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現(xiàn)代檢測技術(shù)綜合實驗臺  

本實驗室課程實驗分為基礎(chǔ)原理性實驗、設(shè)計開放性實驗、擴展應(yīng)用性實驗三個層次：

1、基礎(chǔ)原理性實驗：傳感器的設(shè)計結(jié)構(gòu)采用透明化材質(zhì)，便于學(xué)生對原理的認(rèn)知，開設(shè)的基礎(chǔ)原理性實驗項目45項，主要包含力、磁、電、溫度、位移、振動等各項基礎(chǔ)原理性實驗

2、設(shè)計開放性實驗：實驗臺模塊采用模塊化設(shè)計思想，溫度源、轉(zhuǎn)動源等提供標(biāo)準(zhǔn)的信號輸入輸出接口，結(jié)合多功能計算機數(shù)據(jù)采集卡，在完成典型教學(xué)實驗的基礎(chǔ)上，學(xué)生科自主開發(fā)設(shè)計性實驗，同時為學(xué)生提供多項課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計的理想實驗?zāi)Ｐ汀?

3、擴展應(yīng)用性實驗：實驗臺同時擴展了三十余項LABVIEW虛擬儀器實驗、MATLAB自動控制仿真實驗等，不但兼顧了相關(guān)專業(yè)實驗課程的開展，而且便于實施綜合性和應(yīng)用性實驗的開展，大大提高了整個實驗室設(shè)備的利用率，可開展多個綜合性實驗和研究課題。

 裝置主要由主控臺、傳感器及相應(yīng)實驗?zāi)K、溫度測控模塊、轉(zhuǎn)速、振動測控模塊、配套軟件、實驗桌等部分組成，具體如下：

一、主控臺：

1.提供高穩(wěn)定的±15V、＋5V、±2V～±10V可調(diào)、＋2V～＋24V可調(diào)八種直流穩(wěn)壓電源，并具有過流、過壓、漏電、聲光報警。

2.主控臺面板上裝有電壓、頻率/轉(zhuǎn)速顯月示表；空氣開關(guān)、多用插座；高頻信號源（音頻振蕩器）1HZ～10KHZ（可調(diào)）；低頻信號源1HZ～30HZ（可調(diào)）；RS232/USB計算機通訊接口；

3.LCD液晶顯示器，控制芯片外擴電壓、電流、數(shù)字信號輸入接口，接收各類傳感器信號，準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換并顯示各類傳感器模塊輸出的物理量信號，同時開放單片機液晶數(shù)據(jù)處理與顯示編程環(huán)境，便于二次開發(fā)。

4.RS485總線多路數(shù)據(jù)采集單元：8路模擬量輸入（0-5V) 、4路模擬量輸出（0-5V)、8路DI,4路DO（2路常閉、2路常開），各實驗臺可通過地址設(shè)置聯(lián)網(wǎng)，通過一臺計算機可根據(jù)地址采集任何一臺實驗臺的傳感器數(shù)據(jù)信息，同時支持MODBUS-RTU協(xié)議，提供通訊協(xié)議代碼，實現(xiàn)對各檢測單元的閉環(huán)控制功能。

二、傳感器及相應(yīng)實驗?zāi)K：

1.傳感器配置：電阻應(yīng)變式傳感器（量程：0- 200g 精度：±0.5%）；電容式傳感器（量程：±2mm 精度：±1%）；擴散硅壓力傳感器（量程：0 -50KPa 精度：±2%）；差動變壓器（量程：±5mm 精度：±2%）；霍爾式位移傳感器（量程：±5mm 精度：±2%）；霍爾轉(zhuǎn)速傳感器（轉(zhuǎn)速：2400轉(zhuǎn)/分）；磁電轉(zhuǎn)速傳感器（轉(zhuǎn)速：2400轉(zhuǎn)/分）、壓電式傳感器（精度：±2%）；電渦流傳感器（量程：±2mm 精度：±3%）；光纖位移傳感器（量程：±10mm 精度：±2%）；光電轉(zhuǎn)速傳感器（轉(zhuǎn)速：2400轉(zhuǎn)/分）；K型熱電偶（0-300?C）；E型熱電偶（0-300?C）；Pt100鉑電阻（0-300?C）；Cu50銅電阻（-55 ? +150?C）；濕敏傳感器（10 ? 95%RH）；氣敏傳感器（50 ?2000ppm）；光敏電阻傳感器（暗阻≥5M，亮阻≤1KΩ）；光敏三極管（暗電流：≤0.3μA）；圖像傳感器等。

2.傳感器實驗?zāi)K：應(yīng)變傳感器實驗?zāi)K；電容位移傳感器實驗?zāi)K；擴散硅壓力傳感器模塊；差動變壓器實驗?zāi)K；霍爾位移傳感器實驗?zāi)K；壓電傳感器實驗?zāi)K；電渦流傳感器實驗?zāi)K；光纖位移傳感器實驗?zāi)K；溫度傳感器實驗?zāi)K；濕敏傳感器實驗?zāi)K；氣敏傳感器實驗?zāi)K；移相檢波濾波模塊；暗光街燈模塊；紅外遙控模塊；圖像傳感器模塊等獨立實驗?zāi)K。

三、溫度實驗?zāi)K：

1.加熱源＜200℃（可調(diào)）；溫度控制范圍為：室溫~100℃內(nèi)可完成任意溫度的設(shè)定控制功能。

2.溫度控制器含溫度變送器功能，具有熱電阻、熱電偶等多種信號自由輸入(通過輸入規(guī)格設(shè)置)，同時輸出工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號0-5V/0—200℃。

3.人工智能工業(yè)調(diào)節(jié)儀，儀表由單片機控制，手動自動切換，能夠用該單片機進行單片機測控開放性實驗，能夠?qū)刂扑惴ǎㄈ鏟ID控制、模糊控制等）及輸入、輸出等進行修改或重新編程，儀表能根據(jù)設(shè)置自動屏蔽不相應(yīng)的參數(shù)項。

4.含標(biāo)準(zhǔn)0-5V/0-100%功率加熱控制信號輸入接口,不但可實現(xiàn)智能儀表的閉環(huán)PID控制功能,同時可實現(xiàn)基于計算機的閉環(huán)溫度PID控制功能。

四、轉(zhuǎn)速、振動實驗?zāi)K：

  振動源1HZ－30HZ（可調(diào)）；轉(zhuǎn)動源主要由直流穩(wěn)壓電源、測試軟件、電機等組成；軟件部分可同時對電機進行測試與數(shù)據(jù)記錄，數(shù)據(jù)采集程序顯示以下內(nèi)容：1）電機電壓，2）電機電流，3）電機功耗，4）轉(zhuǎn)速設(shè)置，以及電壓電機、電流和轉(zhuǎn)速的實時波形，可完成電機的恒速控制和正弦速率跟隨控制等。

五、綜合電子系統(tǒng)設(shè)計實驗平臺，

 1.配套國家正規(guī)出版社出版的實驗教材，驗收前提供。

 2.實驗平臺的基本配置包括單片機最小系統(tǒng)（以STM32F407單片機為核心的最小系統(tǒng)，包括4×4的編碼式鍵盤，480×320的TFT顯示模塊。）、FPGA最小系統(tǒng)（以EP4CE6E22為核心的FPGA最小系統(tǒng)，包括板載USB_Blaster下載電路）、板載USB-Blaster下載電路、高速A/D模塊（包括20MHz、12位高速A/D轉(zhuǎn)換器，高速電壓比較器，增益8檔可調(diào)放大電路）、高速D/A模塊（包括100MHz、8位高速D/A轉(zhuǎn)換器AD9708，寬帶放大電路，輸出信號的幅值和直流偏置數(shù)控調(diào)節(jié)）、信號源模塊（該信號源可以提供實驗中所需要的8種信號源。包括：0~3.3V直流電壓，200Hz正弦信號，1kHz正弦信號，2kHz~100kHz正弦信號，130秒語音信號，F(xiàn)SK信號，F(xiàn)SK+語音信號，200kHz正弦信號，200Hz~10kHz正弦信號）、語音播放模塊（音頻功放+0.5W喇叭+M25P16存儲器）、4路線性穩(wěn)壓電源（±5V和±15V的直流穩(wěn)壓電源。在過流或短路的情況下，能自動切斷電源，并發(fā)出聲光報警。排除故障后，自動回復(fù)供電）。

六、軟件：

 1.數(shù)據(jù)采集卡采用高精度A/D轉(zhuǎn)換、多種采樣方式：單步采樣、定時單步、雙向單步、低頻掃描、高頻掃描等多種方式，可以進行實驗項目選擇與編輯、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)文件的存取、打印及特性曲線的顯示和打印。

 2.分層的實驗管理軟件，便于實驗教學(xué)的管理，系統(tǒng)管理員可以登陸管理、查看、添加、刪除實驗人員和實驗內(nèi)容。

 3.軟、硬件提供動態(tài)鏈接庫函數(shù)，可完成上位機的數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)與其他檢測設(shè)備的接口，及自行開發(fā)檢測控制程序。

 4.主控箱含有485總線多功能數(shù)據(jù)采集控制器（8路模擬量輸入（A/D），4路模擬量輸出（D/A），8路數(shù)字量輸入（DI）， 4路數(shù)字量輸出（DO）），各實驗臺能通過485總線構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)實驗系統(tǒng)，能進行各設(shè)備地址的設(shè)定和更改，可構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)傳感器實驗系統(tǒng)。

 5.提供基于主控臺RS485總線數(shù)據(jù)采集卡的VC++等高級語言的的溫度、轉(zhuǎn)速PID閉環(huán)實時控制軟件及源程序，動態(tài)鏈接庫函數(shù)等。

 6.提供基于主控臺RS485總線數(shù)據(jù)采集卡的虛擬儀器Labview閉環(huán)溫度、轉(zhuǎn)速PID控制軟件及源程序。

 7.提供基于主控臺RS485總線數(shù)據(jù)采集卡的Matlab的溫度、轉(zhuǎn)速PID閉環(huán)實時控制軟件及源程序。

 8.提供51系列單片機LCD液晶屏傳感器數(shù)據(jù)采集、量綱變換、物理量顯示等功能及源程序代碼。

 9.圖像傳感器模塊提供視覺傳感器的圖像去噪/邊緣檢測/角點檢測/人臉識別程序及的源程序代碼。

 10.配備容量≥250G固態(tài)硬盤，用于安裝、存儲實驗用軟件及數(shù)據(jù)。

七、鐵質(zhì)框架實驗臺，每臺安裝一套安裝傳感器實驗裝置。

 1.鐵質(zhì)框架實驗臺：尺寸》1600*800*800（mm）板材厚度》20mm，含高強度支撐腳及萬向輪。

 2.臺面上預(yù)留顯示器和示波器安放位置，腳下設(shè)兩個特制柜可分別安放所有實驗?zāi)０搴陀嬎銠C主機及鍵盤

 3.每張實驗臺同時含有實驗板凳2只。