創新型測控/傳感器技術綜合實驗實訓平臺

作者：液壓實驗臺,發布時間：2023-04-28,瀏覽：

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創新型測控/傳感器技術綜合實驗實訓平臺,檢測與轉換（傳感器）技術實驗臺

一、概述

1．實驗平臺能滿足傳感器與檢測技術課程群的實驗需求，并且具有占用空間小、掛箱設計規范、互換性強，從基本實驗到構成完整系統在一臺實驗裝置上便可以全部實現。避免了不同課程需要不同實驗裝置、占用空間大、難以構成完整系統、不方便實施綜合性和設計型實驗的麻煩。

2．能適應不同專業和不同層次的教學需要，可按不同需求選擇不同的配置，并可根據用戶的要求增添實驗掛箱。

3．實驗裝置能完成傳感器與檢測技術相關課程實驗，通過實驗能掌握各種傳感器原理、信號處理電路及檢測方法。

4．傳感器部分：包括壓力、壓電、應變、電容、霍爾、溫度、光敏、氣敏(酒、C0)、電渦流、光纖位移、長光柵位移、差動變壓器、光電耦合等各種常見傳感器。

5．檢測部分：利用工業實際中廣泛采用的成熟電路完成對各種傳感器信號的拾取、轉換、調理、采樣、存儲、解算、控制及顯示等處理電路，實驗裝置充分考慮抗干擾及可靠性技術的應用，學生可以學以致用。

6．通過使用本實驗平臺，有利于廣大學生對書本知識的理解和深化，在完成傳感器與檢測技術等一系列基本實驗后，便能掌握傳感器與檢測技術課程群所要求的基本原理、操作技能和動手能力。若再完成一個或幾個綜合型實驗，則對系統有一個較為全面的認識，形成基本的解決實踐問題的知識體系。如果能進一步完成設計型乃至創新型實驗，則將形成解決實踐問題的能力和積累解決實踐問題的經驗，進而培養其創新精神和創新能力。

二、特點

1．模塊化設計：采用標準的模塊化設計，增強系統的結構性和互換性。

2．總線標準：建立統一的內總線和接口約定，以實現最靈活的個性化配置、擴展和系統管理。

3．可更換的核心系統：為適應不同廠家的處理器、不同種類的處理器，通過改變系統核心卡來實現使用不同家族的單片機或者是不同種類的處理器(如MCU、DSP、ARM)等來組成系統。

4．快速連接線設計：提供三種連線方式

①采用金質縮緊孔單線接線；

②采用排線集中接線；

③自動免連線模式接線。各模塊在設計時均融入三種連線方式于設計過程。

5．一機多用：采用實驗現場與實驗準備室相結合的設計構思，在實驗裝置上僅配備最常用的模塊，在實驗裝置內放置次常用模塊，在實驗準備室中放置其他模塊。由此實現了該實驗裝置能夠實現一機多用、便于擴展和綜合的目標。

6．接近工程實際：實驗裝置上采用多種工業型傳感器，既可以用來完成傳感器原理、結構與調理電路的教學，也可以用解決工業工程和過程中的實際問題。

7．學以致用：構成實驗裝置中的智能儀器的各模塊，在其設計時充分體現實際系統的抗干擾設計技術和可靠性設計技術，其核心卡可作為實際智能儀器的核心單元。實驗裝置中信號轉換與信號調理電路采用工業和工程實際中所采用的成熟電路。實驗裝置中使用的各種數字信號處理方法，采用典型的也是未來實踐系統首選的數字信號處理手段，具有很強的工程實用特征。

8．持續發展：結合單片機、嵌入式單片、FPGA／CPLD、DSP及ARM知識可以將檢測系統或智能儀器提高到更高的層次。

9．智能儀器儀表設計：結合工程實際給出了一個將常規儀器實現智能化的實例。

1 0．虛擬儀器儀表設計：結合數據采集卡設計虛擬儀器儀表。

11．研究與創新能力培養：實驗裝置中選用的幾項綜合型實驗，是典型的檢測儀表或工業應用系統的微型化，既能夠使學習者領略檢測技術的典型應用和掌握成熟可靠的檢測系統的設計技術，又是培養和發揮學生創新能力、開展創新實驗的實驗平臺。

l 2．開放式設計：實驗裝置中的軟、硬件及系統均按照全開放的思想進行設計，以便于學生開展研究型和創新型的實驗。

1 3．最小知識單元：為每個模塊均可拆分到該知識層次的最小知識單元。

振蕩器要求：

1、低頻振蕩器：1-30Hz輸出連續可調，Vp-p值20V，最大輸出電流0.5A。

2、轉速傳感器：與渦流、磁電、霍爾、光纖傳感器配合進行測速實驗。

3、電源部分四組直流穩壓電源：±15V、±5V，有斷電保護功能。

數據采集卡及處理軟件

數據采集工作12位AD轉換、分辨率由1/22048，采樣周期1m-100ms，采樣速度可選擇，即可單次采樣亦能連續采樣。標準RS-232接口，與計算機串行工作。提供的處理軟件有良好的計算機界面，可以進行實驗項目選擇與編輯、數據采集、特性曲線的分析、比較、文件存取、打印等。

主要技術參數：

輸入電源	AC220V 50Hz	直流電源	±5V ±15V
穩壓系數	±1%	電壓紋波	≤10mV
非線性誤差	≤4%	測量精度	≤1%
功耗	100VA	輸出電流	1A

檢測與轉換（傳感器）技術實驗臺

1、種傳感器外殼采用進口透明有機玻璃與硬聚氯制做，內部裝置各種精密傳感器。

2、每種傳感器每個獨立，傳感器上配有原理圖與接線口，給學生做實驗時快捷方便，而且老師可以帶到課堂上講課用。

3、每種傳感器轉換電路板印有原理圖與接線口，學生做實驗快捷方便、耐用。

4、本實驗臺由主控臺、傳感器、實驗模塊、位移臺架、數據采集卡及處理軟件等組成。

傳感器配備清單

序號	器件名稱	單位	數量	序號	器件名稱	單位	數量
1	電阻式霍爾式傳感器轉換電路	塊	1	22	光纖式傳感器	個	1
2	電容式傳感器轉換電路	塊	1	23	壓力傳感器	個	1
3	電感式傳感器轉換電路	塊	1	24	超聲波傳感器	個
4	光電式傳感器轉換電路	塊	1	25	轉速傳感器	個	1
5	渦流式傳感器轉換電路	塊	1	26	霍爾測速傳感器	個	1
6	溫度式傳感器轉換電路	塊	1	27	濕敏傳感器	個	1
7	壓電加速度式傳感器轉換電路	塊	1	28	氣敏傳感器	個	1
8	光纖式傳感器轉換電路	塊	1	29	實驗臺	臺	1
9	壓力傳感器轉換電路	塊	1	30	測微器	把	1
10	超聲波傳感器轉換電路	塊	1	31	壓力表	只	1
11	電阻式傳感器	個	1	32	橡皮氣囊	個	1
12	電容式傳感器	個	1	33	三通管	條	1
13	霍爾式傳感器	個	1	34	鐵片、銅片、鋁片各一	個	3
14	電感式傳感器	個		35	溫度計0-100℃	條	1
15	光電式傳感器	個	1	36	Φ8×4磁鋼	粒	1
16	渦流式傳感器	個	1	37	超聲波反射擋板	粒	1
17	渦流測速傳感器	個	1	38	說明書實驗指導書	本	1
18	溫度式傳感器	個	1	39	連接導線	條	24
19	磁電傳感器	個	1	40	微機連接線	條	1
20	磁電測速傳感器	個	1	41	數據采集處理軟件	個	1
21	壓電加速度式傳感器	個	1	42	電原線	條	1

檢測與轉換（傳感器）技術實驗臺

17種傳感器實驗內容如下：帶*為實驗為思考實驗

實驗一	電阻式傳感器的單臂電橋性能實驗
實驗二	電阻式傳感器的半橋性能實驗
實驗三	電阻式傳感器的全橋性能實驗
實驗四	電阻式傳感器的單臂、半橋和全橋的比較實驗
實驗五	電阻式傳感器的振動實驗*
實驗六	電阻式傳感器的電子秤實驗*
實驗七	變面積式電容傳感器特性實驗
實驗八	差動式電容傳感器特性實驗
實驗九	電容傳感器的振動實驗*
實驗十	電容傳感器的電子秤實驗*
實驗十一	差動變壓器的特性實驗
實驗十二	自感式差動變壓器的特性實驗
實驗十三	差動變壓器的振動實驗*
實驗十四	差動變壓器的電子秤實驗*
實驗十五	光電式傳感器的轉速測量實驗
實驗十六	光電式傳感器的旋轉方向測量實驗
實驗十七	接近式霍爾傳感器實驗
實驗十八	霍爾傳感器的轉速測量實驗
實驗十九	渦流傳感器的位移特性實驗
實驗二十	被測體材質對渦流傳感器特性的影響實驗
實驗二十一	渦流式傳感器的振動實驗*
實驗二十二	渦流式傳感器的轉速測量實驗
實驗二十三	溫度傳感器及溫度控制實驗（AD590）
實驗二十四	磁電式傳感器的特性實驗
實驗二十五	磁電式傳感器的轉速測量實驗
實驗二十六	磁電式傳感器的應用實驗*
實驗二十七	壓電加速度式傳感器的特性實驗
實驗二十八	光纖傳感器的位移特性實驗
實驗二十九	光纖傳感器的振動實驗
實驗三十	光纖傳感器的轉速測量實驗
實驗三十一	壓阻式壓力傳感器的特性實驗
實驗三十二	壓阻式壓力傳感器的差壓測量實驗*
實驗三十三	超聲波傳感器的位移特性實驗
實驗三十四	超聲波傳感器的應用實驗*
實驗三十五	氣敏傳感器的原理實驗
實驗三十六	濕敏傳感器原理實驗

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