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傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置（配USB數(shù)據(jù)采集卡）

一、概述
        “傳感器系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)裝置（配USB數(shù)據(jù)采集卡）”是將傳感器、檢測(cè)技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，開(kāi)發(fā)成功的新一代傳感器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。適用于各大、中專院校開(kāi)設(shè)“傳感器原理”、“非電量檢測(cè)技術(shù)”、“工業(yè)自動(dòng)化儀表與控制”等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
二、裝置特點(diǎn)
1.實(shí)驗(yàn)臺(tái)桌面采用高絕緣度、高強(qiáng)度、耐高溫的高密度板，具有接地、漏電保護(hù)、采用高絕緣的安全型插座，安全性符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
2.完全采用模塊化設(shè)計(jì)，將被測(cè)源、傳感器、檢測(cè)技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，使學(xué)生能夠更全面的學(xué)習(xí)和掌握信號(hào)傳感、信號(hào)處理、信號(hào)轉(zhuǎn)換、信號(hào)采集和傳輸?shù)恼麄€(gè)過(guò)程。
3.緊密聯(lián)系傳感器與檢測(cè)技術(shù)的*新進(jìn)展，全面展示傳感器相關(guān)的技術(shù)。
三、配置及技術(shù)性能
    實(shí)驗(yàn)裝置由主控臺(tái)、檢測(cè)源模塊、傳感器及調(diào)理（模塊）、數(shù)據(jù)采集卡組成。
（一）主控臺(tái)
1. 信號(hào)發(fā)生器：1k～10kHz音頻信號(hào)，VP-P=0～17V連續(xù)可調(diào)
2. 1～30Hz低頻信號(hào)，VP-P =0～17V連續(xù)可調(diào)，有短路保護(hù)功能
3. 四組直流穩(wěn)壓電源：+24V,±15V、+5V、±2～±10V分五檔輸出、0～5V可調(diào)，有短路保護(hù)功能 
4. 恒流源：0～20mA連續(xù)可調(diào)，*大輸出電壓12V 
5. 數(shù)字式電壓表：量程0～20V，分為200mV、2V、20V三檔、精度0.5級(jí)
6. 數(shù)字式毫安表：量程0～20mA，三位半數(shù)字顯示、精度0.5級(jí)，有內(nèi)側(cè)外測(cè)功能
7. 頻率/轉(zhuǎn)速表：頻率測(cè)量范圍1～9999Hz，轉(zhuǎn)速測(cè)量范圍1～9999rpm
8. 計(jì)時(shí)器：0～9999s，精確到0.1s
9. 高精度溫度調(diào)節(jié)儀：多種輸入輸出規(guī)格，人工智能調(diào)節(jié)以及參數(shù)自整定功能，先進(jìn)控制算法，溫度控制精度±0.5℃
（二）檢測(cè)源
1. 加熱源：0～220V交流電源加熱，溫度可控制在室溫～120℃
2. 轉(zhuǎn)動(dòng)源：2～24V直流電源驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速可調(diào)在0～3000rpm
3. 振動(dòng)源：振動(dòng)頻率1Hz～30Hz（可調(diào)），共振頻率12Hz左右
4.選配部件：
（1）制冷井實(shí)驗(yàn)箱：半導(dǎo)體制冷，溫度范圍：-5℃～室溫
（2）液位流量檢測(cè)裝置：分為儲(chǔ)水箱和液位水箱，儲(chǔ)水箱5L，液位0～180mm，24V直流泵，流量0～0.1m3/h，本裝置還配有液位傳感器（擴(kuò)散硅壓力傳感器液位測(cè)量，測(cè)量范圍0～180mm）及流量傳感器（渦輪式流量傳感器，數(shù)字脈沖輸出，測(cè)量范圍0.05m3/h～0.2m3/h）等。
（四）各種傳感器（共28種）
1. 應(yīng)變傳感器：金屬應(yīng)變傳感器，量程0～1kg，應(yīng)變片阻值350Ω×4
2. 差動(dòng)變壓器：鐵芯、初級(jí)線圈和次級(jí)線圈構(gòu)成，量程≥5mm
3. 差動(dòng)電容傳感器：兩組定片和一組動(dòng)片構(gòu)成，量程≥5mm
4. 霍爾位移傳感器：線性霍爾片置于梯度磁場(chǎng)中，量程≥3mm
5. 擴(kuò)散硅壓力傳感器：摩托羅拉集成擴(kuò)散硅壓力傳感器，量程20kPa，極限壓力100kPa
6. 光纖位移傳感器；Y形導(dǎo)光型傳感器
7. 電渦流傳感器：多股漆包線與金屬渦流片組成，量程≥3mm
8. 壓電加速度傳感器：雙片壓電晶體和銅質(zhì)量塊構(gòu)成，諧振頻率>10kHz
9. 磁電傳感器；線圈和永久磁鋼構(gòu)成，靈敏度0.5v/m/s
10. PT100：金屬鉑電阻傳感器，0℃電阻值100Ω，測(cè)溫范圍-20℃～85℃
11. AD590：電流輸出型集成溫度傳感器，測(cè)溫范圍-55℃～155℃，靈敏度1uA/℃
12. LM35：電壓輸出型集成溫度傳感器，測(cè)溫范圍-55℃～150℃，靈敏度10mV/℃
13. K型熱電偶：鎳鉻－鎳硅熱電偶.測(cè)溫范圍-50℃～180℃
14. E型熱電偶：鎳鉻－康銅熱電偶，測(cè)溫范圍-100℃～110℃
15. Cu50：銅熱電阻，0℃電阻值50Ω，測(cè)溫范圍-50℃～100℃
16. PN結(jié)溫度傳感器：測(cè)溫范圍-100℃～150℃，靈敏度2.2mV/℃，線性誤差1％
17. NTC：負(fù)溫度系數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻，測(cè)溫范圍-50℃～350℃
18. PTC；正溫度系數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻，測(cè)溫范圍-50℃～150℃
19. 氣敏傳感器：酒精敏感，測(cè)量范圍：50～2000ppm
20. 濕敏傳感器：電容型濕度傳感器，測(cè)量范圍1～99%RH
21. 可燃?xì)怏w檢測(cè)傳感器：對(duì)一氧化碳，甲烷有很好的靈敏度，探測(cè)范圍：100～1000ppm可燃?xì)怏w
22. 光敏電阻：硫化鎘(CdS)材料，暗阻≥50MΩ，亮阻≤2kΩ
23. 硅光電池：光譜響應(yīng)420～675nm，光敏區(qū)7.34mm2
24. 聲電傳感器：駐極體電容式，頻響20～20kHz，靈敏度-27dB
25. 紅外傳感器：紅外熱釋電傳感器，檢測(cè)距離0.1～5m
26. 磁阻傳感器：銻化銦（InSb）差分磁敏電阻傳感器
27. 光電開(kāi)關(guān)傳感器：射式光電開(kāi)關(guān)：包含光軸相對(duì)放置的發(fā)射器和接收器
28. 霍爾開(kāi)關(guān)傳感器：集成霍爾開(kāi)關(guān)傳感器，工作電壓DC5V
29.選配部件:
(1) 光纖壓力傳感器：傳輸型，壓力測(cè)量范圍0～0.1MPa，線性誤差1％
(2) 扭矩傳感器：靜態(tài)扭矩測(cè)量傳感器，量程1N.m
(3) 扭矩傳感器：靜態(tài)扭矩測(cè)量傳感器，量程0.5N.m
(4) 超聲位移傳感器：40kHz超聲波發(fā)射接收器，測(cè)量范圍70mm～250mm，分辨率1mm
(5) PSD位移傳感器：PSD位置傳感器，測(cè)量范圍±2mm
(6) CCD電荷耦合傳感器：線陣CCD傳感器，1024像素
(7) 圓光柵傳感器：增量式光電編碼，1024線
長(zhǎng)光柵傳感器：1024線長(zhǎng)光柵傳感器，量程0～170mm
（四）處理電路
1.包括電橋、電壓放大器、差動(dòng)放大器、電荷放大器、電容放大器、低通濾波器、渦流變換器、相敏檢波器、移相器、V/I、I/V、F/V轉(zhuǎn)換電路、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)等
2.高速USB數(shù)據(jù)采集卡：含8路模擬量輸入，8路開(kāi)關(guān)量輸入，5路開(kāi)關(guān)量輸出，12位A/D轉(zhuǎn)換，采集卡支持*大采樣頻率為400kHz。
3.上位機(jī)軟件：本軟件配合USB數(shù)據(jù)采集卡使用，實(shí)時(shí)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)或靜態(tài)處理和分析，帶有傳感器虛擬仿真、雙通道虛擬示波器、電機(jī)控制、DIDO等功能。
四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1. 金屬箔式應(yīng)變片――單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)
2. 金屬箔式應(yīng)變片――半橋性能實(shí)驗(yàn)
3. 金屬箔式應(yīng)變片――全橋性能實(shí)驗(yàn)
4. 金屬鉑式應(yīng)變片單臂、半橋、全橋性能比較實(shí)驗(yàn)
5. 直流全橋的應(yīng)用——電子稱實(shí)驗(yàn)
6. 移相實(shí)驗(yàn)
7. 相敏檢波實(shí)驗(yàn)
8. 交流全橋性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)
9. 交流激勵(lì)頻率對(duì)全橋的影響
10. 交流全橋振幅測(cè)量實(shí)驗(yàn)
11. 擴(kuò)散硅壓阻壓力傳感器壓力測(cè)量實(shí)驗(yàn)
12. 差動(dòng)變壓器性能實(shí)驗(yàn)
13. 差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
14. 激勵(lì)頻率對(duì)差動(dòng)變壓器特性的影響實(shí)驗(yàn)
15. 差動(dòng)變壓器測(cè)試系統(tǒng)的標(biāo)定
16. 差動(dòng)變壓器的應(yīng)用——振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)
17. 差動(dòng)變壓器的應(yīng)用——電子稱實(shí)驗(yàn)
18. 差動(dòng)電感式傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)
19. 差動(dòng)電感式傳感器振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)
20. 激勵(lì)頻率對(duì)電感式傳感器的影響
21. 電容式傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)
22. 電容式傳感器的應(yīng)用——電子稱實(shí)驗(yàn)
23. 電容傳感器動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)
24. 直流激勵(lì)時(shí)霍爾傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)
25. 交流激勵(lì)霍爾式傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)
26. 霍爾式傳感器的應(yīng)用——電子稱實(shí)驗(yàn)
27. 霍爾式傳感器振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)
28. 霍爾測(cè)速實(shí)驗(yàn)
29. 磁電式傳感器的測(cè)速實(shí)驗(yàn)
30. 壓電式傳感器振動(dòng)實(shí)驗(yàn)
31. 電渦流傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)
32. 被測(cè)體材質(zhì)、面積大小對(duì)電渦流傳感器的特性影響實(shí)驗(yàn)
33. 電渦流傳感器的應(yīng)用——電子稱實(shí)驗(yàn)
34. 電渦流傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)
35. 電渦流傳感器測(cè)量振動(dòng)實(shí)驗(yàn)
36. 光纖傳感器位移特性實(shí)驗(yàn)
37. 光纖傳感器的測(cè)速實(shí)驗(yàn)
38. 光纖傳感器測(cè)量振動(dòng)實(shí)驗(yàn)
39. 光電轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)
40. 磁阻傳感器轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn)
41. 光敏電阻特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
42. 聲傳感器實(shí)驗(yàn)
43. 光敏電阻應(yīng)用——聲光雙控LED實(shí)驗(yàn)
44. 硅光電池特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
45. 紅外熱釋電傳感器實(shí)驗(yàn)
46. 智能調(diào)節(jié)儀溫度控制實(shí)驗(yàn)
47. 集成溫度傳感器的溫度特性實(shí)驗(yàn)
48. 鉑熱電阻溫度特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
49. 銅熱電阻溫度特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
50. K型熱電偶測(cè)溫實(shí)驗(yàn)
51. E型熱電偶測(cè)溫實(shí)驗(yàn)
52. 熱電偶冷端溫度補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)
53. PN結(jié)溫度特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
54. PTC溫度特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
55. NTC溫度特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
56. 氣敏（酒精）傳感器實(shí)驗(yàn)
57. 氣敏（可燃?xì)怏w）傳感器實(shí)驗(yàn)
58. 濕敏傳感器實(shí)驗(yàn)
59. 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)
60. I/V、F/V轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
61. 智能調(diào)節(jié)儀轉(zhuǎn)速控制實(shí)驗(yàn)
62. 選做實(shí)驗(yàn)
63. 光纖壓力傳感器壓力測(cè)量實(shí)驗(yàn)
64. 靜態(tài)扭矩測(cè)量實(shí)驗(yàn)
65. 超聲波位移測(cè)量實(shí)驗(yàn)
66. PSD傳感器位移測(cè)量實(shí)驗(yàn)
67. CCD傳感器測(cè)徑實(shí)驗(yàn)
68. 圓光柵角位移測(cè)量實(shí)驗(yàn)
69. 長(zhǎng)光柵線位移測(cè)量實(shí)驗(yàn)
70. 水箱液位測(cè)量實(shí)驗(yàn)
71. 水箱流量測(cè)量實(shí)驗(yàn)
72. 計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)速控制實(shí)驗(yàn)
73. 計(jì)算機(jī)液位控制實(shí)驗(yàn)
74. 計(jì)算機(jī)位置控制實(shí)驗(yàn)
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