一、基本要求
1 、实验台采用铝合金单层框架结构形式,电源、 振荡源、 温度源、气动源、仪表、数据采集等单元独立做成挂箱,所有实验箱均采用标准箱 , 更换方便,便于邮寄维修;
2 、采用模块化结构,结构方便学生了解传感器的内部构造,有助于学生增加感性认识;传感器和转化电路模块正面印有电路原理图,可提高学生对基本原理的认识,增加实验效果,所有模块底部加磁铁,侧部有卡槽,便于拼接到一起,形成一个整体,利于实验室管理;
3 、可靠性高,具有较大的设计余量和较强的短路保护能力;
4 、集信号检测、仪表控制为一体,模拟实际的工业测量系统,知识覆盖面广;
5 、温度源、气源、振动源、转速源、信号源等可作为学生课程设计、毕业设计和开发性实验的平台。可配置多种传感器,在完成典型举例示范实验后,学生可以自己开发实验;
6 、硬件和电脑连接方便,只需通过一个 USB 的电缆线就可以方便的连接到 PC 机;
7 、实验操作面板要求采用 3mm 厚高强度绝缘材料雕刻丝印。基于实验操作的人身安全性考虑,要求所有挂箱的箱体及面板均采用非金属绝缘材料 , 不采用金属材料的箱体及面板。
二、工作条件
1 ) 输入电源:单相三线 AC220V ± 10 % 50Hz ;
2 ) 工作环境:温度 -10 ℃ - +40 ℃ , 相对湿度 <85%(25 ℃ ) 海拔 <4000m ;
3 ) 装机容量: <0.5kVA ;
4 ) 外形尺寸约 : 1600mm × 750mm × 1250mm ;
三、控制屏
本实训装置由挂箱、传感器母板、相应实验实训模块、数据采集及处理软件、铝合金单层支架及实验桌五部分组成。
1、挂箱部分:
1 )气动源及压力表:气动源:压力范围 0-25Kpa ;数字压力表 1 只:测压范围 0-999.9Kpa ,精度 0.5 级;玻璃转子气体流量计;
2 )直流仪表:直流电压表1只:分为200mV、2V、20V、200V四档,精度0.5级;直流电流表1只:分为2mA、20mA、200mA、2A四档,精度0.5级;
3)直流电源及振荡源:±5V、±15V共四路直流稳压电源输出;±1.2V-12V/1A连续可调电源输出;音频振荡器:频率范围0.4KHz-10KHz, Vp-p范围0-20V,有180°、0°反相两组输出,最大输出电流0.5A;低频振荡器:频率范围1Hz-30Hz,Vp-p范围0-20V,最大输出电流0.5A;频率/转速表:频率测量范围0—9999Hz,转速测量范围0-9999rpm,四位数字显示,测量精度为:0.5级;计时秒表;
4 )温度源: 0-220V 交流电源加热,温度可控制在室温至 120 ℃。
2 、传感器母板:(在投标文件中提供设备图片,供参考)
为了便于实验室管理和设备性能稳定,要求以下各种实验传感器及其所对应的机械构件安装母板上,配置如下:
1)悬臂梁及测微头:双平行悬臂梁,装有磁钢、激振线圈和螺旋测微头,可进行压力位移与振动实验;
2)加热器:输入电压Uin=0-5V,热源温度可高于环境温度30℃左右;
3)转动源:直流电机驱动,输入电压Uin=0~12V,转速调节范围0~3000rpm;
4)振动源:激振线圈和磁钢组成,输入1Hz~30Hz低频正弦信号,实现振动台上下振动;
5)应变片及检测机构:由压力传感器和托盘构成,应变片阻值350Ω,最大量程1kG;
6)差动变压器:由透明空心变压器和可移动的铁芯组成,空心变压器由1个初级、2个次级线圈,铁氧体的行程0-15mm;
7)电涡流传感器:振荡幅度0-15mm,线圈电阻3Ω~5Ω左右;
8)霍尔传感器:振荡幅度:0~±7.5mm,传感器输入和输出内阻为240Ω~550Ω;
9)热电偶:铜/镍铜热电偶,测量范围-200~+350℃;
10)电容式传感器:由4组电容定极板和3组电容动极板组成,位移检测幅度0-±7.5mm;
11)光纤传感器测量机构:由FT-420-10型光纤传感器和红外线发射与接收安装机构组成,可应用于位移、振动、压力和速度等非电量的检测;
12)压阻式传感器测量机构: 由MPX53DP型差压传感器和安装机构组成。 传感器采用X型工作片,输入内阻450Ω,输出内阻1kΩ左右,主要用于压力的测量;
13)压电传感器:由压电陶瓷片和铜块组成,可测量力和加速度;
14)磁电式传感器:由线圈和磁钢组成,内阻约25Ω,灵敏度:0.5V/m/s;
采用实用的传感器元器件,处理电路采用模块化设计,要求采用模块化可拼装实验盒封装, 方便学生了解传感器的内部构造,增加感性认识, 尺寸不小于100mm × 160mm。
1)差动放大电路I
采用高共模抑制比仪用放大器,可完成应变片单臂、半桥、全桥实验;
2)差动放大电路II
采用高共模抑制比仪用放大器,配合应变传感器实验单元,完成霍尔传感器特性、压电式传感器实验;
3)电容传感器实验模块
由74LS520芯片构成的多谐振荡器产生高频方波信号,通过环形二极管电桥,对被测电容进行充放电,经过处理电路输出一个与电容成正比的电压信号;
4)压电传感器实验模块
采用电荷放大器作为压电传感器的处理电路,由反馈电容和高增益运放CA3140构成电涡流传感器实验模块
电涡流传感器的线圈作为一个元件接入调频式测量电路中,当传感器与被测导体距离发生变化时,传感器电感改变,导致振荡频率变化,通过f-V变换,可由电压表测出相应的电压变化;
线路板上的光纤座内封装了红外发射、接收对管并接入电路中。光纤传感器插入光纤座内,起到导光作用,当光纤探头与被测反光面距离发生改变时,红外接收管接收到的入射光发生变化,从而导致输出电压变化;
7)移相器,相敏检波器,低通滤波器
包含移相器、相敏检波器、低通滤波器三个单元。移相器移相范围0-20度,相敏检波器由极性反转整形电路与电子开关构成检波电路。低通滤波器为二阶有源低通滤波电路;
该模块可对Cu50、Pt100、K型热电偶、E型热电偶、AD590的信号进行转换、放大处理,完成多种温度传感器的性能实验。