一、概述
“BPSRZ-2 型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最新进展,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
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信号发生器:1k~10kHz音频信号,VP-P=0~17V连续可调
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1~30Hz低频信号,VP-P =0~17V连续可调,有短路保护功能
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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
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恒流源:0~20mA连续可调,最大输出电压12V
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数字式电压表:量程0~20V,分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级
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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
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频率/转速表:频率测量范围1~9999Hz,转速测量范围1~9999rpm
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计时器:0~9999s,精确到0.1s
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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
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加热源:0~220V交流电源加热,温度可控制在室温~120℃
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转动源:2~24V直流电源驱动,转速可调在0~3000rpm
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振动源:振动频率1Hz~30Hz(可调),共振频率12Hz左右
选配部件:
制冷井实验箱:半导体制冷,温度范围:-5℃~室温
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。
(三)各种传感器(共28种)
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应变传感器:金属应变传感器,量程0~1kg,应变片阻值350Ω×4
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差动变压器:铁芯、初级线圈和次级线圈构成,量程≥5mm
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差动电容传感器:两组定片和一组动片构成,量程≥5mm
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霍尔位移传感器:线性霍尔片置于梯度磁场中,量程≥3mm
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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
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光纤位移传感器;Y形导光型传感器
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电涡流传感器:多股漆包线与金属涡流片组成,量程≥3mm
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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
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磁电传感器;线圈和永久磁钢构成,灵敏度0.5v/m/s
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PT100:金属铂电阻传感器,0℃电阻值100Ω,测温范围-20℃~85℃
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AD590:电流输出型集成温度传感器,测温范围-55℃~155℃,灵敏度1uA/℃
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LM35:电压输出型集成温度传感器,测温范围-55℃~150℃,灵敏度10mV/℃
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K型热电偶:镍铬-镍硅热电偶.测温范围-50℃~180℃
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E型热电偶:镍铬-康铜热电偶,测温范围-100℃~110℃
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Cu50:铜热电阻,0℃电阻值50Ω,测温范围-50℃~100℃
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PN结温度传感器:测温范围-100℃~150℃,灵敏度2.2mV/℃,线性误差1%
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NTC:负温度系数半导体热敏电阻,测温范围-50℃~350℃
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PTC;正温度系数半导体热敏电阻,测温范围-50℃~150℃
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气敏传感器:酒精敏感,测量范围:50~2000ppm
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湿敏传感器:电容型湿度传感器,测量范围1~99%RH
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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
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光敏电阻:硫化镉(CdS)材料,暗阻≥50MΩ,亮阻≤2kΩ
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硅光电池:光谱响应420~675nm,光敏区7.34mm2
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声电传感器:驻极体电容式,频响20~20kHz,灵敏度-27dB
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红外传感器:红外热释电传感器,检测距离0.1~5m
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磁阻传感器:锑化铟(InSb)差分磁敏电阻传感器
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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
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霍尔开关传感器:集成霍尔开关传感器,工作电压DC5V
选配部件:
光纤压力传感器:传输型,压力测量范围0~0.1MPa,线性误差1%
扭矩传感器:静态扭矩测量传感器,量程1N.m
扭矩传感器:静态扭矩测量传感器,量程0.5N.m
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
PSD位移传感器:PSD位置传感器,测量范围±2mm
CCD电荷耦合传感器:线阵CCD传感器,1024像素
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
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
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,采集卡支持最大采样频率为400kHz。
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
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金属箔式应变片――单臂电桥性能实验
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金属箔式应变片――半桥性能实验
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金属箔式应变片――全桥性能实验
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金属铂式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验
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直流全桥的应用——电子称实验
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移相实验
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相敏检波实验
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交流全桥性能测试实验
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交流激励频率对全桥的影响
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交流全桥振幅测量实验
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扩散硅压阻压力传感器压力测量实验
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差动变压器性能实验
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差动变压器零点残余电压补偿实验
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激励频率对差动变压器特性的影响实验
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差动变压器测试系统的标定
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差动变压器的应用——振动测量实验
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差动变压器的应用——电子称实验
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差动电感式传感器位移特性实验
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差动电感式传感器振动测量实验
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激励频率对电感式传感器的影响
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电容式传感器的位移特性实验
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电容式传感器的应用——电子称实验
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电容传感器动态特性实验
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直流激励时霍尔传感器的位移特性实验
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交流激励霍尔式传感器的位移特性实验
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霍尔式传感器的应用——电子称实验
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霍尔式传感器振动测量实验
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霍尔测速实验
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磁电式传感器的测速实验
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压电式传感器振动实验
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电涡流传感器的位移特性实验
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被测体材质、面积大小对电涡流传感器的特性影响实验
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电涡流传感器的应用——电子称实验
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电涡流传感器转速测量实验
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电涡流传感器测量振动实验
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光纤传感器位移特性实验
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光纤传感器的测速实验
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光纤传感器测量振动实验
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光电转速传感器的转速测量实验
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磁阻传感器转速测量实验
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光敏电阻特性测试实验
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声传感器实验
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光敏电阻应用——声光双控LED实验
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硅光电池特性测试实验
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红外热释电传感器实验
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智能调节仪温度控制实验
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集成温度传感器的温度特性实验
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铂热电阻温度特性测试实验
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铜热电阻温度特性测试实验
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K型热电偶测温实验
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E型热电偶测温实验
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热电偶冷端温度补偿实验
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PN结温度特性测试实验
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PTC温度特性测试实验
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NTC温度特性测试实验
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气敏(酒精)传感器实验
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气敏(可燃气体)传感器实验
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湿敏传感器实验
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直流电机驱动实验
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I/V、F/V转换实验
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智能调节仪转速控制实验
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光纤压力传感器压力测量实验
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静态扭矩测量实验
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超声波位移测量实验
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PSD传感器位移测量实验
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CCD传感器测径实验
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圆光栅角位移测量实验
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长光栅线位移测量实验
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水箱液位测量实验
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水箱流量测量实验
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计算机转速控制实验
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计算机液位控制实验
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计算机位置控制实验