传 感 器 实 验 指 导 书
实验一 电位器传感器的负载特性的测试
一、实验目的：
1、了解电桥的工作原理及零点的补偿； 2、了解电位器传感器的负载特性；
3、利用电桥设计电位器传感器负载特性的测试电路,并验证其功能。
二、实验仪器与元件：
1、直流稳压电源、高频毫伏表、示波器、信号源、数字万用表； 2、电阻若干（1k, 100K）；电位器(10k)传感器（多圈线绕）； 3、运算放大器LM358；
4、电子工具一批（面包板、斜口钳、一字螺丝刀、导线）。
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三、基本原理：
❖ 电位器的转换原理
❖ 电位器的电压转换原理如图所示，设电阻体长度为L，触点滑动位移量为x，两端
输入电压为Ui，则滑动端输出电压为
电位器输出端接有负载电阻时，其特性称为负载特性。当电位器的负载系数发生变化时，其负载特性曲线也发生相应变化。
❖ 电位器输出端接有负载电阻时，其特性称为负载特性。
四、实验步骤：
1、在面包板上设计负载电路。
3、改进电路的负载电阻RL，用以测量的电位器的负载特性。
4、分别选用1k电阻和100k电阻，测试电位器的负载特性，要求每个负载至少有5个测试点，并计入所设计的表格1，如下表。
序号 1 0.5V 2 1V 3 1.5V 4 2V 第2页
5 2.5V 6 3V 7 4V 8 4.5V 测试点UK
（滑动电阻器不带负载时电压） 1k欧姆 UR1（负载两端电压） 100K欧姆 UR2（负载两端电压） 五、实验报告
1、 画出电路图，并说明设计原理。
2、 列出数据测试表并画出负载特性曲线。电源电压5V，测试表格1.
曲线图：画图说明，x坐标是滑动电阻器不带负载时电压；y坐标是对应1000欧姆（负载两端电压）或100k欧姆（负载两端电压），100欧和100K欧两电阻可以得到两条曲线。
UR1UR2OUK12345
3、 说明本次设计的电路的不足之处，提出改进思路，并总结本次实验中遇到困
难及解决方法。
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实验二 声音传感器应用实验-声控LED旋律灯
一、实验目的：
1、了解声音传感器的工作原理及应用； 2、掌握声音传感器与三极管的组合电路调试。
二、实验仪器与元件：
1、直流稳压电源、数字万用表、电烙铁等； 2、电子元件有：
声音传感器（带脚咪头）1个；XH2.54-2P弯座1个；XH2.54-2P线1个；5MM白发蓝LED 5个；9014三极管 2个1M电阻 1个；10K电阻 1个；4.7K电阻 1个；1UF电解电容 1个；47UF电解电容 1个；万能电路板一块。
三、基本原理：
声控LED旋律灯工作电压3V-5.5V。其功能为：本电路制作成功后5只LED会随着音乐或是其它声音的节奏闪动起来，可放置于音响附近，让灯光为音乐伴舞！电路原理图如图1所示。
图1 声控LED旋律灯
当发出声音时，声音波传入声音传感器，声音传感器把声音波转换成电压波动。这个电压波动可以通过电容C2，传到Q1三极管的基极。然后这个电压波变Q1和Q2两级放大之后，输出较大的电压波。最后这个电压波使得5只LED闪动起来。
四、实验步骤：
1、领取元件，然后检查各个元件是否有损坏。 2、按照图1，焊接各个元件。
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3、检查元件是否有虚焊，短路等现象，无误后上电调试运行。
4、发出声音， 是否有LED亮， 是否出现LED按照声音的节奏显示和熄灭。若现象不正确，请出现调试。
5、当传感器是否感应有声音时，测量Q2的基极电压分别是多少？
五、实验报告内容
1、 简述声音传感器的工作原理。
2、 调试运行“声控LED旋律灯”过程中，是否遇到虚焊、短路、连线错误等现象？如何解决的？
3、 电路板调试正常后，有声音的时候，LED有什么现象？没有声音的时候，LED灯有什么现象？
4、 有声音或没有声音时，测量Q2的基极电压分别是多少？ 5、 对本次实验进行小结，提出改进的建议。
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实验三 热敏电阻测温实验
一、实验目的：
1、进一步了解热敏电阻温度传感器的分类和特性； 2、了解热敏电阻的测温方法； 3、掌握测温电路的原理。
二、实验仪器与元件：
1、直流稳压电源、高频毫伏表、示波器、信号源、数字万用表； 2、传感器实验箱(测温模块、数字电压表模块)；
3、水容器、冷水、60℃以上热水、搅棒，把热水和冷水混合配成不同温度的水，进行测量。
三、基本原理：
热敏电阻匹配阻值约10k欧姆。热敏电阻测温方法有2种。方法一公式法。NTC负温度系数热敏电阻 NTC热敏电阻是指具有负温度系数的热敏电阻。公式如下：
R：周围温度T (K) 时的电阻值（K：绝对温度） R0：周围温度T0 (K) 时的电阻值，R0=10 000 Ω B：热敏电阻的B常数，B=3950 T：现在测量的温度，单位K
T0：环境温度，通常t0为298K（绝对温度）（即：25度） 方法二：查表法型号： MF55-103F-3950F，温度与电阻值表格如下：
其他表格自己在网上查找
由NTC热敏电阻MF55-103F-3950F为温度传感器的测温电路如图1所示。
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图1 热敏电阻测温电路
图1中，VCC点接电源电压5V，R电阻的阻值为8kΩ左右，C电容为10uf，其中电阻R与热敏电阻串联，中间的连接点为输出的电压Uout。当被测温度升高时该点电位降低，输出电压降低，以指示较高的温度值；反之当被测温度降低时，输出电压升高，以指示较低的温度值。
四、实验步骤：
1、准备好盛水容器、冷水、60℃以上热水、水银温度计、搅棒；把热水和冷水混合配成不同温度的水，进行测量。
2、把传感器和水银温度计放入盛水容器中，接通电路电源。
3、水杯中加入热水和冷水，配成不同温度的水进行实验。直接将热敏电阻放入水中，用万用表直接测量热敏电阻的电阻值，将测量数据写入表1。
表3.1电阻值随温度变化数据
水温t(℃) 热敏电阻阻值/kΩ 35 40 45 50 55 4、将电阻R与传感器串联后，接入电源，进行测量输出电压。 5、水杯中加入热水和冷水，配成不同温度的水进行实验。电压表的电压值与温度之间有数学关系；温度不同时，输出电压值不同。用热敏电阻测量不同的温度的水，进行测量，将输出电压，填入表格2中。
表2 输出电压随温度变化的数据
水温t(℃) 40 45 50 55 60 65 70 75 80 输出电压（V） 6、作出V-t曲线，指出线性范围，并求出灵敏度。
五、实验报告内容
1、 整理实验数据，将表1和表2记录在实验报告中。
2、 当温度升高时，热敏电阻的阻值如何变化？热敏电阻的热电特性是PTC还是NTC呢？ 3、 根据表2的实验数据，以温度为x轴，输出电压为y轴，画出相应的趋势曲线，同时计
算出温度与电压之间数学关系。 4、 分析趋势曲线可以得出的温度与输出电压U之间的变化关系是什么？如果使用的是PTC
型热敏电阻，那么温度与输出电压之间的变化关系是什么？
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实验四 红外传感器应用实验
一、实验目的：
1、了解红外收发二极管的工作原理及应用； 2、掌握红外对管与放大器的组合电路调试。
二、实验仪器与元件：
1、直流稳压电源、高频毫伏表、示波器、信号源、数字万用表； 2、传感器实验箱(红外模块、超声波模块、数字电压表模块)；
三、基本原理：
实验电路如图3.1所示。
+5V+5V+5V+5V+5V+5VR350RR1RR1R21kR410kR51kL3LEDR11kCU1B576LM358W310kJ2321CON38W110kA312U1ALM358BL2LEDD1PHOTO4L1LED-12V 图3.1
红外发射管在接到正12V电压时会发出峰值波长为940nm的红外光，W1为限流电阻，调节W1改变红外发射管的电流，电流越大，红外发射管的发射距离越远。而红外接收管则反接在+12V电压上，在没有接受到峰值波长为940nm的红外光是反映二级管的反相截止特性，A点电压相当于电源电压（12V）,当红外发射管（完全）接受到红外光时，红外接收管呈反向光电流增大，A点电压变小。(由于接收到的红外光的程度不同，红外接收管的导通程度也会不同，A点电压会有相应的误差。若红外接收管正向连接，则其表现为随遮挡而变化的电阻)。本实验电路为红外反射式电路，在一定范围能若有物体挡住红外光，红外光反射回红外接受管，接受到信号后才生电平的变化。（注：黑色物体会把红外光吸收，无法反射）
U1A为LM358的一个运放，这里的作用是作射随器，射随电路的特点是输出电压不变，电流放大一般用于输入，输出，缓冲级用于阻抗匹配。
U1B为LM358的另一个运放，这里的作用是做一个比较器，比较同相输入端与反相输入端的电压（即B点于C点）。当B点电压大于C点电压时，输出高电平（+12V）。当
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B点电压小于C点电压时，输出低电平（-12V）。电路中用一个指示灯来观察输出的电平。W2作用是反相端电压调整，适当调整C点电压，使其与B点电压比较,才能达到输出端的电平变换。
四、实验步骤：
1、测量A,B点电压。直接用万用表测量A(J4)点电压及B(J3)点电压，记录数值在表5.1中，然后用物体放在红外管前（15mm内）测出A点电压及B点电压，记录数据。
表3.1 实验数据记录表
无物体时 A点电压 B点电压 有物体时 2、调节基准电压C。（1）状态一，C点电压大于B点电压：比较B点电压，调节POT2，测量C(J2)点电压，调节C点电压大于B点电压，用手遮挡红外管，观察指示灯亮灭情况并记录。（2）状态二，C点电压小于B点电压：调节C点电压小于B点电压（根据实验原理适当调节），用手遮挡红外管，观察指示灯亮灭情况，填入表5.2中。
表3.2 实验数据记录表
基准电压 有无物体 Uc>Ub Uc 2、 整理实验数据，记录表3.1和表3.2，分析实测数据变化规律。 3、 总结本次实验过程中遇到的问题及解决方法。提出对红外实验模块的改进意见。 4、 观察红外发射的距离变化情况（记录最大或最小距离）。 第9页 实验五 电子称的原理与测试 一、实验目的： 1、了解电子秤的工作原理； 2、了解悬臂梁应变传感器的特点和使用； 3、通过对电子秤的测试,分析传感器的基本特性。 二、实验仪器与元件： 1、直流稳压电源、高频毫伏表、示波器、信号源、数字万用表； 2、传感器实验箱(电子秤模块、数字电压表模块)； 3、托盘、砝码6个5g、10 g、20 g、20 g、50 g、100。 三、实验原理： 在全桥测量电路中，将受力性质相同的两只应变片接到电桥的对边，不同的两只接入邻边，如图2.1所示。当应变片初始值相等，变化量也相等时，其桥路输出为 Uo=KE （2-1） 式中，E为电桥电源电压。式（2-1）表明，全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差得到进一步改善。 图2.1 电子称模块利用的全桥测量原理，通过调节放大电路对电桥输出的放大倍数，使电路输出电压值为重量的对应值，将电压量纲（V）改为重量量纲（g），即制成一台比较原始的电子称。 四、实验步骤： 1、悬臂梁应变式称重传感器已安装在电子秤实验模块上，可参考图2.1。电子秤电路如图2.2所示。 第10页 图2.2 2、将差动放大器调零。检查实验箱一切正常后，打开主控台电源，按下相应电子秤模块开关。保持托盘上无任何重物，输出端Uo2接数显电压表（选择2V挡），调节电位器Rw4，使电压表显示为0V。Rw4的位置确定后不能改动。 3、在应变传感器托盘上放置一只砝码，调节Rw3，改变差动放大器的增益，使数显电压表显示1.00V左右，读取数显表数值。保持Rw3不变，依次增加砝码（至少3只），读取相应的数显表值，记下实验结果，填入表5.1中，关闭电源。 表5.1 实验数据记录表 重量/g 电压/V 4、拆一个电子称产品，并学习它内部结构和原理，最后重新安装该产品。 五、实验报告内容 1、 简述实验原理。 2、 整理实验数据记录表5.1，在坐标轴上画出各个数据点，然后用直线拟合，得出重量与 电压的数学关系。根据拟合曲线，计算灵敏度L= U/ W、非线性误差 f3。。 3、 写出拆卸掉的电子称产品的系统框图，简单分析其工作原理，产品的结构特点等。 4、 总结本次实验过程中遇到的问题及解决方法。提出对电子秤实验模块的改进意见。 第11页 实验六 超声波位移测量实验 一. 实验目的 1. 学习LabVIEW软件的使用。 2. 认识超声波传感器的工作原理。 3. 学习使用超声波传感器进行位移测量的方法。 二. 实验原理 1. 超声波传感器测量原理： 超声波测距传感器包括有发射超声波和接收超声波的两部分装置，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。常用的超声波传感器有两种，即压电式超声波传感器和磁致式超声波传感器。本实验采用的是压电式超声波传感器, 主要由超声波发射器(或称发射探头)和超声波接收器(或称接收探头)两部分组成，它们都是利用压电材料(如石英、压电陶瓷等)的压电效应进行工作的。利用逆压电效应将高频电振动转换成高频机械振动，产生超声波，以此作为超声波的发射器。而利用正压电效应将接收的超声振动波转换成电信号，以此作为超声波的接收器。 超声波发射探头向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物会立即返回来，超声波接收探头收到反射波立即停止计时。设超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物的距离S，即：S=340t/2。需要说明的是，超声波传感器发射的波束比较窄（<10°），反射后仍然很窄，如果被测物体被旋转放置，有可能反射波束会偏离出接收探头的位置，导致探头接收不到反射波信号，无法进行测距。实验所使用超声波传感器的发射波频率是40KHz，它由单片机控制发射探头发射一组超声波脉冲后，输出电平由低电平转为高电平；等到接收探头接收到足够强度的反射超声波信号时，输出信号由高电平转为低电平。所以在实验的过程中，可以观察到随着反射板到探头的距离变化，传感器输出波形的“脉冲”宽度也会对应的发生变化，测试距离越远，脉冲的宽度越宽。 另外，空气中的声音传播速度不是一个固定的值，在不同的温度下这个数据会有一些变化。通常我们说的340m/s是一个近似数据，传播速度的修正公式为S=331.4×(1＋t/273）^0.5，t为空气温度。作为常温下的测试，可以认为声速为346 m/s（按25℃计算）。 第12页 超声波传感器距离测量原理示意图 2. 红外传感器测量原理： 红外传感器是基于三角测量原理设计的。如下图左图所示，红外发射器按照一定的角度发射红外光束，当遇到物体以后，光束反射回来，反射的红外光线被CCD检测器接收以后，得到一个偏移值L。利用三角关系，以知发射角度α，偏移距L，中心距X，以及滤镜的焦距f以后，传感器到物体的距离D就可以通过几何关系计算出来了。 三角测量原理 红外传感器电压与检测距离间关系 当距离D足够小的时候，L值会相当大，超过CCD的探测范围。这时，虽然物体很近，但是传感器反而看不到了。当距离D很大时，L值就会很小。这时CCD检测器能否分辨得出这个很小的L值成为关键，也就是说CCD的分辨率决定能不能获得足够精确的L值。要检测的物体越远，CCD的分辨率要求就越高。 输出电压与检测距离之间的关系如上图右图所示。从图中可以看出，传感器与被探测物体之间的距离小于10cm的时候，输出电压急剧下降，这就要求测量时传感器与被探测物体之间距离应尽可能大于10cm。 此外，红外传感器的输出是非线性的。如果采用线性拟合的方法进行数据标定，误差很大。这里可以采用多项式拟合的方法。假设有一个高阶的多项式函数 y=anxn+a(n-1)x(n-1)+…+ax+a0 其中y代表距离，x代表红外传感器输出电压。如果该函数能够逼近实际的待拟合的数 第13页 据，那么就采用该多项式作为传感器的输出函数。实际上，对于红外传感器来说，采用多项式函数拟合与采用线性最小二乘法拟合相比较，前者的误差大大减小。 三. 实验仪器和设备 1. 计算机 １台 2. LabVIEW软件 1套 3. 超声波红外位移测量实验模块 1个 4. 多通道数据采集模块 1套 5. 多路电源模块 1套 四. 实验步骤 1. 关闭多路电源模块的开关，关闭多通道数据采集模块的开关，以免带电插入传感 器信号线和直流电源线。将多路电源模块电源线接入交流电源220V。 2. 将超声波位移测量对象的电源线（φ16五芯航插）连接至多路电源接口；将多通 道数据采集模块电源线（φ16五芯航插）连接至多路电源接口。 3. 将超声波传感器的信号输出线连接至数据采集模块的第1通道上。 4. 开启总电源，开启多路电源模块开关，开启数据采集模块开关，开关开启后禁止 带电插拔电源线和信号线。 5. 打开路径“TS-ULS-02超声波红外位移测量实验模块\\实验程序”，运行LabVIEW 程序“超声波传感器—位移测量实验.vi”。 6. 移动滑块来改变挡板到超声波之间的距离，观察采集到的数据信号波形。结合超 声波传感器的原理，解释波形变化的原因和规律。 7. 读懂LabVIEW程序，如何采集超声波信号，如何并进行信号处理。 8. 比较实验测得值与模块表面刻度尺读数之间偏差，多次移动滑块测量该偏差是否 恒定。 9. 如果偏差恒定，尝试在软件中对超声波测量的距离进行补偿，使测量更准。 第14页 超声波传感器—-位移测量实验LabVIEW程序界面 10. 单击“STOP”按钮停止程序运行。首先关闭多通道数据采集模块开关，关闭多路 输出电源模块开关，然后再拔超声波传感器的信号输出线，连接上红外传感器的信号输出线， 打开多路输出电源模块电源开关、打开多通道数据采集模块开关 11. 打开路径 “TS-ULS-02超声波红外位移测量实验模块\\实验程序”，打开文件“红 外位移测量模块_main.vi”。程序界面下图所示。 五. 实验报告要求 1. 简述超声波传感器和红外传感器的原理； 2. 依据超声波传感器的实验记录作数据分析； 六. 注意事项 超声波传感器的有效测量距离是2cm~300cm。实际距离若过小或过大可能导致测量误差增大，在测量过程中请保持在此距离以内。 避免信号线带电插拔，造成仪器或设备受损。 第15页 实验七 数字温度传感器18B20测量实验 一、实验目的： 1、进一步了温度测量方法； 2、了解18B20传感器的结构和原理； 3、掌握数字温度传感器的软件驱动方法。 二、实验仪器与元件： 1、直流稳压电源、高频毫伏表、示波器、信号源、数字万用表； 2、传感器实验箱(测温模块、数字电压表模块)； 3、水容器、冷水、60℃以上热水、搅棒，把热水和冷水混合配成不同温度的水，进行测量。 4、电脑 三、基本原理： DS18B20的外形和内部结构 DS18B20内部结构主要由4部分组成：64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如图2所示，DQ为数字信号输入／输出端；GND为电 第16页 源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 （1）光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 （2） DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。 2、DS18B20的主要特性 （1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电 ( 2 ) 温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃ ( 3 ) 独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理 器与DS18B20的双向通讯 第17页 ( 4 ) DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多 点测温 ( 5 ) DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三 极管的集成电路内 （6）可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625 ℃，可实现高精度测温 （7）在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内 把温度值转换为数字，速度更快 （8）测量结果直接输出数字温度信号，以\"一线总线\"串行传送给CPU，同时可传送CRC校 验码，具有极强的抗干扰纠错能力 （9）负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。 部分温度值与DS18B20输出的数字量对照表 温度值/℃ 数字输出（二进制） 数字输出（十六进制） 第18页 +85℃ 0000 0101 0101 0000 0550H +25.625℃ 0000 0001 1001 0001 0191H +10.125℃ 0000 0000 1010 0010 00A2H +0.5℃ 0000 0000 0000 1000 0008H 0℃ 0000 0000 0000 0000 0000H -0.5℃ 1111 1111 1111 1000 FFF8H -10.125℃ 1111 1111 0110 1110 FF5EH -25.625℃ 1111 1111 0110 1111 FF6FH -55℃ 1111 1100 1001 0000 FC90H 上表是DS18B20温度采集转化后得到的12位数据，存储在DS18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于或等于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。 温度转换计算方法举例： 例如：当DS18B20采集到+85℃的实际温度后，输出为0550H，则： 实际温度=0550H╳0.0625=1360╳0.0625=85℃。 例如：当DS18B20采集到-55℃的实际温度后，输出为FC90H，则应先将11位数据位取反加1得370H（符号位不变，也不作为计算）， 第19页 则： 实际温度=370H╳0.0625=880╳0.0625=55℃。 3、DS1820使用中注意事项 DS1820虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在实际应用中也应注意以下几方面的问题： ( 1 ) 较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿，由于DS1820与微处理器间采用 串行数据传送，因此 ，在对DS1820进行读写编程时，必须严格的保证读写时 序，否则将无法读取测温结果。在使用PL/M、C等高级语言进行系统程序设计 时，对 DS1820操作部分最好采用汇编语言实现。 ( 2 ) 在DS1820的有关资料中均未提及单总线上所挂DS1820数量问题，容易使人误 认为可以挂任意多个 DS1820，在实际应用中并非如此。当单总线上所挂DS1820 超过8个时，就需要解决微处理器的总线驱动问题，这一点在进行多点测温系统 设计时 要加以注意。 ( 3 ) 连接DS1820的总线电缆是有长度限制的。试验中，当采用普通信号电缆传输长 度超过50m时，读取的 测温数据将发生错误。当将总线电缆改为双绞线带屏蔽 电缆时，正常通讯距离可达150m，当采用每米绞合次数更多的双绞线带屏蔽电 缆时，正 常通讯距离进一步加长。这种情况主要是由总线分布电容使信号波形 产生畸变造成的。因此，在用DS1820进行长距离测温系统设计时要充分考 虑 总线分布电容和阻抗匹配问题。 (4) 在DS1820测温程序设计中，向DS1820发出温度转换命令后，程序总要等待 DS1820的返回信号，一旦 某个DS1820接触不好或断线，当程序读该DS1820 时，将没有返回信号，程序进入死循环。这一点在进行 第20页 DS1820硬件连接和软件 设计时也要给予 一定的重视。 测温电缆线建议采用屏蔽4芯双绞线，其中一对 线接地线与信号线，另一组接VCC和地线，屏蔽层在源端单点接地。 4.DS18B20接线原理图 四. 实验报告要求 1、 简述18B20温度传感器的原理； 2、 写出驱动传感器的程序流程图； 3、 总结本次实验，心得体会。 第21页 实验八 红外计数器测量转速 一、实验目的： 1、学习红外计数器的原理； 2、掌握计数器的软件驱动方法。 3、学习测量转速方法。 二、实验仪器与元件： 1、直流稳压电源、高频毫伏表、示波器、信号源、数字万用表； 2、传感器实验箱(测温模块、数字电压表模块)； 3、红外计数器一个，测速码盘一个。 4、电脑 三、基本原理： 红外计数器特点：1、使用进口槽型光耦传感器，槽宽度5mm。2、有输出状态指示灯，输出高电平灯灭，输出低电平灯亮。3、有遮挡，输出高电平；无遮挡，输出低电平。4、比较器输出，信号干净，波形好，驱动能力强，超过15mA。5、工作电压3.3V-5V。 6、输出形式 ：数字开关量输出（0 和1）7、设有固定螺栓孔，方便安装。8、小板PCB 尺寸：3.2cm x 1.4cm。。9、使用宽电压LM393 比较器。 第22页 计数器的原理如图所示。红外计数器使用方法：1.模块槽中无遮挡时，接收管导通，模块DO 输出低电平，遮挡时，DO 输出高电平；2、DO 输出接口可以与单片机IO 口直接相连，检测传感器是否有遮档，如用电机码盘则可检测电机的转速。3.模块DO 可与继电器相连，组成限位开关等功能，也可以与有源蜂鸣器模块相连，组成报警器。电源电压5V 光电编码器,光电测速传感器测速码盘M5-10, 外直径： 25MM； 内直径： 3MM；线数： 10线；线宽： 5MM；外形如图所示。 四. 实验报告要求 1、 简述红外计数器的工作原理； 2、 写出驱动红外计数器的程序流程图； 3、 写出在1分钟内，码盘线数h、单片机计数个数Z与转速n（单位r/min）之间的 数学关系。 4、 总结本次实验，心得体会。 第23页 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容