SB-3000型傳感器與檢測技術(shù)實驗臺
一、產(chǎn)品簡介
傳感器與檢測術(shù)實驗臺是在本公司多年生產(chǎn)傳感技術(shù)教學(xué)實驗裝置的基礎(chǔ)上，為適應(yīng)不同類別、不同層次的專業(yè)需要，新推出的模塊化的新產(chǎn)品。
傳感器與檢測技術(shù)實驗臺主要用于各大、中專院校開設(shè)的"傳感器原理""自動檢測技術(shù)""非電量電測技術(shù)""工業(yè)自動化儀表與控制""機(jī)械量電測"等課程的實驗教學(xué)。
傳感器與檢測技術(shù)實驗臺采用的傳感器大部分是工業(yè)結(jié)構(gòu)，便于學(xué)生加強(qiáng)對書本知識的理解，并在實驗過程中，通過信號的拾取，轉(zhuǎn)換，分析，培養(yǎng)學(xué)生作為一個科技工作者具有的基本操作技能與動手能力。
1、傳感器的結(jié)構(gòu)已從原理型轉(zhuǎn)向工業(yè)檢測傳感器，傳感器已由定性轉(zhuǎn)向定量，有一定的精度，更便于計算機(jī)做實驗的特性分析。
2、儀器配溫度源、氣源、振動源和轉(zhuǎn)動源。傳感器配相應(yīng)實驗?zāi)K，便于操作和管理，實驗完成后，可分別放入實驗臺的柜子里和傳感器箱。能根據(jù)教學(xué)需求添加增強(qiáng)部分傳感器及其模塊，或制作特殊的傳感器模塊。
3、各種公共源也可用于學(xué)生課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計及進(jìn)行一些開發(fā)性實驗；電源及信號源設(shè)制有保護(hù)電路，確保學(xué)生在誤操作后不會損壞設(shè)備并保證學(xué)生的安全。
二、產(chǎn)品組成
實驗臺組成
傳感器與檢測技術(shù)實驗臺由主控臺、三源發(fā)生臺（振動源、溫度源、轉(zhuǎn)動源）、傳感器、相應(yīng)的實驗?zāi)０濉?shù)據(jù)采集卡及處理軟件、實驗臺桌、主機(jī)監(jiān)測單元、3D傳感器仿真系統(tǒng)八三、部分組成。
1、主控臺部分：提供高穩(wěn)定的±15V、＋5V、±2V~±10V 可調(diào)、＋2V~＋24V 可調(diào)八種直流穩(wěn)壓電源；主控臺面板上還裝有電壓、頻率、轉(zhuǎn)速顯示表。音頻信號源（音頻振蕩器）1KHz~10KHz（可調(diào)）；低頻信號源 1Hz~30Hz(可調(diào))；氣壓源 0－20kpa 可調(diào)，高精度溫度調(diào)節(jié)儀表（控制溫精度±0.5℃）；RS232 計算機(jī)串行接口；流量計，電流表，照度表。
2、三源發(fā)生臺:加熱源：0～220V交流電源加熱，溫度要求控制在室溫～120℃。
轉(zhuǎn)動源：2～24V直流電源驅(qū)動，轉(zhuǎn)速覆蓋0～3000rpm。振動源：振動頻率覆蓋 1Hz～30Hz（可調(diào)），共振頻率在12Hz左右。
3、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件：3 通道 16 位輸入，最大鉗位±20v，為了防止燒壞通道。最小分辨率 1mv，連續(xù)最大采樣頻率 100khz，曲線必須光滑。網(wǎng)絡(luò)功能：云服務(wù)平臺，每套傳感器實驗設(shè)備通過數(shù)據(jù)采集每個實驗課內(nèi)容,可以與學(xué)生唯一綁定，實現(xiàn)過程控制參數(shù)的在線采集與云服務(wù)平臺的數(shù)據(jù)上傳；做完實驗時可以自動生成WORD 文檔，自動生成實驗數(shù)據(jù)記錄表格，自動生成實驗曲線；教師機(jī)通過云服務(wù)平臺進(jìn)行查看實驗內(nèi)容，具有批改作業(yè)的功能， PPT 可以實現(xiàn)共享等功能。
4、實驗桌：專用鋼制實驗桌尺寸為 1600×800×750(mm)，實驗桌面上預(yù)留顯示器或示波器安放位置。實驗桌的兩個特制柜可分別安放實驗?zāi)０搴陀嬎銠C(jī)主機(jī)及鍵盤。實驗桌主體要求采用 1.2mm 鐵質(zhì)噴塑，桌子底腳用帶剎車萬向輪。
5.恒流源：至少0～20mA連續(xù)可調(diào)，最大輸出電壓≥12V。
6.數(shù)字式電壓表：量程覆蓋0～20V，至少分為200mV、2V、20V三檔、精度≤0.5級。
7.數(shù)字式毫安表：量程覆蓋0～20mA，至少三位半數(shù)字顯示、精度≤0.5級，有內(nèi)測外測功能。
8.頻率/轉(zhuǎn)速表：頻率測量范圍覆蓋1～9999Hz，轉(zhuǎn)速測量范圍覆蓋1～9999rpm。
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℃。
10.信號發(fā)生器：頻率至少覆蓋1k～10kHz ，峰峰值最低覆蓋范圍VP-P=0～17V連續(xù)可調(diào)。
11. 頻率至少覆蓋1～30Hz低頻信號，峰峰值最低覆蓋范圍VP-P=0～17V連續(xù)可調(diào)，有短路保護(hù)功能
三、產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)
序號 | 傳感器名稱 | 實 驗 模 板 | 量 程 | 線性 | 備 注 |
1 | 電阻應(yīng)變式傳感器 | 電阻應(yīng)變式實驗?zāi)K | 0－1000g | ±0.5% |
|
2 | 擴(kuò)散硅壓力傳感器 | 壓力傳感器實驗?zāi)K | 20kpa-100kpa | ±1% |
|
3 | 壓電傳感器 | 壓電加速度傳感器模塊 | f≥10KHZ、Q≥20pc/g。 |
| 由 PZT－5 雙壓電晶片和金屬質(zhì)量塊構(gòu)成 |
4 | 電容式傳感器 | 電容傳感器實驗?zāi)K | ±2.5mm | ±3% |
|
5 | 霍爾式位移傳感器 | 霍爾傳感器實驗?zāi)K | ±3mm | ±3% |
|
6 | 霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器 | 轉(zhuǎn)動源 | 2400轉(zhuǎn)／分 | ±0.5% |
|
7 | 磁電式傳感器 | 由線圈和永久磁鋼構(gòu)成，靈敏度不低于0.5v/m/s | 2400轉(zhuǎn)／分 | ±0.1% |
|
8 | 電渦流位移傳感器 | 電渦流位移實驗?zāi)K | 3mm | ±2% |
|
9 | 光纖位移傳感器 | 光纖位移實驗?zāi)K（Y型導(dǎo)光型傳感器） | 1mm | ±5% |
|
10 | 光電轉(zhuǎn)速傳感器 | 轉(zhuǎn)動源 | 2400 轉(zhuǎn)／分 | ±0.5% |
|
11 | 差動變壓器 | 差動變壓器實驗?zāi)K | ±2.5mm | ±2% |
|
12 | 集成溫度傳感器 | 溫度傳感器實驗?zāi)K | -55℃～155℃ | ±3 % | 電流輸出型集成溫度傳感器，敏度不低于1uA/℃。 |
13 | Pt100鉑電阻 | 測溫范圍覆蓋-200℃～850℃。 | ±3% | 三線制 |
14 | K型熱電偶 | 測溫范圍覆蓋-50℃～180℃ | ±2% |
|
15 | 集成溫度傳感器 | 測溫范圍覆蓋-50℃～180℃ | ±2% |
|
16 | Cu50 銅電阻 | 電流輸出 測溫范圍：-55℃～+155℃；靈敏度1uA/℃ | ±2% |
|
17 | E 型熱電偶 | 鎳鉻－康銅熱電偶，測溫范圍-100℃～+1100℃ | ±2% |
|
18 | J 型熱電偶 | 測溫范圍覆蓋-200℃～850℃。 | ±2% |
|
19 | 氣敏傳感器 |
| 50-2000PPm |
| 對酒精敏感 |
20 | 濕敏傳感器 |
| 10－99%RH |
|
|
21 | 光電開關(guān) |
|
|
| 作電源：+5V 工作模式：對射式 |
22 | 光敏電阻 | Cds光敏電阻，額定功率20mw，暗阻≥5MΩ |
23 | 紅外發(fā)光二極管 | 峰值波長940nm，工作電壓10V |
24 | 光敏二極管 | 峰值波長880nm，工作電壓＜10V, 暗電流≤0.2μA |
25 | 光敏三極管 | 峰值波長880nm，工作電壓≤10V, 暗電流≤0.3μA |
26 | 硅光電池 | 光譜響應(yīng)覆蓋420～675nm，光敏區(qū)不小于7.34 mm2 |
27 | 照度計 | 范圍:0-1999lux, 精確度:±(NO reading ±NO digits) |
28 |
| 相敏檢波、移相、濾波 |
1.物聯(lián)網(wǎng)無線通訊傳感網(wǎng)：整個實驗室配 1套(每四個組成網(wǎng)絡(luò))，可用于畢業(yè)設(shè) 計及相關(guān)課程設(shè) 計。要求配備兩種及以上無線傳輸能力的模塊（例如 WIFI、ZigBee），可同時完成不少于 4AD/4DA（ADC 分辨率 12 位或以上）、4DI/4DO 傳輸，能夠組建實驗室無線傳感網(wǎng)絡(luò)，ZIGBEE 組網(wǎng)實驗（觸摸屏的組網(wǎng)圖），WiFi 與電腦通信截圖，電腦 PID 參數(shù)調(diào)節(jié)與控制曲線（4 個站點的曲線圖），手機(jī) APP 顯示（模擬量和開關(guān)量控制實驗圖）。
2.主機(jī)監(jiān)測單元：（本批設(shè)備一套）電路部分采用超薄可折疊導(dǎo)電材料技術(shù)，實時檢測主機(jī)多路運行狀況（4 路以上），并且?guī)б壕э@示和報警顯示，主機(jī)檢測單元可反復(fù)折疊不損壞電路，支持手機(jī)無繩采集數(shù)據(jù)。不接受手機(jī)數(shù)據(jù)線導(dǎo)入數(shù)據(jù)模式、不接 WIFI 及藍(lán)牙等手機(jī)數(shù)據(jù)接受模式。整套設(shè)備的實物圖片,4路液晶顯示和報警顯示
手機(jī)APP軟件截圖
3.3D傳感器仿真系統(tǒng)，教學(xué)仿真資源（包括 3D 傳感器仿真系統(tǒng)和傳感器實驗教學(xué)視頻）；提供12種傳感器軟件包。
傳感器演示視頻，其中包含
（1）音輪式轉(zhuǎn)速傳感器
（2）電容式油量傳感器
（3）浮子式油量傳感器
（4）電感式壓力傳感器
（5）壓電式壓力傳感器
（6）感溫電阻
（7）熱電偶
（8）動態(tài)扭矩傳感器
（9）箔式金屬應(yīng)變傳感器
（10）電渦流傳感器
（11）差動變壓器式位移傳感器
（12）擴(kuò)散硅壓力傳感器
可在3D虛擬仿真環(huán)境下進(jìn)行理論學(xué)習(xí)與功能性驗證實驗。支持手機(jī) APP 動態(tài)三維視圖包括鎖定軸向的平移、縮放及旋轉(zhuǎn)。包括 3D 環(huán)境下的系統(tǒng)設(shè)備的認(rèn)知、原理結(jié)構(gòu)認(rèn)知、系統(tǒng)的認(rèn)知；學(xué)生可以在任何地方進(jìn)行訪問和控制。提供其中包括浮子式油量傳感器、音輪式轉(zhuǎn)速傳感器、浮子式油量傳感器、動態(tài)扭矩傳感器的產(chǎn)品說明、零件展示、裝配、應(yīng)用展示四個方面。
4.本批設(shè)備一套，Python 數(shù)據(jù)采集卡，該數(shù)據(jù)采集卡采用工業(yè)級，接口采用USB 接口，整個實驗室配一套。具體核心功能指標(biāo)要求：
①具有 8 路模擬量輸入：8 路電壓輸入。ADC 分辨率：14 位，最大采樣速率：100K/S。
②2 路模擬量輸出：12 位，0-10V，100Ksa/s；
③2 路 1MHz 計數(shù)、PWM 測量輸入，2 路 1MHzPWM、脈沖發(fā)生器。
④具有多種采樣方式：定時采樣，定長采樣，單步采樣，實時采樣。
⑤具有輸入低通濾波，過壓保護(hù)功能。
⑥具有 12 路數(shù)字量輸入輸出：6 路輸入，6 路輸出。
⑦支持波形輸出：正弦波，方波，三角波，鋸齒波任意波形,上位機(jī)軟件可采集可調(diào)節(jié)。
⑧波形頻率可調(diào)：范圍 0-10000HZ，上位機(jī)軟件顯示控制。
⑨實驗內(nèi)容：
（1）基于 Python 界面設(shè) 計應(yīng)用；
（2）基于 Python 界面與邏輯分離應(yīng)用；
（3）基于 Python 串口通信應(yīng)用；
（4）基于 Python 通信與顯示應(yīng)用；
（5）基于 Python 多線程串口通信應(yīng)用；
（6）基于 Python 模擬量單通道讀取應(yīng)用；
（7）基于 Python 模擬量多通道讀取應(yīng)用；
（8）基于 Python 模擬量動態(tài)采樣讀取應(yīng)用；
（9）基于 Python 控制模擬量輸出應(yīng)用；
（10）基于 Python 模擬量定時讀取應(yīng)用；
（11）基于 Python 開關(guān)量頻率讀取應(yīng)用；
（12）基于 Python 波形發(fā)生器應(yīng)用；
（13）基于 Python 模擬量 PID 控制；
（14）基于 Python 的傳感器數(shù)據(jù)采集應(yīng)用；
（15）傳感器智能化監(jiān)測檢測對象溫度數(shù)學(xué)模型 MATLAB/RTW 實驗；提供系統(tǒng)實物控制圖，控制響應(yīng)曲線，仿真圖，響應(yīng)曲線。基于 MCGS 組態(tài)軟件開發(fā)而成，能夠模擬實際溫度對象的特性，并且能將控制計算機(jī)中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號供外部控制系統(tǒng)使用。動畫顯示及刻度顯示溫度測量值：該系統(tǒng)在具體實驗的過程中，組態(tài)軟件界面具有動態(tài)的動畫顯示。
四、開設(shè)的實驗項目
1、金屬箔式應(yīng)變片單臂電橋性能實驗；
2、金屬箔式應(yīng)變片半橋性能實驗；
3、金屬箔式應(yīng)變片全橋性能實驗；
4、金屬箔式應(yīng)變片單臂、半橋、全橋性能比較實驗；
5、金屬箔式應(yīng)變片溫度影響實驗；
6、直流全橋的應(yīng)用--電子秤實驗；
7、交流全橋的應(yīng)用--振動測量實驗；
8、擴(kuò)散硅壓阻壓力傳感器的壓力測量實驗；
9、差動變壓器的性能實驗；
10、激勵頻率對差動變壓器特性的影響實驗；
11、差動變壓器零點殘余電壓補(bǔ)償實驗；
12、差動變壓器的應(yīng)用――振動測量實驗；
13、電容式傳感器的位移特性實驗；
14、電容傳感器動態(tài)特性實驗；
15、直流激勵時霍爾傳感器位移特性實驗；
16、交流激勵時霍爾傳感器位移特性實驗；
17、霍爾測速實驗；
18、磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的測速實驗；
19、用磁電式原理測量地震；
20、壓電式傳感器測振動實驗；
21、電渦流傳感器的位移特性實驗；
22、被測體材質(zhì)對電渦流傳感器的特性影響實驗；
23、被測體面積大小對電渦流式傳感器的特性影響實驗；
24、電渦流傳感器測量振動實驗；
25、電渦流傳感器測轉(zhuǎn)速實驗；
26、光纖傳感器的位移特性實驗；
27、光纖傳感器測量振動實驗；
28、光電轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速測量實驗；
29、利用光電傳感器測轉(zhuǎn)速的其它方案；
30、集成溫度傳感器的溫度特性實驗；
31、鉑電阻溫度特性實驗；
32、銅電阻溫度特性實驗；
33、K 型熱電偶測溫實驗；
34、E 型熱電偶測溫實驗；
35、J 型熱電偶測溫實驗；
36、熱電偶冷端溫度補(bǔ)償實驗；
37、對酒精敏感的氣敏傳感器的原理實驗；
38、濕度傳感器的實驗；
39、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實驗（靜態(tài)舉例）；
40、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實驗（動態(tài)舉例）；
41、光敏電阻實驗；
42、光敏二極管的特性實驗；
43、光敏三極管特性實驗；
44、光開關(guān)實驗；
45、紅外光電開關(guān)；
46、光電池光照特性實驗；
57、附加實驗-移相器實驗；
58、附加實驗-相敏檢波器實驗；
59、光敏電阻實驗；
60、光敏二極管的特性實驗；
61、光敏三極管特性實驗；
62、光開關(guān)實驗；
63、紅外光電開關(guān)；
64、光電池光照特性實驗；
65、 附加實驗-相敏檢波器實驗；
66、主機(jī)監(jiān)測單元；
67、手機(jī) app 控制；
68、手機(jī)模擬量和開關(guān)量控制實驗；
69、手機(jī)微信端報警設(shè)置；
70、ZigBee 開關(guān)量實驗；
71、 ZigBee 控制實驗；
72、wife 開關(guān)量實驗；
73、wife 控制實驗；
74、配有 wifi、Zigbee 等多種無線傳感模塊，以方便用戶完成無線傳感網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)、無線智能控制等應(yīng)用實驗。無線傳輸模塊可與 android 智能終端設(shè)備、PC互聯(lián)互通，能將實驗結(jié)果顯示在智能終端或 PC 上，可通過智能終端或 PC 端軟件進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和控制，完全可用于物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課程實訓(xùn)教學(xué)使用。
75、labview 控制實驗；
76、labview 控制溫度實驗；
77、 labview 控制轉(zhuǎn)速實驗；
傳感器孿生數(shù)字仿真軟件
1、軟件基本指標(biāo)要求
（1）仿真場景和設(shè)備與實際情況一致（或應(yīng)用場景）；
（2）要求軟件運行穩(wěn)定，維護(hù)方便；
（3）全中文界面提示；
（4）▲平臺統(tǒng)一登錄功能：要求各系統(tǒng)間采用用戶賬號密碼統(tǒng)一登錄模式，支持管理員統(tǒng)一進(jìn)行賬號管理；；
（5）▲傳感器AR功能套件，該套件充分展現(xiàn)傳感器的結(jié)構(gòu)原理。(提供10種以上) 投標(biāo)文件中提供相應(yīng)的截圖，以佐證其功能。；
2、要求支持在線虛擬仿真實驗實訓(xùn)
▲軟件要求具備學(xué)、練、考三種模式，覆蓋用戶實訓(xùn)教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，可結(jié)合數(shù)字資源多維度了解實訓(xùn)過程，并通過虛擬仿真達(dá)到反復(fù)訓(xùn)練，同時具備過程評價考核功能，達(dá)到檢驗學(xué)習(xí)效果的目的。投標(biāo)文件中提供相應(yīng)的截圖，以佐證其功能。
3.1、學(xué)習(xí)模式
學(xué)員進(jìn)入訓(xùn)練任務(wù)的學(xué)習(xí)模式操作界面后，系統(tǒng)提供任務(wù)來源、任務(wù)描述、能力目標(biāo)、相關(guān)知識與技能、知識準(zhǔn)備、設(shè)備認(rèn)知、理論學(xué)習(xí)等內(nèi)容。完成每個訓(xùn)練任務(wù)的知識準(zhǔn)備和理論知識學(xué)習(xí)，系統(tǒng)將自動完成理論水平測試。了解訓(xùn)練任務(wù)完成后應(yīng)能夠全面掌握的基本技能、關(guān)鍵技能、知識目標(biāo)和職業(yè)素養(yǎng)目標(biāo)；
▲設(shè)備認(rèn)知模塊（3D資源庫）：包含每個訓(xùn)練任務(wù)使用到的設(shè)備，展示設(shè)備詳情；投標(biāo)文件中提供相應(yīng)的截圖，以佐證其功能。
①具備3D設(shè)備模型、物理結(jié)構(gòu)、設(shè)備描述、功能參數(shù)、安裝說明、接線說明等內(nèi)容
②同時3D模型展可以任意360°旋轉(zhuǎn)，可放大縮??；
③對于復(fù)雜設(shè)備，可通過爆炸圖分解元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理；
④設(shè)備從外形可以進(jìn)行透明化處理，顯示內(nèi)部構(gòu)造。
3.2、練習(xí)模式要求
▲學(xué)員進(jìn)入訓(xùn)練任務(wù)的練習(xí)模式界面后，要求系統(tǒng)提供3D模擬實訓(xùn)場景，學(xué)員可以通過鼠標(biāo)或鍵盤控制視角在場景中任意漫游，并且可以進(jìn)行接線、點位分配、設(shè)置等練習(xí)。同時要求系統(tǒng)提供教學(xué)視頻、操作手冊、系統(tǒng)接線圖、示范操作任務(wù)等相關(guān)資料，通過展示設(shè)備結(jié)構(gòu)、接線效果、操作指引和功能演示，讓學(xué)員了解任務(wù)內(nèi)容和場景，掌握實操方法和結(jié)果演示。
（1）要求包含傳感器特性實驗及傳感器應(yīng)用實訓(xùn)；
（2）要求包括傳感器應(yīng)用軟件模塊；
（3）純虛擬仿真模式，要求支持參數(shù)的設(shè)置、控制對象狀態(tài)反饋與閉環(huán)控制；
（4）傳感器應(yīng)用軟件模塊-實訓(xùn)項目
五、實驗內(nèi)容
1、應(yīng)變?nèi)珮蚍Q重實驗
2、壓阻測壓力實驗
3、差動變壓器性能實驗
4、差動變壓器測位移實驗
5、光電轉(zhuǎn)速測量
6、電容傳感器測位移實驗
7、霍爾傳感器測位移實驗
8、光纖傳感器測位移實驗
9、電渦流傳感器測位移實驗
10、壓電傳感器測振動實驗
