[实用新型]多种电阻式传感器测量原理及应用综合物理演示教学装置

说明书

技术领域

本实用新型属于物理原理演示与应用领域，是一种依据电阻变化测量其它物理量的多种电阻式传感器测量原理及应用的综合物理演示教学装置，通过测量，给出电阻阻值与对应的物理量之间的定量关系及其曲线，从而揭示传感器的物理原理及其应用。 

背景技术

本实用新型是一种依据电阻变化来测量其它物理量的多种电阻式传感器测量原理及应用的综合物理演示教学装置。装置能同时演示出应变片、光敏电阻、铂电阻、磁敏电阻的测量原理及应用，不仅可以提高学生对电阻概念的理解，还能够使学生对电阻传感原理的异同及应用有更清晰的认识。可以拓展本科生的知识结构，了解不同属性外场，引起电阻值的变化。同时可以拓展出若干在工程技术中的应用，如形变测量、照度检测、温度测量、磁场检测等，有利于激发学生的个性发展，使学生受到科研工作的基本训练，全面提高学生的科学素养和综合能力。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种多种电阻式传感器测量原理及应用的综合物理演示教学装置，用来演示四种电阻式传感器的测量原理及应用，所述的传感器包括：应变片、光敏电阻、铂电阻、磁敏电阻。 

根据图1至图7所述，该装置主要由传感原理演示模块、液晶显示屏(3)、单片机系统(15)和键盘(7)组成，所述传感原理演示模块包括：分别用来定量演示压力随应变片电阻值、照度和光敏电阻阻值、温度和铂电阻阻值、磁场强度和磁敏电阻阻值之间的关系的电阻与压力传感原理演示模块1、电阻与照度传感原理演示模块2、电阻与温度传感原理演示模块4和电阻与磁场传感原理演示模块(5)，上述四个传感原理演示模块中的传感器包括：应变片、光敏电阻、铂电阻和磁敏电阻，所述应变片、光敏电阻、铂电阻和磁敏电阻分别经电桥电路Ⅰ、偏置电路、电桥电路Ⅱ和电桥电路Ⅲ、在经放大、切换和AD转换与单片机系统(15)连接，单片机系统(15)装在控制箱(6)中，电阻与压力、电阻与照度、电阻与温度、电阻与磁场四个传感原理演示模块和液晶显示屏3及键盘7安装在平台(14)上。 

所述的电阻与压力传感原理演示模块1安装在位于控制箱6顶面的平台14上，该模块由应变片Ⅰ9、应变片Ⅱ13、悬臂梁12、砝码托盘10、砝码11、悬臂梁支座8构成，悬臂梁支座8固定在平台14上，悬臂梁12固定在悬臂梁支座8上，应变片Ⅰ9和应变片Ⅱ13用 粘贴的方法固定在悬臂梁12的上、下两面构成半桥电路的两个变化电阻，悬臂梁12的端部安装有砝码托盘10，在砝码托盘10上放置不同重量砝码11时，悬臂梁12变形量不同，导致应变片Ⅰ9和应变片Ⅱ13的电阻发生变化，使得其和两个固定电阻组成的半桥电路输出电压值不同。输出电压值经单片机系统15处理转换成电阻后由液晶显示屏3显示出来，砝码11重量通过键盘7输入至单片机系统15，这样可以定量演示出压力随每个应变片电阻值之间的变化关系，由液晶显示屏(3)显示出压力随应变片电阻值之间的关系曲线。 

所述的电阻与照度传感原理演示模块2安装在位于控制箱6顶面的平台14上，该模块由溴钨灯20、灯磁座19、调压器17、溴钨灯控制开关16、光敏电阻23、照度传感器24、由暗箱座18与暗箱上盖21组成的暗箱等构成。溴钨灯20与安装在平台14上的溴钨灯控制开关16和调压器17连接，溴钨灯20固定在灯磁座19上，并一同固定在暗箱座18的端部，照度传感器24的中心与溴钨灯20的灯丝等高同轴放置，固定在暗箱座18的尾部，光敏电阻23和照度传感器24共面固定在光敏电阻固定座22上，溴钨灯20及灯磁座(19)、光敏电阻23、照度传感器24均安装在暗箱内，防止杂散光的影响，调压器17固定在平台14上，用调压器(17)不断改变溴钨灯20的输入电流，使光敏电阻(23)处的光照强度变化，光敏电阻的变化经单片机系统15处理转换成电阻由液晶显示屏3显示，用照度传感器24测量光敏电阻23处的照度值，经单片机系统15处理后，定量演示出照度和光敏电阻23阻值之间的变化关系及由液晶显示屏3显示出照度和光敏电阻23阻值之间的关系曲线。