传感器实验装置介绍

CSY－2000系列传感器与检测技术实验台一、CSY－2000系列传感器与检测技术实验台实验台图片二、CSY－2000系列传感器与检测技术实验台的组成CSY－2000系列传感器与检测技术实验台由主机箱、温度源、转动源、振动源、传感器、相应的实验模板、数据采集卡及处理软件、实验台桌等组成。1、主机箱：提供高稳定的±15V、±5V、＋5V、±2V－±10V（步进可调）、＋2V－＋24V（连续可调）直流稳压电源；音频信号源（音频振荡器）1KHz～10KHz（连续可调）；低频信号源（低频振荡器）1Hz～30Hz（连续可调）；气压源0－20KPa（可调）；温度（转速）智能调节仪；计算机通信口；主机箱面板上装有电压、频率转速、气压、计时器数显表；漏电保护开关等。其中，直流稳压电源、音频振荡器、低频振荡器都具有过载切断保护功能，在排除接线错误后重新开机恢复正常工作。2、振动源：振动台振动频率1Hz－30Hz可调（谐振频率9Hz左右）。转动源：手动控制0－2400转／分；自动控制300－2400转／分。温度源：常温－180℃。3、传感器：基本型有电阻应变式传感器、扩散硅压力传感器、差动变压器、电容式位移传感器、霍尔式位移传感器、霍尔式转速传感器、磁电转速传感器、压电式传感器、电涡流传感器、光纤传感器、光电转速传感器（光电断续器）、集成温度(AD590)传感器、K型热电偶、E型热电偶、Pt100铂电阻、Cu50铜电阻、湿敏传感器、气敏传感器共十八个。1）、金属应变式传感器铂式应变电阻值：350Ω×4，温度补偿片×22）、铜电阻(热电式)传感器铜电阻是用直径为0.1mm的绝缘铜丝绕在绝缘骨架上，线外加保护树脂。它的优点是线性好，价格低，α值大，但易氧化，氧化后线性会变差。所以一般用来检测较低的温度。铜电阻在零度时电阻值为50Ω，它的量程-50—150℃，精度为5.0，线性度±5.0%。3）、差动变压器本产品是三段式差动变压器，当传感器随着被测体移动时，由于初级线圈和次级线圈之间的互感发生变化促使次级线圈感应电势产生变化，一只次级感应电势增加，另一只感应电势则减少，将两只次级反向串接（同名端连接），就引出差动电势输出。一只初级线圈和二只次线圈及一个铁芯组成，根据内外层排列不同，有二段式和三段式，本实验采用三段式结构。当差动变压器随着被测体移动时差动变压器的铁芯也随着轴向位移，从而使其输出电势反映出被测体的移动量。差动变压器量程:±4mm,精度为5.0，线性度为±5.0%，回差为±2.5%，重复性为±2.5%。4）、电涡流位移传感器：通以高频电流线圈产生磁场，当有导电体接近时，由于导电体涡流效应产生涡流损耗，因而涡流损耗与导电体离线圈的距离有关，因此可以进行位移测量。它的量程为1mm，精度为5.0，线性度为±5.0%，回差为±2.5%，重复性为±2.5%。5）、霍尔式传感器根据霍尔效应，霍尔电势UH=KHB，霍尔元件处在梯度磁场中运动时，它就可以进行位移测量。霍尔式传感器的量程为±2mm,精度为5.0，线性度为±5.0%，回差为±2.5%，重复性为±2.5%。6）、磁电式传感器基于电磁感应原理，N匝线圈所在磁场的磁通量变化时，线圈中感应电势e=-N（dΦ/dt）发生，因此当转盘上嵌入N个磁棒时，每转一周感应电势产生N次的变化，通过放大、整流和计数等电路即可测量转数。它的量程为0-2400转/分,精度为5.0。7）、压电式传感器PZT-5双压电晶片和铜质量块构成。谐振频率：-35KHz。8）、电容式传感器本产品是变面积式电容传感器，利用圆筒形电极板，动静极板相互的面积变化，将被测测量的变化转换为电容量的变化。电容式传感器的量程为±2mm,精度为5.0，线性度为±5.0%，回差为±2.5%，重复性为±2.5%。9）、扩散硅式压力传感器扩散硅式压力传感器（美国MPX型）量程：20Kpa，供电：≤4V10）、光纤传感器本产品是传光型光纤，它由两束光纤混合后，组成采用Ｙ型光纤，半圆分布，即双D型一束光纤端部与光源相接为反射光束，另一端部与光电转换器接为接收光束，两光束混合后的端部为工作端，它与被测体相距X，由光源发出的传到工作端射出后，再经被测体反射回来，由另一束光纤接收光信号经光电转换器转换成电量，而光电转换的电量大小与间距有关，从此可以进行位移测量。光纤传感器的量程为1mm，精度为5.0，线性度为±5.0%。11）、集成温度传感器集成温度传感器是国产的AD590，它只需要一种电源（+4V-+30V）,即可实现温度到电压的线性变换。它的量程-50—150℃，精度为5.0，线性度±5.0%。12）、Pt100铂电阻利用导体电阻随温度变化的热阻特性，电阻与温度之间最好有线性关系，铂电阻在0－630.74℃以内，电阻Rt与温度t的关系为20(1)tRRAtBt。铂电阻线是三线连接，其中一端接二根引线，主要为消除引线电阻对测量的影响。它的量程0—800℃，精度为3.0，线性度±3.0%。13）、热电偶（三种型号热电偶）本产品是内部由两种不同的热电丝组成回路，产生两个接点有温度差，会产生电动势，温度高的接点就是工作端，将其置于温度场配以相应电路就可间接测得被测温度值。根据两种金属材料丝不同就有不同型号规格的热电偶，如J型、K型、E型。它的量程0—800℃，精度为5.0，线性度±5.0%。14）、光电转速传感器（光电断续器）15）、气敏传感器本产品采用的是适用于测试酒精浓度的系列气敏元件。工作时，酒精敏感层的等效电阻随着酒精浓度的增加而呈非线性减小。气敏传感器量程为50—2000ppm，酒精只能达到定性要求。16）、湿敏电阻本产品采用的是电容式湿敏元件，该元件采用高分子薄膜为感湿材料，用微电子技术制作，其电容随湿度呈线性变化。当把湿敏元件接入测量电路时，输出电压随湿度线性变化。它的量程为10--90%RH，精度只能达到定性要求。17）、霍尔转速传感器4、实验模板：基本型有应变式、压力、差动变压器、电容式、霍尔式、压电式、电涡流、光纤位移、温度、移相／相敏检波／低通滤波共十块模板。增强型增加与选配传感器配套的实验模板。5、数据采集卡及处理软件，提供csy2000型传感器与检测技术实验装置演示软件，见图标启动6、实验台：尺寸为1600×800×750mm，CSY—998型传感器实验仪简介一、CSY—998型传感器实验仪图片二、CSY—998型传感器实验仪单元介绍实验仪主要由四部分组成：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.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。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。三、CSY—998型传感器实验仪组成（一）传感器安装台部分双平行振动梁的自由端及振动圆盘下面各装有磁钢，通过各自测微头或激振线圈接入低频激振器可做静态或动态测量。面板采用铝材腐蚀式印刷，耐磨损、应变梁：应变梁采用不锈钢片，双梁结构端部有较好的线性位移。（二）传感器1、金属应变式传感器铂式应变电阻值：350Ω×4，温度补偿片×22、热电偶(热电式)传感器直流电阻：10Ω左右，由两个铜一康铜热电偶串接而成，分度号为T冷端温度为环境温度3、差动变压器量程:4mm直流电阻：5Ω－10Ω由一个初级、二个次级线圈绕制而成的透明空心线圈，铁芯为软磁铁氧体，暗电阻=0.1mΩ4、电涡流位移传感器：量程：1m，直流电阻:1Ω－2Ω,多股漆包线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成5、霍尔式传感器量程:±2mm800Ω－1.5KΩ输出端口：300Ω－500Ω日本JVC公司生产的线性半导体霍尔片，它置于环形磁钢构成的梯度磁场中。6、磁电式传感器直流电阻：30Ω－40Ω，由线圈和铁芯组成，灵敏度：0.5v/m/s7、压电加速度传感器PZT-5双压电晶片和铜质量块构成。谐振频率：-35KHz8、电容式传感器量程：±2mm，由两组定片和一组动片组成的差动变面积式电容传感器9、压阻式压力传感器扩散硅式压力传感器（美国MPX型）量程：20Kpa，供电：≤4V10、光纤传感器光纤、发射、接收电路组成的导光型传感器，量程：1mm，红外线发射、接收，2×60股丫形、半圆分布。11、PN结温度传感器利用半导体PN结良好的线性温度电压特性制成的测温传感器，灵敏度：-2mV/℃12、热敏电阻半导体热敏电阻NTC：温度系统为负，25℃时为10KΩ13、气敏传感器酒精测量范围：50—2000ppm14、湿敏电阻高分子薄膜电阻型：RH:几MΩ—几KΩ，响应时间：吸湿、脱湿小于10秒。湿度系数：0.5RH%/℃，测量范围：10%R11--95%RH，工作温度：0℃--50℃（三）信号及变换电桥：用于组成应变电桥，提供组桥插座，标准电阻和交，直流调平衡网络。差动放大器：通频带0-10kHz，可接成同相，反相，差动输入结构，增益为1-100倍的直流放大器。电容变换器：由高频振荡，放大和双T电桥组成的处理电路。电压放大器：增益约为5倍，同相输入，通频带0-10KHz移相器：允许最大输入电压10Vp-p，移相范围≥±45°（5kHz时）相敏检波器：可检波电压频率0-10kHz，允许最大输入电压10Vp-p，极性翻转整形电路与电子开关构成的检波电路。电荷放大器：电容反馈型放大器，用于放大压电传感器的输出信号。低通滤波器：由50Hz陷波器和RC滤波器组成，转折频率35Hz。涡流变换器：输出电压≤∣8∣V（探头离开被测物）。变频式调幅变换电路，传感器线圈是振荡电路中的电感元件。光电变换座：由红外发射、接收管组成。（四）二套显示仪表1、数字式电压/频率表：3位半显示，电压范围0—200mV、0—2V、0—20V，频率范围3Hz—2KHz、10Hz—20KHz。灵敏度≤30mV。2、指针式毫伏表：分500mV、50mV、5mV三档，精度2.5%。（五）二种振荡器音频振荡器：0.4KHz—10KHz输出连续可调，V-p-p值20V，0°、180°反相输出，Lv端最大功率输出电流0.5A、并带有短路保护。低频振荡器：1—30Hz输出连续可调，Vp-p值20V，最大输出电流0.5A，Vi端可提供用做电流放大器、并带有短路保护。（六）二套悬臂梁、测微头平行式悬臂梁二副（其中一副为应变梁，另一副装在内部与振动圆盘相连），梁端装有永久磁钢、激振线圈和可拆卸式螺旋测微头，可进行压力位移与振动实验。（七）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。（八）测速电机一组由可调的低噪声高速轴流风扇组成，与光电、光纤、涡流传感器配合进行测速实验。（九）二组稳压电稳直流±15V，主要提供高性能低文波小数温度实验时的加热电源，最大激励1.5A。±2v~±10v五档输出，最大输出电流1.5A。提供直流激励源并带有短路保护。实验仪尺寸：520*390*300单位：mm