THSRZ-2传感器系统综合实验装置
THSRZ-2型传感器系统综合实验装置 简介
一、概述
“THSRZ-2 型传感器系统综合实验装置”是将传感器、检测技术及计算机控制技术有机的结合，开发成功的新一代传感器系统实验设备。适用于各大、中专院校开设“传感器原理”、“非电量检测技术”、“工业自动化仪表与控制”等课程的实验教学。
二、装置特点
1. 实验台桌面采用高绝缘度、高强度、耐高温的高密度板，具有接地、漏电保护、采用高绝缘的安全型插座，安全性符合相关国家标准；
2. 完全采用模块化设计，将被测源、传感器、检测技术有机的结合，使学生能够更全面的学习和掌握信号传感、信号处理、信号转换、信号采集和传输的整个过程；
3. 紧密联系传感器与检测技术的最新进展，全面展示传感器相关的技术。
三、设备构成
实验装置由主控台、检测源模块、传感器及调理（模块）、数据采集卡组成。 1. 主控台
(1) 信号发生器：1k～10kHz 音频信号，Vp-p=0～17V连续可调；
(2) 1～30Hz低频信号，Vp-p=0～17V连续可调，有短路保护功能；
(3) 四组直流稳压电源：+24V,±15V、+5V、±2～±10V分五档输出、0～5V可调，有短路保
护功能 ；
(4) 恒流源：0～20mA连续可调，最大输出电压12V；
(5) 数字式电压表：量程0～20V，分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级； (6) 数字式毫安表：量程0～20mA，三位半数字显示、精度0.5级，有内侧外测功能； (7) 频率/转速表：频率测量范围1～9999Hz，转速测量范围1～9999rpm； (8) 计时器：0～9999s，精确到0.1s；
(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±0.5C。
2. 检测源
加热源：0～220V交流电源加热，温度可控制在室温～1200C； 转动源：0～24V直流电源驱动，转速可调在0～3000rpm； 振动源：振动频率1Hz～30Hz（可调），共振频率12Hz左右。
选配
制冷井：半导体制冷，温度范围：-5C～室温；
单容水箱：分为储水箱和液位水箱，储水箱5L，液位0～180mm，24V直流泵，流量0～0.1m/h。 3. 各种传感器
包括应变传感器：金属应变传感器、差动变压器、差动电容传感器、霍尔位移传感器、扩散硅压力传感器、光纤位移传感器、电涡流传感器、压电加速度传感器、磁电传感器、PT100、
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THSRZ-2传感器系统综合实验装置
AD590、K型热电偶、E型热电偶、Cu50、PN结温度传感器、NTC、PTC、气敏传感器（酒精敏感，可燃气体敏感）、湿敏传感器、光敏电阻、光敏二极管、红外传感器、磁阻传感器、光电开关传感器、霍尔开关传感器。
选配
包括扭矩传感器、光纤压力传感器、超声位移传感器、PSD位移传感器、CCD电荷耦合传感器：、圆光栅传感器、长光栅传感器、液位传感器、涡轮式流量传感器。
4. 处理电路
包括电桥、电压放大器、差动放大器、电荷放大器、电容放大器、低通滤波器、涡流变换器、相敏检波器、移相器、V/I、F/V转换电路、直流电机驱动等
5. 数据采集
高速USB数据采集卡：含4路模拟量输入，2路模拟量输出，8路开关量输入输出，14位A/D转换，A/D采样速率最大400kHz。
上位机软件：本软件配合USB数据采集卡使用，实时采集实验数据，对数据进行动态或静态处理和分析，双通道虚拟示波器、虚拟函数信号发生器、脚本编辑器功能。
四、实验项目
常规实验：
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 金属铂式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验 实验五 直流全桥的应用——电子称实验 实验六 移相实验 实验七 相敏检波实验 实验八 交流全桥性能测试实验 实验九 交流激励频率对全桥的影响 实验十 交流全桥振幅测量实验
实验十一 扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验 实验十二 差动变压器性能实验
实验十三 差动变压器零点残余电压补偿实验 实验十四 激励频率对差动变压器特性的影响实验 实验十五 差动变压器测试系统的标定 实验十六 差动变压器的应用——振动测量实验 实验十七 差动变压器传感器的应用——电子称实验 实验十八 差动电感式传感器位移特性实验 实验十九 差动电感式传感器振动测量实验 实验二十 激励频率对电感式传感器的影响 实验二十一 电容式传感器的位移特性实验
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实验二十二 电容式传感器的应用——电子称实验 实验二十三 电容传感器动态特性实验
实验二十四 直流激励时霍尔传感器的位移特性实验 实验二十五 交流激励时霍尔式传感器的位移特性实验 实验二十六 霍尔式传感器的应用——电子称实验 实验二十七 霍尔式传感器振动测量实验 实验二十八 霍尔测速实验
实验二十九 磁电式传感器的测速实验 实验三十 压电式传感器振动实验 实验三十一 电涡流传感器的位移特性实验
实验三十二 被测体材质、面积大小对电涡流传感器的特性影响实验 实验三十三 电涡流传感器的应用——电子称实验 实验三十四 电涡流传感器转速测量实验 实验三十五 电涡流传感器测量振动实验 实验三十六 光纤传感器位移特性实验 实验三十七 光纤传感器的测速实验 实验三十八 光纤传感器测量振动实验 实验三十九 光电转速传感器的转速测量实验 实验四十 磁敏元件转速测量实验 实验四十一 光敏电阻特性测试实验 实验四十二 声传感器实验
实验四十三 光敏电阻应用——声光双控LED实验 实验四十四 硅光电池特性测试实验 实验四十五 红外热释电传感器实验 实验四十六 智能调节仪温度控制实验 实验四十七 集成温度传感器的温度特性实验 实验四十八 铂热电阻温度特性测试实验 实验四十九 铜热电阻温度特性测试实验 实验五十 K型热电偶测温实验 实验五十一 E型热电偶测温实验 实验五十二 热电偶冷端温度补偿实验 实验五十三 PN结温度特性测试实验 实验五十四 热敏电阻温度特性测试实验
实验五十五 负温度系数热敏电阻（NTC）测温实验 实验五十六 气敏（酒精）传感器实验 实验五十七 气敏（可燃气体）传感器实验 实验五十八 湿敏传感器实验
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实验五十九 直流电机驱动实验 实验六十 I/V、F/V转换实验 实验六十一 智能调节仪转速控制实验 选做实验：
实验一 超声波测距实验 实验二 扭矩传感器实验 实验三 CCD传感器测径实验
实验四 光纤压力传感器压力测量实验 实验五 PSD位置测量实验 实验六 园光栅传感器应用实验 实验七 长光栅传感器应用实验 实验八 计算机位置控制实验
实验九 扩散硅压力传感器应用——液位测量实验 实验十 涡轮流量传感器流量检测实验
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实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验
一、实验目的：
了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 二、实验仪器：
应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V电源、万用表（自备）。 三、实验原理：
电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为
?RR?k?? （1-1）
式中
?RR为电阻丝电阻相对变化；
??k为应变灵敏系数； ?ll为电阻丝长度相对变化。
金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件。如图1-1所示，将四
个金属箔应变片分别贴在双孔悬臂梁式弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随弹性体形变被拉伸，或被压缩。
图1-1 双孔悬臂梁式称重传感器结构图
通过这些应变片转换弹性体被测部位受力状态变化，电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图1-2所示R5=R6=R7=R为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压
U0?E4??R/R1?12??RR （1-2）
E为电桥电源电压；
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