检测与转换技术(传感器)实验台使用手册

检测与转换技术(传感器)实验台使用手册

一、性能特点
（一）系统组成
检测与转换技术(传感器)实验台是长期从事《检测与转换技术》课程教学的教师，根据其理论教学和实验教学的经验研制而成的。在原有的基础上增加了部分功能，为适应不同类型、不同层次的专业需要，最新推出的模块化的新产品。
本系统由电源、传感器、转换电路、显示仪表和计算机数据采集系统几类模块及一些附件组成（如附图3-1）

	电源



传感器	转换电路	显示仪表


		计算机数据采集系统

附图3-1  检测与转换技术(传感器)实验台系统组成

各模块的详细内容在本手册后面的内容中加以介绍。
（二）用途和主要特点
本系统的基本配置能开出的实验类型如下：
电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、光电式传感器、霍尔式传感器、霍尔测速传感器、涡流式传感器、涡流测速传感器、温度式传感器、热电偶、热电阻、磁电式传感器、压电加速度式传感器、光纤传感器、压力传感器、超声波传感器、气敏（酒精）传感器、湿敏传感器、转速传感器、热释电红外传感器、硅光电池传感器。共21类几十种实验，可以满足大中专开设的《自动检测技术》、《传感器原理与技术》、《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。
检测与转换技术(传感器)实验台的主要特点有：
1、传感器和转换电路板采用模块式结构，便于灵活组合（每种传感器配备1～2块转换电路板）开出各种实验，也便于根据教学大纲增加新的实验项目。
2、传感器的结构以及转换电路板上的印刷电路和元器件都直观可见，传感和转换电路板的正面印有电路原理图。这种直观的特点有助于学生增加感性认识，增强实验效果。
3、所用传感器尽量选择工业上实用的或与之接近的类型，具有实用性和先进性。
4、实验结果精度较高，在一定的位移范围内，传感器非线性误差不超过3％。
5、提供计算机采集系统，包括高精度的数据采集卡和简便易用的数据处理软件，可以帮助学生对实验结果进行分析。
6、实验接线方便，电源具有自动保护功能。
（三）实验项目
◆ 电阻式传感器的单臂电桥性能实验
◆ 电阻式传感器的半桥性能实验
◆ 电阻式传感器的全桥性能实验
◆ 电阻式传感器的单臂、半桥和全桥的比较实验
◆ 电阻式传感器的振动实验 *
◆ 电阻式传感器的电子秤实验 *
◆ 变面积式电容传感器特性实验
◆ 差动式电容传感器特性实验
◆ 电容传感器的振动实验 *
◆ 电容传感器的电子秤实验 *
◆ 差动变压器的特性实验
◆ 自感式差动变压器的特性实验
◆ 差动变压器的性能实验
◆ 激励频率对差动变压器特性的影响
◆ 差动变压器的振动实验 *
◆ 差动变压器的电子秤实验 *
◆ 光电式传感器的转速测量实验
◆ 光电式传感器的旋转方向测量实验
◆ 接近式霍尔传感器实验
◆ 霍尔传感器的转速测量实验
◆ 霍尔传感器的振动测量实验
◆ 涡流传感器的位移特性实验
◆ 被测体材质对涡流传感器特性的影响实验
◆ 涡流式传感器的振动实验
◆ 涡流式传感器的转速测量实验
◆ 温度传感器及温度控制实验(AD590)
◆ K型热电偶的温度控制实验
◆ E型热电偶的温度控制实验
◆ 铂热电阻的温度控制实验
◆ 铜热电阻的温度控制实验
◆ 磁电式传感器的特性实验
◆ 磁电式传感器的转速测量实验
◆ 磁电式传感器的应用实验 *
◆ 压电加速度式传感器的特性实验
◆ 光纤传感器的位移特性实验
◆ 光纤传感器的振动实验
◆ 光纤传感器的转速测量实验
◆ 压阻式压力传感器的特性实验
◆ 压阻式压力传感器的差压测量实验 *
◆ 超声波传感器的位移特性实验
◆ 超声波传感器的应用实验 *
◆ 气敏传感器的原理实验
◆ 湿度式传感器的原理实验
◆ 热释电红外传感器实验
◆ 硅光电池光电特性实验
◆ 移相器实验
◆ 相敏检波器实验
◆ 低通滤波器实验
   以下实验项目在30种传感器实验内
◆ LM35温度传感器特性及温度控制应用实验
◆ 正、负温热敏电阻实验
◆ PN结温度传感器实验
◆ 光敏电阻实验
◆ 光敏二极管的特性实验
◆ 光敏三极管的特性实验
（四）基本参数
1、外形尺寸：实验桌：1500×700×780mm，实验箱：580×360×210mm
2、输入电源：AC220V 50HZ
3、最大功耗：100VA
4、直流输出电压：±5V、±15V
5、输出电流：2A
6、直流稳压系数：±1％
7、电压纹波：≤10mV
8、非线性误差：≤5％
9、实验箱重量：15Kg
二、使用方法及注意事项
（一）使用方法
1、打开机箱盖，插上电源线；
2、安装好位移台架；
3、根据实验要求选择所用的传感器，放到台架底座圆孔中；
4、将螺旋测微器小心放入台架上部的开口处，调整测微器使之与传感器的可移动部分同轴并旋紧，然后用上下两只滚花螺母锁住测微器；
5、用导线连接面板上电源、传感器和相应的信号转换电路板；
6、接通电源，调整好传感器和放大器的零点；
7、根据实验内容和步骤进行操作，从螺旋测微器读取位移量，从数字表读取电压值或频率值，如果发生显示值溢出（显示1．或－1．），应转换到大量程档；
8、在实验过程中如发现电源短路指示灯亮，说明出现短路故障，应查明原因，排除故障，至少间隔一分钟后再接通电源；
9、实验完毕后，断开电源，拆除连接导线，将传感器、测微器和位移台架放回原处。

（二）注意事项
1、为保证安全及消除静电影响，接线时不要接通电源开关。做实验时尽量不要让手触及接线插座等导电部分。
2、接线时为保证连接牢固，请在插入的同时稍加旋转，拆线时在拨出的同时也需稍加旋转，不要用力直接拉出插头。
3、注意不要造成电源、信号发生器、放大器等的引出线对地（机壳）短路。
4、使用螺旋测微器时应尽量使读数处于中间范围。当旋转受阻时，表明已超出测量范围或有故障，这时不能再用力转动，应查明原因，排除故障。
5、本系统的工作环境温度为0～40℃；无明显潮湿，无明显振动；周围无导电尘埃、腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸汽；无强烈电磁场干扰。

三、传感器模块性能参数
检测与转换技术(传感器)实验台有许多独立的传感器模块，用户可以根据实验内容选择相应的传感器和转换电路组成各种各样的实验。
下表为各传感器模块的性能参数，有关模块的工作原理请参阅《实验指导书》。

附表3-1  传感器模块性能参数表

传感器模块名称	性能参数
电阻式传感器	线性范围≥±2mm；非线性误差≤1.5％
电容式传感器	线性范围≥±3mm；非线性误差≤1.5％
电感式传感器	线性范围≥±3mm；非线性误差≤2.5％
光电式传感器	转速测量范围：0～2400转/分
霍尔式传感器	测量范围≥2mm0.1%
霍尔式转速传感器	转速测量范围：0～2400转/分
涡流式传感器	测量范围≥4mm ± 3%
涡流式转速传感器	转速测量范围：0～2400转/分
温度式传感器(AD590)	温度控制范围：室温～80℃
K型热电偶	温度控制范围：室温～80℃ ± 3%
E型热电偶	温度控制范围：室温～80℃ ± 3%
铂热电阻(Pt100)	温度控制范围：室温～80℃ ± 3%
铜热电阻(Cu50)	温度控制范围：室温～80℃ ± 3%
磁电式传感器	灵敏度：0.5V/m/s
磁电式转速传感器	转速测量范围：0～2400转/分
压电式传感器	振动频率范围：1～30Hz
光纤传感器	测量范围≥1.5mm ± 1.5%
压阻式压力传感器	测量范围0～50KPa；非线性误差≤1.5％；精度≤2％
超声波式传感器	测量范围：20～60cm
气敏式传感器	测量范围：50-200ppm
湿敏式传感器	测量范围：10-95％RH
热释电红外传感器	测量范围：3200V/W
硅光电池传感器	测量范围：0.35A/W
转速传感器	测量范围：0～2400转/分

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