一、系统配置
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。传感器与检测技术实验台主要用于各大、中专院校开设的“传感器原理”“自动检测技术”“非电量电测技术”“工业自动化仪表与控制”“机械量电测”等课程的实验教学。可根据用户需求选择配套仪器如数据采集软件LABVIEW,微波传感器方位检测监测系统,IRS红外测试系统。
传感器与检测技术实验台采用的传感器大部分是工业结构,便于学生加强对书本知识的理解,并在实验过程中,通过信号的拾取,转换,分析,培养学生作为一个科技工作者具有的基本操作技能与动手能力。传感器与检测技术实验台由主控台、三源板(振动源、温度源、转动源)、传感器和相应的实验模板、配套工程测试仪和数据采集卡及处理软件、实验台桌六部分组成。
二、技术指标
传感器与检测技术实验台
1 .输入电源:单相三线AC220V±10% 50Hz;
2.工作环境:温度-10℃~+40℃ 相对湿度<85%(25℃) 海拔<4000m;
3.装置容量:<0.5kVA;
4.实验台预留显示器安放位置,并设有安放实训模板、各种传感器和计算机主机及键盘的区域(柜)。
5.尺寸1700×900×800(mm)(长*宽*高);
6.主控台部分提供高稳定的±15V、+5V、0~+24V可调、±2V~±10V可调八种直流稳压电源,具有短路保护功能;
7.提供音频信号源(音频振荡器)1KHz~10KHz(可调)、低频信号源1Hz~30Hz(可调);
8.提供RS232/USB计算机串行接口,保证计算机能与实验主控台数据通信;
9.提供漏电保护器;
10。主控台面板应安装有数字式电压表:量程0~20V,分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级;
11.主控台面板应安装有频率/转速表:频率测量范围1~9999Hz,转速测量范围1~9999rpm;计时器:0~9999s,精确到0.1s;
12.主控台面板应安装有高精度温度调节仪: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±0.50C;
13.主控台提供12位AD LabView9.0数据采集板卡;
14.主控台面板应安装有以下几种检测源
加热源:0~220V交流电源加热,温度可控制在室温~200℃,
转动源:2~24V直流电源驱动,转速可调在0~3000rpm,
振动源:振动频率1Hz~30Hz(可调),共振频率12Hz左右,
气压源:空气压缩机、气压表0—20KP。
微波传感器方位检测监测系统箱。
IRS红外测试系统:便携式热像测试系统,测试记录。
三、传感器技术参数及配置
(1)电阻应变式传感:量程0~500g,线性±0.5%;
(2)扩散硅压力传感:量程4~20kpa,线性±1%;
(3)差动变压器:量程±2%,线性±4mm;
(4)电容式传感器:量程±2.5mm,线性:±3%;
(5)霍尔式位移传感器:量程±4mm,线性±3%;
(6)霍尔式转速传感器:量程2400转/分,线性±0.1%;
(7)磁电式传感器:线圈和永久磁钢构成,灵敏度0.5v/m/s量程2400转/分,线性0.5%;(8) 压电传感器:0—30HZ,灵敏度2%;
(9)电涡流位移传感器:量程1mm,线性±2%;
(10)光纤位移传感器:量程3mm,线性±3%;
(11)光电转速传感器:量程2400转/分,线性0.5%;
温度传感器:
(12)集成温度传感器:AD590:电流输出型集成温度传感器,测温范围-50℃~150℃,灵敏度1uA/℃;
(13)Pt100铂电阻:量程0~800℃,线性±2%;
(14)Cu50铜电阻:量程常温~150℃,,0℃电阻值50Ω线性±2%;
(15)K型热电偶:量程0~600℃,线性±2%;
(16)E型热电偶:量程0~600℃,线性±1%;
(17)J型热电偶:量程常温~700℃,线性±1%;
(18)PN结温度传感器:测温范围-50℃~150℃,灵敏度2.2mV/0C,线性误差1%;
(19)负温度系数NTC传感器:半导体热敏电阻,测温范围-50℃~200℃;
(20)正温度系数PTC传感器:半导体热敏电阻,测温范围-50℃~200℃;
(21)温度测量冷端补偿器及传感器:0--1500C热电偶型
(22)气敏传感器:量程50~2000PPm,线性±2%;
(23)湿敏传感器:量程10~95%RH,线性±2%。
与以上传感器配套的相关处理电路模块:
调理(模块)电路: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、温度检测与调理、压力检测与调理、霍尔、光纤等相关的传感器变送模块。可根据需求选配软件及测试仪器、微波、IRS系统。
四、数据处理板卡及多媒体演示仿真软件
1高速数据采集卡:12位AD, D/A通道,外置2路I/O,内置8通道。该数据处理卡进行:Labview9.0、MCGS组态软件控制,ZIGBEE节点0-3V各种传感器信号采集发送至汇节点,方位设备识别,传感器曲线WINCE、linux线性校正。
2上位机软件:实时采集实验数据,对数据进行动态或静态处理和分析,实验报告保存上交。
3用户完全可以自己编写软件下载更新程序。
4传感器虚拟仿真实验室教学软件(256点),可根据用户情况选用不同点数,支持自动播放、鼠标连线电脑模拟实验过程,支持校园网络使用。实验操作仿真系统中可以设置提问断点(如5分钟、10分钟加提问点),答案成绩达标时播放条方可前进,进行下一环节实验。进行虚拟实验操作时,鼠标点击输入输出各点进行仿真接线虚拟操作,能进行各种故障提示,建有完善实验知识数据库,自动进行考评打分。
多媒体三维动画演示软件:三维建模实体建模,把传感器实验台的各部分完全、真实地再现到电脑屏幕上。配合动画、文字,生动、详细的介绍各种传感器的内外结构及原理,使广大师生迅速准确地掌握本公司产品。教师可以快速了解产品的组成和使用方法,学生可以在电脑上模拟实际情况进行实验步骤的操作。
五、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.金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验;
5.金属箔式应变片温度影响实验;
6.直流全桥的应用——电子秤实验;
7.交流全桥的应用——振动测量实验;
8.扩散硅压阻压力传感器的压力测量实验;
9.差动变压器的性能实验;
10.激励频率对差动变压器特性的影响实验;
11.差动变压器零点残余电压补偿实验;
12.差动变压器的应用――振动测量实验;
13.电容式传感器的位移特性实验
14.电容传感器动态特性实验;
15.直流激励时霍尔传感器位移特性实验;
16.交流激励时霍尔传感器位移特性实验;
17.霍尔测速实验;
18.磁电式转速传感器的测速实验
19.用磁电式原理测量地震;
20.压电式传感器测振动实验;
21.电涡流传感器的位移特性实验;
22.被测体材质对电涡流传感器的特性影响实验;
23.被测体面积大小对电涡流式传感器的;特性影响实验;
24.电涡流传感器测量振动实验;
25.电涡流传感器测转速实验;
26.光纤传感器的位移特性实验;
27.光纤传感器测量振动实验;
28.光电转速传感器的转速测量实验;
29.利用光电传感器测转速的其它方案;
30.集成温度传感器的温度特性实验;
31.铂电阻温度特性实验;
32.铜电阻温度特性实验;
33.K型热电偶测温实验;
34.E型热电偶测温实验;
35.热电偶冷端温度补偿实验、PTC,NTC,PN结温度特性实验;
36.数据板卡的各种传感器数据采集实验;
37.数据板卡的线性采集闭环控制无线传输实验;
38.虚拟实验室软件无人化远程教学实验
39.闭环控制、利用数据板卡无线组网实验
工程测试实验:
微波检测、红外成像检测实验测试