一、一體全集成傳感器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)概述

1.內(nèi)置一體計(jì)算機(jī)，無需額外配置電腦

2.三軸數(shù)據(jù)采集振動(dòng)源模塊，可標(biāo)定，可精確設(shè)定振動(dòng)幅度和頻率

3.多功能數(shù)據(jù)分析中樞，支持多種數(shù)據(jù)分析

4.虛擬示波器，實(shí)時(shí)觀測電路波形

5.數(shù)據(jù)采集，精準(zhǔn)采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

6.DDS函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，提供多樣化信號(hào)

7.內(nèi)置多路實(shí)驗(yàn)電源，穩(wěn)定可靠的供電

8.測試儀表，提供高精度直流電壓、電流表

9.PID智能熱源模塊，可精確設(shè)定溫度值

10.獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)K，提供基礎(chǔ)模塊和創(chuàng)新模塊

開箱即用，輕松教學(xué)：

·預(yù)裝上位軟件和驅(qū)動(dòng)程序，無需繁瑣安裝

·系統(tǒng)還原精靈，保障實(shí)驗(yàn)環(huán)境穩(wěn)定

·節(jié)約成本，無需額外購置儀器設(shè)備

二、一體全集成傳感器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟硬件資源參數(shù)：

1.內(nèi)置計(jì)算機(jī)

強(qiáng)勁性能：CPU 主頻 2.16GHz，搭配 4G DDR3L SODIMM 內(nèi)存與固態(tài)硬盤，支持上電自啟動(dòng)，確保系統(tǒng)高效運(yùn)行。

高清顯示：配備 HDMI 接口的 14 寸 IPS 屏，分辨率達(dá) 1920×1080，60Hz 刷新率，畫面流暢無卡頓。

豐富接口：擁有 1×USB3.0、3×USB2.0、耳機(jī)麥克風(fēng)接口、COM 串口、HDMI、VGA、2個(gè)天線接口（支持無線網(wǎng)絡(luò)）以及 2 個(gè)千兆網(wǎng)口，滿足多種設(shè)備連接需求。

安全保障：內(nèi)置自恢復(fù)還原系統(tǒng)，有效抵御病毒感染，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定。

便捷操控：標(biāo)配藍(lán)牙無線鼠標(biāo)和鍵盤，方便用戶進(jìn)行操作控制與編程，無需額外配備電腦即可完成所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2.多功能數(shù)據(jù)測量與分析中樞

(1)虛擬示波器：最高實(shí)時(shí)采樣率50M，帶寬20M，最高輸入±50V，支持雙通道采集，全中文操作界面，軟件操作簡單明了，數(shù)據(jù)分析功能*。

(2)支持 72 小時(shí)上位機(jī)無紙記錄儀功能。

(3)傳感器數(shù)值直顯功能

因?yàn)槭静ㄆ魇请妷簲?shù)據(jù)波形的測量儀器，它只能測量電壓值。但是實(shí)際應(yīng)用中，是需要測量各種各樣的物理量的，這些物理量可以是電壓（V），也可能是電流（A），還可能是壓力（Pa），加速度(g)， 液位高度（cm），溫度，光照強(qiáng)度等等。通常我們會(huì)使用對應(yīng)的傳感器將各種被測物理量轉(zhuǎn)換成電壓進(jìn)行測量。所以，每種轉(zhuǎn)換都需要有一個(gè)被測物理量和轉(zhuǎn)換后電壓值的對應(yīng)關(guān)系。

一般這種關(guān)系都會(huì)做成線性關(guān)系，方便轉(zhuǎn)換計(jì)算。所以，有了自定義探頭功能來設(shè)置電壓和物理量的線性對應(yīng)關(guān)系就非常有用。我們只要知道了各種傳感器的轉(zhuǎn)換對應(yīng)關(guān)系，就能直接在示波器上顯示出真實(shí)物理量的數(shù)值，而不是電壓值。

(4)8 位~13 位垂直分辨率，自帶 PWM 輸出。

(5)支持過程緩存錄制存檔和回放,支持波形圖片導(dǎo)入與實(shí)時(shí)波形對比參考。

(6)支持 500 幀數(shù)據(jù)緩存和分段存儲(chǔ)。

(7)支持 RS232, RS485, RS422, I2C 和 CAN, SPI ,Lin 解碼，支持波形自動(dòng)邊沿 / 極值點(diǎn)測量。

(8)支持頻譜分析，UI 特性曲線測繪和頻率響應(yīng)曲線測繪。

(9)集成 Pass/Fail 檢測功能，測量量歷史變化趨勢統(tǒng)計(jì)和直方圖分析功能。

(10)集成PWM脈沖發(fā)生器，可調(diào)節(jié)脈沖頻率（頻率范圍200~25KHZ）和占空比(可調(diào)范圍4~96%)。

3.數(shù)據(jù)采集

(1)支持采集卡模式，可自己設(shè)置采樣率和存儲(chǔ)長度。可以將采集到的數(shù)據(jù)保存成文本文件，支持 TXT 或者 CSV 格式文件。

(2)GPIO口功能：提供3個(gè)GPIO引腳，它們可以分別獨(dú)立設(shè)置為輸入輸出，并且遵循 3.3V TTL 電平的邏輯。

4.內(nèi)置DDS函數(shù)發(fā)生器，LCD液晶屏顯示：

1)頻率范圍：0.01Hz ~ 5MHz

2)頻率分辨率：0.01Hz(10mHz)

3)顯示方式：液晶屏顯示

4)輸出通道：主副波兩路高速獨(dú)立輸出。

5)輸出波形：正弦，三角波，方波（占空比可調(diào)）。

6)輸出幅度：≥20Vp-p(空載)

7)輸出阻抗： 50Ω±10%

8)直流偏置： ±10V

9)方波占空比范圍  1%~99%  

10)TTL輸出

幅度：>3Vp-p

扇出系數(shù)：>20 TTL負(fù)載

TTL電平上升下降時(shí)間：≤20ns

11)頻率計(jì)數(shù)器功能

計(jì)數(shù)范圍： 0-4294967295

測頻范圍 ：1Hz~60MHz

輸入幅度：1Vp-p~20Vp-p  

12)掃描功能:

掃描方式：線性掃描、對數(shù)掃描

頻率設(shè)定范圍：起始點(diǎn)和終止點(diǎn)任意設(shè)定

頻率掃描范圍：M1預(yù)設(shè)頻率~M2預(yù)設(shè)頻率

掃描速率：1s~99s/步進(jìn)

13)全部按鈕操作和數(shù)字電位器設(shè)置和連續(xù)調(diào)節(jié)

5、測試儀表

(1)直流數(shù)字電壓表：4位半顯示，顯示范圍-19999~19999；電壓測試范圍0~20V,分辨率1mV,阻抗1MΩ。

(2)直流數(shù)字電流表：4位半顯示，顯示范圍-19999~19999；電流測試范圍0~200mA,分辨率10uA,阻抗1Ω。

6、實(shí)驗(yàn)電源及功能電路

(1)直流穩(wěn)壓電源輸出：+5V/2A，-5V/0.5A，+l2V/0.5A，-l2V/0.5A各一組，有短路保護(hù)功能；

(2)直流可調(diào)穩(wěn)壓電源:0~+12V/0.5A一組連續(xù)可調(diào)；

(3)恒流源：0～50mA一組連續(xù)可調(diào)；

(4)功率放大器：雙聲道輸出（左右通道輸入、輸出端子全部開放引出），內(nèi)置電源，輸出功率達(dá)15W+15W，峰值可達(dá)30W+30W，可接兩個(gè)4-8歐10-100W的揚(yáng)聲器，信噪比高。

(5)提供交流電橋、直流電橋、差動(dòng)放大器、儀器放大器、反相器、移相器、相敏檢波、低通濾波電路；提供轉(zhuǎn)接板和電源快捷插座。

7、三軸數(shù)采振動(dòng)源模塊

三軸數(shù)采振動(dòng)源模塊由獨(dú)立振動(dòng)器、固定盒、振動(dòng)板、固定支架板，振動(dòng)傳感器檢查等組成，配合信號(hào)發(fā)生器、功放模塊可以精確調(diào)節(jié)振動(dòng)幅度和頻率。與傳統(tǒng)的“平行金屬片振動(dòng)系統(tǒng)"相比較，“三軸數(shù)采振動(dòng)系統(tǒng)"具有更好的幅頻響應(yīng)特性和相頻響應(yīng)特性：

提供可視化的振動(dòng)數(shù)據(jù)分析軟件（同時(shí)支持手機(jī)和PC機(jī)）

軟件支持曲線圖，散點(diǎn)圖，支持三軸振動(dòng)，位移，速度，加速度，頻率檢測，軟件同時(shí)支持手機(jī)和PC機(jī)。支持?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)出，matlab振動(dòng)分析，支持藍(lán)牙5.0。

幅頻響應(yīng)特性對比:

市場上常見的平行金屬片振動(dòng)系統(tǒng)：

在整個(gè)測試頻率范圍（0~30Hz）內(nèi)，當(dāng)輸入信號(hào)頻率從低到高變化時(shí)，線性霍爾傳感器的輸出幅度波動(dòng)劇烈。而且，當(dāng)輸入為 10V/10HZ 的信號(hào)時(shí)，輸出信號(hào)幅度會(huì)出現(xiàn)明顯的失真現(xiàn)象。

我們的三軸數(shù)采振動(dòng)源系統(tǒng)：

在低頻段（0~30Hz），該系統(tǒng)展現(xiàn)出出色的幅頻響應(yīng)特性。具體而言，當(dāng)輸入信號(hào)頻率從低到高逐漸變化時(shí)，線性霍爾傳感器的輸出幅度會(huì)隨之調(diào)整，其變化過程相當(dāng)平穩(wěn)。這意味著在低頻范圍內(nèi)，系統(tǒng)能夠很好地對輸入信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)，為用戶提供穩(wěn)定的性能體驗(yàn)。

相頻響應(yīng)特性對比:

市場上常見的平行金屬片振動(dòng)系統(tǒng)：

在低頻段（0~30Hz），隨著輸入信號(hào)頻率由低升高，線性霍爾傳感器輸出信號(hào)相位與輸入信號(hào)相位偏移較大。  

我們的三軸數(shù)采振動(dòng)源系統(tǒng)：

在低頻段（0~ 30Hz）表現(xiàn)出較好的相頻響應(yīng)特性，隨著輸入信號(hào)頻率由低升高，線性霍爾傳感器輸出信號(hào)相位基本與輸入信號(hào)相位一致。

8、獨(dú)立PID智能熱源模塊

熱源模塊配置數(shù)字式智能溫控儀、K型熱電偶、加熱源、測試管、保溫殼。可以實(shí)時(shí)設(shè)置和顯示當(dāng)前實(shí)際溫度值和設(shè)定溫度值，PID控制，控制實(shí)驗(yàn)溫度。外殼采用金屬外殼，殼體上面開有散熱孔，經(jīng)久耐用；解決了市場上常見內(nèi)置熱源，長期使用后發(fā)熱老化，影響整體實(shí)驗(yàn)箱，性能不穩(wěn)的問題。

9、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)K

（一）基礎(chǔ)模塊：

根據(jù)傳感器的類型，我們設(shè)計(jì)了多種傳感器模塊，實(shí)驗(yàn)?zāi)K統(tǒng)一設(shè)計(jì)成255*155mm大小，PCB設(shè)計(jì)成白底黑字,PCB表面安裝元器件，并標(biāo)識(shí)實(shí)驗(yàn)電路原理圖，PCB板固定在一塊鏤空的PC樹脂工程塑料盒體上，機(jī)械強(qiáng)度高，耐熱性好，電絕緣性好。

(1)金屬箔式應(yīng)變片實(shí)驗(yàn)?zāi)K

(2)擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K

(3)振動(dòng)測量實(shí)驗(yàn)?zāi)K

(4)電容式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K

(5)霍爾式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K

(6)差動(dòng)變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)K

(7)電渦流式傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K

(8)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)?zāi)K

(9)溫度傳感器特性實(shí)驗(yàn)?zāi)K

(10)氣敏式傳感傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K

(11)濕度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K

(12)熱釋電紅外傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K

(13)壓電傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K

(14)噪聲/可見光照度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K

（二）應(yīng)用創(chuàng)新模塊

(1)51單片機(jī)核心板模塊：單片機(jī)型號(hào)：STC90C516RD+;配置LCD1602液晶顯示模塊；配置USB轉(zhuǎn)串口電路。

(2)超聲波測距模塊：配備超聲波發(fā)射、接收探頭，及調(diào)理電路。

（三）各種傳感器介紹（共26種）

(1)應(yīng)變傳感器：金屬應(yīng)變傳感器，量程0～1kg，應(yīng)變片阻值350Ω×4

(2)差動(dòng)變壓器：鐵芯、初級線圈和次級線圈構(gòu)成，量程≥5mm

(3)差動(dòng)電容傳感器：兩組定片和一組動(dòng)片構(gòu)成，量程≥5mm

(4)霍爾位移傳感器：線性霍爾片置于梯度磁場中，量程≥3mm

(5)霍爾開關(guān)傳感器：集成霍爾開關(guān)傳感器，工作電壓DC5V

(6)擴(kuò)散硅壓力傳感器：摩托羅拉集成擴(kuò)散硅壓力傳感器，量程20kPa，極限壓力100kPa

(7)光纖位移傳感器；Y形導(dǎo)光型傳感器

(8)電渦流傳感器：多股漆包線與金屬渦流片組成，量程≥3mm

(9)壓電加速度傳感器：雙片壓電晶體和銅質(zhì)量塊構(gòu)成，諧振頻率>10kHz

(10)磁電傳感器；線圈和磁鋼構(gòu)成，靈敏度0.5v/m/s

(11)PT100：金屬鉑電阻傳感器，00C電阻值100Ω，測溫范圍-200C～850C

(12)1Cu50：銅熱電阻，00C電阻值50Ω，測溫范圍-500C～1000C

(13)LM35：電壓輸出型集成溫度傳感器，測溫范圍-550C～1500C，靈敏度10mV/0C

(14)K型熱電偶：鎳鉻－鎳硅熱電偶.測溫范圍-500C～1800C

(15)E型熱電偶：鎳鉻－康銅熱電偶，測溫范圍-1000C～1100C

(16)PN結(jié)溫度傳感器：測溫范圍-1000C～1500C，靈敏度2.2mV/0C，線性誤差1％

(17)NTC：負(fù)溫度系數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻，測溫范圍-500C～3500C

(18)PTC；正溫度系數(shù)半導(dǎo)體熱敏電阻，測溫范圍-500C～1500C

(19)氣敏傳感器：酒精敏感，測量范圍：50～2000ppm

(20)濕敏傳感器：電容型濕度傳感器，測量范圍1～99%RH

(21)可燃?xì)怏w檢測傳感器：對一氧化碳，甲烷有很好的靈敏度，范圍：100-1000ppm可燃?xì)怏w

(22)光敏電阻：硫化鎘(CdS)材料，暗阻≥50MΩ，亮阻≤2KΩ

(23)聲電傳感器：駐極體電容式，頻響20～20kHz，靈敏度-27dB

(24)紅外傳感器：紅外熱釋電傳感器，檢測距離0.1～5m

(25)光電開關(guān)傳感器：射式光電開關(guān)：包含光軸相對放置的發(fā)射器和接收器

(26)超聲波傳感器：最遠(yuǎn)射程4m，最近射程2cm，測量角度15 度。

11.附件收納盒

收納盒采用于透明材料，內(nèi)部有分隔擋板，可以放置各類大小、形狀各異的傳感器和實(shí)驗(yàn)配件，方便、整齊。

三、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用復(fù)合材料的箱式結(jié)構(gòu)：

(1)箱體采用優(yōu)質(zhì)鋁合金框架+鋁合金包邊+鐵護(hù)角+ABS密度板+優(yōu)雅黑美式大手把。

(2)上下蓋安裝加固強(qiáng)勁支撐合頁，兩邊增加兩個(gè)支撐鉸鏈曲手，開合度設(shè)置為95度，提供一個(gè)合適的操作和顯示視角。

(3)所有合金包角采用柳釘來加固保護(hù)，內(nèi)部鋪設(shè)黑色PU面料，箱子美觀，堅(jiān)固，不易變形。

(4)箱體箱底安裝耐磨墊和保護(hù)腳，正面安裝雙安全卡扣鎖。

四、實(shí)驗(yàn)連接線

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用2MM香蕉頭K2測試線：

(1)兼容性強(qiáng)：這種測試線通常適用于多種設(shè)備和系統(tǒng)，因?yàn)樗囊?guī)格符合常見的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，便于與不同設(shè)備進(jìn)行連接。

(2)耐用性好：K2號(hào)彈簧頭連接線采用全銅材質(zhì)，并經(jīng)過彈片鍍金處理，這樣的設(shè)計(jì)提高了其耐磨損性和導(dǎo)電性能，延長了使用壽命。

(3)易于操作：由于其帶有彈性的頭部，這種測試線可以輕松插入和拔出，減少了操作過程中的難度和時(shí)間。

(4)安全性高：這種測試線通常具有阻火/阻燃特性，并且絕緣體材質(zhì)為絕緣塑料，這些特點(diǎn)使得在使用過程中更加安全，降低了短路或觸電的風(fēng)險(xiǎn)。

(5)多樣性：這種測試線提供多種顏色選擇，如紅、黑、綠、黃、藍(lán)等，方便用戶區(qū)分不同的線路，便于管理和維護(hù)。

五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：

(1)單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)

(2)半橋性能實(shí)驗(yàn)

(3)全橋性能實(shí)驗(yàn)

(4)金屬箔式應(yīng)變片單臂、半橋、全橋性能比較

(5)金屬箔式應(yīng)變片的溫度影響實(shí)驗(yàn)

(6)直流全橋的應(yīng)用—電子秤實(shí)驗(yàn)

(7)擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器的壓力測量實(shí)驗(yàn)

(8)擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器的差壓測量實(shí)驗(yàn)

(9)電渦流傳感器測量振動(dòng)實(shí)驗(yàn)

(10)磁電式傳感器測量振動(dòng)實(shí)驗(yàn)

(11)霍爾式傳感器測量振動(dòng)實(shí)驗(yàn)

(12)光纖傳感器測量振動(dòng)實(shí)驗(yàn)

(13)電容式傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)

(14)電容式傳感器動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn)

(15)直流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)

(16)交流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)

(17)差動(dòng)變壓器的位移特性實(shí)驗(yàn)

(18)激勵(lì)頻率對差動(dòng)變壓器特性的影響

(19)差動(dòng)變壓器的零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)

(20)電渦流傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)

(21)被測體材質(zhì)對電渦流式傳感器的特性影響實(shí)驗(yàn)

(22)被測體面積大小對電渦流式傳感器的特性影響實(shí)驗(yàn)

(23)電渦流式傳感器的應(yīng)用位移限位器

(24)光電傳感器測速電路實(shí)驗(yàn)

(25)磁電式傳感器測速電路實(shí)驗(yàn)

(26)霍爾式傳感器測速電路實(shí)驗(yàn)

(27)光纖傳感器測速電路實(shí)驗(yàn)

(28)光纖傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn)

(29)PN結(jié)溫度傳感器溫度特性實(shí)驗(yàn)

(30)NTC負(fù)溫?zé)崦綦娮铚囟忍匦詫?shí)驗(yàn)

(31)PTC正溫?zé)崦綦娮铚囟忍匦詫?shí)驗(yàn)

(32)集成溫度傳感器LM35溫度特性實(shí)驗(yàn)

(33)鉑電阻溫度特性實(shí)驗(yàn)

(34)銅電阻溫度特性實(shí)驗(yàn)

(35)K型熱電偶測溫實(shí)驗(yàn)

(36)E型熱電偶測溫實(shí)驗(yàn)

(37)氣敏傳感特性實(shí)驗(yàn)

(38)濕度傳感器特性實(shí)驗(yàn)

(39)熱釋電紅外傳感器實(shí)驗(yàn)

(40)移相實(shí)驗(yàn)

(41)相敏檢波器實(shí)驗(yàn)

(42)相敏檢波器檢波實(shí)驗(yàn)

(43)低通濾波器實(shí)驗(yàn)

(44)測量放大實(shí)驗(yàn)

(45)壓電傳感器實(shí)驗(yàn)

(46)噪聲傳感器實(shí)驗(yàn)

(47)可見光照度傳感器實(shí)驗(yàn)

(48)超聲波測距實(shí)驗(yàn)

七、裝箱清單