多功能网络型传感器检测技术实验台

多功能网络型传感器检测技术实验台
一、产品简介
该传感器与检测技术实验台要求传感器采用工业结构，便于学生加强对书本知识的理解，并
在实验过程中，通过信号的拾取，转换，分析，培养学生作为一个科技工作者具有的基本操作技
能与动手能力。
二、产品组成
实验台组成：传感器与检测技术实验台由主控台、振动源、温度源、转动源、传感器和相应
的实验模块、增强部分有测液位双容水箱、数据采集卡及处理软件、实验台桌网络集中控制等部
分组成。
1、主控台部分
提供高稳定的±15V、＋5V、±2V～±10V 可调、＋2V～＋24V 可调八种直流稳压电源；主控
台面板上还装有电压、频率、转速，气压显示。 音频信号源（音频振荡器）。0.4KHz～10KHz（可
调）；低频信号源1Hz～30Hz(可调)；气压源0－20kpa 可调，高精度温度调节仪表（控制精度
±0.5℃，转速控制精度千分之一带通讯RS232／485）；电压显示200mA～20V 三档切换；RS232
／USB 双计算机接口；流量计。以上电压、信号部分必须有短路保护报警指示。
2、三源板
装有振动源1HZ－30HZ（可调）；转动源0－2400 转／分（可调）；加热源＜150℃（可调）。
3、传感器：共25 种传感器，增强型又多6 种传感器。
4、实验模块部分：共十三种模块，增强型又多6 种模块。
5、数据采集卡及处理软件
6、实验桌：专用实验桌尺寸为1600×800×750(mm)，实验桌面上预留显示器或示波器安放
位置。实验桌的两个特制柜可分别安放实验模板和计算机主机及键盘。
7、多媒体三维动画演示软件
8、多媒体网络教室软件
9、上位计算机组态软件
应用MCGS（Monitor and Control Generated System）全中文工控组态软件。
10、RS485/RS232 转换器
11、电源集中控制器

三、产品基本配置特点
1、传感器的结构要从原理型转向工业检测传感器，传感器定性转向定量，要有较高的精度，
便于计算机做实验的特性分析。
2、仪器配温度源、气源、振动源、转动源、液位等测试源。传感器配相应实验模块，便于
操作和管理，实验完成后，可分别放入实验台的柜子里和传感器箱。能根据教学需求添加增强部
分传感器及其模块，或开发特殊的传感器模块。
3、各种公共源也可用于学生课程设计、毕业设计及进行一些开发性实验；电源及信号源设
制有保护电路，保护报警指示。确保学生在误操作后不会损坏设备并保证学生的安全。软件采集
要求双通道实时采集。
4、提供了液位测试传感器、液位水箱、PSD、CCD、光栅、超声、扭矩等增强型传感器，可
使学生更广地了解传感器的应用，为课程设计提供更广的空间。
四、产品技术指标
表1 多功能网络型传感器检测技术实验台产品技术指标

五、可开设的实验项目
1．金属箔式应变片单臂电桥性能实验
2．金属箔式应变片半桥性能实验
3．金属箔式应变片全桥性能实验
4．金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验
5．金属箔式应变片温度影响实验
6．直流全桥的应用——电子秤实验
7．交流全桥的应用——振动测量实验
8．扩散硅压阻压力传感器的压力测量实验
9．差动变压器的性能实验
10．激励频率对差动变压器特性的影响实验
11．差动变压器零点残余电压补偿实验
12．差动变压器的应用――振动测量实验
13．电容式传感器的位移特性实验
14．电容传感器动态特性实验
15．直流激励时霍尔传感器位移特性实验
16．交流激励时霍尔传感器位移特性实验
17．霍尔测速实验
18．磁电式转速传感器的测速实验
19．用磁电式原理测量地震*
20．压电式传感器测振动实验
21．电涡流传感器的位移特性实验
22．被测体材质对电涡流传感器的特性影响实验
23．被测体面积大小对电涡流式传感器的
特性影响实验
24．电涡流传感器测量振动实验
25．电涡流传感器测转速实验*
26．光纤传感器的位移特性实验
27．光纤传感器测量振动实验
28．光电转速传感器的转速测量实验
29．利用光电传感器测转速的其它方案*
30．集成温度传感器的温度特性实验
31．铂电阻温度特性实验
32．铜电阻温度特性实验
33．K 型热电偶测温实验
34．E 型热电偶测温实验
35．热电偶冷端温度补偿实验*
36．对酒精敏感的气敏传感器的原理实验
37．湿度传感器的实验
38．光敏电阻实验
39．光敏二极管的特性实验
40．光敏三极管特性实验
41．光电池光照特性实验
42．J 型热电偶测温实验
43．J 型热电偶的毫伏值对照实验
44．软件的标定实验
45．数据单步采集实验
46．数据定时采集实验
47．数据采集系统实验（静态举例）
48．数据采集系统实验（动态举例）
49．虚拟示波器采集实验
50．虚拟频谱分析实验
51．虚拟失真度仪采集实验
52. 用MCGS （ Monitor and Control Generated
System）全中文工控组态软件对温度控制实验
53. 用MCGS （ Monitor and Control Generated
System）全中文工控组态软件对转速控制实验
备注：带*号实验为思考实验，由学生自己动手组建。
增强型可单选的传感器见下

六、增强型可单选的传感器
增强部分实验：
1.PSD 位移传感器测定位移实验
2.PSD 位移传感器测量振动*
3.扭矩传感器的性能实验
4.扭矩传感器的不同的信号传输方式*
5.超声波传感器测量距离实验
6.超声波传感器的方位角测定方向*
7.超声波自动开闭的实验*
8.CCD 测定直径实验
9. CCD 测面积实验
10.光栅位移传感器位移测量实验
11．液位传感器的标定实验测量实验
12．液位传感器的测量实验
备注：带*号实验为思考实验，由学生自己动手组建。
表2 增强型传感器工作台产品技术指标

七、数据采集卡及处理软件
（一）数据采集卡及处理软件：
数据采用RS232/USB 双接口。采集器既能满足完全的实验要求，取代现有的仪表显示读
数，也可作为科研人员直接的科研开发使用。
具体技术指标如下：
1、接口标准：RS232/USB 接口
2、A/D：12 位
3、通道数：可以扩展到8 通道
4、采样：同步、异步
5、触发方式：软触发、硬触发
6、采样频率：100KHz(分档可选)
7、测量误差：0.2mv
8、测量量程：最大可达正负15V
9、支持电压、电流信号直接输入，无需配备转换器
10、可以扩充D/A 通道
11、环境：windows98/2000/xp
12、软件：配备传感器综合实验系统成套实验软件包及高联虚拟仪器软件包(如虚拟滤
波器，频谱分析，失真测量等必须配备)
（二）虚拟软件
可以采用232/USB 准协议，实时的数据采集系统。采集系统可单独对外部信号进行采集，
也可和传感器实验台上进行实验操作。必须是在LabVIEW 软件下开发的。
系统需求：
1、操作系统：Windows 98 SE/Me/2000/XP 简体中文版
2、Intel Pentium Ⅲ500MHz 或AMD Athlon700MHz 以上
3、128Mb 或以上内存
4、400MB 以上硬盘空间供软件安装和备份
5、有USB 接口

6、4 倍速或以上的CD-ROM
该软件主要功能：
1、 软件按照公司实验指导书编写，大部分实验能用此数据采集软件进行实验操作。
2、 软件采集设置可分单步采样、定时采样、双向采样、与动态采样。在单步采样时可
以以最小二乘法与端点法分析其最大非线性误差或最大迟滞误差，在动态实验时可以分析其
输入波形的频率、振幅或转速。
3、 支持打印功能，能把实验结果在实验结束后即可打印出来。
4、 采集卡硬件具有程控放大功能，在测量小电压时能有很高精度。
5、 在数据采集时通讯速率在10 万秒点以上
6、 数据采集软件支持USB/RS232 通讯。
7、 支持差动输入功能。
8、 支持双通道数据采样。
9、 具有虚拟示波器功能，并能对波形进行频谱分析、失真度仪计算。
八、三维动画演示软件说明
软件特点：
1、真实性好
按照传感器与检测技术实验台各零件尺寸比例进行三维实体建模，把传感器实验台的各
部分完全、真实地再现到电脑屏幕上。配合动画、文字，生动、详细的介绍各种传感器的内
外结构及原理，。可以快速了解产品的组成和使用方法，可以在电脑上模拟实际情况进行实
验步骤的操作。
2、教学手段生动
采用三维模型制作成动画，生动、详尽地介绍变速器各组成部分的零件结构及原理，。
3、优越的扩展性
以根据您的教学要求制作所需要的教学内容。
4、强大的交互性
可以轻松的使用鼠标，在电脑上模拟实际情况进行。本软件还将提供教学考核功能，实
验指南电子版及有便于教学所需的内容。5、教学与考核相结合

达到教学目的，又可以用来考核教学结果。
九、MCGS（Monitor and Control Generated System）全中文工控组态软件
MCGS（Monitor and Control Generated System）全中文工控组态度和转速的动态调节。
要求是一款在工业上广泛应用的工业组态控制软件，能实现在线动态实时控制。在本产品上
的应用列举为结合PID 调节仪和PC 进行温度、转速控制。
十、多路电源集中控制器
1、主机（教师）可以控制学生机，防止学生乱开电源造成误操作。
2、学生机的电源只有在通过集中控制器通上开起指令后，学生机才能通过开关操作开
机。
3、在学生主机上必须装置漏电保护器，弱电、信号源、直流源部分必须装置有短路保
护报警指示。
十一、电路原理
实验模板电路原理已印刷在模板的面板上，实验接线图参见下文中的具体实验内容。
十二、使用方法
开机前将电压表选择旋钮打到2V 档；电流表显示选择旋钮打到200mA 档；步进可调直
流稳压电源旋钮打到± 2V 档；其余旋钮都打到中间位置。
将AC 220V 电源线插头插入市电插座中，合上电源开关，数显表显示0000，表示实验
台已接通电源。
做每个实验前应先阅读实验指南，每个实验均应在断开电源的状态下接实验线路接好连
接线（实验中用到可调直流电源时，应在该电源调到实验值后再接到实验线路中），检查无
误后方可接通电源。
合上调节仪（温度开关）电源开关，调节仪的PV 显示测量值；SV 显示设定值。
合上气源开关，气泵有声响，说明气泵工作正常。
数据采集卡及处理软件使用方法另附说明。
十三、仪器维护及故障排除
维护：
1、防止硬物撞击、划伤实验台面；防止传感器及实验模板跌落地面。
2、实验完毕要将传感器、配件、实验模板及连线全部整理好。
故障排除：
1、开机后数显表都无显示，应查AC 220V 电源有否接通；主机箱侧面AC 220V 插座中的保险丝是否烧断。如都正常，则更换主机箱中主机电源。
2、转动源不工作，则手动输入＋12V 电压，如不工作，更换转动源；如工作正常，应
查调节仪设置是否准确；控制输出Vo 有无电压，如无电压，更换主机箱中的转速控制板。
3、振动源不工作，检查主机箱面板上的低频振荡器有无输出，如无输出，更换信号板；
如有输出，更换振动源的振荡线圈。
4、温度源不工作，检查温度源电源开关是否打开；温度源的保险丝是否烧断；调节仪
设置是否准确。如都正常，则更换温度源。
注意事项：
1、在实验前务必详细阅读实验指南。
2、严禁用酒精、有机溶剂或其它具有腐蚀性溶液擦洗主机箱的面板和实验模板面板。
3、请勿将主机箱的电源、信号源输出端与地（⊥）短接，因短接时间长易造成电路故
障。
4、请勿将主机箱的± 电源引入实验模板时接错。
5、在更换接线时，应断开电源，只有在确保接线无误后方可接通电源。
6、实验完毕后，请将传感器及实验模板放回原处。
7、如果实验台长期未通电使用，在实验前先通电十分钟预热，再检查按一次漏电保护
按钮是否有效。
8、实验接线时，要握住手柄插拔实验线，不能拉扯实验线。