光电传感器测量系统设计
检测技术应课程设计报告
系 动化工程系
班级
姓名
学号
指导教师
2011年1月
光电传感器测量系统设计
设计目
1解光电式传感技术基原理掌握光敏二极光敏三极光敏电阻光电池传感器等结构原理特性注意事项掌握光电效应概念
2解种光电元件性参数指标特性
3掌握数字光度计方法
4解典型传感器技术指标重点掌握传感器设计求
5掌握正确调试电路方法
6掌握常仪器设备正确方法利开放式传感器实验箱更具体解光电传感器工作原理应学会简单传感器控制电路实验调试整机指标测试方法提高动手力
7掌握基传感器设计方法进步解常规敏感元器件工作原理特性
二设计务求
1 测量光强度电压关系作出正确曲线图表
2 根提供设备正确选择传感器相关元件
计算机LabVIEW虚拟仪器软件DRLAB快速重组综合实验台必选设备
传感器范围已定选择正确传感器写出选择元件根需求行选择
量写出实现测量目相关传感器
3 述基原理画出相关电路图
述次设计中设计相关知识概念原理
电路图参考教材电路设计
4 电路原理图开放式传感器实验箱中搭建电路
调试电路时注意元件性参数指标避免损坏
光电传感器光强温度应电阻值均相环境结果差较结果进行分析出特性光电传感器特性相致处环境差结果仅作参考
硬件调试中注意光电传感器光源光度计光电传感器操作正确性效减误差
注意遮蔽周围环境强光特日光灯进行操作时心谨慎
5 参考已完成脚LabVIEW设计光电传感器虚拟仪器包括前面板
脚中控件意选择（注意：已完成脚完全样）脚中应注出合作者姓名班级等信息
6 软硬件结合验证调试直测试正确
出测量结果分析包括数数表格曲线关系等
三选择仪器设备
1 计算机
2 LabVIEW虚拟仪器软件 LabVIEW 821
LabVIEW虚拟仪器软件：（1）种图形化编程语言广泛工业界学术界研究实验室接受视标准数采集仪器控制软件（2）LabVIEW集成满足GPIBVXIRS232RS485协议硬件数采集卡通讯全部功置便应TCPIPActiveX等软件标准库函数功强灵活软件利方便建立虚拟仪器图形化界面编程程生动趣（3）LabVIEWNI推出虚拟仪器开发台软件够直观简便编程方式众源码级设备驱动程序种样分析表达功支持户快捷构筑实际生产中需仪器系统创造基础条件（4）LabVIEW应程序虚拟仪器（VI）包括前面板（front panel）流程图（block diagram）图标连结器(iconconnector)三部分（5）LabVIEW程序称虚拟仪器表现形式功类似实际仪器LabVIEW程序容易改变设置功LabVIEW特适实验室品种批量生产线等需常改变仪器设备参数功场合信号进行分析研究传输等场合
3 DRLAB快速重组综合实验台
4 开放式传感器实验箱采开放式系统结构
5 光敏三极
光敏三极称光电三极光电晶体结构普通三极相似具电流放作基极电流仅受基极电压控制受光控制光敏三极工作时极加电压普通三极相集电结反偏置发射结正偏置集电极接正电压发射极接负电压光射发射结产生光电流相基极电流集电极电流光电流β倍光射时集电结附产生光生电子——空穴载流子建电场作电子流集电极空穴流基极相外界基极注入控制电流基极集电极发射极构成具放作三极完成光电流放光敏三极基特性包括光谱特性伏安特性光特性温度特性响应特性等光谱特性指入射光度定时输出光电流光波波长变化变化伏安特性显示出光敏光电效应性质偏压时光敏三极光电流输出度输出特性普通三极基极电流时输出特性样光特性显示光敏三极光电流度关系温度特性输出电流影响较暗电流影响十分明显响应速度光敏二极慢
6 电阻光源跳线等
四总体设计
（）设计方案
1 传感器选择：光敏三极（光电传感器）图111213示
图 11 光敏三极
图 12 光敏三极简单等效电路图 图 13 光敏三极电路图
光敏三极光电转化半导体器件具NPNPNP结构半导体适应光电转换求基区面积做较发射区面积做较入射光基区吸收光敏二极样子芯片装带玻璃透镜金属壳光射时光线通透镜集中射芯片发射结光敏二极样具光敏特性集电结普通晶体样获电流增益光射发射结产生光电流相基极电流集电极电流光电流ß倍光敏三极光敏二极更高灵敏度噪声光敏二极结构保证入射光作发射结基区面积做较发射区面积做较光敏三极接电路中时集电极接正电压发射机接负电压光敏三极光敏电阻器相具灵敏度高高频性性体积方便等优点
2 硬件实现：光敏三极光敏感PN结作感光面般集电结作受光结通光敏三极光强度体现出电压关系
3 软件实现：应LabVIEW编写实验脚
4 设计整体验证：通新编写软件硬件电路元件等相结合测试验证否运行否出正确波形正确显示光强度电压关系
（二）基原理
光敏三极等效电路图14光射基区时激发产生电子空穴增加少数载流子浓度集电结反饱电流增加光敏三极集电结光生电流该电流注入发射结进行放成光敏三极集电极发射极间电流光敏三极光电流光敏三极时基极通常开路基极—集电极产生光感生电流直接馈入基极三极放光敏三极光敏二极具更高灵敏度般光敏三极引出EC俩电极光电特性非线性广泛应光电动控制领域
图14 光敏三极等效电路图
五具体步骤
（）硬件实现步骤
1准备相应硬件设备包括传感器元器件
实验电路板搭建电路图15电路图仔细检查接线参考接线图16
硬件实现程中需注意：实验时连接电路前必须正确辨认出三极三引脚（电源信号）光敏三极果引脚连接错误极易烧坏实验中注意遮蔽周围坏境强光特日光灯
进行实验时心谨慎
图 15 光敏三极光测量实验原理图
图 16 电路连接图
（二）软件实现步骤
1桌面运行LabVIEW程序图标开始程序中运行快捷方式进入LabVIEW工作面 图17示
图17 LabVIEW工作面
2点击选项者点击文件—>**VI图18示
图 18 **VI
3弹出前面板程序框图图 19110示
图 19 前面板
图110 程序框图
4设计虚拟仪器界面前需设计系统完整解知道需VI针光敏三极测电压系统设计需两数值输入控件分控制采集芯片采样频率采样长度需数值显示控件显示测出电压值需布尔开关控制界面脚运行停止需波形图显示控件实时显示信号波形需找**运行找需控件置前面板右键点击前面板弹出控件选板点击数值控件>点击数值输入控件图111示
图 111 选择数值输入控件
5选择数值输入控件界面图112
图 112 添加数值输入控件界面
6步骤5示次添加数值输入控件(类型)图 113 示
图 113 次添加数值输入控件界面
俩数值输入控件表示程序中规定数值固定值
7两数值输入控件标签分改成应控制容方便系统设计原理程序框图连接双击数值数值2分更改采样频率采样长度图114示
图 114 更改标签界面
8右键点击前面板弹出控制面板点击数值控件中数值显示控件步添加控件图115标签更改电压值
图 115 添加数值显示控件界面
该数值显示控件显示前状态需值测量值
9右键点击前面板弹出控件选板点击布尔控件点击开关钮图 116示
图 116 点击布尔控件
10（布尔控件中控件作基致喜选择）选择开关钮置合适位置图117示
图 117 选择开关钮
开关钮控制程序开程序运行关时程序停止
11右键点击前面板弹出控件选板点击图形控件>点击波形图图118示
图 118示 波形图选择
12选择波形图（波形图根实际需选择）置合适位置图119示
图119 添加波形图控件界面
波形图控件显示程序运行状态前波形显示
13修改波形图控件名字属性等图 120示
图 120 修改属性等界面
14右键点击前面板弹出控制面板点击数组矩阵中数组图121
图 121 选择数组控件
15选择数组控件放合适位置修改属性界面图122示
图 122示 添加数组控件界面
数组控件存放程序中**
16数组控件添加开关起**选择作实验中采3**信号采集图123示
图 123 添加**界面
添加开关整**选择**需运行时开**
17整理初步完成前面板发现程序测量更值前面板添加数值控件中时间标识显示选择数值控件中时间标识显示控件图124示
图 124 选择时间标识显示
18时间标识显示控件放置前面板图125示
图 125 放置时间标识显示控件
该时间标识显示控件显示前时间表功样
19前面板添加指示灯图126示
图 126 选择指示灯控件
20指示灯放置前面板初步完成前面板图127示
图 127 初步完成前面板
该指示灯显示前运行情况运行亮显示开关断亮显示关
21前面板住CTRL+E者点击窗口>选择显示程序框图激活程序框图界面 图128示
图 128 程序框图界面
22右击程序框图界面弹出函数选板点击选择VI图129示
图 129 函数选板
23选择拉菜单中选择 VI 选项图130示
图 130 选择子VI
24话框中选择getUSBAdwave111图131示
图 131 选择虚拟采集芯片
25点击确定虚拟采集芯片放置程序框图图132示
图 132 放置虚拟采集芯片
虚拟采集芯片器件相连包括**采样频率采样长度返回值等
26右击程序框图界面弹出函数选板点击express信息分析中统计选项该器件放置程序框图中图 133示
图 133 放置统计控件
该统计控件返回波形中第信号选中参数
27右击程序框图界面弹出函数选板点击express信号操作选择信号该器件放置程序框图中图 134示
图 134 放置选择信号控件
选择信号接受信号作输入返回户选中信号户指定输出中包含信号改变输入信号序
28右击程序框图界面弹出函数选板点击express信号操作合信号该器件放置程序框图中图 135示
图 135 放置合信号
合信号两信号合信号输入端
29右击程序框图界面弹出函数选板点击express信号操作转换动态修改属性该器件放置程序框图中图136示
图 136 放置转换动态
转换动态控件连接数组动态数类型
30调整控件布局方便连线输入数值控件布尔开关分连接虚拟采集芯片应连接处虚拟采集芯片三**输出连接波形图（默认通三**采集实际信号）图137示
图 137 布局连线
31右击程序框图界面弹出函数选板点击布尔控件>选择真常量图138示
图 138 选择布尔控件——真常量
32真常量控件置合适位置连接虚拟采集芯片三**输入激活虚拟采集芯片三**数采集功图139示
图 139 连接真常量控件
33右键点击时间标识选择定时选板中获取时间日期图140示
图 140 选取获取时间日期选项界面
34获取时间日期控件放置时间标识连线图 141示
图 141 放置获取时间日期控件
获取时间日期控件显示前时间
32终前面板流程图框 图142143
图 142 终前面板
图 143 终程序框图
33实际信号采集波形显示全部完成测量出光光敏三极电压影响需采集信号进行分析计算
（三）设计整体验证
1安装灯泡开光度计度计探头放光敏电阻附调整光源光敏三极度计探头位置
2次开试验箱电源开关电路板电源开关
3实验创意添加指示灯提示次程序否处运行中程序运行时该控件亮绿色显示开程序运行时墨绿色显示关辨识程序运行情况创意添加日期时间显示装置程序框图面板需前时间该控件相连体现作该程序连接程序开始运行时控件显示前时间直运行钟表功样图144示程序未运行时日期时间显示显示设定时间设定时间2010年1月15午8：00：00000控件设置属性中默认时间群定时间范围等选项需行修改
图 144 显示未运行时设定时间标识
4脚界面中点击连续运行钮点击开关钮时观察实验运行情况图145示时时间显示16：46：45电压值39857mv
图 145实验运行情况
5通长时间光改变电压值光值次观察实验运行情况图146示时时间16：51：45电压值12mv光强度0285
图 146 实验运行情况
6次观察运行情况图 147 示时时间值16：52：20电压值13mv光强度0321
图 147 运行情况
7根长时间光电压值光强度变化测数填入表中图21示作曲线图图22示
光强（lux）
0285
0321
15
17
54
85
124
电压（mv）
12
13
540
630
900
1450
2030
图 21 表格
图 22 光敏三极光特性曲线图
（四）结
通次课设时间深刻体会检测技术种仪器重性工农业生产科学研究国防建设日常生活中需测量外部世界非电量例位移速度加速度力力矩温度压力流量成分等便时准确获信息必须合理选择善应种传感器检测仪表次课程设计实验仅培养动手力更重培养动脑力设计创新重学程做制作检测程序收获仅学会知识收获快乐感成功喜悦时认识足学程中更学
六相关问题
1．什传感器？（传感器定义）
答：传感器种定精确度测量（非电量）转换确定关系便应某种物理量（电量）测量装置
2．传感器部分组成？分起什作？
答：传感器敏感元件转换元件转换电路组成
① 敏感元件直接感受测量输出测量成确定关系某物理量元件
② 转换元件：敏感元件输出输入输入转换成电路参数
③ 转换电路：述电路参数接入转换电路便转换成电量输出
3传感器量传递方式分类
答：传感器量传递方式分类非电量转换成电量转换元件均分两类：源元件源元件
① 源元件种量转换器非电量转换成电量类传感器逆
② 源元件身转换器测量直接间接作引起该元件某电参数变化想获电压电流变化值必须匹配测量电路辅助电源进行量转化般逆
4传感器分类
答：传感器工作原理分物理传感器化学传感器生物传感器三类
5什光电效应？种分类？
答：光电元件理基础光电效应光作连串具定量粒子（称光子）构成光子具量γ正光频率ν光射某物体做物体受连串量γ光子轰击光电效应物体吸收光子量γ光产生电效应
通常光线射物体产生光电效应分两类外光电效应光电效应
1) 外光电效应：光线作电子获光子量脱离正电荷束缚电子逸出物体表面现象
2) 光电效应：光线作电子吸收光子量键合状态渡状态物体电阻率改变现象
3) 光生伏特效应：光线作物体产生定方电动势现象
6传感器基特性
答：根测量变化状态传感器输入量分静态量动态量俩类
① 静态量指传感器输入量稳定状态信号变化极缓慢准静态信号动态量指传感器输入量周期信号瞬变信号机信号等时间变化信号
② 传感器静态特性指传感器测量处稳定状态输出输入关系传感器静态特性静态标准工作条件测定
③ 传感器动态特性指传感器时间变化输入量响应特性传感器动态条件检测测量种形式时间变化
7传感器性指标
答：传感器条件环境等差异传感器性指标求通常应考虑性指标：
① 稳定性表示传感器维持性参数长时间变化力
② 零漂表示零输入状态传感器输出漂移分时间零漂温漂
③ 输入特性测量程中传感器成测象负载时产生载荷效应
④ 输出特性传感器输出端续处理电路传输电路仪表等相连接
⑤ 性性指规定工作条件工作时间传感器保持原性指标力
⑥ 环境求传感器工作原理结构等受外界素（温度湿度磁场震动化学腐蚀防爆防火等）影响
⑦ 安装求选传感器应易安装维护更换
8光电三极基特性
答：包括光谱特性光特性伏安特性频率响应温度特性
9光电式传感器类型简述原理
答：光电式传感器检测技术领域应输出量性质基分模拟光电传感器开关式光电传感器俩类
① 模拟光电传感器工作原理基光电器件光电流光通量发生变化光通量函数
② 开关式光电传感器工作原理光电器件输出仅两稳定状态通断开关状态光电器件受光时电信号输出光电器件受光时电信号输出
10新型传感器发展方
答：微型化集成化智化数字化功化标准化新型性更
11光电传感器特点什？
答：光电传感器特点：响应快结构简单性高等优点具精度高反应快非接触等优点测参数传感器结构简单形式灵活样
12采光电传感器测量物理量？
答：（1）光敏电阻：特点价格低廉输出电流受温度影响抗干扰力强性号器件身容易发生障缺点响应时间慢
（2）光电二极光电三极：特点灵敏度高响应时间快受温度影响较受光面非常强方性抗干扰力弱特点型号子光谱响应
（3）光电池：特点受光面积输出电流灵敏度高响应速度快光谱较宽受温度影响抗干扰力
采光电式传感器测量物理量：位移速度加速度震动质量变面轮廓磁声压力温度陀螺液面转矩光电流应变等
13光电传感器光源类型
答：光源选择光电传感器频率特性着密切关系里介绍种常光源
1) 钨丝灯发光机理：钨丝通电电转换成热炽热钨丝便产生光辐射
2) 弧光灯电弧放电激发易电离惰性气体产生光
3) 发光二极（LED）半导体PN结辐射光源剩导带电子跳回价带空穴复合时释放出光子
4) 激光光源根受激发射原理工作光源电子受激发高级跳回低级时发射出光子
七参考文献
[1] 陈裕泉葛文勋编著现代传感器原理应科学出版社
[2] 张洪润孙悦张亚编著传感技术应教程清华学出版社2009
[3] 施湧潮梁福牛春晖编著传感器检测技术国防工业出版社2007
[4] 索雪松纪建伟编著传感器信号处理电路2008
[5] 常健生编著检测转换技术**：机械工业出版社2001
[6] 王俊杰编著检测技术仪表**：**理工学出版社2002
[7] 杜维编著程检测技术仪表**：化学工业出版社2001
[8] 张宏建蒙建波动检测技术装置**：化学工业出版社2004
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检测技术应课程设计报告
系 动化工程系
班级
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学号
指导教师
2011年1月
光电传感器测量系统设计
设计目
1解光电式传感技术基原理掌握光敏二极光敏三极光敏电阻光电池传感器等结构原理特性注意事项掌握光电效应概念
2解种光电元件性参数指标特性
3掌握数字光度计方法
4解典型传感器技术指标重点掌握传感器设计求
5掌握正确调试电路方法
6掌握常仪器设备正确方法利开放式传感器实验箱更具体解光电传感器工作原理应学会简单传感器控制电路实验调试整机指标测试方法提高动手力
7掌握基传感器设计方法进步解常规敏感元器件工作原理特性
二设计务求
1 测量光强度电压关系作出正确曲线图表
2 根提供设备正确选择传感器相关元件
计算机LabVIEW虚拟仪器软件DRLAB快速重组综合实验台必选设备
传感器范围已定选择正确传感器写出选择元件根需求行选择
量写出实现测量目相关传感器
3 述基原理画出相关电路图
述次设计中设计相关知识概念原理
电路图参考教材电路设计
4 电路原理图开放式传感器实验箱中搭建电路
调试电路时注意元件性参数指标避免损坏
光电传感器光强温度应电阻值均相环境结果差较结果进行分析出特性光电传感器特性相致处环境差结果仅作参考
硬件调试中注意光电传感器光源光度计光电传感器操作正确性效减误差
注意遮蔽周围环境强光特日光灯进行操作时心谨慎
5 参考已完成脚LabVIEW设计光电传感器虚拟仪器包括前面板
脚中控件意选择（注意：已完成脚完全样）脚中应注出合作者姓名班级等信息
6 软硬件结合验证调试直测试正确
出测量结果分析包括数数表格曲线关系等
三选择仪器设备
1 计算机
2 LabVIEW虚拟仪器软件 LabVIEW 821
LabVIEW虚拟仪器软件：（1）种图形化编程语言广泛工业界学术界研究实验室接受视标准数采集仪器控制软件（2）LabVIEW集成满足GPIBVXIRS232RS485协议硬件数采集卡通讯全部功置便应TCPIPActiveX等软件标准库函数功强灵活软件利方便建立虚拟仪器图形化界面编程程生动趣（3）LabVIEWNI推出虚拟仪器开发台软件够直观简便编程方式众源码级设备驱动程序种样分析表达功支持户快捷构筑实际生产中需仪器系统创造基础条件（4）LabVIEW应程序虚拟仪器（VI）包括前面板（front panel）流程图（block diagram）图标连结器(iconconnector)三部分（5）LabVIEW程序称虚拟仪器表现形式功类似实际仪器LabVIEW程序容易改变设置功LabVIEW特适实验室品种批量生产线等需常改变仪器设备参数功场合信号进行分析研究传输等场合
3 DRLAB快速重组综合实验台
4 开放式传感器实验箱采开放式系统结构
5 光敏三极
光敏三极称光电三极光电晶体结构普通三极相似具电流放作基极电流仅受基极电压控制受光控制光敏三极工作时极加电压普通三极相集电结反偏置发射结正偏置集电极接正电压发射极接负电压光射发射结产生光电流相基极电流集电极电流光电流β倍光射时集电结附产生光生电子——空穴载流子建电场作电子流集电极空穴流基极相外界基极注入控制电流基极集电极发射极构成具放作三极完成光电流放光敏三极基特性包括光谱特性伏安特性光特性温度特性响应特性等光谱特性指入射光度定时输出光电流光波波长变化变化伏安特性显示出光敏光电效应性质偏压时光敏三极光电流输出度输出特性普通三极基极电流时输出特性样光特性显示光敏三极光电流度关系温度特性输出电流影响较暗电流影响十分明显响应速度光敏二极慢
6 电阻光源跳线等
四总体设计
（）设计方案
1 传感器选择：光敏三极（光电传感器）图111213示
图 11 光敏三极
图 12 光敏三极简单等效电路图 图 13 光敏三极电路图
光敏三极光电转化半导体器件具NPNPNP结构半导体适应光电转换求基区面积做较发射区面积做较入射光基区吸收光敏二极样子芯片装带玻璃透镜金属壳光射时光线通透镜集中射芯片发射结光敏二极样具光敏特性集电结普通晶体样获电流增益光射发射结产生光电流相基极电流集电极电流光电流ß倍光敏三极光敏二极更高灵敏度噪声光敏二极结构保证入射光作发射结基区面积做较发射区面积做较光敏三极接电路中时集电极接正电压发射机接负电压光敏三极光敏电阻器相具灵敏度高高频性性体积方便等优点
2 硬件实现：光敏三极光敏感PN结作感光面般集电结作受光结通光敏三极光强度体现出电压关系
3 软件实现：应LabVIEW编写实验脚
4 设计整体验证：通新编写软件硬件电路元件等相结合测试验证否运行否出正确波形正确显示光强度电压关系
（二）基原理
光敏三极等效电路图14光射基区时激发产生电子空穴增加少数载流子浓度集电结反饱电流增加光敏三极集电结光生电流该电流注入发射结进行放成光敏三极集电极发射极间电流光敏三极光电流光敏三极时基极通常开路基极—集电极产生光感生电流直接馈入基极三极放光敏三极光敏二极具更高灵敏度般光敏三极引出EC俩电极光电特性非线性广泛应光电动控制领域
图14 光敏三极等效电路图
五具体步骤
（）硬件实现步骤
1准备相应硬件设备包括传感器元器件
实验电路板搭建电路图15电路图仔细检查接线参考接线图16
硬件实现程中需注意：实验时连接电路前必须正确辨认出三极三引脚（电源信号）光敏三极果引脚连接错误极易烧坏实验中注意遮蔽周围坏境强光特日光灯
进行实验时心谨慎
图 15 光敏三极光测量实验原理图
图 16 电路连接图
（二）软件实现步骤
1桌面运行LabVIEW程序图标开始程序中运行快捷方式进入LabVIEW工作面 图17示
图17 LabVIEW工作面
2点击选项者点击文件—>**VI图18示
图 18 **VI
3弹出前面板程序框图图 19110示
图 19 前面板
图110 程序框图
4设计虚拟仪器界面前需设计系统完整解知道需VI针光敏三极测电压系统设计需两数值输入控件分控制采集芯片采样频率采样长度需数值显示控件显示测出电压值需布尔开关控制界面脚运行停止需波形图显示控件实时显示信号波形需找**运行找需控件置前面板右键点击前面板弹出控件选板点击数值控件>点击数值输入控件图111示
图 111 选择数值输入控件
5选择数值输入控件界面图112
图 112 添加数值输入控件界面
6步骤5示次添加数值输入控件(类型)图 113 示
图 113 次添加数值输入控件界面
俩数值输入控件表示程序中规定数值固定值
7两数值输入控件标签分改成应控制容方便系统设计原理程序框图连接双击数值数值2分更改采样频率采样长度图114示
图 114 更改标签界面
8右键点击前面板弹出控制面板点击数值控件中数值显示控件步添加控件图115标签更改电压值
图 115 添加数值显示控件界面
该数值显示控件显示前状态需值测量值
9右键点击前面板弹出控件选板点击布尔控件点击开关钮图 116示
图 116 点击布尔控件
10（布尔控件中控件作基致喜选择）选择开关钮置合适位置图117示
图 117 选择开关钮
开关钮控制程序开程序运行关时程序停止
11右键点击前面板弹出控件选板点击图形控件>点击波形图图118示
图 118示 波形图选择
12选择波形图（波形图根实际需选择）置合适位置图119示
图119 添加波形图控件界面
波形图控件显示程序运行状态前波形显示
13修改波形图控件名字属性等图 120示
图 120 修改属性等界面
14右键点击前面板弹出控制面板点击数组矩阵中数组图121
图 121 选择数组控件
15选择数组控件放合适位置修改属性界面图122示
图 122示 添加数组控件界面
数组控件存放程序中**
16数组控件添加开关起**选择作实验中采3**信号采集图123示
图 123 添加**界面
添加开关整**选择**需运行时开**
17整理初步完成前面板发现程序测量更值前面板添加数值控件中时间标识显示选择数值控件中时间标识显示控件图124示
图 124 选择时间标识显示
18时间标识显示控件放置前面板图125示
图 125 放置时间标识显示控件
该时间标识显示控件显示前时间表功样
19前面板添加指示灯图126示
图 126 选择指示灯控件
20指示灯放置前面板初步完成前面板图127示
图 127 初步完成前面板
该指示灯显示前运行情况运行亮显示开关断亮显示关
21前面板住CTRL+E者点击窗口>选择显示程序框图激活程序框图界面 图128示
图 128 程序框图界面
22右击程序框图界面弹出函数选板点击选择VI图129示
图 129 函数选板
23选择拉菜单中选择 VI 选项图130示
图 130 选择子VI
24话框中选择getUSBAdwave111图131示
图 131 选择虚拟采集芯片
25点击确定虚拟采集芯片放置程序框图图132示
图 132 放置虚拟采集芯片
虚拟采集芯片器件相连包括**采样频率采样长度返回值等
26右击程序框图界面弹出函数选板点击express信息分析中统计选项该器件放置程序框图中图 133示
图 133 放置统计控件
该统计控件返回波形中第信号选中参数
27右击程序框图界面弹出函数选板点击express信号操作选择信号该器件放置程序框图中图 134示
图 134 放置选择信号控件
选择信号接受信号作输入返回户选中信号户指定输出中包含信号改变输入信号序
28右击程序框图界面弹出函数选板点击express信号操作合信号该器件放置程序框图中图 135示
图 135 放置合信号
合信号两信号合信号输入端
29右击程序框图界面弹出函数选板点击express信号操作转换动态修改属性该器件放置程序框图中图136示
图 136 放置转换动态
转换动态控件连接数组动态数类型
30调整控件布局方便连线输入数值控件布尔开关分连接虚拟采集芯片应连接处虚拟采集芯片三**输出连接波形图（默认通三**采集实际信号）图137示
图 137 布局连线
31右击程序框图界面弹出函数选板点击布尔控件>选择真常量图138示
图 138 选择布尔控件——真常量
32真常量控件置合适位置连接虚拟采集芯片三**输入激活虚拟采集芯片三**数采集功图139示
图 139 连接真常量控件
33右键点击时间标识选择定时选板中获取时间日期图140示
图 140 选取获取时间日期选项界面
34获取时间日期控件放置时间标识连线图 141示
图 141 放置获取时间日期控件
获取时间日期控件显示前时间
32终前面板流程图框 图142143
图 142 终前面板
图 143 终程序框图
33实际信号采集波形显示全部完成测量出光光敏三极电压影响需采集信号进行分析计算
（三）设计整体验证
1安装灯泡开光度计度计探头放光敏电阻附调整光源光敏三极度计探头位置
2次开试验箱电源开关电路板电源开关
3实验创意添加指示灯提示次程序否处运行中程序运行时该控件亮绿色显示开程序运行时墨绿色显示关辨识程序运行情况创意添加日期时间显示装置程序框图面板需前时间该控件相连体现作该程序连接程序开始运行时控件显示前时间直运行钟表功样图144示程序未运行时日期时间显示显示设定时间设定时间2010年1月15午8：00：00000控件设置属性中默认时间群定时间范围等选项需行修改
图 144 显示未运行时设定时间标识
4脚界面中点击连续运行钮点击开关钮时观察实验运行情况图145示时时间显示16：46：45电压值39857mv
图 145实验运行情况
5通长时间光改变电压值光值次观察实验运行情况图146示时时间16：51：45电压值12mv光强度0285
图 146 实验运行情况
6次观察运行情况图 147 示时时间值16：52：20电压值13mv光强度0321
图 147 运行情况
7根长时间光电压值光强度变化测数填入表中图21示作曲线图图22示
光强（lux）
0285
0321
15
17
54
85
124
电压（mv）
12
13
540
630
900
1450
2030
图 21 表格
图 22 光敏三极光特性曲线图
（四）结
通次课设时间深刻体会检测技术种仪器重性工农业生产科学研究国防建设日常生活中需测量外部世界非电量例位移速度加速度力力矩温度压力流量成分等便时准确获信息必须合理选择善应种传感器检测仪表次课程设计实验仅培养动手力更重培养动脑力设计创新重学程做制作检测程序收获仅学会知识收获快乐感成功喜悦时认识足学程中更学
六相关问题
1．什传感器？（传感器定义）
答：传感器种定精确度测量（非电量）转换确定关系便应某种物理量（电量）测量装置
2．传感器部分组成？分起什作？
答：传感器敏感元件转换元件转换电路组成
① 敏感元件直接感受测量输出测量成确定关系某物理量元件
② 转换元件：敏感元件输出输入输入转换成电路参数
③ 转换电路：述电路参数接入转换电路便转换成电量输出
3传感器量传递方式分类
答：传感器量传递方式分类非电量转换成电量转换元件均分两类：源元件源元件
① 源元件种量转换器非电量转换成电量类传感器逆
② 源元件身转换器测量直接间接作引起该元件某电参数变化想获电压电流变化值必须匹配测量电路辅助电源进行量转化般逆
4传感器分类
答：传感器工作原理分物理传感器化学传感器生物传感器三类
5什光电效应？种分类？
答：光电元件理基础光电效应光作连串具定量粒子（称光子）构成光子具量γ正光频率ν光射某物体做物体受连串量γ光子轰击光电效应物体吸收光子量γ光产生电效应
通常光线射物体产生光电效应分两类外光电效应光电效应
1) 外光电效应：光线作电子获光子量脱离正电荷束缚电子逸出物体表面现象
2) 光电效应：光线作电子吸收光子量键合状态渡状态物体电阻率改变现象
3) 光生伏特效应：光线作物体产生定方电动势现象
6传感器基特性
答：根测量变化状态传感器输入量分静态量动态量俩类
① 静态量指传感器输入量稳定状态信号变化极缓慢准静态信号动态量指传感器输入量周期信号瞬变信号机信号等时间变化信号
② 传感器静态特性指传感器测量处稳定状态输出输入关系传感器静态特性静态标准工作条件测定
③ 传感器动态特性指传感器时间变化输入量响应特性传感器动态条件检测测量种形式时间变化
7传感器性指标
答：传感器条件环境等差异传感器性指标求通常应考虑性指标：
① 稳定性表示传感器维持性参数长时间变化力
② 零漂表示零输入状态传感器输出漂移分时间零漂温漂
③ 输入特性测量程中传感器成测象负载时产生载荷效应
④ 输出特性传感器输出端续处理电路传输电路仪表等相连接
⑤ 性性指规定工作条件工作时间传感器保持原性指标力
⑥ 环境求传感器工作原理结构等受外界素（温度湿度磁场震动化学腐蚀防爆防火等）影响
⑦ 安装求选传感器应易安装维护更换
8光电三极基特性
答：包括光谱特性光特性伏安特性频率响应温度特性
9光电式传感器类型简述原理
答：光电式传感器检测技术领域应输出量性质基分模拟光电传感器开关式光电传感器俩类
① 模拟光电传感器工作原理基光电器件光电流光通量发生变化光通量函数
② 开关式光电传感器工作原理光电器件输出仅两稳定状态通断开关状态光电器件受光时电信号输出光电器件受光时电信号输出
10新型传感器发展方
答：微型化集成化智化数字化功化标准化新型性更
11光电传感器特点什？
答：光电传感器特点：响应快结构简单性高等优点具精度高反应快非接触等优点测参数传感器结构简单形式灵活样
12采光电传感器测量物理量？
答：（1）光敏电阻：特点价格低廉输出电流受温度影响抗干扰力强性号器件身容易发生障缺点响应时间慢
（2）光电二极光电三极：特点灵敏度高响应时间快受温度影响较受光面非常强方性抗干扰力弱特点型号子光谱响应
（3）光电池：特点受光面积输出电流灵敏度高响应速度快光谱较宽受温度影响抗干扰力
采光电式传感器测量物理量：位移速度加速度震动质量变面轮廓磁声压力温度陀螺液面转矩光电流应变等
13光电传感器光源类型
答：光源选择光电传感器频率特性着密切关系里介绍种常光源
1) 钨丝灯发光机理：钨丝通电电转换成热炽热钨丝便产生光辐射
2) 弧光灯电弧放电激发易电离惰性气体产生光
3) 发光二极（LED）半导体PN结辐射光源剩导带电子跳回价带空穴复合时释放出光子
4) 激光光源根受激发射原理工作光源电子受激发高级跳回低级时发射出光子
七参考文献
[1] 陈裕泉葛文勋编著现代传感器原理应科学出版社
[2] 张洪润孙悦张亚编著传感技术应教程清华学出版社2009
[3] 施湧潮梁福牛春晖编著传感器检测技术国防工业出版社2007
[4] 索雪松纪建伟编著传感器信号处理电路2008
[5] 常健生编著检测转换技术**：机械工业出版社2001
[6] 王俊杰编著检测技术仪表**：**理工学出版社2002
[7] 杜维编著程检测技术仪表**：化学工业出版社2001
[8] 张宏建蒙建波动检测技术装置**：化学工业出版社2004
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