河南城建学院《普通物理实验》实验教学大纲（二）课程名称普通物理实验适用专业应用物理学河南城建学院数理系2012年12月
河南城建学院 《普通物理实验》实验教学大纲（二） 课程名称 普通物理实验 适用专业 应用物理学 河南城建学院数理系 2012 年 12 月
《普通物理实验》实验教学大纲编写：董海鹏审核：王新练课程编码1302106课程名称普通物理实验（二）2适用专业应用物理学学分考查学时考核形式32先修课程高等数学、大学物理开课学期第3学期课程简介《普通物理实验》是对大学生进行科学实验基础训练的一门独立的必修课。它在培养大学生实践能力和知识方面有其它课程不可替代的作用。将为学生终生学习和继续发展奠定必要基础。它的主要目的是：使学生在中学物理实验的基础上，按照循序渐进的原则，学习物理实验知识和方法，得到实验技能的训练，从而初步了解学实验的主要过程与基本方法，为今后进一步学习奠定良好的基础。二、课程实验教学目的与要求（一）、教学任务：1、通过观察物理实验现象，培养学生分析问题和解决问题的初步能力。2、培养学生科学实验能力：（1）通过阅读实验教材和对照实物做实验前的准备。（2）通过阅读仪器说明书，正确使用常用仪器。(3)正确记录和处理实验数据，拟定合格的实验报告。(4)通过拟定实验报告，培养学生科技写作能力和语言表达能力。3、培养学生严谨的治学态度和实事求是的科学作风。4、能完成简单的设计性实验，培养学生主动精神和创新意识。（二）、教学要求：1.能够完成预习，进行实验和撰写报告等主要实验程序。2.能够调整常用实验装置，并基本掌握常用的操作技术。例如：零位调整：水平、铅直调整：光路的共轴调整：消视差调节：逐次逼近调节。3.了解物理实验中常用的实验方法和测量方法。例如：比较、放大、转换等方法。4.能够进行常用物理量的一般测量。5.了解常用仪器的性能，并学会使用方法。6.能用计算机处理实验数据，学习计算机仿真实验。7.了解测量误差的基本知识，具有正确处理数据的初步能力。其中包括：测量误差的基本概念；直接测量量的误差计算：数据处理的一些基本方法。三、实验项目实验一弦振动与弦驻波实验目的、任务及要求：1：观察弦振动时形成的驻波，学习与弦振动有关的物理知识和规律：1
1 《普通物理实验》实验教学大纲 编写：董海鹏 审核： 王新练 一、课程简介 《普通物理实验》是对大学生进行科学实验基础训练的一门独立的必修课。它在培养大 学生实践能力和知识方面有其它课程不可替代的作用。将为学生终生学习和继续发展奠定必 要基础。它的主要目的是：使学生在中学物理实验的基础上，按照循序渐进的原则，学习物 理实验知识和方法，得到实验技能的训练，从而初步了解学实验的主要过程与基本方法，为 今后进一步学习奠定良好的基础。 二、课程实验教学目的与要求 （一）、教学任务： 1、 通过观察物理实验现象，培养学生分析问题和解决问题的初步能力。 2、 培养学生科学实验能力： （1） 通过阅读实验教材和对照实物做实验前的准备。 （2） 通过阅读仪器说明书，正确使用常用仪器。 （3） 正确记录和处理实验数据，拟定合格的实验报告。 （4） 通过拟定实验报告，培养学生科技写作能力和语言表达能力。 3、 培养学生严谨的治学态度和实事求是的科学作风。 4、 能完成简单的设计性实验，培养学生主动精神和创新意识。 （二）、教学要求： 1.能够完成预习，进行实验和撰写报告等主要实验程序。 2．能够调整常用实验装置，并基本掌握常用的操作技术。例如：零位调整；水平、铅 直调整；光路的共轴调整；消视差调节；逐次逼近调节。 3.了解物理实验中常用的实验方法和测量方法。例如：比较、放大、转换等方法。 4.能够进行常用物理量的一般测量。 5.了解常用仪器的性能，并学会使用方法。 6.能用计算机处理实验数据，学习计算机仿真实验。 7.了解测量误差的基本知识，具有正确处理数据的初步能力。其中包括：测量误差的基 本概念；直接测量量的误差计算；数据处理的一些基本方法。 三、实验项目 实验一 弦振动与弦驻波实验 目的、任务及要求： 1．观察弦振动时形成的驻波，学习与弦振动有关的物理知识和规律； 课程编码 1302106 课程名称 普通物理实验（二） 适用专业 应用物理学 学分 2 考核形式 考查 学时 32 先修课程 高等数学、大学物理 开课学期 第 3 学期
2.通过实验测量振动源的频率。基本原理：振动频率与横波波长、弦线张力及线密度p的关系Fnmgn:V=2LVe2Le实验内容：研究弦线上驻波的形成并测量振子的频率主要仪器：THQZB-2型弦振动仪信号源：THQZB-2型弦振动实验仪实验二电位差计测电动势目的、任务及要求：1、了解补偿法测电动势的原理。2、掌握用电位差计测电池电动势及电阻的方法。3、了解电位差的优缺点U,=+E,基本原理：Ls实验内容：1、用11线电位差计测电池电动势和电阻。重点、难点：原理、电路零电流的调节主要仪器11线电位差计、箱式电位差计、电阻箱、标准电池、直流稳压电源实验三示波器的原理和使用目的、任务及要求：1、了解双踪示波器的基本原理和结构。2、了解双踪示波器面板上各旋钮的作用，掌握双踪示波器的一般使用方法。3、学会用示波器观察交流电的波形，测量电压和周期。基本原理：将信号输入偏转系统，控制电子束在荧光屏的运动，得到相应的波形，了解信号的特点。实验内容：1、掌握双踪示波器的一般使用方法。2、电压测量、正弦波电压周期的测量。3、观察李萨如图形重点、难点：原理，使用。主要仪器：双踪示波器、函数信号发生器。实验四霍尔效应及其应用目的、任务及要求：1、了解霍尔效应的机制及实验原理。2、学习掌握用霍尔元件测磁场的方法。基本原理：U=K,IB2
2 2．通过实验测量振动源的频率。 基本原理：振动频率与横波波长、弦线张力及线密度 的关系 mg L F n L n 2 2 = = 实验内容：研究弦线上驻波的形成并测量振子的频率 主要仪器：THQZB-2 型弦振动仪信号源；THQZB-2 型 弦振动实验仪 实验二 电位差计测电动势 目的、任务及要求：1、了解补偿法测电动势的原理。 2、掌握用电位差计测电池电动势及电阻的方法。 3、了解电位差的优缺点 基本原理： x x s s L U E L = 实验内容：1、用 11 线电位差计测电池电动势和电阻。 重点、难点： 原理、电路零电流的调节， 主要仪器 11 线电位差计、箱式电位差计、电阻箱、标准电池、直流稳压电源 实验三 示波器的原理和使用 目的、任务及要求：1、了解双踪示波器的基本原理和结构。 2、了解双踪示波器面板上各旋钮的作用，掌握双踪示波器的一般使用 方法。 3、学会用示波器观察交流电的波形，测量电压和周期。 基本原理：将信号输入偏转系统，控制电子束在荧光屏的运动，得到相应的波形，了解信号 的特点。 实验内容：1、掌握双踪示波器的一般使用方法。 2、电压测量、正弦波电压周期的测量。 3、观察李萨如图形 重点、难点：原理，使用。 主要仪器： 双踪示波器、函数信号发生器。 实验四 霍尔效应及其应用 目的、任务及要求：1、了解霍尔效应的机制及实验原理。 2、学习掌握用霍尔元件测磁场的方法。 基本原理： U K IB H H =
实验内容：1、测绘B一I.曲线，并计算出B的大小。2、测绘U一I曲线。重点、难点：原理主要仪器：霍尔效应实验仪，霍尔效应测试仪实验五迈克耳逊干涉仪的调整和使用自的、任务及要求：1、了解迈克耳逊于涉仪的构造及于涉原理、掌握本仪器的调节方法。2、用迈克耳逊干涉仪测波长基本原理：实验内容：1、测量He-Ne激光波长。2、测量钠光D双线的波长差。重点、难点：仪器的调整。主要仪器迈克耳逊干涉仪、氢氛激光器、钠光灯、白炽灯、扩束镜、毛玻璃、光屏。实验六电子束的电偏转和磁偏转目的、任务及要求：1、了解示波管的基本结构和电聚焦的原理。2、测量示波管的电偏转灵敏度3、了解显像管中电子束的磁偏转原理。4、测定显像管磁偏转系统的灵敏度。利用电场对电子的电场力控制电子束的偏转与聚焦基本原理：电偏转磁偏转利用磁场对运动电子的洛仑兹力控制电子束的运动实验内容：1、电子束的电偏转。2、电子束的磁偏转。重点、难点：原理。主要仪器电子束实验仪实验七声速测定自的、任务及要求：1、了解声速在空气中传播速度与气体状态参量的关系。2、了解超声波产生和接受的原理。3、学习一种测量声速的方法。基本原理：V=fv，通过驻波干涉法测出半波长大小、或通过相位比较法测出波长。实验内容：1、声速在空气中的传播速度。重点、难点：调整谐振、驻波干涉法中最大振幅位置的判断。主要仪器：声速测量仪、示波器、信号发生器。3
3 实验内容：1、测绘 B—Im曲线，并计算出 B 的大小。 2、测绘 UH—IM曲线。 重点、难点：原理 主要仪器：霍尔效应实验仪，霍尔效应测试仪 实验五 迈克耳逊干涉仪的调整和使用 目的、任务及要求：1、了解迈克耳逊干涉仪的构造及干涉原理、掌握本仪器的调节方法。 2、用迈克耳逊干涉仪测波长 基本原理： 实验内容： 1、测量 He-Ne 激光波长。 2、测量钠光 D 双线的波长差。 重点、难点： 仪器的调整。 主要仪器 迈克耳逊干涉仪、氦氖激光器、钠光灯、白炽灯、扩束镜、毛玻璃、光屏。 实验六 电子束的电偏转和磁偏转 目的、任务及要求：1、了解示波管的基本结构和电聚焦的原理。 2、测量示波管的电偏转灵敏度 3、了解显像管中电子束的磁偏转原理。 4、测定显像管磁偏转系统的灵敏度。 基本原理：电偏转 利用电场对电子的电场力控制电子束的偏转与聚焦 磁偏转 利用磁场对运动电子的洛仑兹力控制电子束的运动 实验内容： 1、电子束的电偏转。 2、电子束的磁偏转。 重点、难点：原理。 主要仪器 电子束实验仪 实验七 声速测定 目的、任务及要求：1、了解声速在空气中传播速度与气体状态参量的关系。 2、了解超声波产生和接受的原理。 3、学习一种测量声速的方法。 基本原理： v f = ，通过驻波干涉法测出半波长大小、或通过相位比较法测出波长。 实验内容： 1、声速在空气中的传播速度。 重点、难点：调整谐振、驻波干涉法中最大振幅位置的判断。 主要仪器: 声速测量仪、示波器、信号发生器
实验八牛顿环装置测量平凸镜的曲面半径目的、任务及要求：1、了解牛顿环等厚干涉原理和观察方法。2、掌握用牛顿环测量透镜曲率半径的方法。基本原理：D=4R2k实验内容：1、测量牛顿环半径。2、用图解法和逐差法处理数据。重点、难点：原理，环直径的测量主要仪器读数显微镜、钠光灯、牛顿环装置。实验九杨氏双缝于涉实验测单色光波长目的、任务及要求：1、理解杨氏双缝干涉实验原理2、观察干涉实验现象3、学习一种测量光波长的方法。D基本原理：Ax=_,a实验内容：1、观察干涉实验现象2、测量钠黄光波长重点、难点：调整仪器，观察到清晰的干涉条纹主要仪器：钠灯、凸透镜两个、单缝、双缝、测微目镜。实验十导热系数的测定目的、任务及要求：1、掌握稳态法测量导体、不良导体导热系数的方法。2、学会利用冷却法绘制曲线、计算等温冷却速度。h4AT1a=mc基本原理：T= T-T,元D2△t 实验内容：测量金属的导热系数重点、难点：原理的理解，温度的测量主要仪器：HLD-PBF-2导热系数测试仪、铜一康铜热电偶和保温杯实验十一铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线的测量目的、任务及要求：1、了解用示波器法显示磁滞回线的基本原理。2、认识铁磁性材料的磁化规律，比较两种典型的铁磁物质动态磁化特4
4 实验八 牛顿环装置测量平凸镜的曲面半径 目的、任务及要求：1、了解牛顿环等厚干涉原理和观察方法。 2、掌握用牛顿环测量透镜曲率半径的方法。 基本原理： 2 4 D R k k = 实验内容：1、测量牛顿环半径。 2、用图解法和逐差法处理数据。 重点、难点： 原理，环直径的测量 主要仪器 读数显微镜、钠光灯、牛顿环装置。 实验九 杨氏双缝干涉实验测单色光波长 目的、任务及要求：1、理解杨氏双缝干涉实验原理 2、观察干涉实验现象 3、学习一种测量光波长的方法。 基本原理： D x d = ， 实验内容： 1、观察干涉实验现象 2、测量钠黄光波长 重点、难点：调整仪器，观察到清晰的干涉条纹 主要仪器: 钠灯、凸透镜两个、单缝、双缝、测微目镜。 实验十 导热系数的测定 目的、任务及要求：1、掌握稳态法测量导体、不良导体导热系数的方法。 2、学会利用冷却法绘制曲线、计算等温冷却速度。 基本原理： 3 2 1 2 4 π T T T h mc t T T D = = − 实验内容：测量金属的导热系数 重点、难点：原理的理解，温度的测量 主要仪器: HLD-PBF-2 导热系数测试仪、铜—康铜热电偶和保温杯 实验十一 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线的测量 目的、任务及要求：1、了解用示波器法显示磁滞回线的基本原理。 2、认识铁磁性材料的磁化规律，比较两种典型的铁磁物质动态磁化特
性。3、学会用示波器法测绘磁化曲线和磁滞回线，并确定矫顽力、剩余磁感应强度、饱和磁感应强度等磁化参数。4、测定样品的基本磁化曲线，描绘μ-H曲线。基本原理：B-SUN,S实验内容：手动和自动两种方式测材料的磁滞回线并计算剩磁和矫顽力重点、难点：磁滞回线的测绘主要仪器：DH4516磁滞回线实验仪、DH4516A（智能型）磁滞回线测试仪，双踪示波器实验干二PN结正向压降和温度关系的研究和应用目的、任务及要求：1、了解PN结正向压降随温度变化的性质。2、在恒定正向电流条件下，测绘PN结正向压降随温度变化曲线，并由此确定其灵敏度及PN结材料的禁带宽度。3、学习用PN结测量温度的方法。k.C--"-V+V,-V-mV=V.基本原理：g(0)q<(T-T)r+myq"Tiq实验内容：1、测定△V-T曲线2、估算被测PN结材料的禁带宽度重点、难点：1、温度的控制2、△V的测定主要仪器：DH-PN-1型PN结正向压降温度特性实验仪实验十三二极管伏安特性曲线的研究目的、任务及要求：通过对二极管伏安特性的测试，掌握锗二极管和硅二极管的非线性特点，从而为以后正确设计使用这些器件打下技术基础。基本原理：对二极管施加正向偏置电压时，则二极管中就有正向电流通过（多数载流子导5
5 性。 3、学会用示波器法测绘磁化曲线和磁滞回线，并确定矫顽力、剩余磁 感应强度、饱和磁感应强度等磁化参数。 4、测定样品的基本磁化曲线，描绘 -H 曲线。 基本原理： 2 2 2 B C R B= U N S 实验内容：手动和自动两种方式测材料的磁滞回线并计算剩磁和矫顽力 重点、难点：磁滞回线的测绘 主要仪器: DH4516 磁滞回线实验仪、DH4516A（智能型）磁滞回线测试仪，双踪示波器 实验十二 PN 结正向压降和温度关系的研究和应用 目的、任务及要求：1、了解 PN 结正向压降随温度变化的性质。 2、在恒定正向电流条件下，测绘 PN 结正向压降随温度变化曲线，并由 此确定其灵敏度及 PN 结材料的禁带宽度。 3、 学习用 PN 结测量温度的方法。 基本原理： (0) 1 1 F g n ( ln ) ln F k C kT r V V T T V V q I q = − − = + = − V V 理想 F1 = 1 1 ( ) ln( ) k kT T r T T r q q T − − + 实验内容：1、测定 − V T 曲线 2、估算被测 PN 结材料的禁带宽度 重点、难点：1、温度的控制 2、 V 的测定 主要仪器: DH-PN-1 型 PN 结正向压降温度特性实验仪 实验十三 二极管伏安特性曲线的研究 目的、任务及要求： 通过对二极管伏安特性的测试，掌握锗二极管和硅二极管的非线性特点，从 而为以后正确设计使用这些器件打下技术基础。 基本原理： 对二极管施加正向偏置电压时，则二极管中就有正向电流通过(多数载流子导
电），随着正向偏置电压的增加，开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置电压增至接近二极管导通电压时（锗管为0.2V左右，硅管为0.7V左右），电流急剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。对上述二种器件施加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，其反向电压增加至该二极管的击穿电压时，电流猛增，二极管被击穿，在二极管使用中应竭力避免出现击穿观察，这很容易造成二极管的永久性损坏。所以在做二极管反向特性时，应串入限流电阻，以防因反向电流过大而损坏二极管。实验内容：1、二极管反向特性测试2、二极管正向特性测试重点、难点：二极管反向特性测试主要仪器：DH-SJ1设计性实验装置实验十四电路元件伏安特性的测绘实验目的、任务及要求：1、学习测量线性和非线性电阻元件伏安特性的方法，并绘制其特性曲线2、掌握运用伏安法判定电阻元件类型的方法3、学习使用直流电压表、电流表，掌握电压、电流的测量方法基本原理：二端电阻元件的伏安特性是指元件的端电压与通过该元件电流之间的函数关系。通过一定的测量电路，用电压表、电流表可测定电阻元件的伏安特性，由测得的伏安特性可了解该元件的性质。通过测量得到元件伏安特性的方法称为伏安测量法（简称伏安法）。把电阻元件上的电压取为纵（或横）坐标，电流取为横（或纵）坐标，根据测量所得数据，画出电压和电流的关系曲线，称为该电阻元件的伏安特性曲线。实验内容1、线性电阻元件的伏安特性曲线测绘。2、非线性电阻元件（钨灯丝）的伏安特性曲线测绘。重点、难点：非线性电阻元件的伏安特性曲线测绘中电压的控制。主要仪器：DH-SJ1设计性实验装置实验十五电源外特性的测量实验6
6 电)，随着正向偏置电压的增加，开始时，电流随电压变化很缓慢，而当正向偏置 电压增至接近二极管导通电压时(锗管为 0.2V 左右，硅管为 0.7V 左右)，电流急 剧增加，二极管导通后，电压的少许变化，电流的变化都很大。 对上述二种器件施加反向偏置电压时，二极管处于截止状态，其反向电压增 加至该二极管的击穿电压时，电流猛增，二极管被击穿，在二极管使用中应竭力避 免出现击穿观察，这很容易造成二极管的永久性损坏。所以在做二极管反向特性 时，应串入限流电阻，以防因反向电流过大而损坏二极管。 实验内容： 1、二极管反向特性测试 2、二极管正向特性测试 重点、难点： 二极管反向特性测试 主要仪器: DH-SJ1 设计性实验装置 实验十四 电路元件伏安特性的测绘实验 目的、任务及要求： 1、学习测量线性和非线性电阻元件伏安特性的方法，并绘制其特性曲线 2、掌握运用伏安法判定电阻元件类型的方法 3、学习使用直流电压表、电流表，掌握电压、电流的测量方法 基本原理： 二端电阻元件的伏安特性是指元件的端电压与通过该元件电流之间的函数关系。 通过一定的测量电路，用电压表、电流表可测定电阻元件的伏安特性，由测得的伏安 特性可了解该元件的性质。通过测量得到元件伏安特性的方法称为伏安测量法(简称伏 安法)。把电阻元件上的电压取为纵(或横)坐标，电流取为横(或纵)坐标，根据测量所 得数据，画出电压和电流的关系曲线，称为该电阻元件的伏安特性曲线。 实验内容 1、 线性电阻元件的伏安特性曲线测绘。 2、非线性电阻元件（钨灯丝）的伏安特性曲线测绘。 重点、难点： 非线性电阻元件的伏安特性曲线测绘中电压的控制。 主要仪器: DH-SJ1 设计性实验装置 实验十五 电源外特性的测量实验
目的、任务及要求：1、学习测量电源外特性的方法2、学习使用直流电压表、电流表，掌握电压、电流的测量方法基本原理：(1）直流电压源理想的直流电压源输出固定幅值的电压，而它的输出电流大小取决于它所连接的外电路。因此它的外特性曲线是平行于电流轴的直线。(1）直流电流源理想的直流电流源输出固定幅值的电流，而其端电压的大小取决于外电路，因此它的外特性曲线是平行于电压轴的直线。实验内容：1、直流电压源外特性的测量2、直流电流源外特性的测量重点、难点：测量电路的设计与连接。主要仪器：DH-SJ1设计性实验装置实验十六霍尔式传感器的应用一电子秤目的、任务及要求：了解霍尔式传感器在静态测量中的应用，基本原理：霍尔式传感器是由两个环形磁钢组成的梯度磁场和位于梯度磁场中的霍尔元件组成，如图所示。当霍尔元件通于恒定电流I时【假定载流子为电子（N型半导体材料，它沿与电流I相反的方向运动，由于洛仑兹力fL的作用，电子即向一侧偏转，，并形成电子积累，与此同时，元件的横向便形成电场，它使随后的电子在受到fL作用的同时，还受与此相反的电场力FE的作用。当两力相等时，电子的积累达到了动态平衡，这时在两横断面之间建立的电场称霍尔电场EH，相应的电势称霍尔电势VH，霍尔元件就有电势输出。霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时，输出的霍尔电势取决于其在电场中的位移量X，所以测得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。实验内容：霍尔式传感器静态测量重点、难点：霍尔式传感器的原理及电路7
7 目的、任务及要求： 1、学习测量电源外特性的方法 2、学习使用直流电压表、电流表，掌握电压、电流的测量方法 基本原理： (1) 直流电压源 理想的直流电压源输出固定幅值的电压，而它的输出电流大小取决于它所连接 的外电路。因此它的外特性曲线是平行于电流轴的直线。 (1) 直流电流源 理想的直流电流源输出固定幅值的电流，而其端电压的大小取决于外电路，因 此它的外特性曲线是平行于电压轴的直线。 实验内容： 1、直流电压源外特性的测量 2、直流电流源外特性的测量 重点、难点： 测量电路的设计与连接。 主要仪器: DH-SJ1 设计性实验装置 实验十六 霍尔式传感器的应用－电子秤 目的、任务及要求： 了解霍尔式传感器在静态测量中的应用。 基本原理： 霍尔式传感器是由两个环形磁钢组成的梯度磁场和位于梯度磁场中的霍尔元件组 成， 如图所示。 当霍尔元件通于恒定电流 I 时[假定载流子为电子（N 型半导体材 料，它沿与电流 I 相反的方向运动，由于洛仑兹力 fL 的作用，电子即向一侧偏转， ， 并形成电子积累，与此同时，元件的横向便形成电场，它使随后的电子在受到 fL 作用 的同时，还受与此相反的电场力 FE 的作用。当两力相等时，电子的积累达到了动态平 衡，这时在两横断面之间建立的电场称霍尔电场 EH，相应的电势称霍尔电势 VH]，霍 尔元件就有电势输出。霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时，输出的霍尔电势取决于其 在电场中的位移量 X，所以测得霍尔电势的大小便可获知霍尔元件的静位移。 实验内容： 霍尔式传感器静态测量 重点、难点： 霍尔式传感器的原理及电路
主要仪器：DH-SJ2基本传感器设计性实验装置实验十七扩散硅压阻式压力传感器实验实验目的、任务及要求：了解扩散硅压阻式压力传感器的工作原理和工作情况。基本原理：扩散硅压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应制成的器件，也就是在单晶硅的基片上用扩散工艺（或离子注入及溅射工艺）制成一定形状的应变元件，当它受到压力作用时，应变元件的电阻发生变化，从而使输出电压变化。实验内容：扩散硅压阻式压力传感重点、难点：扩散硅压阻式压力传感器的工作原理主要仪器：DH-SJ2基本传感器设计性实验装置实验十八气敏传感器（MQ3）实验目的、任务及要求：了解气敏电阻（传感器）的原理与应用。基本原理：MQ系列气敏元件传感器表面电阻随气体变化。测其电阻变化获得所测气体有关信息。实验内容：气敏电阻传感器测酒精重点、难点：气敏电阻（传感器）的原理主要仪器：DH-SJ2基本传感器设计性实验装置实验十九热释电人体接近实验目的、任务及要求：了解热释电传感器的特性和基本原理基本原理：热释电传感器是利用热电效应的热电型红外传感器。在温度不变化时不产生任何信8
8 主要仪器: DH-SJ2 基本传感器设计性实验装置 实验十七 扩散硅压阻式压力传感器实验 实验目的、任务及要求： 了解扩散硅压阻式压力传感器的工作原理和工作情况。 基本原理： 扩散硅压阻式压力传感器是利用单晶硅的压阻效应制成的器件，也就是在单晶 硅的基片上用扩散工艺(或离子注入及溅射工艺)制成一定形状的应变元件，当它受到 压力作用时，应变元件的电阻发生变化，从而使输出电压变化。 实验内容： 扩散硅压阻式压力传感 重点、难点： 扩散硅压阻式压力传感器的工作原理 主要仪器: DH-SJ2 基本传感器设计性实验装置 实验十八 气敏传感器（MQ3）实验 目的、任务及要求： 了解气敏电阻（传感器）的原理与应用。 基本原理： ＭＱ系列气敏元件传感器表面电阻随气体变化。测其电阻变化获得所测气体有关信息。 实验内容： 气敏电阻传感器测酒精 重点、难点： 气敏电阻（传感器）的原理 主要仪器: DH-SJ2 基本传感器设计性实验装置 实验十九 热释电人体接近实验 目的、任务及要求： 了解热释电传感器的特性和基本原理 基本原理： 热释电传感器是利用热电效应的热电型红外传感器。在温度不变化时不产生任何信
号的传感器。所谓热电效应就是随温度变化产生电荷的现象。实验内容：热释电人体接近实验重点、难点：热释电传感器的基本原理主要仪器：DH-SJ2基本传感器设计性实验装置实验二十光纤传感器及应用目的、任务及要求：了解光纤传感器基本特性和光纤通讯基本原理。基本原理：光纤为光导纤维的简称，由直径大约为0.1mm的细玻璃丝构成。呈同心圆柱体，在圆柱体形纤芯外面是折射率不同的同心圆柱包层。纤芯的作用是传导光波，包层的作用是将光波封闭在光纤中传播。光波从折射率较大的介质人射进人折射率较小的介质时，在边界将发生反射和折射，当入射角超过临界角时，将发生全反射，光是依靠在纤芯和包层两种介质分界面上的全反射向前传播的。基本的光纤通信系统是由信号源、光发送端、光学信道和光接收机组成。信号源是声音，图像，电流等各种信号，光发送端和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，光学信道包括最基本的光纤，还有中继放大器等，而光学接收机则接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图像、电流等信息。实验内容：1、光纤传感器基本特性研究2、光纤通讯的基本原理重点、难点：理解光纤传感器基本原理，主要仪器：DH-SJ3光电传感器设计实验仪实验二十一光敏二极管光电传感器自的、任务及要求：了解光敏二极管的基本特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线。基本原理：光敏二极管与普通半导体二极管一样，具有单向导电性能。但光敏二极管是光敏器件，因此它的管壳上有一个能透射光线的窗口，以便光通过窗口而照射在管芯上，另外光敏二极管的p-n结面积做得较大，这样可以增加受光面积。根据PN结具有单向导电性可知，对处于反向偏置的光敏二极管，在无光照时因本征激发产生的电子-空穴对数量有限，反向电流很小且保持不变，这部分电流在光敏二极管中称为暗电流。当有光照射PN结时，结内将产生附加的大量电子空穴对，在结电场作用下，形成光电流，方向与反向电流一致。光的照度愈大，光电流愈大。因此光照时的反向电流基本上与光强成正比。9
9 号的传感器。所谓热电效应就是随温度变化产生电荷的现象。 实验内容： 热释电人体接近实验 重点、难点： 热释电传感器的基本原理 主要仪器: DH-SJ2 基本传感器设计性实验装置 实验二十 光纤传感器及应用 目的、任务及要求： 了解光纤传感器基本特性和光纤通讯基本原理。 基本原理： 光纤为光导纤维的简称,由直径大约为0. 1mm的细玻璃丝构成。呈同心圆柱体，在圆柱 体形纤芯外面是折射率不同的同心圆柱包层。纤芯的作用是传导光波, 包层的作用是将光 波封闭在光纤中传播。光波从折射率较大的介质人射进人折射率较小的介质时, 在边界将 发生反射和折射, 当入射角超过临界角时, 将发生全反射,光是依靠在纤芯和包层两种介质 分界面上的全反射向前传播的。 基本的光纤通信系统是由信号源、光发送端、光学信道和光接收机组成。信号源是声 音,图像，电流等各种信号，光发送端和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的 光信号,光学信道包括最基本的光纤,还有中继放大器等，而光学接收机则接收光信号,并从 中提取信息,然后转变成电信号,最后得到对应的话音、图像、电流等信息。 实验内容： 1、光纤传感器基本特性研究 2、光纤通讯的基本原理 重点、难点：理解光纤传感器基本原理， 主要仪器: DH-SJ3 光电传感器设计实验仪 实验二十一 光电传感器————光敏二极管 目的、任务及要求： 了解光敏二极管的基本特性，测出它的伏安特性和光照特性曲线。 基本原理： 光敏二极管与普通半导体二极管一样，具有单向导电性能。但光敏二极管是光敏器件， 因此它的管壳上有一个能透射光线的窗口，以便光通过窗口而照射在管芯上，另外光敏二 极管的 p-n 结面积做得较大，这样可以增加受光面积。 根据 PN 结具有单向导电性可知，对处于反向偏置的光敏二极管，在无光照时因本征激 发产生的电子-空穴对数量有限，反向电流很小且保持不变，这部分电流在光敏二极管中称 为暗电流。当有光照射 PN 结时，结内将产生附加的大量电子空穴对，在结电场作用下，形 成光电流，方向与反向电流一致。光的照度愈大，光电流愈大。 因此光照时的反向电流基 本上与光强成正比