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传感器实验仪说明书

传感器实验仪说明书 一、实验仪组成
传感器实验仪：主要由机壳、机头（传感器安装台）、显示面板、调理电路面板（传感器输出单元、传感器转换放大处理电路单元）等组成。
1.机壳：机壳内部装有直流稳压电源、振荡信号板等。
2.机头（传感器安装平台）：由悬臂双平行梁和振动台组成。
1)双平行梁（应变梁）：在双平行梁的上、下梁片表面粘贴了应变片；封装了PN结、NTC RT热敏电阻、热电偶、加热器；在梁的自由端安装了压电传感器、激振器（磁钢、激振线圈）和测微头。
测微头：调节测微头产生力或位移，做静态实验。
激振器：激励双平行梁振动，做动态实验。
2)振动台：在振动台周围安装了光电转速传感器、电涡流传感器、光纤传感器、差动变压器、压阻式压力传感器、电容式传感器、磁电式传感器、霍尔式传感器；在振动台的下方安装了激振器（磁钢、激振线圈）；在振动台的上方安装了测微头。
测微头：调节测微头产生力或位移，做静态实验。
激振器：激励振动台梁振动，做动态实验。
3.显示面板：由主电源单元、电机控制单元、直流稳压电源单元、F／V表（电压表）单元、PC口单元、电流表（频率／转速表）单元、音频振荡器单元、低频振荡器单元、±15V电源单元等组成。
4.调理电路面板：由传感器输出单元、副电源、电桥、差动放大器、电容变换器、电压放大器、移相器、相敏检波器、电荷放大器、低通滤波器、涡流变换器等组成。
5.数据采集卡及处理软件：详见三、V9.0数据采集卡及处理软件。
＊备注：实验仪的具体配置根据型号不同有差异，以具体型号的实物为准。
二、主要技术参数、性能及说明
一)传感器（机头）部分：
1.电阻应变片：电阻值350Ω左右；应变系数为2。
2.热电偶：直流电阻10Ω左右（由两个串接而成）；分度号为T；冷端为环境温度。
3.热敏电阻：NTC半导体热敏电阻；25℃时为10KΩ左右。
4.PN结温度传感器：利用1N4148良好的温度线性电压特性；灵敏度为-2.1mV/℃。
5.压电加速度传感器：由压电陶瓷片和铜质量块构成；电荷灵敏度为20pc/g。
6.光电转速传感器：透射式光电耦合器（光电断续器）；TTL电平输出。
7.电涡流传感器：直流电阻1Ω～2Ω；位移量程≥1mm。
8.光纤传感器：由半圆双D分布的多模光纤和光电变换座构成；位移量程≥1mm。
9.差动变压器：一个初级线圈、二个次级线圈（自感式）和铁芯构成；三个线圈直流电阻分
别为5Ω～10Ω；音频3KHz～5KHz、电压峰峰值为Vp-p＝2V激励；位移量程≥±4mm。
10.压阻式压力传感器： Vs+—Vs-  端直流电阻为4.7KΩ左右、 Vo+—Vo-端直流电阻为7KΩ左右；4V直流电源供电；量程为20kPa 。
11.电容式传感器：由两组定片和一组动片构成差动变面积电容；量程≥±2mm 。
12.磁电式传感器：由线圈和动铁构成；直流电阻30Ω～40Ω；灵敏度为500mV/（m/s）。
13.霍尔式传感器：霍尔片置于环形磁钢产生的梯度磁场中构成位移传感器；传感器激励端口直流电阻800Ω～1.5KΩ，输出端口直流电阻400Ω～600Ω；位移量程≥1mm。
14.气敏传感器：酒精敏感型，TP-3集体半导体气敏传感器；测量范围50～500ppm。
15.湿敏传感器：电阻型，阻值变化几MΩ～几KΩ；测量范围30％RH～90％RH。
16.激振线圈：振动激振器，直流电阻30Ω～40Ω。
17.光电变换座：由红外发射、接收管构成，是光纤传感器的组件之一。
18.其它：25mm测微头、加热器；光源、光敏电阻、光敏二、三极管；硅光电池、光电开关。
＊备注：传感器配置根据型号不同有差异，以具体型号的实物为准。
二)显示面板部分：
1.线性直流稳压电源：
1)±2V～±10V分五档步进调节输出，最大输出电流1A，纹波≤5mV。
2)±15V定电压输出，最大输出电流1A，纹波≤10mV。
2.显示表：
1)三位半数字直流电压表：三档量程（200mV、2V、20V）切换，
精度±［（0.2％）＋2个字］。
2)三位半数字直流F/V(频率/电压)表：五档（200mV、2V、20V、2KHz、20KHz）切换，
精度±［（0.2％）＋2个字］。
3)四位频率／转速数字表：频率—转速切换，频率量程9999Hz，转速量程5000n／min。
4)三位半数字直流电流表：四档量程（200mA、20mA、200μA、20μA）切换，
精度±［（0.2％）＋2个字］。
3.振荡信号：
1)音频振荡器：频率0.4KHz～10KHz连续可调输出，幅度20Vp-p 连续可调输出，二个输出相位0°（Lv）、180°，Lv端最大输出电流0.5A。
2)低频振荡器：频率3Hz～30Hz连续可调输出，幅度20Vp-p 连续可调输出，最大输出电
流0.5A。
4.PC接口：最大允许输入电压DC ±10V。
＊备注：显示面板功能、配置根据型号不同有差异，以具体型号的实物为准。
三)调理电路面板：
调理电路面板图
1.传感器输出单元：
＊备注：根据型号不同有差异，以具体型号的实物为准。
2.调理电路单元：
1)电桥：由电桥模型、电桥调平衡网络组成。组成直流电桥时作为应变片、热电阻的变换电路；组成交流电桥时作为调制器。
2)差动放大器：可接成同相、反相、差分放大器。通频带0～10KHz，增益1～101倍可调。
3)电容变换器：差动式电容传感器的调理电路。由高频振振荡器、放大器、二极管环形充放电电路组成。
4)电压放大器：同相输入放大器。通频带0～10KHz，幅度最大时增益约为6倍。
5)移相器：移相范围≥20°，允许最大输入电压峰峰值为Vp-p＝10V。在解调电路中用于补偿信号的相位。
6)相敏检波器：由整形电路与电子开关电路构成的检波电路。允许最大输入检波信号峰峰值为Vp-p＝10V，通频带0～10KHz。
7)电荷放大器：电容反馈型放大器。用于放大压电传感器的输出信号。
8)低通滤波器：由50Hz的陷波器与低通RC滤波器构成。转折频传35Hz左右。
9)涡流变换器：涡流传感器的调理电路，涡流线圈是振荡电路中的电感元件之一为变频调幅式电路。
四)实验仪供电与尺寸：
供电：AC 220V 50Hz 功率0.2kW
实验仪尺寸为520×400×400(mm)。
三、数据采集卡及处理软件简介
一)数据采集卡及处理软件： V9.0版
V9.0版数据采集卡是在原V8.0版基础上的一个升级版本，针对目前市售的传感器实验系统所配的采集卡动态范围太小，分辨率和精度过低的缺点，V9.0版采用了工业级的解决方案，达到了很高的测量精度和动态范围，接口部分采用RS-232/USB接口，方便用户的实际使用。该采集卡能完全满足实验的要求。
具体技术指标如下：
1.接口标准：RS-232或USB接口
2.A/D：12位
3.通道数：A、B通道
4.采样：同步
5.采样频率：100KHz(分档可选)
6.测量误差：0.2mv
7.测量量程：最大可达正负15V
8.支持电压、电流信号直接输入，无需配备转换器
9.操作环境：windows98/2000/xp
10.应用软件：DB-CSY910-V9.0数据采集与处理软件
二)虚拟仪器软件：V9.0版
本软件是和V9.0采集卡配套使用，以RS-232/USB进行通讯，采用RS-232/USB标准协议，是一个高效、实时的数据采集系统。该采集系统除了与本公司的DB-CSY910系列传感器实验仪配合使用外也可单独对外部信号进行采集(信号频率f≤1kHz)。
三)系统需求：
1.操作系统：Windows 98 /2000/XP简体中文版
2.Intel Pentium Ⅲ500MHz或AMD Athlon700MHz以上
3.128M以上内存
4.只少400M以上硬盘空间供软件安装和备份
5.有RS-232/USB接口
6.4倍速以上的CD-ROM
四)该软件主要功能有以下几点：
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V8.0数据采集卡的基础上有很大提高
6.数据采集软件支持RS232/USB通讯。
7.支持差动输入功能。
8.支持双通道数据采样。
9.具有虚拟低频示波器功能，并能对波形进行简单频谱、失真度分析。