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传感器系统综合实验装置（配USB数据采集卡）
一、概述
“传感器系统综合实验装置（配USB数据采集卡）”是将传感器、检测技术及计算机控制技术有机的结合，开发成功的新一代传感器系统实验设备。适用于各大、中专院校开设“传感器原理”、“非电量检测技术”、“工业自动化仪表与控制”等课程的实验教学。
二、装置特点
1.实验台桌面采用高绝缘度、高强度、耐高温的高密度板，具有接地、漏电保护、采用高绝缘的安全型插座，安全性符合相关国家标准。
2.完全采用模块化设计，将被测源、传感器、检测技术有机的结合，使学生能够更全面的学习和掌握信号传感、信号处理、信号转换、信号采集和传输的整个过程。
3.紧密联系传感器与检测技术的*新进展，全面展示传感器相关的技术。
三、配置及技术性能
实验装置由主控台、检测源模块、传感器及调理（模块）、数据采集卡组成。
（一）主控台
1. 信号发生器：1k～10kHz音频信号，VP-P=0～17V连续可调
2. 1～30Hz低频信号，VP-P =0～17V连续可调，有短路保护功能
3. 四组直流稳压电源：+24V,±15V、+5V、±2～±10V分五档输出、0～5V可调，有短路保护功能
4. 恒流源：0～20mA连续可调，*大输出电压12V
5. 数字式电压表：量程0～20V，分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级
6. 数字式毫安表：量程0～20mA，三位半数字显示、精度0.5级，有内侧外测功能
7. 频率/转速表：频率测量范围1～9999Hz，转速测量范围1～9999rpm
8. 计时器：0～9999s，精确到0.1s
9. 高精度温度调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法，温度控制精度±0.5℃
（二）检测源
1. 加热源：0～220V交流电源加热，温度可控制在室温～120℃
2. 转动源：2～24V直流电源驱动，转速可调在0～3000rpm
3. 振动源：振动频率1Hz～30Hz（可调），共振频率12Hz左右
4.选配部件：
（1）制冷井实验箱：半导体制冷，温度范围：-5℃～室温
（2）液位流量检测装置：分为储水箱和液位水箱，储水箱5L，液位0～180mm，24V直流泵，流量0～0.1m3/h，本装置还配有液位传感器（扩散硅压力传感器液位测量，测量范围0～180mm）及流量传感器（涡轮式流量传感器，数字脉冲输出，测量范围0.05m3/h～0.2m3/h）等。
（四）各种传感器（共28种）
1. 应变传感器：金属应变传感器，量程0～1kg，应变片阻值350Ω×4
2. 差动变压器：铁芯、初级线圈和次级线圈构成，量程≥5mm
3. 差动电容传感器：两组定片和一组动片构成，量程≥5mm
4. 霍尔位移传感器：线性霍尔片置于梯度磁场中，量程≥3mm
5. 扩散硅压力传感器：摩托罗拉集成扩散硅压力传感器，量程20kPa，极限压力100kPa
6. 光纤位移传感器；Y形导光型传感器
7. 电涡流传感器：多股漆包线与金属涡流片组成，量程≥3mm
8. 压电加速度传感器：双片压电晶体和铜质量块构成，谐振频率>10kHz
9. 磁电传感器；线圈和永久磁钢构成，灵敏度0.5v/m/s
10. PT100：金属铂电阻传感器，0℃电阻值100Ω，测温范围-20℃～85℃
11. AD590：电流输出型集成温度传感器，测温范围-55℃～155℃，灵敏度1uA/℃
12. LM35：电压输出型集成温度传感器，测温范围-55℃～150℃，灵敏度10mV/℃
13. K型热电偶：镍铬－镍硅热电偶.测温范围-50℃～180℃
14. E型热电偶：镍铬－康铜热电偶，测温范围-100℃～110℃
15. Cu50：铜热电阻，0℃电阻值50Ω，测温范围-50℃～100℃
16. PN结温度传感器：测温范围-100℃～150℃，灵敏度2.2mV/℃，线性误差1％
17. NTC：负温度系数半导体热敏电阻，测温范围-50℃～350℃
18. PTC；正温度系数半导体热敏电阻，测温范围-50℃～150℃
19. 气敏传感器：酒精敏感，测量范围：50～2000ppm
20. 湿敏传感器：电容型湿度传感器，测量范围1～99%RH
21. 可燃气体检测传感器：对一氧化碳，甲烷有很好的灵敏度，探测范围：100～1000ppm可燃气体
22. 光敏电阻：硫化镉(CdS)材料，暗阻≥50MΩ，亮阻≤2kΩ
23. 硅光电池：光谱响应420～675nm，光敏区7.34mm2
24. 声电传感器：驻极体电容式，频响20～20kHz，灵敏度-27dB
25. 红外传感器：红外热释电传感器，检测距离0.1～5m
26. 磁阻传感器：锑化铟（InSb）差分磁敏电阻传感器
27. 光电开关传感器：射式光电开关：包含光轴相对放置的发射器和接收器
28. 霍尔开关传感器：集成霍尔开关传感器，工作电压DC5V
29.选配部件:
(1) 光纤压力传感器：传输型，压力测量范围0～0.1MPa，线性误差1％
(2) 扭矩传感器：静态扭矩测量传感器，量程1N.m
(3) 扭矩传感器：静态扭矩测量传感器，量程0.5N.m
(4) 超声位移传感器：40kHz超声波发射接收器，测量范围70mm～250mm，分辨率1mm
(5) PSD位移传感器：PSD位置传感器，测量范围±2mm
(6) CCD电荷耦合传感器：线阵CCD传感器，1024像素
(7) 圆光栅传感器：增量式光电编码，1024线
长光栅传感器：1024线长光栅传感器，量程0～170mm
（四）处理电路
1.包括电桥、电压放大器、差动放大器、电荷放大器、电容放大器、低通滤波器、涡流变换器、相敏检波器、移相器、V/I、I/V、F/V转换电路、直流电机驱动等
2.高速USB数据采集卡：含8路模拟量输入，8路开关量输入，5路开关量输出，12位A/D转换，采集卡支持*大采样频率为400kHz。
3.上位机软件：本软件配合USB数据采集卡使用，实时采集实验数据，对数据进行动态或静态处理和分析，带有传感器虚拟仿真、双通道虚拟示波器、电机控制、DIDO等功能。
四、实验项目
1. 金属箔式应变片――单臂电桥性能实验
2. 金属箔式应变片――半桥性能实验
3. 金属箔式应变片――全桥性能实验
4. 金属铂式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验
5. 直流全桥的应用——电子称实验
6. 移相实验
7. 相敏检波实验
8. 交流全桥性能测试实验
9. 交流激励频率对全桥的影响
10. 交流全桥振幅测量实验
11. 扩散硅压阻压力传感器压力测量实验
12. 差动变压器性能实验
13. 差动变压器零点残余电压补偿实验
14. 激励频率对差动变压器特性的影响实验
15. 差动变压器测试系统的标定
16. 差动变压器的应用——振动测量实验
17. 差动变压器的应用——电子称实验
18. 差动电感式传感器位移特性实验
19. 差动电感式传感器振动测量实验
20. 激励频率对电感式传感器的影响
21. 电容式传感器的位移特性实验
22. 电容式传感器的应用——电子称实验
23. 电容传感器动态特性实验
24. 直流激励时霍尔传感器的位移特性实验
25. 交流激励霍尔式传感器的位移特性实验
26. 霍尔式传感器的应用——电子称实验
27. 霍尔式传感器振动测量实验
28. 霍尔测速实验
29. 磁电式传感器的测速实验
30. 压电式传感器振动实验
31. 电涡流传感器的位移特性实验
32. 被测体材质、面积大小对电涡流传感器的特性影响实验
33. 电涡流传感器的应用——电子称实验
34. 电涡流传感器转速测量实验
35. 电涡流传感器测量振动实验
36. 光纤传感器位移特性实验
37. 光纤传感器的测速实验
38. 光纤传感器测量振动实验
39. 光电转速传感器的转速测量实验
40. 磁阻传感器转速测量实验
41. 光敏电阻特性测试实验
42. 声传感器实验
43. 光敏电阻应用——声光双控LED实验
44. 硅光电池特性测试实验
45. 红外热释电传感器实验
46. 智能调节仪温度控制实验
47. 集成温度传感器的温度特性实验
48. 铂热电阻温度特性测试实验
49. 铜热电阻温度特性测试实验
50. K型热电偶测温实验
51. E型热电偶测温实验
52. 热电偶冷端温度补偿实验
53. PN结温度特性测试实验
54. PTC温度特性测试实验
55. NTC温度特性测试实验
56. 气敏（酒精）传感器实验
57. 气敏（可燃气体）传感器实验
58. 湿敏传感器实验
59. 直流电机驱动实验
60. I/V、F/V转换实验
61. 智能调节仪转速控制实验
62. 选做实验
63. 光纤压力传感器压力测量实验
64. 静态扭矩测量实验
65. 超声波位移测量实验
66. PSD传感器位移测量实验
67. CCD传感器测径实验
68. 圆光栅角位移测量实验
69. 长光栅线位移测量实验
70. 水箱液位测量实验
71. 水箱流量测量实验
72. 计算机转速控制实验
73. 计算机液位控制实验
74. 计算机位置控制实验
“传感器系统综合实验装置（配USB数据采集卡）”是将传感器、检测技术及计算机控制技术有机的结合，开发成功的新一代传感器系统实验设备。适用于各大、中专院校开设“传感器原理”、“非电量检测技术”、“工业自动化仪表与控制”等课程的实验教学。
1.实验台桌面采用高绝缘度、高强度、耐高温的高密度板，具有接地、漏电保护、采用高绝缘的安全型插座，安全性符合相关国家标准。
2.完全采用模块化设计，将被测源、传感器、检测技术有机的结合，使学生能够更全面的学习和掌握信号传感、信号处理、信号转换、信号采集和传输的整个过程。
3.紧密联系传感器与检测技术的*新进展，全面展示传感器相关的技术。
三、配置及技术性能
实验装置由主控台、检测源模块、传感器及调理（模块）、数据采集卡组成。
（一）主控台
1. 信号发生器：1k～10kHz音频信号，VP-P=0～17V连续可调
2. 1～30Hz低频信号，VP-P =0～17V连续可调，有短路保护功能
3. 四组直流稳压电源：+24V,±15V、+5V、±2～±10V分五档输出、0～5V可调，有短路保护功能
4. 恒流源：0～20mA连续可调，*大输出电压12V
5. 数字式电压表：量程0～20V，分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级
6. 数字式毫安表：量程0～20mA，三位半数字显示、精度0.5级，有内侧外测功能
7. 频率/转速表：频率测量范围1～9999Hz，转速测量范围1～9999rpm
8. 计时器：0～9999s，精确到0.1s
9. 高精度温度调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法，温度控制精度±0.5℃
（二）检测源
1. 加热源：0～220V交流电源加热，温度可控制在室温～120℃
2. 转动源：2～24V直流电源驱动，转速可调在0～3000rpm
3. 振动源：振动频率1Hz～30Hz（可调），共振频率12Hz左右
4.选配部件：
（1）制冷井实验箱：半导体制冷，温度范围：-5℃～室温
（2）液位流量检测装置：分为储水箱和液位水箱，储水箱5L，液位0～180mm，24V直流泵，流量0～0.1m3/h，本装置还配有液位传感器（扩散硅压力传感器液位测量，测量范围0～180mm）及流量传感器（涡轮式流量传感器，数字脉冲输出，测量范围0.05m3/h～0.2m3/h）等。
（四）各种传感器（共28种）
1. 应变传感器：金属应变传感器，量程0～1kg，应变片阻值350Ω×4
2. 差动变压器：铁芯、初级线圈和次级线圈构成，量程≥5mm
3. 差动电容传感器：两组定片和一组动片构成，量程≥5mm
4. 霍尔位移传感器：线性霍尔片置于梯度磁场中，量程≥3mm
5. 扩散硅压力传感器：摩托罗拉集成扩散硅压力传感器，量程20kPa，极限压力100kPa
6. 光纤位移传感器；Y形导光型传感器
7. 电涡流传感器：多股漆包线与金属涡流片组成，量程≥3mm
8. 压电加速度传感器：双片压电晶体和铜质量块构成，谐振频率>10kHz
9. 磁电传感器；线圈和永久磁钢构成，灵敏度0.5v/m/s
10. PT100：金属铂电阻传感器，0℃电阻值100Ω，测温范围-20℃～85℃
11. AD590：电流输出型集成温度传感器，测温范围-55℃～155℃，灵敏度1uA/℃
12. LM35：电压输出型集成温度传感器，测温范围-55℃～150℃，灵敏度10mV/℃
13. K型热电偶：镍铬－镍硅热电偶.测温范围-50℃～180℃
14. E型热电偶：镍铬－康铜热电偶，测温范围-100℃～110℃
15. Cu50：铜热电阻，0℃电阻值50Ω，测温范围-50℃～100℃
16. PN结温度传感器：测温范围-100℃～150℃，灵敏度2.2mV/℃，线性误差1％
17. NTC：负温度系数半导体热敏电阻，测温范围-50℃～350℃
18. PTC；正温度系数半导体热敏电阻，测温范围-50℃～150℃
19. 气敏传感器：酒精敏感，测量范围：50～2000ppm
20. 湿敏传感器：电容型湿度传感器，测量范围1～99%RH
21. 可燃气体检测传感器：对一氧化碳，甲烷有很好的灵敏度，探测范围：100～1000ppm可燃气体
22. 光敏电阻：硫化镉(CdS)材料，暗阻≥50MΩ，亮阻≤2kΩ
23. 硅光电池：光谱响应420～675nm，光敏区7.34mm2
24. 声电传感器：驻极体电容式，频响20～20kHz，灵敏度-27dB
25. 红外传感器：红外热释电传感器，检测距离0.1～5m
26. 磁阻传感器：锑化铟（InSb）差分磁敏电阻传感器
27. 光电开关传感器：射式光电开关：包含光轴相对放置的发射器和接收器
28. 霍尔开关传感器：集成霍尔开关传感器，工作电压DC5V
29.选配部件:
(1) 光纤压力传感器：传输型，压力测量范围0～0.1MPa，线性误差1％
(2) 扭矩传感器：静态扭矩测量传感器，量程1N.m
(3) 扭矩传感器：静态扭矩测量传感器，量程0.5N.m
(4) 超声位移传感器：40kHz超声波发射接收器，测量范围70mm～250mm，分辨率1mm
(5) PSD位移传感器：PSD位置传感器，测量范围±2mm
(6) CCD电荷耦合传感器：线阵CCD传感器，1024像素
(7) 圆光栅传感器：增量式光电编码，1024线
长光栅传感器：1024线长光栅传感器，量程0～170mm
（四）处理电路
1.包括电桥、电压放大器、差动放大器、电荷放大器、电容放大器、低通滤波器、涡流变换器、相敏检波器、移相器、V/I、I/V、F/V转换电路、直流电机驱动等
2.高速USB数据采集卡：含8路模拟量输入，8路开关量输入，5路开关量输出，12位A/D转换，采集卡支持*大采样频率为400kHz。
3.上位机软件：本软件配合USB数据采集卡使用，实时采集实验数据，对数据进行动态或静态处理和分析，带有传感器虚拟仿真、双通道虚拟示波器、电机控制、DIDO等功能。
四、实验项目
1. 金属箔式应变片――单臂电桥性能实验
2. 金属箔式应变片――半桥性能实验
3. 金属箔式应变片――全桥性能实验
4. 金属铂式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验
5. 直流全桥的应用——电子称实验
6. 移相实验
7. 相敏检波实验
8. 交流全桥性能测试实验
9. 交流激励频率对全桥的影响
10. 交流全桥振幅测量实验
11. 扩散硅压阻压力传感器压力测量实验
12. 差动变压器性能实验
13. 差动变压器零点残余电压补偿实验
14. 激励频率对差动变压器特性的影响实验
15. 差动变压器测试系统的标定
16. 差动变压器的应用——振动测量实验
17. 差动变压器的应用——电子称实验
18. 差动电感式传感器位移特性实验
19. 差动电感式传感器振动测量实验
20. 激励频率对电感式传感器的影响
21. 电容式传感器的位移特性实验
22. 电容式传感器的应用——电子称实验
23. 电容传感器动态特性实验
24. 直流激励时霍尔传感器的位移特性实验
25. 交流激励霍尔式传感器的位移特性实验
26. 霍尔式传感器的应用——电子称实验
27. 霍尔式传感器振动测量实验
28. 霍尔测速实验
29. 磁电式传感器的测速实验
30. 压电式传感器振动实验
31. 电涡流传感器的位移特性实验
32. 被测体材质、面积大小对电涡流传感器的特性影响实验
33. 电涡流传感器的应用——电子称实验
34. 电涡流传感器转速测量实验
35. 电涡流传感器测量振动实验
36. 光纤传感器位移特性实验
37. 光纤传感器的测速实验
38. 光纤传感器测量振动实验
39. 光电转速传感器的转速测量实验
40. 磁阻传感器转速测量实验
41. 光敏电阻特性测试实验
42. 声传感器实验
43. 光敏电阻应用——声光双控LED实验
44. 硅光电池特性测试实验
45. 红外热释电传感器实验
46. 智能调节仪温度控制实验
47. 集成温度传感器的温度特性实验
48. 铂热电阻温度特性测试实验
49. 铜热电阻温度特性测试实验
50. K型热电偶测温实验
51. E型热电偶测温实验
52. 热电偶冷端温度补偿实验
53. PN结温度特性测试实验
54. PTC温度特性测试实验
55. NTC温度特性测试实验
56. 气敏（酒精）传感器实验
57. 气敏（可燃气体）传感器实验
58. 湿敏传感器实验
59. 直流电机驱动实验
60. I/V、F/V转换实验
61. 智能调节仪转速控制实验
62. 选做实验
63. 光纤压力传感器压力测量实验
64. 静态扭矩测量实验
65. 超声波位移测量实验
66. PSD传感器位移测量实验
67. CCD传感器测径实验
68. 圆光栅角位移测量实验
69. 长光栅线位移测量实验
70. 水箱液位测量实验
71. 水箱流量测量实验
72. 计算机转速控制实验
73. 计算机液位控制实验
74. 计算机位置控制实验
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