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LH-XS01传感器系统实验平台

关键词：

电工、电子、电气、电子信息、计算机硬件和控制类教学实验设备。

所属分类：

传感器实验系列

LH-XS01传感器系统实验平台

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LH-XS01传感器系统实验平台

LH-XS01传感器系统实验平台

一、主控箱系统

1、配装有高稳定的不少于±15V、＋5V、±4V、＋1.2V~＋12V可调等直流稳压线性电源；输出电流≤1.5A，低纹波；采用高性能集成芯片控制；具有防磁波干扰及短路保护功能。

2、配装有电压表（不低于三位半模拟电压表不少于三档切换200Mv,2v,20V）、频率显示表（频率表量程自动切换0~10KHz，可进行转速切换量程≥4000转）；音频信号源（音频振荡器）0.5Khz ~10KHz（可调）；低频信号源1Hz~30Hz(可调)；高精度PID智能调节仪表可控制温度、转速等闭环控制；≥12位AD 虚拟仪器数据采集板卡；交流电源AC220V±10﹪、50Hz；整机功耗≤0.3KVA。

3、提供传感器综合实验装置原理图纸。提供通讯协议以及编程指导示例（不低于15个编程指导实验）。虚拟仪器具有≥6个电压表同时采集、≥2个电流表采集功能、≥2个频率、多通道波形实时采集刷新，频率转速实测，输出任意波形并且可以随意更改幅值频率等参数。

4、实验箱箱体外壳工艺：采用钣金压模钢质结构，环保喷漆，尺寸空间采用黄金比例设计、大小合理，方便实验操作，箱体左侧设计有防夹手收缩功能安全装置(创新工艺），实验完毕后箱盖装置将安全收缩、缓慢盖合。

二、信号源模块

1、恒温控制源：150℃内可调，采用内部安全防护加热。配备K型热电偶、PT100热电阻温度传感器用于采集测试温度，具有超温断电保护功能，模块可控制温度为常温～120℃,超过120℃开启超温断电保护，防止烫伤。具有冷却风扇，能对加热模块进行快速冷却。

2、振动源：1Hz～30Hz，振动频率、幅度可调，采用两片悬臂梁方式利用电磁原理激振，共振频率12Hz左右，在悬臂梁、电子秤上各配有4片金属箔式应变片，完成交流应变实验。

3、转动源：转速为0~2400r/min，由转盘、导柱、直流电机等组成。转速为0~2400r/min（可调）采用直流无刷电机，供电电压0～12V，转盘采用≥6个编码孔方便转速测量并且稳定；与光电，光纤，涡流传感器配合进行测速实验。转动源输出脉冲及工业标准信号，不但可实现智能仪表的闭环PID控制功能,同时提供Python、虚拟仪器接口及例程，可实现基于计算机Python应用的PID控制功能。

4、PID控制源：参数及曲线随意可调，满足按要求任意波形控制，正弦波控制，方波控制等且输出曲线平滑稳定，PID参数，分辨率及采样周期可随时更改，既可测转速亦可控制转速，支持各种测转速传感器，满足更多不同转速传感器与该仪器结合使用。所有曲线及实验数据可打印，可保存成图片和EXCEL数据表进行后期分析，测试分辨率1-12可调。

5、压力源：0～80KP

三、模块化测试电路

1、传感器模块电路采用内置一体式电路单元。

2、传感器处理电路板多采用SMT贴片电路设计。

四、传感器性能

1、传感器必须由定性转向定量，达到高精度测量，传感器的结构从原理型转向工业检测。

2、传感器必须是独立可拆装工艺结构、外壳采用透明有机玻璃制做，透明直观，每个传感器与主机的连接通过航空插座快速连接、拆装方便易管理。

五、稳压电源

1、输入：AC 180~250V ，输出：至少包含 ±15V、＋5V、±4V、＋1.2V~＋12V、4-20ma输出。

2、纹波噪声：5V/100mVp-p；12V/100mVp-p。

3、工作温度：-10℃~+60℃；工作湿度：20%~90%RH。

六、多功能数据采集系统

1、数据采集板卡

数据采集卡采用工业级的解决方案，要求达到高精度测量和动态范围，接口部分采用USB接口，既能满足完全的实验要求，也可作为科研人员进行的科研开发使用，具体核心功能指标必须满足以下要求：

1）具有8路模拟量输入：6路单端电压输入或3路差分输入，2路电流输入。

2）ADC分辨率：12位,最大采样速率：100K/S(全通道下)，单通道下不低于200K/S。具有多种采样方式：定时采样，定长采样，单步采样，实时采样。

3）具有输入低通滤波，过压保护功能。

4）具有16路数字量输入输出：8路输入，8路输出。

5）支持波形输出：正弦波，方波，三角波，锯齿波任意波形,上位机软件可采集可调节。

6）波形频率可调：范围0-10000HZ，可达三路以上，上位机软件显示控制。支持485通讯协议。支持Modbus通讯协议。

2、系统软件

1）系统软件完全匹配数据采集卡使用，实时采集实验数据，对数据可进行动态或静态处理和分析及PID转速、温度控制等。

2）系统软件具有实时显示PID正弦波控制、PID方波控制等各种波形控制功能，必须在≤2秒内就可稳定将各种PID波形进行精准控制，其控制周期分四挡可选，控制幅度范围分8档可选，三种曲线以不同色彩实时显示。

3）要求 PID参数及输出值可以随时进行更改，测得数据可实时保存打印，可自动形成EXCEL文档保存；具有工业应用传感器检测，超声波距离检测，电涡流材质判别等功能；上位机软件实时显示判断，所有测得数据均可以根据院系管理工作的自定义需要对学生、学号等信息进行保存打印，且自动形成EXCEL文档保存，方便老师对学生的学习情况进行后续存档考核。

4）系统软件FPS可不低于三挡修改，可随意更改软件界面图片，以方便用户根据不同的管理需要使用。

5）系统软件实验数据库具有数据管理功能，可对记录进行添加、删除、查询、编辑、打印等操作。

6）系统软件必须采用Python最新教学编程语言，提供world版通信协议及编程入门指导，具有WORLD版的对应功能的编程示例，编程实例源代码开放且不低于14个编程实例指导，并且都有对应的源代码及world说明。促进学生软学习，真正做到软硬件结合，具有计算机软件著作权证书

七、传感器配置

1、扩散硅压力传感器:量程4-20kpa 线性≤±1%

2、电阻应变式传感器:量程 0～200g 线性≤±1%、全桥（单臂、半桥可任意切换接线）

2.1.输出灵敏度：不低于1mV/V

2.2.线性：≤ ±0.5%F.S.；滞后性：≤ ±0.1%F.S.；重复性： ≤ ±0.1%F.S.

2.3.蠕变≤ ±0.1%F.S./30min

3、差动传感器（变压器）: 量程 ≥±4mm 线性 ≤ ±2%

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≥ ±2mm 线性≤ ±3%

6、霍尔式转速传感器：量程≥2400转/分线性≤±1%

7、磁电式传感器：量程≥2400转/分线性≤±2%

8、压电式传感器：量程≥10KHz 线性≤±2%

9、电涡流位移传感器：量程≥2mm 线性≤±2%

10、光纤位移传感器：量程≥2mm线性≤±5%

11、光电转速传感器：量程≥2400转/分线性≤±1%

12、集成温度传感器：量程常温～120℃ 线性≤±4% -50～150℃

13、Pt100铂电阻：量程常温～200℃ 线性≤±4% -200～650℃

14、K型热电偶：量程常温～300℃ 线性≤±4% -40～1000℃

15、气敏传感器：量程50～2000PPm、对酒清敏感

16、湿敏传感器：量程10～95%RH

17、PN结温度传感器：量程常温～120℃ ，-55～125℃

18、NTC热敏电阻：20℃时，电阻为≤10K

19、相敏检波、移相滤波:内置公用调理电路模块

八、资料与附件

实验指南、实验附件（实验叠插线、多种涡流被测体片、称重砝码、信号线等）

九、可以开设的实验内容

1、应变片性能——单臂电桥

2、应变片：单臂、半桥、全桥比较

3、应变片的温度将就及补偿

4、热电偶的原理及现象

5、移相器实验

6、相敏检波器实验

7、应变片——交流全桥

8、交流全桥的应用——振幅测量

9、流全桥的应用——电子称之一

10、差动变压器（互感式）的性能

11、差动变压器（互感式）零点残余电压补偿实验

12、差动变压器（互感式）的标定

13、差动变压器（互感式）的应用——振动测量

14、差动变压器（互感式）的应用——电子秤之二

15、差动螺管式（自感式）传感器的静态位移性能

16、差动螺管式（自感式）传感器的动态位移性能

17、电涡流式传感器的静态标定

18、被测体材料对电涡流传感器特性的影响

19、电涡流传感器的应用——振幅测量

20、电涡流传感器的应用——电子秤之三

21、霍尔传感器的直流激励静态位移特性

22、霍尔传感器的应用——电子秤之四

23、霍尔传感器的交流激励静态位移特性实验

24、霍尔传感器的应用——振幅测量

25、磁电式传感器的性能

26、压电传感器的动态响应实验

27、压电传感器引线电容对电压放大器的影响、电荷放大器

28、差动面积式电容传感器的静态及动态特性

29、双平行梁的动态特性——正弦稳态影响

30、扩散硅压阻式压力传感器实验

31、光纤位移传感器实验

32、PN结温度传感器测温实验

33、热敏电阻测温演示实验

34、气敏传感器实验

35、湿敏电阻(RH)实验

36、光电传感器(反射型)测转速实验

37、数据采集系统实验—静态采集举例

38、数据采集系统实验—动态采集举例