檢測與轉(zhuǎn)換(傳感器)技術(shù)實驗臺
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文章來源：www.173cn.com編輯：中人教儀廠時間：2019-12-16 16:45
檢測與轉(zhuǎn)換(傳感器)技術(shù)實驗臺,傳感器實驗臺,物聯(lián)網(wǎng)傳感器實驗臺
一、實驗箱組成
傳感器系統(tǒng)實驗箱由主板、信號源、傳感器、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件等各部分組成。是真正意義上的箱式結(jié)構(gòu)。圖片僅供參考。
1、主板部分
提供高穩(wěn)定的±15V、＋5V、±4V、＋1.2V~＋12V可調(diào)八種直流穩(wěn)壓電源；面板上還裝有電壓、頻率顯示表。 音頻信號源（音頻振蕩器）1KHz~10KHz（可調(diào)）；低頻信號源1Hz~30Hz(可調(diào))；智能調(diào)節(jié)儀表；RS232計算機串行接口。
2、信號源
加熱源＜200℃室溫到200度。
振動源 1 Hz~30Hz；
轉(zhuǎn)動源 0~2400r/min
氣壓源 0—30Kp
3、傳感器：詳見下表（共十九種傳感器）
4、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件：詳見（六、V9.0數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件的特點）
5、實驗箱：專用實驗箱尺寸為515×420×185(mm)。輸入電源：AC220V 50Hz穩(wěn)壓系數(shù)：±1%；電壓紋波：≤10mV；非線性誤差：≤4%；測量精度：≤1%
二、產(chǎn)品特點
1、結(jié)合了多種傳感器實驗儀器的各自優(yōu)點，傳感器的結(jié)構(gòu)已從原理型轉(zhuǎn)向工業(yè)檢測傳感器，傳感器已由定性轉(zhuǎn)向定量，有較高的精度，更便于計算機做實驗的特性分析。不但傳感器采用開放式設計，而且電路部分也采用開放式設計方便教學與研究，是新一款式的專利產(chǎn)品
2、儀器配溫度源等加熱裝置。整個儀器采用手提式箱式結(jié)構(gòu)，便于管理，實驗完成后，便于保管存放。
3、各種公共源也可用于學生課程設計、畢業(yè)設計及進行一些開發(fā)性實驗；電源及信號源設制有保護點路，確保學生在誤操作后不會損壞設備并保證學生的安全。
4、電橋：
用于組成應變電橋，提供組橋插座，標準電阻和交，直流調(diào)平衡網(wǎng)絡。
差動放大器：
通頻帶0-10kHz，可接成同相，反相，差動輸入結(jié)構(gòu)，增益為1-100倍的直流放大器。
電容變換器：
由高頻振蕩，放大和雙T電橋組成的處理電路。
電壓放大器：
增益約為5 倍，同相輸入，通頻帶0-10KHz
移相器：
允許最大輸入電壓10Vp-p，移相范圍≥±45°（5kHz時）
相敏檢波器：
可檢波電壓頻率0-10kHz，允許最大輸入電壓10Vp-p，極性翻轉(zhuǎn)整形電路與電子開關(guān)構(gòu)成的檢波電路。
電荷放大器：
電容反饋型放大器，用于放大壓電傳感器的輸出信號。
低通濾波器：
由50Hz陷波器和RC濾波器組成，轉(zhuǎn)折頻率35Hz。
渦流變換器：
輸出電壓≤∣8∣V（探頭離開被測物）。變頻式調(diào)幅變換電路，傳感器線圈是振蕩電路中的電感元件。
光電變換座：
由紅外發(fā)射、接收管組成。
轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)速測量單元
由測速電機、碼盤、光電傳感器組成可調(diào)轉(zhuǎn)速0---2400轉(zhuǎn)/分。
溫度測量單元
加熱電熱器、PT100，楞冷卻風扇組成，加熱時可設定溫度。
電路保護單元：由直流電源保護系統(tǒng)，信號源信號發(fā)生器保護電路組成。
高精度溫度調(diào)節(jié)儀表（控制精度±0.5℃，轉(zhuǎn)速控制精度千分之一）；電壓顯示200mA~20V三檔切換；RS232、485接口計算機串行接口。
三、產(chǎn)品技術(shù)指標
| 序 號 | 傳感器名稱 | 量 程 | 線 性 | 變換電路 |
| 1 | 電阻應變式傳感器 | 0－200g | ±1% | 應變電橋電路單元 |
| 2 | 擴散硅壓力傳感器 | 4-20kpa | ±1% | 差動放大電路 |
| 3 | 差動變壓器 | ±4mm | ±2% | |
| 4 | 電容式傳感器 | ±2.5mm | ±3% | 電容變換電路 |
| 5 | 霍爾式位移傳感器 | ±1mm | ±3% | 集成運放電路 |
| 6 | 霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器 | 2400轉(zhuǎn)/分 | ±0.5% | 內(nèi)置式霍爾電路 |
| 7 | 磁電式傳感器 | 2400轉(zhuǎn)/分 | ±0.1% | |
| 8 | 壓電式傳感器 | 10k | 電荷變換電路 | |
| 9 | 電渦流位移傳感器 | 1mm | ±2% | 渦流變換電路 |
| 10 | 光纖位移傳感器 | 1mm | ±5% | 光纖收發(fā)處理電路 |
| 11 | 光電轉(zhuǎn)速傳感器 | 2400轉(zhuǎn)／分 | ±0.5% | 放射式測速電路 |
| 12 | 集成溫度傳感器 | 常溫-150℃ | ±4 % | 溫度測量電路 |
| 13 | Pt100鉑電阻 | 常溫-200℃ | ±4% | 溫度測量電路 |
| 14 | K型熱電偶 | 常溫-200℃ | ±4% | 溫度測量電路 |
| 15 | E型熱電偶 | 常溫-200℃ | ±4% | 溫度測量電路 |
| 16 | 氣敏傳感器 | 50-2000PPm | 對酒清敏感內(nèi)置式 | |
| 17 | 濕敏傳感器 | 10－95%RH | 濕敏內(nèi)置式處理電路 | |
| 18 | PN結(jié) | 0--100℃ | 電壓變換電路 | |
| 19 | NTC熱敏電阻 | 20℃時，電阻為10K | 電壓變換電路 | |
| 20 | 12位AD采集 | 虛擬儀器、波形、線性分析 | 數(shù)據(jù)曲線分析、提交實驗報告 |
四、實驗項目
1．金屬箔式應變片單臂電橋性能實驗
2．金屬箔式應變片半橋性能實驗
3．金屬箔式應變片全橋性能實驗
4．金屬箔式應變片單臂、半橋、全橋性能比較實驗
5．金屬箔式應變片溫度影響實驗
6．直流全橋的應用——電子秤實驗
7．交流全橋的應用——振動測量實驗
8．擴散硅壓阻壓力傳感器的壓力測量實驗
9．差動變壓器的性能實驗
10．激勵頻率對差動變壓器特性的影響實驗
11．差動變壓器零點殘余電壓補償實驗
12．差動變壓器的應用――振動測量實驗
13．電容式傳感器的位移特性實驗
14．電容傳感器動態(tài)特性實驗
15．直流激勵時霍爾式傳感器的位移特性實驗
16．交流激勵時霍爾式傳感器的位移特性實驗
17．霍爾測速實驗
18．磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的測速實驗
19．磁電式原理分析
20．壓電式傳感器測振動實驗
21．電渦流傳感器的位移特性實驗
22．被測體材質(zhì)對電渦流傳感器的特性影響實驗
23．被測體面積大小對電渦流式傳感器的
特性影響實驗
24．電渦流傳感器測量振動實驗
25．電渦流傳感器測轉(zhuǎn)速實驗*
26．光纖傳感器的位移特性實驗
27．光纖傳感器測量振動實驗
28．光電轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速測量實驗
29．利用光電傳感器測轉(zhuǎn)速的其它方案*
30． 集成溫度傳感器的溫度特性實驗
31． 鉑電阻溫度特性實驗
32．K型熱電偶測溫實驗
33． E型熱電偶測溫實驗
34．對酒精敏感的氣敏傳感器的原理實驗
35. 濕度傳感器的實驗
36. PN結(jié)溫度傳感器測溫實驗
37．NTC熱敏電阻性能實驗
38．數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實驗（靜態(tài)舉例）
39. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實驗（動態(tài)舉例）
備注：帶*號實驗為思考實驗，由學生自己動手手組建。
五、V9.0數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件
一、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件： V9.0版
V9.0版數(shù)據(jù)采集器是在原V8.0版基礎上的一個升級版本，針對目前市售的傳感器實驗系統(tǒng)所配的采集器(卡)動態(tài)范圍太小，分辨率和精度過低的缺點，V9.0版彩了工業(yè)級的完善解決方案，達到了很高的測量精度和動態(tài)范圍，接口部分采用RS-232/USB接口，方便用戶的實際使用。該采集器既能滿足完全的實驗要求，取代現(xiàn)有的儀表顯示讀數(shù)，也可作為科研人員直接的科研開發(fā)使用。
具體技術(shù)指標如下：
1、接口標準：RS-232/USB接口
2、A/D：12位
3、通道數(shù)：可以擴展到8通道
4、采樣：同步、異步
5、觸發(fā)方式：軟觸發(fā)、硬觸發(fā)
6、采樣頻率：100KHz(分檔可選)
7、測量誤差：0.2mv
8、測量量程：最大可達正負15V
9、支持電壓、電流信號直接輸入，無需配備轉(zhuǎn)換器
10、可以擴充D/A通道
11、環(huán)境：windows98/2000/xp/windouws 7
12、軟件：配備傳感器綜合實驗系統(tǒng)成套實驗軟件包及虛擬儀器軟件包(如虛擬示波器，頻譜、失真度分析等)
二、虛擬軟件：V9.0版
本軟件是和V9.0采集卡配套使用，以RS-232/USB進行通訊，采用RS-232/USB標準協(xié)議，是一個高效、實時的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該采集系統(tǒng)可單獨對外部信號進行采集，也可和傳感器實驗儀軟件配合在我們公司的傳感器實驗儀上進行實驗操作。
系統(tǒng)需求：
1.操作系統(tǒng)：Windows 98 SE/Me/2000/X/windows7簡體中文版
2.Intel Pentium Ⅲ500MHz或AMD Athlon1000MHz以上
3.128Mb或以上內(nèi)存
4.400MB以上硬盤空間供軟件安裝和備份
5.有RS-232/USB接口
6.4倍速或以上的CD-ROM
該軟件主要功能有以下幾點：
軟件按照公司實驗指導書編寫，大部分實驗能用此數(shù)據(jù)采集軟件進行實驗操作。
軟件采集設置可分單步采樣、定時采樣、雙向采樣、與動態(tài)采樣。在單步采樣時可以以最小二乘法與端點法分析其最大非線性誤差或最大遲滯誤差，在動態(tài)實驗時可以分析其輸入波形的頻率、振幅或轉(zhuǎn)速。
支持打印功能，能把實驗結(jié)果在實驗結(jié)束后即可打印出來。采集卡硬件具有程控放大功能，在測量小電壓時能有很高精度。在數(shù)據(jù)采集時通訊速率在V8.0數(shù)據(jù)采集卡的基礎上有很大提高數(shù)據(jù)采集軟件支持RS232/USB通訊。支持差動輸入功能。支持雙通道數(shù)據(jù)采樣。具有虛擬示波器功能，并能對波形進行頻譜分析、失真度儀計算.
1．金屬箔式應變片單臂電橋性能實驗
2．金屬箔式應變片半橋性能實驗
3．金屬箔式應變片全橋性能實驗
4．金屬箔式應變片單臂、半橋、全橋性能比較實驗
5．金屬箔式應變片溫度影響實驗
6．直流全橋的應用——電子秤實驗
7．交流全橋的應用——振動測量實驗
8．擴散硅壓阻壓力傳感器的壓力測量實驗
9．差動變壓器的性能實驗
10．激勵頻率對差動變壓器特性的影響實驗
11．差動變壓器零點殘余電壓補償實驗
12．差動變壓器的應用――振動測量實驗
13．電容式傳感器的位移特性實驗
14．電容傳感器動態(tài)特性實驗
15．直流激勵時霍爾式傳感器的位移特性實驗
16．交流激勵時霍爾式傳感器的位移特性實驗
17．霍爾測速實驗
18．磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的測速實驗
19．磁電式原理分析
20．壓電式傳感器測振動實驗
21．電渦流傳感器的位移特性實驗
22．被測體材質(zhì)對電渦流傳感器的特性影響實驗
23．被測體面積大小對電渦流式傳感器的
特性影響實驗
24．電渦流傳感器測量振動實驗
25．電渦流傳感器測轉(zhuǎn)速實驗*
26．光纖傳感器的位移特性實驗
27．光纖傳感器測量振動實驗
28．光電轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速測量實驗
29．利用光電傳感器測轉(zhuǎn)速的其它方案*
30． 集成溫度傳感器的溫度特性實驗
31． 鉑電阻溫度特性實驗
32．K型熱電偶測溫實驗
33． E型熱電偶測溫實驗
34．對酒精敏感的氣敏傳感器的原理實驗
35. 濕度傳感器的實驗
36. PN結(jié)溫度傳感器測溫實驗
37．NTC熱敏電阻性能實驗
38．數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實驗（靜態(tài)舉例）
39. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實驗（動態(tài)舉例）
備注：帶*號實驗為思考實驗，由學生自己動手手組建。
五、V9.0數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件
一、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件： V9.0版
V9.0版數(shù)據(jù)采集器是在原V8.0版基礎上的一個升級版本，針對目前市售的傳感器實驗系統(tǒng)所配的采集器(卡)動態(tài)范圍太小，分辨率和精度過低的缺點，V9.0版彩了工業(yè)級的完善解決方案，達到了很高的測量精度和動態(tài)范圍，接口部分采用RS-232/USB接口，方便用戶的實際使用。該采集器既能滿足完全的實驗要求，取代現(xiàn)有的儀表顯示讀數(shù)，也可作為科研人員直接的科研開發(fā)使用。
具體技術(shù)指標如下：
1、接口標準：RS-232/USB接口
2、A/D：12位
3、通道數(shù)：可以擴展到8通道
4、采樣：同步、異步
5、觸發(fā)方式：軟觸發(fā)、硬觸發(fā)
6、采樣頻率：100KHz(分檔可選)
7、測量誤差：0.2mv
8、測量量程：最大可達正負15V
9、支持電壓、電流信號直接輸入，無需配備轉(zhuǎn)換器
10、可以擴充D/A通道
11、環(huán)境：windows98/2000/xp/windouws 7
12、軟件：配備傳感器綜合實驗系統(tǒng)成套實驗軟件包及虛擬儀器軟件包(如虛擬示波器，頻譜、失真度分析等)
二、虛擬軟件：V9.0版
本軟件是和V9.0采集卡配套使用，以RS-232/USB進行通訊，采用RS-232/USB標準協(xié)議，是一個高效、實時的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該采集系統(tǒng)可單獨對外部信號進行采集，也可和傳感器實驗儀軟件配合在我們公司的傳感器實驗儀上進行實驗操作。
系統(tǒng)需求：
1.操作系統(tǒng)：Windows 98 SE/Me/2000/X/windows7簡體中文版
2.Intel Pentium Ⅲ500MHz或AMD Athlon1000MHz以上
3.128Mb或以上內(nèi)存
4.400MB以上硬盤空間供軟件安裝和備份
5.有RS-232/USB接口
6.4倍速或以上的CD-ROM
該軟件主要功能有以下幾點：
軟件按照公司實驗指導書編寫，大部分實驗能用此數(shù)據(jù)采集軟件進行實驗操作。
軟件采集設置可分單步采樣、定時采樣、雙向采樣、與動態(tài)采樣。在單步采樣時可以以最小二乘法與端點法分析其最大非線性誤差或最大遲滯誤差，在動態(tài)實驗時可以分析其輸入波形的頻率、振幅或轉(zhuǎn)速。
支持打印功能，能把實驗結(jié)果在實驗結(jié)束后即可打印出來。采集卡硬件具有程控放大功能，在測量小電壓時能有很高精度。在數(shù)據(jù)采集時通訊速率在V8.0數(shù)據(jù)采集卡的基礎上有很大提高數(shù)據(jù)采集軟件支持RS232/USB通訊。支持差動輸入功能。支持雙通道數(shù)據(jù)采樣。具有虛擬示波器功能，并能對波形進行頻譜分析、失真度儀計算.
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