傳感器實驗系統
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文章來源：www.hzjhznkj.com編輯：中人教儀廠時間：2020-08-06 15:49
傳感器系統實驗室設備,
產品簡介
傳感器實驗臺主要由四部分組成：傳感器安裝臺、顯示與激勵源、傳感器符號及引線單元、處理電路單元。
傳感器安裝臺部分：裝有雙平行振動梁（應變片、熱電偶、PN結、熱敏電阻、加熱器、壓電傳感器、梁自由端的磁鋼）、激振線圈、雙平行梁測微頭、光纖傳感器的光電變換座、光纖及探頭小機電、電渦流傳感器及支座、電渦流傳感器引線Φ3.5插孔、霍爾傳感器的二個半圓磁鋼、振動平臺（圓盤）測微頭及支架、振動圓盤（圓盤磁鋼、激振線圈、霍爾片、電渦流檢測片、差動變壓器的可動芯子、電容傳感器的動片組、磁電傳感器的可動芯子）、擴散硅壓阻式傳感器、氣敏傳感器及濕敏元件安裝盒.
顯示及激勵源部分：電機控制單元、主電源、直流穩壓電源（±2V－±10V檔位調節）、F／V數字顯示表（可作為電壓表和頻率表）、動圈毫伏表（5mV-500mV）及調零、音頻振蕩器、低頻振蕩器、±15V不可調穩壓電源。 實驗主面板上傳感器符號單元：所有傳感器（包括激振線圈）的引線都從內部引到這個單元上的相應符號中，實驗時傳感器的輸出信號（包括激勵線圈引入低頻激振器信號）按符號從這個單元插孔引線。實驗儀配上一臺雙線（雙蹤）通用示波器可做幾十種實驗。教師也可以利用傳感器及處理電路開發實驗項目。
雙平行振動梁的自由端及振動圓盤下面各裝有磁鋼，通過各自測微頭或激振線圈接入低頻激振器可做靜態或動態測量。
應變梁：應變梁采用不銹鋼片，雙梁結構端部有較好的線性位移。
（二）傳感器
1、金屬應變式傳感器
鉑式應變電阻值：350Ω×4， 溫度補償片350Ω×2
2、熱電偶(熱電式)傳感器
直流電阻：10Ω左右，由兩個銅一康銅熱電偶串接而成，分度號為T，冷端溫度為環境溫度
3、差動變壓器
量程:≥5mm 直流電阻：5Ω－10Ω，由一個初級、二個次級線圈繞制而成的透明空心線圈，鐵芯為軟磁鐵氧體。
4、電感螺管式傳感器：量程≥5mm
5、電渦流位移傳感器：
量程：3mm，直流電阻:1Ω－2Ω,多股漆包線繞制的扁平線圈與金屬渦流片組成
6、霍爾式傳感器
日本JVC公司生產的線性半導體霍爾片，它置于環形磁鋼構成的梯度磁場中,量程: ±3mm
7、磁電式傳感器
直流電阻：30Ω－40Ω，由線圈和鐵芯組成，靈敏度：0.5v/m/s
8、壓電加速度傳感器
雙陶瓷壓電晶片和銅質量塊構成。諧振頻率：>35Hz
9、電容式傳感器
量程：±5mm， 由兩組定片和一組動片組成的差動變面積式電容傳感器
10、壓阻式壓力傳感器
量程：15Kpa，供電：≤4V
11、光纖傳感器
丫形半圓分布光纖、發射、接收電路組成的導光型傳感器，線性范圍：±1mm，紅外線發射、接收。
12、PN結溫度傳感器
利用半導體PN結良好的線性溫度電壓特性制成的測溫傳感器，
靈敏度：-2mV/℃。
13、熱敏電阻
半導體熱敏電阻 NTC：溫度系統為負，25℃時為10K Ω
14、氣敏傳感器
酒精 測量范圍：50—2000ppm
15、濕敏電阻
高分子薄膜電阻型：RH:幾MΩ—幾KΩ，響應時間：吸濕、脫濕小于10秒。濕度系數：0.5 RH%/℃，測量范圍：10%R11--95%RH，工作溫度：0℃--50℃
16、光電轉速傳感器
由光耦、達林頓輸出及整形電路組成，n≤2400r/min
17、光敏電阻傳感器
硫化鎘光敏電阻cds，外徑尺寸Φ5.0mm， 額定功率20mw。 暗阻≥25MΩ
18、紅外光敏二極管：
峰值邊長 8600-9000A° 工作電壓≤10V 暗電流≤0.2μA
19、紅外光敏三極管：
峰值邊長8600-9000A° 工作電壓≤10V 暗電流≤0.3μA
20、硅光電池：
峰值波長0.8-0.95μm，開路電壓450-600mv。
（三）信號及變換
1、電橋：
用于組成應變電橋，提供組橋插座，標準電阻和交，直流調平衡網絡。
2、差動放大器：
通頻帶0-10kHz，可接成同相，反相，差動輸入結構，增益為1-100倍的直流放大器。
3、電容變換器：
由高頻振蕩，放大和雙T電橋組成的處理電路。
4、電壓放大器：
增益約為5 倍，同相輸入，通頻帶0-10KHz
5、移相器：
允許最大輸入電壓10Vp-p，移相范圍≥±20°（50kHz時）
6、相敏檢波器：
可檢波電壓頻率0-10kHz，允許最大輸入電壓10Vp-p，極性翻轉整形電路與電子開關構成的檢波電路。
7、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。
8、低通濾波器：
由50Hz陷波器和RC低通濾波器組成，轉折頻率35Hz。
9、渦流變換器：
輸出電壓≥∣8∣V（探頭離開被測物）。變頻調幅式變換電路，傳感器線圈是振蕩電路中的電感元件。
10、光電變換座（光纖傳感器的組成部分）：
由紅外發射、接收管組成。
11、光電實驗模板
測量光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、硅光電池等特性實驗。
12、電流源模板
最大輸出電流電流20mA的連續可調恒流源。
（四）二套顯示儀表
數字式電壓/頻率表、電流表：
電壓/頻率表：3位半顯示，電壓范圍0-200mV、0—2V、0—20V，頻率范圍3Hz—2KHz、10Hz—20KHz。電流表：3位半顯示，四檔切換20uA、200uA、20mA、200mA。
（五）二種振蕩器
1、音頻振蕩器：
0.4KHz—10KHz輸出連續可調，V-p-p值20V，0°、180°反相輸出，Lv端最大功率輸出電流0.5A。
2、低頻振蕩器：
1—30Hz輸出連續可調，Vp-p值20V，最大輸出電流0.5A，Vi端可提供用做電流放大器。
（六）二套懸臂梁、測微頭
雙平行式懸臂梁二副（其中一副為應變梁，另一副裝在內部與振動圓盤相連），梁端裝有永久磁鋼、激振線圈和可拆卸式螺旋測微頭，可進行壓力位移與振動實驗。
（七）電加熱器二組
由電熱絲組成，加熱時可獲得高于環境溫度30℃左右的升溫。
（八）測速電機一組
由可調的低噪聲高速軸流風扇組成，與光電、光纖、渦流傳感器配合進行測速實驗。
（九）二組穩壓電穩
直流±15V，主要提供高性能低文波小數溫度實驗時的加熱電源，最大激勵1.5A。±2V～±10V五檔輸出，最大輸出電流1A。
（十）資料與附件
實驗指南、實驗附件（實驗疊插線、多種渦流被測體片、稱重砝碼、信號線等）
二、V9.0據采集卡及處理軟件
一、數據采集卡及處理軟件：
V9.0數據采集器是在原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所配的采集器(卡)動態范圍太小，分辨率和精度過低的缺點，V9.0采用了工業級的完善解決方案，達到了很高的測量精度和動態范圍，通訊接口RS232或USB接口，方便用戶的實際使用。該采集器既能滿足實驗要求，取代現有的儀表顯示讀數，也可作為科研人員直接的科研開發使用。
具體技術指標如下：
1、接口標準：RS232或USB
2、A/D：12位
3、通道數：2通道
4、采樣頻率：100KHz(分檔可選)
5、測量誤差：0.2mv
6、測量量程：最大可達正負15V
7、支持電壓、電流信號直接輸入，無需配備轉換器
8、環境：windows98/2000/xp
9、軟件：配備傳感器綜合實驗系統成套實驗軟件包及頂邦虛擬儀器軟件包(如虛擬示波器，頻譜分析，失真度分析等)
二、虛擬軟件：
本軟件是和V9.0卡配套使用，以RS232或USB接口進行通訊，采用USB1.1標準協議，是一個高效、實時的數據采集系統。該采集系統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系列傳感器實驗臺上進行實驗操作。
系統需求：
1.操作系統：Windows 98 SE/Me/2000/XP簡體中文版
2.Intel Pentium Ⅲ500MHz或AMD Athlon700MHz以上
3.128Mb或以上內存
4.400MB以上硬盤空間供軟件安裝和備份
5.有RS232接口
6.4倍速或以上的CD-ROM
該軟件主要功能有以下幾點：
1． 軟件按照公司實驗指導書編寫，大部分實驗能用此數據采集軟件進行實驗操作。
2． 軟件采集設置可分單步采樣、定時采樣、雙向采樣、與動態采樣。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，在動態實驗時可以分析其輸入波形的頻率、振幅或轉速。
3． 支持打印功能，能把實驗結果在實驗結束后即可打印出來。
4． 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。
5． 在數據采集時通訊速率在V8.0數據采集卡的基礎上有很大提高
6． 數據采集軟件支持RS232或USB1.1通訊。
7． 支持差動輸入功能。
8． 支持雙通道數據采樣。
9． 具有虛擬示波器功能，并能對波形進行頻譜分析、失真度分析。
三、示范實驗內容
1、應變片性能——單臂電橋
2、應變片：單臂、半橋、全橋比較
3、應變片的溫度將就及補償
4、熱電偶的原理及現象
5、移相器實驗
6、相敏檢波器實驗
7、應變片——交流全橋
8、交流全橋的應用——振幅測量
9、流全橋的應用——電子稱之一
10、差動變壓器（互感式）的性能
11、差動變壓器（互感式）零點殘余電壓補償實驗
12、差動變壓器（互感式）的標定
13、差動變壓器（互感式）的應用——振動測量
14、差動變壓器（互感式）的應用——電子秤之二
15、差動螺管式（自感式）傳感器的靜態位移性能
16、差動螺管式（自感式）傳感器的動態位移性能
17、電渦流式傳感器的靜態標定
18、被測體材料對電渦流傳感器特性的影響
19、電渦流傳感器的應用——振幅測量
20、電渦流傳感器的應用——電子秤之三
21、霍爾傳感器的直流激勵靜態位移特性
22、霍爾傳感器的應用——電子秤之四
23、霍爾傳感器的交流激勵靜態位移特性實驗
24、霍爾傳感器的應用——振幅測量
25、磁電式傳感器的性能
26、壓電傳感器的動態響應實驗
27、壓電傳感器引線電容對電壓放大器的影響、電荷放大器
28、差動面積式電容傳感器的靜態及動態特性
29、雙平行梁的動態特性——正弦穩態影響
30、擴散硅壓阻式壓力傳感器實驗
31、光纖位移傳感器實驗
32、PN結溫度傳感器測溫實驗
33、熱敏電阻測溫演示實驗
34、氣敏傳感器實驗
35、濕敏電阻(RH)實驗
36、光電傳感器(反射型)測轉速實驗
37、數據采集系統實驗—靜態采集舉例
38、數據采集系統實驗—動態采集舉例
傳感器實驗儀光電實驗
實驗一 光敏電阻實驗
實驗二 光敏二、三極管的特性實驗
實驗三 硅光電池特性實驗
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