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機械機電自動化實驗實訓設備

 

傳感器綜合實驗箱

傳感器綜合實驗箱

一、傳感器綜合實驗箱簡介

傳感器實驗箱由傳感器安裝臺、信號源/數據采集/顯示儀表、信號處理電路三部分組成,傳感器包含電阻應變式傳感器,霍爾式傳感器,電容式傳感器,電感式傳感器(差動變壓器)傳感器,電感式傳感器(自感式)傳感器,電渦流位移傳感器,壓電加速度傳感器,磁電式傳感器,熱電偶傳感器,光電式傳感器,光纖傳感器,壓力傳感器,P-N結溫度傳感器,熱敏電阻傳感器,氣敏傳感器,濕敏傳感器

二、傳感器安裝部分:

平行振動梁:平行振動梁為懸臂式結構,一端固定、另一端是自由端,自由端裝有振動圓盤及位于激振線圈中的永久磁鋼,振動圓盤上裝有各類傳感器,利用測微桿和激振信號可完成傳感器的靜態特性和動態特性實驗。

電加熱器二組:由電熱絲組成,加熱時可獲得高于環境溫度30℃左右的升溫。

測速電機一組:由可調低噪聲高速軸流風機組成,與光電,光纖,渦流傳感器配合進行測速實驗。

光電變換器:由紅外發射、接收管組成

傳感器配置:

電阻應變式傳感器:由BHF泊式應變片構成,6片工作片、2片補償片。

霍爾式傳感器:由JVC公司生產的HZ型線性半導體霍爾片和永久磁鋼構成,信號線性范圍±≥3mm。

電容式傳感器:由兩組定片和一組動片組成的差動變面積電容式傳感器,線性范圍≥±3mm。

電感式傳感器(差動變壓器)傳感器:由一個初級、二個次級線圈繞制而成的透明空心線圈,鐵芯為軟磁體氧體,測量范圍≥10mm。

電感式傳感器(自感式)傳感器:由一個初級、二個次級線圈繞制而成的透明空心線圈,鐵芯為軟磁體氧體,測量范圍

電渦流位移傳感器:由多股漆包線繞制的扁平線圈與金屬渦流片組成。直流電阻:1Ω-2Ω,量程:≥3mm,

壓電加速度傳感器:由PZT-5雙壓電晶片和金屬質量塊構成。f≥10KHZ、Q≥20pc/g。

磁電式傳感器:由多股漆包線繞制的線圈和永久磁鋼構成,直流電阻:30Ω-40Ω,靈敏度:0.5V/M/S。

熱電偶傳感器:直流電阻:由兩個銅——康銅(分度號為T)的熱電偶串接而成,自由端是環境溫度。

光電式傳感器:反射型紅外光電開關。

光纖傳感器:由半圓分布的多模光纖探頭和紅外線發射、接收電路組成的導光型傳感器,線性范圍≥2mm。

壓力傳感器:美國MPX型擴散硅壓阻式壓力傳感器。

P-N結溫度傳感器:利用半導體P-N結良好的溫度-電壓特性制成的測溫傳感器。

熱敏電阻傳感器:由熱敏電阻MF-51為探頭的測溫傳感器,靈敏度高。

氣敏傳感器:靈敏度:50-5000ppm。介質CH4(酒精)

濕敏傳感器: 高分子薄膜材料:Rh:10﹪-95﹪。

光電四象限傳感器0-360度可控

三、信號源/數據采集/顯示部分:

1、顯示儀表

數字式電壓/頻率表:3位半顯示,電壓范圍0-2V,0-20V,頻率范圍3Hz-2KHz,10Hz-20KHz,靈敏度≥50mV。

兩套振蕩器:

音頻振蕩器:0.4KHz—10KHz輸出連續可調,V-P-P=20V,180°、0°反相輸出,Lv端最大功率輸出電流0.5A。

低頻振蕩器:1-30HZ輸出連續可調,V-P-P=20V,最大輸出電流0.5A,Li端可提供用做電流放大器。

2、二組穩壓電源:(A).直流±15V電源,主要提供整機工作電源和溫度實驗時的加熱電源,最大激勵電流1.5A。(B)±2V-±10V分五檔可調輸出直流穩壓電源,最大輸出電流1.5A。主要提供傳感器的直流激勵源。

3、計算機數據采集與軟件:

數據采集卡:十二位A/D轉換,采樣速度125-10萬次/秒,采樣速度可控制,分單次采樣、定時采樣與連續采樣(低頻慢掃描示波器功能),標準RS-232/USB接口。

處理軟件:具有良好的計算機顯示界面與方便實用處理軟件,實驗項目的選擇與編輯、數據采集、數據處理、圖形分析與比較、文件取打印。

四、信號處理電路部分:

電橋平衡網絡:用于組成測試電橋,提供組橋插座,標準電阻和交,直流調平衡電位器。

差動放大器:通頻帶0—10KHz,可接成同相、反相增益為1—100倍的交/直流放大器。

電容變換器(放大器):由高頻振蕩器,放大器和雙T電橋組成的信號處理電路。

電壓放大器:增益約為5倍的同相輸入放大器,通頻帶0—70KHz。

移相器:增益為1,移相范圍≥±40°(與fi有關)。

相敏檢波器:由整形電路與電子開關構成的檢波電路。可檢波電壓頻率0-10KHz,允許最大輸入電壓10Vp-p。

電荷放大器:電容反饋型放大器,用于放大/轉換壓電傳感器的電荷輸出信號。

低通濾波器:由50Hz陷波器和RC濾波器組成,轉折頻率35Hz左右。

電渦流變換器:由變頻調幅變換電路,檢波器、跟隨器組成,傳感器是振蕩電路中的一個電感元件。輸出電壓≥|8|V(探頭離開被測物)。

五、傳感器綜合實驗箱實驗目錄:

1、金屬箔式應變片性能—單臂電橋

2、金屬箔式應變片:單臂、半橋、全橋比較

3、金屬箔式應變的溫度效應及補嘗

4、熱電偶的原理及分度表的應用

5、移相器實驗

6、相敏檢波器實驗

7、金屬箔式應變片—交流全橋

8、激勵頻率對交流全橋的影響

9、交流全橋的應用—振幅測量之一

10、交流全橋的應用—電子秤之一

11、差動變壓器(互感式)的性能

12、差動變壓器(互感式)零點殘余電壓的補嘗

13、差動變壓器(互感式)的標定

14、差動變壓器(互感式)的應用—振幅測量之二

15、差動變壓器(互感式)的應用—電子秤之二

16、差動螺管式(自感式)傳感器的靜態位移性能

17、差動螺管式(自感式)傳感器的振幅測量

18、激勵頻率對差動螺管式傳感器的影響

19、電渦流傳感器的靜態標定

20、被測體材料對電渦流傳感器特性的影響

21、電渦流傳感器的應用—振幅測量之三

22、電渦流傳感器的應用—電子秤之三

23、霍爾式傳感器的直流激勵特性

24、霍爾傳感器的應用—電子秤之四

25、霍爾式傳感器的交流激勵特性

26、霍爾式傳感器的應用—振幅測量之四

27、磁電式傳感器的性能

28、壓電傳感器的動態響應實驗

29、壓電傳感器引線電容對電壓放大器的影響、電荷放大器

30、差動變面積式電容傳感器的靜態特性

31、差動變面積式電容傳感器的動態特性

32、雙平行梁的動態特性—正弦穩態響應

33、綜合傳感器組成—平力衡式傳感器系統

34、半導體擴散硅壓阻式壓力傳感器實驗

35、光纖位移傳感器靜態實驗

36、光纖位移傳感器的動態實驗(一)

37、光纖位移傳感器的動態實驗(二)

38、PN結溫度傳感器測溫實驗

39、熱敏電阻演示實驗

40、氣敏傳感器(MQ3)實驗

41、濕敏電阻(RH)實驗

42、光電四象限傳感器實驗 

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