迈向未来：探索先进的传感器系统实验平台
在科技日新月异的今天，我们已经进入了一个全面数字化和智能化的时代。在这个时代中，各种类型的传感器系统在各个领域发挥着至关重要的作用。为了更好地理解、设计并优化这些系统，一个先进的传感器系统实验平台显得尤为重要。
一、传感器系统实验平台的重要性
首先，这个平台可以帮助科研人员更好地理解传感器系统的工作原理和性能。通过模拟实际环境和应用场景，我们可以在实验室环境中进行深入的研究和测试，从而更准确地预测和解决可能出现的问题。
其次，传感器系统实验平台也有助于加速新技术的研发和创新。通过这个平台，研究人员可以快速构建和测试新的传感器系统原型，大大缩短了从理论到实践的时间。
二、传感器系统实验平台的主要特点
首先，这个平台应该具备高度的灵活性和可定制性。不同的传感器系统有其特定的需求和特性，因此实验平台需要能够满足这些个性化的需求。
其次，该平台还应具有丰富的硬件设备和强大的软件支持，以便用户能够进行各种各样的实验和测试。
最后，由于实验平台可能涉及到复杂的数据处理和分析工作，因此它还需要提供强大的数据分析工具和接口。
一、产品简介
传感器系统实验平台主要由四部分组成：传感器安装台、显示与激励源、传感器符号及引线单元、处理电路单元。
传感器安装台部分：装有双平行振动梁（应变片、热电偶、PN结、热敏电阻、加热器、压电传感器、梁自由端的磁钢）、激振线圈、双平行梁测微头、光纤传感器的光电变换座、光纤及探头小机电、电涡流传感器及支座、电涡流传感器引线Φ3.5插孔、霍尔传感器的二个半圆磁钢、振动平台（圆盘）测微头及支架、振动圆盘（圆盘磁钢、激振线圈、霍尔片、电涡流检测片、差动变压器的可动芯子、电容传感器的动片组、磁电传感器的可动芯子）、扩散硅压阻式传感器、气敏传感器及湿敏元件安装盒.
传感器系统实验平台显示及激励源部分：电机控制单元、主电源、直流稳压电源（±2V－±10V档位调节）、F／V数字显示表（可作为电压表和频率表）、动圈毫伏表（5mV-500mV）及调零、音频振荡器、低频振荡器、±15V不可调稳压电源。
传感器系统实验平台实验主面板上传感器符号单元：所有传感器（包括激振线圈）的引线都从内部引到这个单元上的相应符号中，实验时传感器的输出信号（包括激励线圈引入低频激振器信号）按符号从这个单元插孔引线。
处理电路单元：电桥单元、差动放大器、电容放大器、电压放大器、移相器、相敏检波器、电荷放大器、低通滤波器、涡流变换器等单元组成。
实验仪配上一台双线（双踪）通用示波器可做几十种实验。教师也可以利用传感器及处理电路开发实验项目。
二、传感器安装部分：
1.二组平行振动梁：平行振动梁为悬臂式结构，一端固定、另一端是自由端，自由端装有振动圆盘及位于激振线圈中的永久磁钢，振动圆盘上装有各类传感器，利用测微杆和激振信号可完成传感器的静态特性和动态特性实验。一组共振频率12Hz左右，另一组共振频率9Hz左右。
2.电加热器二组：由电热丝组成，加热时可获得高于环境温度30℃左右的升温。
3. 测速电机一组:由可调低噪声高速轴流风机组成，与光电，光纤配合进行测速实验。
4.光电变换器：由红外发射、接收管组成
5.传感器配置：
（1） 电阻应变式传感器：由BHF泊式应变片构成，6片工作片、2片补偿片。
（2） 霍尔式传感器: 由JVC公司生产的HZ型线性半导体霍尔片和永久磁钢构成，信号线性范围±≥3mm。
（3） 电容式传感器：由两组定片和一组动片组成的差动变面积电容式传感器，线性范围≥±3mm。
（4） 电感式传感器（差动变压器）传感器：由一个初级、二个次级线圈绕制而成的透明空心线圈，铁芯为软磁体氧体，量程±5mm，精度 5%。
（5）电感式传感器（自感式）传感器：由一个初级、二个次级线圈绕制而成的透明空心线圈，铁芯为软磁体氧体，测量范围0-10mm。
（6） 电涡流位移传感器: 由多股漆包线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成。直流电阻：1Ω-2Ω，线性工作范围 lmm，量程：≥3mm，
（7） 压电加速度传感器：由PZT－5双压电晶片和金属质量块构成。f≥10KHZ、Q≥20pc/g。灵敏度：100mV/g，测量范围：±50g工作范围扩 30KHZ。
（8） 磁电式传感器: 由多股漆包线绕制的线圈和永久磁钢构成，直流电阻：30Ω-40Ω，灵敏度：0.5V/M/S。
（9） 热电偶传感器:直流电阻：由两个铜——康铜（分度号为T）的热电偶串接而成，自由端是环境温度。( 标配 ) 标准分度热电偶量程0～500 ℃，精度 3%
（10） 光电式传感器：透射型红外光电开关。
（11） 光纤传感器：由半圆分布的多模光纤探头和红外线发射、接收电路组成的导光型传感器，线性范围≥2mm。
（12）压力传感器：扩散硅压阻式压力传感器。
（13）P－N结温度传感器：利用半导体P－N结良好的温度－电压特性制成的测温传感器。
（14） 气敏传感器：灵敏度：50－5000ppm。介质 MQ3（酒精）
（15） 湿敏传感器: 湿敏传感器5～95%RH，精度2%。
（16）热释电红外线传感器：远红外式，接收波长5-14μm，灵敏度3300V/W。
（27）三折点线性修正传感器调理电路模块：该电路应具备对非线性信号进行明显有效的三折点线性化修正。折点电压范围应达到2V、5V、8V。
6.基础光学及光电传感器检测单元
（1）光敏电阻：硫化镉(CdS)材料，暗阻≥50MΩ，亮阻≤2KΩ。
（2）硅光电池：光谱响应420～675nm
（3）红外发光二极管 峰值波长940nm，工作电压10V
（4）光敏二极管 峰值波长880nm，工作电压＜10V, 暗电流≤0.2µA
（5）光敏三极管 峰值波长880nm，工作电压≤10V, 暗电流≤0.3µA
（6）照度计: 照度计探头红接+5V，黑接地，蓝接照度计表Vi+，Vi-接+5V的地）。
输出信号是0-1999LX
三、信号源/数据采集/显示部分：
1.显示仪表
（1）数字式直流电压表：3位半显示，电压范围0-2V，0-20V；
频率/转速表：4位测量范围1Hz～9999Hz，1r/min～9999r/min灵敏度≥50mV。
数字式直流电源表:4位半电流表，电流范围0-200mA；
2.两套振荡器：
（1）音频振荡器： 0.4KHz — 10KHz输出连续可调，Vp-p =20V， 180°、0°反相输出，Lv端最大功率输出电流0.5A。
（2）低频振荡器： 1-30HZ输出连续可调，Vp-p=20V，最大输出电流0.5A，Li端可提供用做电流放大器。
3.7种稳压电源：(A).直流±15V电源，主要提供整机工作电源和温度实验时的加热电源，最大激励电流1.5A。(B)±2V、±4V、±6V、±8V、±10V分五档可调输出直流稳压电源，最大输出电流1.5A。主要提供传感器的直流激励源。
4.直流恒流源：输出0-20mA可调，最大输出电压28V。
5、计算机数据采集与软件：数据采集卡：十二位A/D转换，采样速度125-10万次/秒，采样速度可控制，分单次采样、定时采样与连续采样（低频慢扫描示波器功能），标准RS-232/USB接口。
6、处理软件：具有良好的计算机显示界面与方便实用处理软件，实验项目的选择与编辑、数据采集、数据处理、图形分析与比较、文件输出打印。
四、实验处理电路
1、电桥平衡网络：用于组成测试电桥，要求提供组桥插座，标准电阻和交、直流平衡电位器。
2、差动放大器：通频带0—10KHz，可接成同相、反相增益为1—100倍的交/直流放大器。
3、电容变换器（放大器）：由高频振荡器，放大器和双T电桥组成的信号处理电路。
4、电压放大器：增益约为5倍的同相输入放大器，通频带0—70KHz。 移相器：增益为1，移相范围≥±40°（与fi有关）。
5、相敏检波器：由整形电路与电子开关构成的检波电路。可检波电压频率0-10KHz，允许最大输入电压10Vp-p。
6、电荷放大器：电容反馈型放大器，用于放大/转换压电传感器的电荷输出信号。
7、低通滤波器：由50Hz陷波器和RC滤波器组成，转折频率35Hz左右。
8、电涡流变换器：由变频调幅变换电路，检波器、跟随器组成，传感器是振荡电路中的一个电感元件。输出电压范围：直流0-8V（探头离开被测物）。
五、可完成的实验内容
1、金属箔式应变片性能—单臂电桥；
2、金属箔式应变片：单臂、半桥、全桥比较；
3、金属箔式应变的温度效应及补尝；
4、热电偶的原理及分度表的应用；
5、移相器实验；
6、相敏检波器实验；
7、金属箔式应变片—交流全桥；
8、激励频率对交流全桥的影响；
9、交流全桥的应用—振幅测量之一；
10、交流全桥的应用—电子秤之一；
11、差动变压器（互感式）的性能；
12、差动变压器（互感式）零点残余电压的补尝；
13、差动变压器（互感式）的标定；
14、差动变压器（互感式）的应用—振幅测量之二；
15、差动变压器（互感式）的应用—电子秤之二；
16、差动螺管式（自感式）传感器的静态位移性能；
17、差动螺管式（自感式）传感器的振幅测量；
18、激励频率对差动螺管式传感器的影响；
19、电涡流传感器的静态标定；
20、被测体材料对电涡流传感器特性的影响；
21、电涡流传感器的应用—振幅测量之三；
22、电涡流传感器的应用—电子秤之三；
23、霍尔式传感器的直流激励特性；
24、霍尔传感器的应用—电子秤之四；
25、霍尔式传感器的交流激励特性；
26、霍尔式传感器的应用—振幅测量之四；
27、磁电式传感器的性能；
28、压电传感器的动态响应实验；
29、压电传感器引线电容对电压放大器的影响、电荷放大器；
30、差动变面积式电容传感器的静态特性；
31、差动变面积式电容传感器的动态特性；
32、双平行梁的动态特性—正弦稳态响应；
33、综合传感器组成—平力衡式传感器系统；
34、半导体扩散硅压阻式压力传感器实验；
35、光纤位移传感器静态实验；
36、光纤位移传感器的动态实验（一）；
37、光纤位移传感器的动态实验（二）；
38、PN结温度传感器测温实验；
39、热敏电阻演示实验；
40、气敏传感器（MQ3）实验；
41、湿敏电阻（RH）实验；
42、热释电传感器；
43、光电开关的转速测量实验；
44、硅光电池；
45、光敏电阻；
46、光敏二极管。
六、其他要求：
提供配套实训视频播放软件视频，实验内容（详见实验项目要求）视频具备反复观看、暂停等功能，配套语言真人讲解，便于学校教学，直观，学生易学易懂。提供传感器实验指导书、实验连接导线、数据采集连接线、数据采集处理软件、实验导线及配件（配件清单需满足实验要求）。
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