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DICE-CG3典型傳感器實(shí)驗(yàn)箱
一、概述
DICE-CG3系列傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)訓(xùn)箱采用模塊化設(shè)計(jì)，將主控臺(tái)、傳感器模塊、被測(cè)源、信號(hào)采集卡和檢測(cè)技術(shù)有機(jī)的結(jié)合，使學(xué)生能夠更好的學(xué)習(xí)和掌握信號(hào)傳感、信號(hào)處理、信號(hào)轉(zhuǎn)換、信號(hào)采集和傳輸?shù)恼麄€(gè)過(guò)程。采用分離式模塊，有很強(qiáng)的靈活性，可擴(kuò)展性。便于教學(xué)內(nèi)容的變更，升級(jí)。后蓋采用鏤空設(shè)計(jì)，學(xué)生可觀察到實(shí)際電路。正面面板將電路放大，學(xué)生可清晰的看到原理圖。傳感器與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱主要用于各大、中專(zhuān)院校開(kāi)設(shè)的“傳感器原理”“自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)”“非電量電測(cè)技術(shù)”“工業(yè)自動(dòng)化儀表與控制”“虛擬儀器”等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
特點(diǎn)：
獨(dú)立熱源，數(shù)字式智能溫控儀調(diào)節(jié)，解決了市場(chǎng)上常見(jiàn)內(nèi)置熱源，長(zhǎng)期使用后發(fā)熱老化，影響整體實(shí)驗(yàn)箱，性能不穩(wěn)的問(wèn)題。
獨(dú)立模塊化的實(shí)驗(yàn)單元，采用模塊化設(shè)計(jì)，但又不是簡(jiǎn)單，零散的把每項(xiàng)功能獨(dú)立.具有相同或相似性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與實(shí)驗(yàn)電路制成模塊，這樣既解決了靈活性，又解決了零散性的問(wèn)題。
開(kāi)始版本為2004年開(kāi)發(fā)，前后改進(jìn)了近10余個(gè)版本，結(jié)合各個(gè)用戶(hù)單位實(shí)際使用反饋，在實(shí)踐中不斷提升。
二、配置及技術(shù)性能
1，交流電源輸入：?jiǎn)蜗嗳€～220V±10% 50Hz。
2，工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃，相對(duì)濕度 ＜85%（25℃） 海拔＜4000m
3，直流穩(wěn)壓源輸出：DC±5V,±12V,1.125~12V可調(diào)
4，信號(hào)源：1k~10kHz，幅度VPP=8V,帶數(shù)顯頻率計(jì)指示
5，恒流源：0~2OmA輸出，帶數(shù)顯電流表指示
6，直流電壓表：0-2V、0-20V兩檔
7，熱源：0～220V交流電源加熱，溫度可控制在室溫～200℃；
8，溫度傳感器模塊：包括PN結(jié)，負(fù)溫?zé)崦綦娮?，LM35，鉑電阻，銅電阻，K型熱電偶，E型熱電偶
9，光電轉(zhuǎn)速傳感器模塊
10，應(yīng)變傳感器模塊
11，差動(dòng)變壓器模塊
12，霍爾傳感器模塊
13，電容傳感器模塊
三、各種傳感器介紹（共17種）
應(yīng)變傳感器：金屬應(yīng)變傳感器，量程0～1kg，應(yīng)變片阻值350Ω×4
差動(dòng)變壓器：鐵芯、初級(jí)線圈和次級(jí)線圈構(gòu)成，量程≥5mm
差動(dòng)電容傳感器：兩組定片和一組動(dòng)片構(gòu)成，量程≥5mm
霍爾位移傳感器：線性霍爾片置于梯度磁場(chǎng)中，量程≥3mm
霍爾開(kāi)關(guān)傳感器：集成霍爾開(kāi)關(guān)傳感器，工作電壓DC5V
光纖位移傳感器；Y形導(dǎo)光型傳感器
電渦流傳感器：多股漆包線與金屬渦流片組成，量程≥3mm
磁電傳感器；線圈和磁鋼構(gòu)成，靈敏度0.5v/m/s
PT100：金屬鉑電阻傳感器，00C電阻值100Ω，測(cè)溫范圍-200C～850C
1Cu50：銅熱電阻，00C電阻值50Ω，測(cè)溫范圍-500C～1000C
1LM35：電壓輸出型集成溫度傳感器，測(cè)溫范圍-550C～1500C，靈敏度10mV/0C
K型熱電偶：鎳鉻－鎳硅熱電偶.測(cè)溫范圍-500C～1800C
E型熱電偶：鎳鉻－康銅熱電偶，測(cè)溫范圍-1000C～1100C
PN結(jié)溫度傳感器：測(cè)溫范圍-1000C～1500C，靈敏度2.2mV/0C，線性誤差1％
NTC：負(fù)溫度系數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻，測(cè)溫范圍-500C～3500C
可燃?xì)怏w檢測(cè)傳感器：對(duì)一氧化碳，甲烷有很好的靈敏度，范圍：100-1000ppm可燃?xì)怏w
光電開(kāi)關(guān)傳感器：射式光電開(kāi)關(guān)：包含光軸相對(duì)放置的發(fā)射器和接收器
三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及模塊介紹
模塊圖片 | 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 |
1號(hào)金屬箔式應(yīng)變片實(shí)驗(yàn)?zāi)K 1.2.1 (實(shí)驗(yàn)一)單臂電橋性能實(shí)驗(yàn) 1.2.2(實(shí)驗(yàn)二)半橋性能實(shí)驗(yàn) 1.2.3 (實(shí)驗(yàn)三)全橋性能實(shí)驗(yàn) 1.2.4（實(shí)驗(yàn)四）金屬箔式應(yīng)變片單臂、半橋、全橋性能比較 *1.2.5 (實(shí)驗(yàn)五)金屬箔式應(yīng)變片的溫度影響實(shí)驗(yàn) 1.2.6（實(shí)驗(yàn)六）直流全橋的應(yīng)用—電子秤實(shí)驗(yàn) | |
4號(hào)電容式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K 4.3.1（實(shí)驗(yàn)十三）電容式傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn) | |
5號(hào)霍爾式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K 5.3.1（實(shí)驗(yàn)十五）直流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn) 5.3.2（實(shí)驗(yàn)十六）交流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn) 5.3.3（實(shí)驗(yàn)十七）霍爾式傳感器的應(yīng)用—電流超限檢測(cè)報(bào)警器 | |
6號(hào)差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)K 6.2.1（實(shí)驗(yàn)十八）差動(dòng)變壓器的位移特性實(shí)驗(yàn) 6.2.2（實(shí)驗(yàn)十九）激勵(lì)頻率對(duì)差動(dòng)變壓器特性的影響 6.2.3（實(shí)驗(yàn)二十）差動(dòng)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償實(shí)驗(yàn) | |
8號(hào)光電、轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)?zāi)K 8.3.1（實(shí)驗(yàn)二十六）光電傳感器測(cè)速電路實(shí)驗(yàn) 8.3.2（實(shí)驗(yàn)二十七）電渦流式傳感器測(cè)速電路實(shí)驗(yàn) 8.3.3（實(shí)驗(yàn)二十八）磁電式傳感器測(cè)速電路實(shí)驗(yàn) 8.3.4（實(shí)驗(yàn)二十九）霍爾式傳感器測(cè)速電路實(shí)驗(yàn) 8.3.5（實(shí)驗(yàn)三十）光纖傳感器測(cè)速電路實(shí)驗(yàn) 8.3.6（實(shí)驗(yàn)三十一）光纖傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn) | |
9號(hào)溫度傳感器特性實(shí)驗(yàn)?zāi)K 9.2.1（實(shí)驗(yàn)三十二）PN結(jié)溫度傳感器溫度特性實(shí)驗(yàn) 9.2.3（實(shí)驗(yàn)三十三）負(fù)溫?zé)崦綦娮铚囟忍匦詫?shí)驗(yàn) 9.2.4（實(shí)驗(yàn)三十四）集成溫度傳感器LM35溫度特性實(shí)驗(yàn) 9.2.5（實(shí)驗(yàn)三十五）鉑電阻溫度特性實(shí)驗(yàn) 9.2.6（實(shí)驗(yàn)三十六）銅電阻溫度特性實(shí)驗(yàn) 9.2.7 (實(shí)驗(yàn)三十七)K型熱電偶測(cè)溫實(shí)驗(yàn) 9.2.8（實(shí)驗(yàn)三十八）E型熱電偶測(cè)溫實(shí)驗(yàn) | |
14號(hào)交直流、全橋、測(cè)量、差動(dòng)放大 實(shí)驗(yàn)?zāi)K 14.2.1（實(shí)驗(yàn)四十六）測(cè)量放大實(shí)驗(yàn) |
四、高性能USB2.0數(shù)據(jù)采集卡(選配件)
(USB通訊接口，非USB轉(zhuǎn)串；支持LabVIEW, CVI, Matlab, C++ 二次開(kāi)發(fā)接口)：
（1）主要技術(shù)參數(shù)指標(biāo)：
1.1模擬量輸入
l輸入路數(shù)：8路單端輸入或者4路差分輸入
l支持類(lèi)型及測(cè)量范圍：可獨(dú)立配置各個(gè)通道的輸入信號(hào)測(cè)量范圍，電壓輸入范圍：±10V、
l ADC分辯率：14位
l采樣精度：±0.05％
l采樣速率：48K/秒（默認(rèn)配置下，全通道）
l輸入低通濾波、過(guò)壓保護(hù)
1.2數(shù)字量輸入輸出
l 輸入輸出路數(shù)：8路
l輸出類(lèi)型：集電集開(kāi)漏輸出
l電平方式：5V TTL
l單通道電流驅(qū)勱能力：10mA
l總電流驅(qū)勱能力：85mA
l負(fù)載電壓：20V
l負(fù)載電流：50mA
l可以選擇為用戶(hù)控制模式或輸入通道狀態(tài)指示模式
l用戶(hù)控制模式下，具有安全輸出功能，可軟件配置安全時(shí)間和安全輸出值
1.3模擬量輸出
l通道數(shù)：2通道
l分辨率：12 bit
l直流電壓范圍：0~5V
l 波形輸出支持正弦，方波，鋸齒，三角波任意波形
l單通道電流驅(qū)勱能力：15mA
l總電流驅(qū)動(dòng)能力：30mA
1.4計(jì)數(shù)器/脈沖輸出
l通道數(shù)：1通道
l計(jì)數(shù)頻率：5Mhz
l分辨率：32位
l計(jì)數(shù)范圍：0~65535
l電平方式：5V TTL
l支持脈沖序列輸出
l支持計(jì)數(shù)功能
1.5系統(tǒng)參數(shù)
l CPU：32位 RISC ARM
l操作系統(tǒng)：實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS
l隔離耐壓：250 VDC
l供電電壓：USB供電，電源反接保護(hù)
l工作溫度范圍：-20℃～+85℃
l通訊接口：USB，ESD、過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)
（2）上位軟件介紹：
本軟件配合USB2.0數(shù)據(jù)采集卡使用，實(shí)時(shí)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)或靜態(tài)處理和分析，支持將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)導(dǎo)出到剪貼板、EXCEL文檔、或圖形格式。
1、模擬輸入部分：可自動(dòng)識(shí)別或手動(dòng)設(shè)定X軸、Y軸分辨率，可同時(shí)采集8路模擬量信號(hào)，支持單端和差分輸入，可設(shè)定采樣率和讀取數(shù)，可設(shè)定輸入電壓范圍。
2、模擬輸出部分：可輸出直流量，波形輸出支持正弦，方波，鋸齒，三角波任意波形，可設(shè)定波形頻率、幅度、相位等參數(shù)。
3
、數(shù)字量輸入/輸出部分：可以將8組數(shù)字端口靈活設(shè)定為輸入或輸出端口，并可設(shè)定數(shù)字端口狀態(tài)。
4、計(jì)數(shù)器/脈沖輸出部分：可設(shè)置“脈沖上升沿計(jì)數(shù)”或“脈沖下降沿計(jì)數(shù)”，脈沖序列輸出可設(shè)定脈沖頻率和占空比。
五、增強(qiáng)型選配模塊(可根據(jù)用戶(hù)需要，自行選配)
1. PSD光電位置傳感器模塊
2. CCD圖象傳感器模塊
3. 超聲波測(cè)距傳感器模塊
4. 長(zhǎng)光柵位移傳感器模塊（帶直線絲杠，步進(jìn)電機(jī)，單片機(jī)控制整個(gè)閉環(huán)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)）
5. 圓光柵位移傳感器模塊（帶電機(jī)，單片機(jī)控制整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)）
6. 液體水位流量傳感器模塊（自帶紅外線遙控，單片機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)）
7. 扭矩傳感器模塊（帶力矩扳）
8.齒輪傳感器帶交流調(diào)速電機(jī)
下圖是實(shí)驗(yàn)箱外型
