后面板被检1的绿色接线柱，接线盒与测试线同样按标号、颜色连接，检查无误后，将接线盒安装在靠近工作区的墙壁上。5.数字表与扫描开关的连接

将数字表的两组测试线分别插入数字表电压端两个插孔及电流端两个插孔，测试线的另一端接扫描开关对应的电压端插孔及电流端插孔。6.温控配电箱与热电偶检定炉的连接

检定炉的加热电源由温控配电箱提供，温控配电箱的电源输出端接检定炉的电源端。注意：为保证人身安全，必须保证检定炉及温控配电箱均可靠接地！7.软件的安装及维护

本软件为绿色软件，不需要安装，将本软件所有内容复制到硬盘即可运行使用。保证系统安全可靠的运行，我公司要求：

推荐使用Windows2000操作系统，专机专用，专用的用户名登录,否则存在使用权限的问题。请勿在微机上安装游戏软件，不联接网络，以防病毒侵入。备份温度检定软件的参数设置，并不要轻易调整温度检定软件的各种设置，在经过咨询后方可调整。经过一段时间的运行，如发现温度检定软件或操作系统出现不正常现象，以至影响检定工作的正常进行则应进行软件的重新复制。如仍不能解决问题，则需要重新安装操作系统。

二、开机步骤

1.打开数字多用表电源开关，预热数字多用表（按要求预热45分钟以上）； 2.打开低电势扫描开关电源开关； 3.打开微机显示器及主机电源开关； 4.开展热电偶检定时打开温控配电箱电源； 5.启动检定软件； 6.操作软件进行工作。

三、软件程序使用

1、附件安装

运行热电偶检定软件；驱动安装-工具->安装附件->安装加密狗驱动程序；数字表多用表驱动安装-工具->安装附件->安装数字表驱动程序，选择用户所使用数字表型号的驱动；扫描开关驱动安装-工具->安装附件->安装扫描开关驱动程序，选择扫描开关的驱动；中文语音引擎-工具->安装附件->安装中文语音引擎。

注意：不安装加密狗或未安装加密狗驱动，软件运行时会提示“未安装加密狗驱动”，软件上方显示测试版，此时软件无法正常使用。

2、设备设置

可通过主程序菜单：文件－>设备，打开设备对话框。注：设备参数设置不完整的情况下退出设置，请点击“删除”，再点击“退出”。

设置数字表：选择左边栏的数字表，然后按“添加”，出现如下的数字表设置页面，新添加数字表以吉时利2010数字多用表为例,数字表默认名字为“新数字表”，您可以改成更易于辨别的名字,如2010,然后从“数字表型号”下拉框中选择您的数字表型号KEI2010.目前系统支持的数字表有：吉时利2000、2010和华易2003。然后为该数字表选择一个串口。也可以连接好数字表通讯线并打开其电源开关，然后按下“自动检测”按键让系统检测该数字表接的串口，检测过程中请等待，计算机会逐个测试。数字表设置完毕后，可通过点击“测试”按键测试读数是否正常。

设置扫描开关：点击展开左边的扫描开关，选择T04，出现下面的设置画面。

选择好扫描开关的串行口，也可以连接好扫描开关通讯线并打开其电源开关，然后按下“自动检测”按键让系统检测该扫描开关接的串口。

测试扫描开关：选中“进入测试状态”复选框，然后点击定位、步进等按钮，测试扫描开关走步是否正确；点击正向导通、反向导通进行换向的测试；在最下方空白处输入0-100数字，点击输出可以进行加热的测试。测试完毕，再次点击“进入测试状态”复选框，退出测试状态。注：必须退出测试状态，设备管理器设置才能正常退出。

设置标准器：标准器是标准计量器具，选中左边栏标准器，然后按“添加”，添加一支新的标准器。标准器的主要信息如下图：选择标准器的类型，根据不同的标准器类型填充数据。

例如：对一等标准铂铑10－铂热电偶，应根据此标准器的最新证书值填充它在锌、铝、铜三个点的电势值。

设置恒温装置：恒温装置是指检定炉或油槽、水槽。添加一个检定炉，并按下图设定检定炉的参数，并可为该检定炉设置其在不同温度点的PID控温参数。

设置外部控温器：如果您买的设备配备了外部控温器，您可通过下面的页面设置外部控温器，以取代微机控温。外部控温器目前支持SR93，输入温控器名称,选择型号SR93,选择通讯口，如不知道通讯口的设置则打开高精密智能温度控制器电源,并连接好其通讯线, 点击“自动检测”,自动检测出通讯口.最后点击“测试”,读数正确便可。

3、参数设置

文件->选项，打开选项对话框。点击控制标签，稳定参数设置—温度偏差、温度波动度，合格判定参数设置—温度偏差、温度波动度，选择PID模式，设置稳定时间和调节周期。点击数字表标签，读取检定数据设置--读数速度、滤波次数、读数延时时间。点击其它标签，设置背景音乐。

四、热电偶的检定数据处理

1、建立检定文件

通过主菜单 文件－>新建检定文件，系统将提示您输入检定文件的名称，根据您输入的名称生成一个检定文件。

2、填充检定参数，如下图

选择被检偶型号 选择偶丝直径

选择检定方法—工业用电偶一般采用双极法、标准偶检定一般采用同名极法

选择标准器--根据“设备”窗口中设置的标准器信息，系统会自动获取该标准器的数据 选择使用的恒温装置（即检定炉）选择使用的数字表 选择使用的扫描开关

使用高精度控制器的用户则点击“高级”标签，以确认使用外部控制器控温 输入各检定点

输入各接线端子上对应被检偶的信息（其中仪器编号必须输入，否则认为该端子上没有接被检偶）

设置冷端温度，如果您不指定冷端的温度，扫描开关应接一支四线铂电阻，以自动检测冷端的温度。

输入完毕后点击“保存”，信息保存后，点击“启动”按钮，系统自动控温、读数等检定过程。

3、技巧

输入检定点时，输完温度点后按回车键，系统会自动给出所选标准器对应电势值。如果您按下检定点表格左上角的“自动”按钮，系统会根据您选择的标准器和被检偶直径，按规程自动给出标准检定温度点及对应电势值。被检仪器的生产厂家等信息相同的情况下，只输入被检1的信息，双击生产厂家即可，仪器名称、送检单位、单位地址设置用相同的方法即可。

打开一份文件，前面的温度点已经有检定数据，只需要检定后面的温度点，双击不需要检定温度点前的序号，跳过此温度点。

升温曲线区域无升温曲线时，双击升温曲线区域显示当前升温曲线。热电偶控温及读数

热电偶检定开始后，系统将切换到下面的检定画面。

这时系统首先会检查各电偶的开路、短路、是否接反等情况，并会在出现异常时提示您改正,您可以在改正后选择“重试”或选择“忽略”略过该错误。这些检测结束后，系统就进入正常的控温过程。

在控温过程中，系统会自动进行智能PID控温，如果需要，您也可以通过按下“自动”按钮，将输出切换到手动状态，这时您可以在按钮上方的文字框中输入要输出的数值并回车，以人工控制加热输出量。在此要注意，输出的数值应在0－100之间，并且需按回车才能生效。

图示窗口在控温过程中会显示当前炉内的温度、设定值、冷端温度及加热输出量，并会画出升温曲线。黄线为温度设定值，红线为实际温升曲线。

一个检定点完成后，会出现一提示框，询问继续下一点检定或继续本点检定，数据理想的情况下，选中继续下一点检定，点击“确定”；数据不理想的情况下，选中继续本点检定，点击“确定”；数据异常的情况下请点击“等待”，查明原因后，再进行选择。

4、热电偶原始记录及检定

每个温度点检定完成后，系统会把数据输出到原始记录窗口中，并自动保存。所有温度点检定完成后，系统会根据规程自动判断是否合格。如果贵单位认为自己的使用环境对仪表的要求可以宽于国家检定规程的要求，可以选取校准选项，系统将只进行数据运算，不进行结果判断，用户自行决定该仪器是否合格。

原始记录可以直接打印，如果您有特殊的格式要求，也可以将数据输出到Excel中（计算机需预装Excel），自定义您的打印格式。具体技术细节可与我们联系。