传感器测控技术综合实训室建设方案
一、结合传感器测量与控制系统的信号框架流程，本实验室主要由以下几部分组成：
1、传感器原理与应用性实验实训；
2、结合各类工业传感器应用模型的综合应用设计实验实训（温度测控单元、液位/流量测控单元、转速测控单元、环境参数测控单元、环形传输检测装置、直线位移测控单元、单片机单元等）；(根据教学需求：可以对单元配置进行选择、增减）
3、相关通用仪器及辅助（计算机、示波器、万用表等）；
二、设备组成

序号	实验室	设备名称	主要组成	单位	备注
1	传感器测控技术综合实验室	现代传感器与测控技术综合实验平台	主控台	台	不含电脑 不含示波器 不含万用表等
2			独立传感器及实验模块	套
3			实验台桌	张
4			单片机单元	套	配套二次开发应用
5			液位/流量传感器检测装置	套	二次开发实训控制应用
6			温度检测装置	套	二次开发实训控制应用
7			智能家居环境监测装置	套	二次开发实训控制应用
8			转速检测装置	套	二次开发实训控制应用
9			环形输送线装置	套	二次开发实训控制应用
10			直线位移控制检测装置	套	二次开发实训控制应用
11			CCD（CMS工业视觉检测系统）	套
12			载荷检测控制装置	套	二次开发实训控制应用
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三、设备参数指标

设备名称	主要组成参数
现代传感器与检测技术实验台	1.配置高稳定的±15V、＋5V、±5V、±2V~±10V可调、0~＋24V可调八种直流稳压线性电源（低纹波，集成芯片控制可靠性高）、0～20mA可调恒流源；主控台面板上还装有电压、频率、转速显示表、照度表和电流表，并具有过流、过压、漏电保护和声光报警功能；音频信号源（音频振荡器）1KHz~10KHz（Vpp0-20V可调）；低频信号源1Hz~30Hz(Vpp0-20V可调)；气压源0－50kpa可调；高精度温度调节仪表（控制温精度±0.5℃）；RS232USB计算机串行接口；流量计 、照度计。 2.三源模块 1)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，在悬臂梁上贴有4片金属箔式应变片完成交流应变实验； 2)转动源：0－2400转/分（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； 3)加热源 ：＜150℃（可调）采用大功率加热棒，加热快，并安装降温风扇。 3.数据采集卡及处理软件 1)接口标准：RS232或USB口 2)A/D：12位 3)通道数：2通道 4)采样频率：100KHz(分档可选) 5)测量误差：0.2mv 6)测量量程：最大可达正负15V 7)支持电压、电流信号直接输入，无需配备转换器 8)环境：windows98/2000/xp/win7 4.各实验台可通过地址设置联网，通过一台计算机可根据地址采集任何一台实验台的传感器数据信息，同时支持MODBUS-RTU协议，同时针对各测控单元，提供VC++高级语言编写的数据采集与控制程序，同时提供虚拟仪器LABVIEW、MATLAB控制接口、DEMO程序、动态链接库等二次开发接口。 5. ★传感器3D仿真视频教学软件 为满足专业课程资源库建设需求，提供与规划教材配套的应变、压力、差动、电容、霍尔、磁电、压电、电涡流、光纤、温度、气敏、湿敏等不少于12种传感器的虚拟仿真教学；该教学软件必须包含四个部份的视频演示功能： ① 具有三维动画、配合语音文字讲解传感器原理和构造的教学例程 ② 具有与配套的实验项目相对应的实验教学示范例程。 ③ 具有三维动态和静态模拟演示例程 ④ 具有传感器相对应的工业应用说明。 投标人须提供对此项指标进行现场演示12种及以上的传感器仿真教学，每演示一项不成功，视为一项技术参数不响应。
	铁质框架实验桌（1800*800*1600mm）,桌面铺设防静电粘合胶皮，实验桌下方预留计算机主机位置，，实验桌还设有四个万向轮和四个固定调节机构，便于移动和固定，有利于实验室的布局,另设特制柜可分别安放各类传感器检测单元装置等。
	1.传感器及光电器件配置：电阻应变式传感器（量程：0- 200g 精度：±0.5%）；差动变压器（量程：±5mm 精度：±2%）；扩散硅压力传感器（量程：0 -50KPa 精度：±2%）；电容式传感器（量程：±2mm 精度：±1%）；霍尔式位移传感器（量程：±5mm 精度：±2%）；霍尔转速传感器（转速：2400转/分）；磁电转速传感器（转速：2400转/分）、压电式传感器（精度：±2%）；电涡流传感器（量程：±2mm 精度：±3%）；光纤位移传感器（量程：±10mm 精度：±2%）；光电转速传感器（转速：2400转/分）；K型热电偶（0-800˚C）；E型热电偶（0-800˚C）；Pt100铂电阻（0-800˚C）；Cu50铜电阻（-55 − +150˚C）；湿敏传感器（10 − 95%RH）；气敏传感器（50 −2000ppm）；Cds光敏电阻（额定功率20mw，暗阻≥5MΩ）；红外发光二极管 （峰值波长940nm，工作电压10V）；光敏二极管（峰值波长880nm，工作电压＜10V, 暗电流≤0.2µA)；光敏三极管(峰值波长880nm，工作电压≤10V, 暗电流≤0.3µA)；硅光电池（峰值波长700nm，开路电压300mv）；光照度探头(1--1999Lx)；红外热释电传感器（检测距离0.1~5m）；超声位移传感器（40kHz超声波发射接收器，测量范围70mm~250mm，分辨率1mm） 2.传感器实验模块：应变传感器实验模块；差动变压器实验模块；扩散硅压力实验模块；电容位移传感器实验模块；霍尔位移传感器实验模块；压电传感器实验模块；电涡流传感器实验模块；光纤位移传感器实验模块；温度传感器实验模块；湿敏传感器实验模块；气敏传感器实验模块；移相检波滤波模块；光敏电阻-光电器件实验（一）模块；光电反射开关-光电器件实验（光开关）模块；ZIGBEE无线多功能传感器节点和汇节点模块；红外热释电传感器实验模块；超声位移传感器实验模块
	128×64LCD模块；4×4矩阵式键盘；4×1独立式键盘；6位七段LED数码管静态显示电路（与单片机串行接口）；线性稳压电源，±5V（0.5A）、±15V（0.5A），R型变压器（30W），含短路和过流保护功能，提供声光报警。MCU（C8051F360）模块：由C8051F360单片机和CPLD两片大规模集成芯片构成。CPLD的内部包括地址锁存器、地址译码器、矩阵键盘编码器、LCD模块接口、RC振荡电路，具有在系统编程功能。本模块含有键盘显示接口、并行总线扩展接口、串行总线扩展接口、RS232串行通信接口，并行AD-DA-SRAM模块；16×16LED点阵模块；串行RTC-ROM-18B20模块；精密测量模块；数控电压源模块；数控电流源模块；程控放大器模块；程控滤波器模块；专用DDS（AD9833）模块；FPGA模块：核心芯片采用Altera公司EP2C5T144，EPCS4配置芯片，25MHz外部有源晶振，内置USB-Blaster配置电路。4个I/O扩展口，能方便地与MCU模块、FPGA扩展模块、高速A/D模块、高速D/A模块接口，宽带放大驱动模块；接收各类传感器信号，准确转换并显示各类传感器模块输出的物理量信号，提供开放的单片机数据采集、数据液晶显示处理程序及接口,便于二次开发，实验对各测控电路的现代电子设计电路的组建与扩展。
	1.装置主要由水泵0—0.2m3/h、液位传感器（扩散硅压力传感器0-30cm，标准0-5V信号输出）、涡轮式流量传感器（0-0.5 m3，标准0-5V输出工业信号）、多路手动阀门开关、压力监测仪表、多路电磁阀、有机玻璃水槽、不锈钢管道等部分组成。 2.通过对电磁阀和电机的控制进行给水、排水控制，可实现液位、流量工业传感器的独立接线实训，零位/量程校准实验及液位、流量闭环控制实验，同时结合单片机测控单元可实现计算机上位机的数据采集、计算机闭环控制实训实验，提供VC++、虚拟仪器LABVIEW、MATLAB等接口及例程，便于二次实训项目的二次开发。
	1.该装置主要由K型热电偶、E型热电偶、Pt100、Cu50温度传感器、温度变送器、冷却风扇、独立加热源、功率加热器等部分组成，可以输出工业标准0—5V（对应0ºC到200ºC）信号，作为外部控制系统中的传感器测量信号。 2.选择内控方式可以完成基于智能仪表的温度信号检测和控制功能，同时结合单片机测控单元可实现计算机上位机的数据采集、计算机闭环控制实训实验，提供VC++、虚拟仪器LABVIEW、MATLAB等接口及例程，便于二次实训项目的二次开发。
	供电：AC220V：直流电源5V、12V、9V。每种传感器的输出都留有输出检测端口、可通过AD数据采集在电脑上进行测试分析。实现了每种传感器都可以与电脑连接。 1.MQ－138（甲醛）2）MQ－7（CO）3）MQ－2（烟雾）4）MQ－135（CO2）5）MQ－3（酒精） 2.温度传感器：Pt100铂电阻（厚膜元件），检测环境温度。配置了温度变送器（测温度范围：－20℃～＋80℃，对应于线性输出：DC　0～5V  20℃／V）。 3.湿度传感器：CHR－01陶瓷湿敏电阻，检测环境相对湿度。配置了湿度变送器（测湿度范围：0～100％RH，对应于线性输出：DC　0～5V  20％RH／V）。 4.噪音传感器：驻极体话筒，检测环境噪音。配置了声级仪（测量噪音范围：30dB～130Db，对应于类比信号输出：DC　0.3V～1.30V  10mV／dB）。灵敏度(0dB=1V/Pa, 1KHz)。 以上传感器分别带有模拟量输出：调理校准电路、标准信号调理输出、通过接线端子接入AD数据模块进行在电脑测量、分析、控制。供电：AC220、额度功率：200W。同时结合单片机测控单元可实现计算机上位机的数据采集、计算机闭环控制实训实验，提供VC++、虚拟仪器LABVIEW、MATLAB等接口及例程，便于二次实训项目的二次开发。
	1.该模块主要由转速传感器(光电传感器、霍尔传感器、磁电传感器等)、可调转速电机、功率放大器等部分组成，可以输出转速测量的脉冲信号和工业标准的0—5V（对应0到2400转/秒）信号，配置传感器变换电路、转速表、超速报警电路等 2.同时结合单片机单元可实现计算机上位机的数据采集，提供VC++、虚拟仪器LABVIEW、MATLAB等接口及例程，实现基于转速的计算机闭环控制功能，便于二次实训项目的二次开发。
	直线位移测控实验装置：了解直线位移传感器的原理和直线位移传感器的应用。 本实验装置内装位移传感器 二、配置 1、位移传感器        1只 2、实验装置专用电源 1套 3、单片机控制系统                                 1套 三、指标 2、测量范围:20CM 3、重量：约3kg 开展多项实验实训直线位移测量控制的实验实训
	1.该实验模型是来源于机场行李运送系统的环形传送带模型，具有遮挡式红外检测、反射式红外检测、金属材质识别（铜、铝、铁等）、颜色识别、电容式、电感式等多种传感器，模拟了环形传送带的整个运动过程，是一个具有实际应用价值的工程模拟实验。 2.可完成上述装置中所用传感器的独立接线实训，状态检测实验，同时结合单片机单元可实现计算机上位机的数据采集，开展多项自动传送、分拣、识别、计数、紧急停车等实验实训项目。
	1、CMOS摄像机: （1）30万像素； （2）拍照桢率： 60桢/秒； （3）232/USB接口,提供相关通讯议。 2、镜头：焦距50mm,焦距可调。 3、微位移支架：中间安装相机，被测体放置微位移平台。 4、软件：提供相机控制程序和源代码；工件尺寸测量，圆，直线，椭圆，长方形，字母和数字字符的识别程序和源代码。
	载荷测控实训装置：了解秤重传感器传感器的原理和载荷的应用。采用单片机控制加载机自动加载,装置内装秤重传感器TYPE651 kg和测微头测量范围0-1000g。 二、配置 1、秤重传感器：TYPE651 1kg                1只 2、测微头：（0～25MM） 1只 3、专用砝码：(20g、100g、200g) 1套 4、实验装置专用电源： 1套 5、单片机控制系统                                 1套 三、指标 2、测量范围：0～1000g 3、重量：约3kg

 
四、典型实验项目列表
传感器实验部分
实验一金属箔式应变片单臂电桥性能实验
实验二金属箔式应变片半桥性能实验
实验三金属箔式应变片全桥性能实验
实验四金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验
实验五金属箔式应变片温度影响实验
实验六直流全桥的应用电子秤实验
实验七交流全桥的应用振动测量实验
实验八差动变压器的性能实验
实验九激励频率对差动变压器特性的影响实验
实验十差动变压器零点残余电压补偿实验
实验十一差动变压器的应用振动测量实验
实验十二电容式传感器的位移特性实验
实验十三电容传感器动态特性实验
实验十四直流激励时霍尔式传感器的位移特性实验
实验十五交流激励时霍尔式传感器的位移特性实验
实验十六霍尔式传感器振动测量实验
实验十七霍尔式传感器的应用电子秤实验
实验十八霍尔测速实验
实验十九磁电式转速传感器的测速实验
实验二十用磁电式原理测量地震
实验二十一压电式传感器振动实验
实验二十二电涡流传感器的位移特性实验
实验二十三被测体材质对电涡流传感器的特性影响实验
实验二十四被测体面积大小对电涡流传感器的特性影响实验
实验二十五电涡流传感器测量振动实验
实验二十六电涡流传感的应用电子秤实验
实验二十七电涡流传感器测转速实验
实验二十八光纤传感器的位移特性实验
实验二十九光纤传感器测量振动实验
实验三十光纤传感器的测速实验
实验三十一光电转速传感器的转速测量实验
实验三十二利用光电传感器测转速的其它方案
实验三十三温度传感器PT100的温度特性实验
实验三十四温度传感器Cu50的温度特性实验
实验三十五  K型热电偶测温实验
实验三十六  E型热电偶测温实验
实验三十七集成温度传感器特性实验
实验三十八气体流量的测定
实验三十九对酒精敏感的气敏传感器的原理
实验四十对酒精敏感的气敏传感器的浓度测试实验
实验四十一湿度传感器的原理
实验四十二湿度传感器的湿度实验
实验四十三红外遥控实验
实验四十四暗光街灯实验
实验四十五温度仪表PID控制实验
实验四十六计算机温度PID控制实验系统
实验四十七计算机转速PID控制系统
实验四十八课程设计、毕业设计汇总实验系统实验
可扩展的虚拟仪器Labview实验部分
实验一    LabVIEW8.0程序开发环境
实验二虚拟温度计的设计及标定
实验三加法函数节点的应用
实验四布尔运算节点操作
实验五利用VIs设计函数发生器
实验六数组函数的应用
实验七簇函数的应用
实验八字符串函数的应用
实验九While循环移位寄存器的应用
实验十子VI的创建与调用
实验十一虚拟示波器设计
实验十二信号的瞬态特性测量
试验十二电子计数器的设计
实验十三可逻辑分析设计
实验十四频谱（幅值-相位）分析设计
实验十五 Butterworth滤波器
实验十六基于RS485数据采集卡的A/D采集实验
实验十七基于RS485数据采集卡的D/A输出实验
实验十八基于RS485数据采集卡的DI采集实验
实验十九基于RS485数据采集卡的DO采集实验
实验二十应变传感器虚拟仪器采集实验
实验二十一霍尔传感器虚拟仪器采集实验
实验二十二电容传感器虚拟仪器采集实验
实验二十三电涡流传感器虚拟仪器采集实验
实验二十四光纤传感器虚拟仪器采集实验
实验二十五基于LABVIEW温度PID控制系统
实验二十六基于LABVIEW转速PID控制系统
 
可扩展的MATLAB实验部分
实验一  MATLAB配置
实验二设备启动/关闭实验
实验三  A/D操作实验
实验四  D/A操作实验
实验五  DI操作实验
实验六  DO操作实验
实验七电压状态监视/报警实验
实验八  PID控制实验
实验九基于SIMULINK的PID控制实验
液位/流量传感器检测装置
1、 液位传感器零位/量程校准实验
2、 流量传感器零位/量程校准实验
3、 液位传感器线性度测量实验
4、 液位设定PID控制实验
温度检测装置
1、 E型热电偶温度特性实验
2、 PT100型温度传感器特性实验
3、 CU50型温度传感器特性实验
4、 智能仪表温度闭环控制实验
5、 温度控制系统P、I、D参数分析实验
环境参数检测装置
1、 酒精检测仪的设计实验
2、 湿度检测实验
3、 PM2.5浓度监测实验
4、 光敏电阻暗光街灯实验
5、 光敏三极管红外遥控实验
6、 太阳能电池功率测试实验
7、 光照强度检测实验
8、 环境参数联动检测实验等
转速检测装置
1、 光电传感器转速测量实验
2、 磁电传感器转速测量实验
3、 霍尔传感器转速测量实验
直线位移控制检测装置
1、 位移传感器检测实验
2、 限位开关检测与应用实验
3、 位移控制实验等
环形输送线装置
1、 环形传输带速度检测实验
2、 传输带金属材质检测实验
3、 传输带物体颜色检测实验
4、 传输带物体计数实验
5、 电容/电感传感器综合应用实验等
CMS工业视觉检测系统
1、 工件尺寸测量，圆，直线，三角形，长方形
2、 字母和数字字符的识别。
3、汉字的识别。
载荷测控实训装置
1、 称重传感器测量
2、 称重传感器的测控
单片机LCD液晶测控单元
实验一单片机传感器AD采样实验
实验二单片机传感器数据量纲变换实验
实验三单片机传感器数据LCD液晶显示实验
实验四温度的单片机闭环PID控制实验
实验五转速的单片机闭环PID控制实验
实验六液位的单片机闭环PID控制实验等