SB-3000型传感器与检测技术实验台

一、产品简介

传感器与检测术实验台是在本公司多年生产传感技术教学实验装置的基础上，为适应不同类别、不同层次的专业需要，新推出的模块化的新产品。

传感器与检测技术实验台主要用于各大、中专院校开设的"传感器原理""自动检测技术""非电量电测技术""工业自动化仪表与控制""机械量电测"等课程的实验教学。

传感器与检测技术实验台采用的传感器大部分是工业结构，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。

1、传感器的结构已从原理型转向工业检测传感器，传感器已由定性转向定量，有一定的精度，更便于计算机做实验的特性分析。

2、仪器配温度源、气源、振动源和转动源。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，或制作特殊的传感器模块。

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，确保学生在误操作后不会损坏设备并保证学生的安全。

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、三源发生台（振动源、温度源、转动源）、传感器、相应的实验模板、数据采集卡及处理软件、实验台桌、主机监测单元、3D传感器仿真系统八三、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、转速显示表。音频信号源（音频振荡器）1KHz~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（控制温精度±0.5℃）；RS232 计算机串行接口；流量计，电流表，照度表。

2、三源发生台:加热源：0～220V交流电源加热，温度要求控制在室温～120℃。

转动源：2～24V直流电源驱动，转速覆盖0～3000rpm。振动源：振动频率覆盖  1Hz～30Hz（可调），共振频率在12Hz左右。

3、数据采集卡及处理软件：3 通道 16 位输入，最大钳位±20v，为了防止烧坏通道。最小分辨率 1mv，连续最大采样频率 100khz，曲线必须光滑。网络功能：云服务平台，每套传感器实验设备通过数据采集每个实验课内容,可以与学生唯一绑定，实现过程控制参数的在线采集与云服务平台的数据上传；做完实验时可以自动生成WORD 文档，自动生成实验数据记录表格，自动生成实验曲线；教师机通过云服务平台进行查看实验内容，具有批改作业的功能， PPT 可以实现共享等功能。

4、实验桌：专用钢制实验桌尺寸为 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。实验桌主体要求采用 1.2mm 铁质喷塑，桌子底脚用带刹车万向轮。

5.恒流源：至少0～20mA连续可调，最大输出电压≥12V。

6.数字式电压表：量程覆盖0～20V，至少分为200mV、2V、20V三档、精度≤0.5级。

7.数字式毫安表：量程覆盖0～20mA，至少三位半数字显示、精度≤0.5级，有内测外测功能。

8.频率/转速表：频率测量范围覆盖1～9999Hz，转速测量范围覆盖1～9999rpm。

9.高精度温度调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法，温度控制精度≤±0.5℃。

10.信号发生器：频率至少覆盖1k～10kHz ，峰峰值最低覆盖范围VP-P=0～17V连续可调。

11. 频率至少覆盖1～30Hz低频信号，峰峰值最低覆盖范围VP-P=0～17V连续可调，有短路保护功能

三、产品技术指标

1.物联网无线通讯传感网：整个实验室配 1套(每四个组成网络)，可用于毕业设 计及相关课程设 计。要求配备两种及以上无线传输能力的模块（例如 WIFI、ZigBee），可同时完成不少于 4AD/4DA（ADC 分辨率 12 位或以上）、4DI/4DO 传输，能够组建实验室无线传感网络，ZIGBEE 组网实验（触摸屏的组网图），WiFi 与电脑通信截图，电脑 PID 参数调节与控制曲线（4 个站点的曲线图），手机 APP 显示（模拟量和开关量控制实验图）。

2.主机监测单元：（本批设备一套）电路部分采用超薄可折叠导电材料技术，实时检测主机多路运行状况（4 路以上），并且带液晶显示和报警显示，主机检测单元可反复折叠不损坏电路，支持手机无绳采集数据。不接受手机数据线导入数据模式、不接 WIFI 及蓝牙等手机数据接受模式。整套设备的实物图片,4路液晶显示和报警显示

手机APP软件截图

3.3D传感器仿真系统，教学仿真资源（包括 3D 传感器仿真系统和传感器实验教学视频）；提供12种传感器软件包。

传感器演示视频，其中包含

（1）音轮式转速传感器

（2）电容式油量传感器

（3）浮子式油量传感器

（4）电感式压力传感器

（5）压电式压力传感器

（6）感温电阻

（7）热电偶

（8）动态扭矩传感器

（9）箔式金属应变传感器

（10）电涡流传感器

（11）差动变压器式位移传感器

（12）扩散硅压力传感器

可在3D虚拟仿真环境下进行理论学习与功能性验证实验。支持手机 APP 动态三维视图包括锁定轴向的平移、缩放及旋转。包括 3D 环境下的系统设备的认知、原理结构认知、系统的认知；学生可以在任何地方进行访问和控制。提供其中包括浮子式油量传感器、音轮式转速传感器、浮子式油量传感器、动态扭矩传感器的产品说明、零件展示、装配、应用展示四个方面。

4.本批设备一套，Python 数据采集卡，该数据采集卡采用工业级，接口采用USB 接口，整个实验室配一套。具体核心功能指标要求：

①具有 8 路模拟量输入：8 路电压输入。ADC 分辨率：14 位，最大采样速率：100K/S。

②2 路模拟量输出：12 位，0-10V，100Ksa/s；

③2 路 1MHz 计数、PWM 测量输入，2 路 1MHzPWM、脉冲发生器。

④具有多种采样方式：定时采样，定长采样，单步采样，实时采样。

⑤具有输入低通滤波，过压保护功能。

⑥具有 12 路数字量输入输出：6 路输入，6 路输出。

⑦支持波形输出：正弦波，方波，三角波，锯齿波任意波形,上位机软件可采集可调节。

⑧波形频率可调：范围 0-10000HZ，上位机软件显示控制。

⑨实验内容：

（1）基于 Python 界面设 计应用；

（2）基于 Python 界面与逻辑分离应用；

（3）基于 Python 串口通信应用；

（4）基于 Python 通信与显示应用；

（5）基于 Python 多线程串口通信应用；

（6）基于 Python 模拟量单通道读取应用；

（7）基于 Python 模拟量多通道读取应用；

（8）基于 Python 模拟量动态采样读取应用；

（9）基于 Python 控制模拟量输出应用；

（10）基于 Python 模拟量定时读取应用；

（11）基于 Python 开关量频率读取应用；

（12）基于 Python 波形发生器应用；

（13）基于 Python 模拟量 PID 控制；

（14）基于 Python 的传感器数据采集应用；

（15）传感器智能化监测检测对象温度数学模型 MATLAB/RTW 实验；提供系统实物控制图，控制响应曲线，仿真图，响应曲线。基于 MCGS 组态软件开发而成，能够模拟实际温度对象的特性，并且能将控制计算机中的数据转换成模拟信号供外部控制系统使用。动画显示及刻度显示温度测量值：该系统在具体实验的过程中，组态软件界面具有动态的动画显示。

四、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、J 型热电偶测温实验；

36、热电偶冷端温度补偿实验；

37、对酒精敏感的气敏传感器的原理实验；

38、湿度传感器的实验；

39、数据采集系统实验（静态举例）；

40、数据采集系统实验（动态举例）；

41、光敏电阻实验；

42、光敏二极管的特性实验；

43、光敏三极管特性实验；

44、光开关实验；

45、红外光电开关；

46、光电池光照特性实验；

57、附加实验-移相器实验；

58、附加实验-相敏检波器实验；

59、光敏电阻实验；

60、光敏二极管的特性实验；

61、光敏三极管特性实验；

62、光开关实验；

63、红外光电开关；

64、光电池光照特性实验；

65、 附加实验-相敏检波器实验；

66、主机监测单元；

67、手机 app 控制；

68、手机模拟量和开关量控制实验；

69、手机微信端报警设置；

70、ZigBee 开关量实验；

71、 ZigBee 控制实验；

72、wife 开关量实验；

73、wife 控制实验；

74、配有 wifi、Zigbee 等多种无线传感模块，以方便用户完成无线传感网络物联网、无线智能控制等应用实验。无线传输模块可与 android 智能终端设备、PC互联互通，能将实验结果显示在智能终端或 PC 上，可通过智能终端或 PC 端软件进行参数设置和控制，完全可用于物联网相关课程实训教学使用。

75、labview 控制实验；

76、labview 控制温度实验；

77、 labview 控制转速实验；

传感器孪生数字仿真软件

1、软件基本指标要求

（1）仿真场景和设备与实际情况一致（或应用场景）；

（2）要求软件运行稳定，维护方便；

（3）全中文界面提示；

（4）▲平台统一登录功能：要求各系统间采用用户账号密码统一登录模式，支持管理员统一进行账号管理；；

（5）▲传感器AR功能套件，该套件充分展现传感器的结构原理。(提供10种以上) 投标文件中提供相应的截图，以佐证其功能。；

2、要求支持在线虚拟仿真实验实训

▲软件要求具备学、练、考三种模式，覆盖用户实训教学的各个环节，可结合数字资源多维度了解实训过程，并通过虚拟仿真达到反复训练，同时具备过程评价考核功能，达到检验学习效果的目的。投标文件中提供相应的截图，以佐证其功能。

3.1、学习模式

学员进入训练任务的学习模式操作界面后，系统提供任务来源、任务描述、能力目标、相关知识与技能、知识准备、设备认知、理论学习等内容。完成每个训练任务的知识准备和理论知识学习，系统将自动完成理论水平测试。了解训练任务完成后应能够全面掌握的基本技能、关键技能、知识目标和职业素养目标；

▲设备认知模块（3D资源库）：包含每个训练任务使用到的设备，展示设备详情；投标文件中提供相应的截图，以佐证其功能。

①具备3D设备模型、物理结构、设备描述、功能参数、安装说明、接线说明等内容

②同时3D模型展可以任意360°旋转，可放大缩小；

③对于复杂设备，可通过爆炸图分解元件内部结构，帮助学生学习元件内部结构原理；

④设备从外形可以进行透明化处理，显示内部构造。

3.2、练习模式要求

▲学员进入训练任务的练习模式界面后，要求系统提供3D模拟实训场景，学员可以通过鼠标或键盘控制视角在场景中任意漫游，并且可以进行接线、点位分配、设置等练习。同时要求系统提供教学视频、操作手册、系统接线图、示范操作任务等相关资料，通过展示设备结构、接线效果、操作指引和功能演示，让学员了解任务内容和场景，掌握实操方法和结果演示。

（1）要求包含传感器特性实验及传感器应用实训；

（2）要求包括传感器应用软件模块；

（3）纯虚拟仿真模式，要求支持参数的设置、控制对象状态反馈与闭环控制；

（4）传感器应用软件模块-实训项目

五、实验内容

1、应变全桥称重实验

2、压阻测压力实验

3、差动变压器性能实验

4、差动变压器测位移实验

5、光电转速测量

6、电容传感器测位移实验

7、霍尔传感器测位移实验

8、光纤传感器测位移实验

9、电涡流传感器测位移实验

10、压电传感器测振动实验