【正文】 5 664 337 6 309 684 X(mm) V(mV) 1011 1362 1755 2110 2540 2920 3330 3790 X(mm) V(mV) 4180 4670 5050 5360 5660 5910 作出 V－ X 曲線，計算不同測量范圍時的靈敏度和非線性誤差。 靈敏度： 7277 , 4V m V X m m? ? ? ? 所以 / 18 19 .25 /S V X mV mm? ? ? ? 非線性度： 207Vm mV?? ? 所以 / 1 0 0 % 3 .4 6 %mV yF s? ? ? ? ? 五、思考題 本實驗中霍爾元件位移的線性度實際上反映的是什么量的變化？ 答： 反映的是磁場的變化。 二、 基本原理 利用霍爾效應表達式： UH＝ KH每轉一周霍爾電勢就同頻率相應變化，輸出電勢通過放大、整形和計數(shù)電路計數(shù)就可以測量被測物體的轉速。 四、 實驗步驟 根據(jù)圖 55 將霍爾轉速傳感器安裝于霍爾架上，傳感器的端面對準轉盤上的磁鋼并調(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。 合上主機箱電源開關，在小于 12v 范圍內(nèi)（電壓表監(jiān)測）調(diào)節(jié)主機箱的轉速調(diào)節(jié)電源（調(diào)節(jié)電壓改變電機電樞電壓），觀察電機轉動及轉速表的顯示情況。 表 53 電壓（ v） 2 3 4 5 6 轉速 380 600 840 1060 1290 電壓（ v） 7 8 9 10 11 轉速 1520 1740 1980 2200 2420 畫出電機的 V~n（電機電樞電壓與電機轉速的關系）特性曲線。 五、思考題 利用霍爾元件測轉速，在測量上是否有限制？ 答：有。 本實驗裝置上用了六只磁鋼，能否用一只磁鋼？ 答：可以，但是 分辨率會降低，使實驗結果不準確。 二、 基本原理 基于電磁感應原理， N 匝線圈所在磁場的磁通變化時，線圈中感應電勢： 發(fā)生變化，因此當轉盤上嵌入 N 個磁棒時，每轉一周線圈感應電勢產(chǎn)生 N 次的變化，通過放大、整形和計數(shù)等電路即可以測量轉速。 四、 實驗步驟 磁電式轉速傳感器測速實驗除了傳感器不用接電源外，其它完全與實驗十七相同。 實驗完畢，關閉電源。 實驗完畢，關閉電源。 2 4 6 8 10500100015002020vn傳感器第四次實驗 實驗二十七 發(fā)光二極管（光源）的照度標定實驗 一、 實驗目的 了解發(fā)光二極管的工作原理；作出工作電流與光照度的對應關系及工作電壓與光照度的對應關系曲線，為以后實驗做好準備。它是由 Ⅲ － Ⅳ 族化合物，如 GaAs（砷化鎵）、 GaP（磷化鎵）、 GaAsP（磷砷化鎵）等半導體制 成的，其核心是 PN 結。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。 假設發(fā)光是在 P 區(qū)中發(fā)生的，那么注入的電子與價帶空穴直接復合而發(fā)光，或者先被發(fā)光中心捕獲后，再與空穴復合發(fā)光。 發(fā)光的復量相對于非發(fā)光復合量的比例越大，光量子效率越高。m 以內(nèi)產(chǎn)生。本實驗使用純白高亮發(fā)光二極管。 四、 實驗步驟 按圖 72 配置接線，接線注意＋、－極性。 調(diào)節(jié)主機箱中的恒流源電流大?。娏鞅砹砍? 20mA 檔），即改變發(fā)光二管的工作電流大小就可改變光源的光照度值。 按表 71 進行標定實驗（調(diào)節(jié)恒流源），得到照度 ~電流對應值。 合上主機箱電源，調(diào)節(jié)主機箱中的 0~24V 可調(diào)電壓（電壓表量程 20V 檔）就可改變光源（發(fā)光二極管）的光照度值。 根據(jù)表 71 畫出發(fā)光二極管的電流 ~照度、電壓 ~照度特性曲線。 發(fā)光二極管的電流 照度圖（縱 坐標電流 A，橫 坐標照度 Lx） 發(fā)光二極管的電 壓 照度圖（橫坐標照度，縱坐標電壓 ） 由圖可知，發(fā)光二極管的電壓和電流必須達到一定值后，二極管才發(fā)光。 實驗二十八 光敏電阻特性實驗 一、 實驗目的 了解光敏電阻的光照特性和伏安特性。 光電導效應是半導體材料的一種體效應。 基于這種效應的光電器件稱光敏電阻。實驗原理圖如圖 74。 四 、實驗步驟 亮電阻和暗電阻的測量 （ 1）將光敏電阻和電流表串聯(lián)，兩端并聯(lián)電壓表（內(nèi)接法），電壓表正極接一上拉電阻至 VCC。調(diào)節(jié)發(fā)光二級光的供電電壓，查表 71，使光照度為 100Lx。 （ 3）緩慢調(diào)節(jié)二極管供電電壓減到 0V， 10s 左右讀取電流值，作為暗電流 I 暗 。 調(diào)節(jié)不同光照度，做出光電流與光照度的曲線圖。 伏安特性的測量 光敏電阻在一定光照強度下，光電流隨外加電壓的變化而變化。 表 73 光敏電阻伏安特性實驗數(shù)據(jù) 光敏電阻 電壓（ V） 0 2 4 6 8 10 照度 10 電流（ mA） 0 Lx 50 電流（ mA 0 100 電流（ mA 0 圖 74 光敏電阻伏安特性 由圖 可知 ， 光敏電阻的伏安特性是呈線性的 ； 光照越強，伏安特性曲線斜率越大，說明電阻阻值越小。該種改變需要時間，當光線突然改變，阻值不穩(wěn)定，經(jīng)過 10 秒后阻值基本穩(wěn)定，便可以讀數(shù)，以獲得穩(wěn)定的輸出讀數(shù)。 實驗三十一 硅光電池實驗 一、實驗目的 了解光電池的光照、光譜特性，熟悉其應用。當光照射到光電池的 PN 結上時，便在 PN 結兩端產(chǎn)生電動勢。該效應與材料、光的強度、波長等有關。 四、實驗步驟 光電池在不同照度下，產(chǎn)生不同的光電流和光生電動勢。實驗時，為了得到光電池的開路電壓 Voc 和短路電流 Is，不要同時接入電壓表和電流表，要錯時接入來測量數(shù)據(jù)。 表 74 光電池的開路電壓實驗數(shù)據(jù) 照度（ lx） 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Voc（ mv） 0 300 330 340 350 350 360 360 370 370 370 （ 2）光電池的短路電流實驗 按圖 78 接線，發(fā)光二極管的輸入電壓由實驗二十七光照度對應的電壓值確定，讀取電壓表 Is 的測量值填入表 75 中。 光電池的開路電壓特性曲線圖 由圖可知，隨著照度的增加，光電池的開路電壓與光照度之間呈非線性關系，電壓增大速度變緩， 有趨于飽和的趨勢。 二、基本原理 本實驗采用的是傳光型光纖，它由兩束光纖混合后，組成 Y 型光纖，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，另一端部與光電轉換器相接接收光束。 三、實驗器材 主機箱、光纖傳感器、光纖傳感器實驗模板、測微頭、反射面。接好其他接線。 調(diào)節(jié)測微頭，使光反射面與 Y 型光纖頭接觸；再調(diào)節(jié)實驗模板上的 Rw 電位器，使電壓表顯示 0V。根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫出實驗曲線，計算 1mm 測量范圍時的靈敏度和非線性誤差。 五、思考題 光纖位移傳感器測量位移時對被測體表面有些什么要求？ 答： 被測體表面要盡量光滑，這樣對光有較好的反射性，且被測面最好與光纖頭平行，以免移動過程中造成額外誤差，被測面與光纖頭之間在初始位置處避