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工業傳感器檢測創新實驗平臺,工業傳感器應用技術實訓裝置

主控臺部分

1）控制屏

提供高穩定的±15V、＋5V、±2V~±10V可調、＋2V~＋24V可調八種直流穩壓電源；主控臺面板上還裝有電壓、頻率、轉速顯示。 音頻信號源（音頻振蕩器）1KHz~10KHz（可調）；低頻信號源1Hz~30Hz(可調)；交流電源AC220V，帶漏電保護器；直流穩壓電源：+24V/1A、±12V/1A、±5V；數字直流電壓表：量程0～20V，分200mV、2V、20V三檔，精度0.5級頻率/轉速表：頻率測量范圍1～9999Hz，轉速測量范圍1～9999rpm

2）變送器掛箱

1.電荷放大器；量程：102pc、103pc兩檔可調，最大輸出電壓：10V/5mA；

2.輸出增益：10mV/uint、100mV/uint兩檔可調，與壓電加速度傳感器配套使用；

3.軸向位移變送器：量程：-4～6mm，電流輸出：4～20mA，準確度：±0.5%（25℃）；頻率響應：2～5kHz，系統溫漂：±0.1%/℃，電源：24VDC；

4.壓力儀表：采用24位A/D轉換器，雙5位高亮度紅色LED顯示，測量精度：±0.2%F.S±1個字；帶RS232通信，與S型拉壓力傳感器配套使用

3）數據采集卡掛箱

1.高速USB數據采集卡，采集卡支持最大采樣頻率為400kHz，12位A/D轉換

2.8路模擬量輸入，2通道模擬量輸出，信號輸出范圍：－5V～＋5V電壓信號

信號輸出接口：標準BNC接口16通道開關量輸入，16通道開關量輸入；

輸出方式：集電極開路輸出；最大輸出電流：0.5A 5路開關量輸出；

3.配套軟件，可實現物 料分揀的自動控制、多功能轉子的測量、液位流量測量、位移測量、溫度測量控制

4.位機軟件采用MCGS全中文工控組態軟件，實現在線檢測、控制、參數修改、數據的存儲分析、實時曲線和歷史曲線顯示和打印。上位機驅動程序有Labview該設備可承擔學生畢業設計指導教師可以依據實驗條件，鼓勵學生進行創新設計；同時開放實驗室，使實驗室面向全校學生，使其成為學生畢業設計的一個基地；并為學生做相關課題提供實驗條件。

4）材料分揀模型

1.直流減速電機，轉速：20rpm,電源DC24V；

2.電磁閥1個，氣缸4個，磁性開關4個；

3.對射式光電開關傳感器：檢測距離5m，光軸直徑15mm，常開型，NPN晶體管輸出，輸出電流＜200mA，頻率響應＜20Hz，工作狀態帶紅色LED指示，電源DC10～30V；

4.霍爾接近開關傳感器，檢測距離10mm，可檢測永磁體，開關條件磁場強度＞22mT，常開型，NPN晶體管輸出，輸出電流＜50mA，頻率響應＜320kHz，工作狀態帶紅色LED指示，電源DC10～30V；

5.電感接近開關傳感器：檢測距離4mm，常開型，NPN晶體管輸出，輸出電流＜200mA，頻率響應＜300Hz，電源DC10～30V；

6.電容接近開關傳感器，檢測距離2mm，常開型，NPN晶體管輸出，輸出電流＜200mA，頻率響應＜300Hz，電源DC10～30V；

7.色標傳感器：焦距12.5mm±2mm，紅、藍、綠三色光源，按鈕式設定自動選擇適用光源，靜態分別對記號和底色設定；

8.安全光幕傳感器：檢測距離：0.3～4m，4個光軸，光軸間距25mm，響應時間10ms，繼電器輸出

5）多功能轉子模型

1.直流電機：轉速3000rpm，功率15W，電源DC24V；

2.光電開關傳感器：槽式結構，槽寬30mm，輸出電流＜300mA，頻率響應＜200Hz，具有靈敏度連續可調功能，工作狀態帶紅色LED指示，電源DC10～30V；

3.齒輪轉速傳感器：測量范圍0～20kHz，脈沖輸出信號，最大輸出電流20mA；

4.電渦流傳感器：量程-4～6mm，靈敏度8mA/mm；

5.壓電加速度傳感器：量程50000ms-2，電荷靈敏度1.47pC/ms-2，最大橫向靈敏度比＜5%F.S，頻率范圍1～12000Hz,安裝諧振頻率40kHz

6.震動源，裝有振動源1HZ－30HZ（可調）音頻信號源（音頻振蕩器）1KHz~10KHz（可調），幅度可調。

6）液位/流量模型

1.直流水泵：揚程：0.6m，流量：600L/h，功率30W；

2.超聲波液位傳感器：量程：1m，盲區：0.06m，輸出：4～20mA,一體式結構；

3.渦輪流量傳感器：量程：0.1～0.6m3/h，精度1%，配套變送器：輸出：4～20mA

4.智能調節閥。控制信號4-20 mA

7）電子秤模型

1.S型拉壓力傳感器：量程：20Kg，輸出靈敏度：2.0±0.005mV/V，線性度：0.03%F.S，重復性：0.03% F.S，零點輸出：＜1%F.S，零點溫度影響：＜0.1%F.S/10℃

8）位移檢測模型

1.光纖位移傳感器及放大器：量程：0～10mm，輸出：1～5V，響應時間：＜0.35ms，放大器增益連續可調，具有接頭防反接、輸入輸出防反接、消除干擾脈沖、輸出端抗過流短路等保護功能

9）溫度控制模型

1.高精度溫度調節儀：多種輸入輸出規格，人工智能調節以及參數自整定功能，先進控制算法，溫度控制精度±0.5℃，溫度可控制在室溫～120℃；

2.溫度變送器：輸出4～20mA（對應0～100℃）；

3.加熱方式是有外部的輸入電壓：0～10V控制（對應AC0～220V）

10)工業傳感器控制軟件

本軟件是智能檢測系統實訓裝置的配套軟件，包含物料分揀、多功能轉子、區域報警等模塊，可進行15個實訓項目。并且具有狀態欄指示功能：用來顯示采集卡端口的當前狀態，綠色為未占用，紅色為占用。

物料分揀窗口包括對射式光電開關傳感器、霍爾接近開關傳感器、電感接近開關傳感器、電容接近開關傳感器、色標傳感器和安全光幕傳感器六個模塊，用來測量通過傳送帶上的各種物料的數量和運行狀態。

2.多功能轉子窗口包括光電開關傳感器、齒輪轉速傳感器、電渦流傳感器和壓電加速度傳感器四個模塊，用來測量電機轉速、軸心軌跡和振動波形曲線                     

3.區域報警/液位流量/厚度測量窗口包括壓電電纜傳感器、超聲波液位傳感器、渦流流量傳感器和光纖位移傳感器。

材料分揀模型

直流減速電機，轉速：20rpm/分，電源DC24V

電磁閥：二位五通

對射式光電開關傳感器：檢測距離5m，常開型，NPN晶體管輸出輸出。

霍爾接近開關傳感器，檢測距離10mm，可檢測永磁體，常開型，NPN晶體管輸出輸出。

電感接近開關傳感器：檢測距離4mm，常開型，NPN晶體管輸出輸出。

電容接近開關傳感器，檢測距離2mm，常開型，NPN晶體管輸出輸出。

色標傳感器：焦距12.5mm±2mm，紅、藍、綠三色光源，按鈕式設定自動選擇適用光源。

安全光幕傳感器：檢測距離：0.3～4m，繼電器輸出

(五) 多功能轉子模型

直流電機：轉速3000rpm/分，功率15W，電源DC24V

光電開關傳感器：槽式結構，槽寬30mm，輸出電流＜300mA。

齒輪轉速傳感器：測量范圍0～20kHz，脈沖輸出信號。

電渦流傳感器：量程-4～6mm，靈敏度8mA/mm

壓電加速度傳感器：量程50000ms-2，電荷靈敏度1.47pC/ms-2，最大橫向靈敏度比＜5%F.S。

(六) 區域報警及聲光雙控模型

熱釋電開關傳感器：感應距離：8m，延時時間：40～60s，開關條件：光照度＜6Lux

聲光控開關傳感器：聲控靈敏度70dB，延時時間：40～60s，開關條件：光照度＜6Lux

壓電電纜傳感器及壓電控制器：量程2kg，開關量輸出。

(七) 液位/流量/溫度控制模型

直流水泵：揚程：0.6m，流量：600L/h，功率30W

超聲波液位傳感器：量程：1m，盲區：0.06m，輸出：4～20mA。

渦輪流量傳感器：量程：0.1～0.6m3/h，精度1%，脈沖輸出。

PT100溫度傳感器（0-120℃），誤差正負1℃；配有加熱系統，智能數顯溫度控制儀表。

(八) 電子秤模型

S型拉壓力傳感器：量程：20kg，輸出靈敏度：2.0±0.005mV/V，線性度：0.03%F.S。

(九) 厚度檢測模型

光纖位移傳感器及放大器：量程：0～10mm，輸出：1～5V，放大器增益連續可調。

(十) 機器視覺傳感器開發實訓平臺

1．工業相機一臺

2．高速USB2.0接口，可達480Mb/s；大面陣CMOS逐行掃描圖像傳感器；支持靜態和動態圖像捕捉；可控制獲取圖像的任意位置；傳輸速率可達15f/s 1280×1024；曝光時間：任意可調；.8bit無壓縮原始圖像數據，軟件實現Bayer彩色轉換即插即用安裝；支持Windows 2000/XP/Vista/Win7/Win8操作系統；圖像穩定可靠，經過長時間嚴格測試性能指標

3．可調焦鏡頭一個

4．補光燈一個

5．測試臺一個

6．目標模塊

1) 顏色方塊

2) 排線

3) 其他

4) 開發軟件平臺一套（labview源碼）

5) 軟件（十余種功能）

(十一) 物聯網傳感器實訓平臺

該實訓包括硬件設備、實驗例程兩大部分。硬件設備包括1個STM32W108 zigbee主板板、9個STM32W108 zigbee節點、J-link在線調試燒寫器及溫度、溫濕度、光敏、聲音、超聲波、煙霧傳感器，可實現物聯網網絡構架及環境實時數據監測。實驗例程包括基于STM32W108 zigbee的基礎實驗及基于多節點的傳感器實時數據控制采集、物聯網網絡構建的中級提升實驗。通過基礎及中級實驗，幫助學生熟悉和掌握物聯網相關技術的原理和實際應用，達到理論和動手能力的同步提升。

實訓項目

(一) 基礎實訓項目

利用對射式光電開關傳感器來實現物料計數

利用霍爾接近開關傳感器來實現對磁性物料的分揀

利用電感接近開關傳感器來實現對金屬物料的分揀

利用電容接近開關傳感器來實現對塑料物料的分揀

利用色標傳感器來實現對顏色（黑色）物料的分揀

利用安全光幕傳感器來實現對電機的控制

利用U型光電開關傳感器來實現電機轉度檢測

利用齒輪轉速傳感器來實現電機轉度檢測

利用渦流傳感器及變送器來實現軸心軌跡的檢測    

利用壓電加速度傳感器及變送器來實現振動的檢測

利用熱釋電開關傳感器來實現區域報警

利用聲光控開關傳感器來實現區域報警

利用壓電電纜傳感器及變送器來實現區域報警

利用超聲波液位傳感器及變送器來實現液位檢測

利用流量傳感器及變送器來實現流量檢測

利用S型拉壓力傳感器及變送器來實現電子秤設計

利用光纖位移傳感器及變送器來實現厚度檢測

智能溫度控制實驗

(二) 機器視覺傳感器實訓項目

1．視頻實時分析：FFT，直方圖，灰度等

2．視頻旋轉控制

3．圖像快速素描，捕捉圖像動作

4．目標尺寸測量

5．目標提取

6．邊緣追蹤

7．動目標顯示

8．局域網視頻共享

9．顏色識別

10．識別與控制

(三) 物聯網傳感器實訓項目

1．調試軟件及J-link驅動的安裝

2．STM32W108通用IO實驗

3．基于STM32W108中斷實驗

4．無線傳感器節點串口通信實驗

5．蜂鳴器實驗

6．IIC通信實驗

7．溫度傳感器數據采集實驗

8．濕度傳感器數據采集實驗

9．超聲波傳感器數據采集實驗

10．煙霧傳感器數據采集實驗

11．聲音傳感器數據采集實驗

12．光敏傳感器數據采集實驗

13．LCD液晶屏顯示實驗  

14．基于STM32W uCOS移植實驗 

15．基于Zigbee Mac協議棧實驗

16．無線傳感器節點多點組網實驗

17．無線傳感器節點兩點通信實驗

18．無線傳感器節點多點通信實驗

19．物聯網溫度監測實驗

20．物聯網濕度監測實驗

21．超聲波傳感器數據采集實驗

22．煙霧傳感器數據采集實驗

23．聲音傳感器數據采集實驗

24．光敏傳感器數據采集實驗

25．物聯網中多節點低功耗實驗

26．無線傳感器網絡節點定位實驗