传感器实验仪工作原理

CSY?998传感器实验仪

产品简介

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。

CSY实验仪配上一台双线（双踪）通用示波器可做几十种实验。教师也可以利用传感器及处理电路开发实验项目。

产品特点：

☆　能满足大部分高校的传感器实验要求

☆　结构紧凑，小巧轻便，容易搬动采用线性电源，纹波干扰小，安全系数高

☆　可根据需求配9-15种传感器,可根据需求增加到18种

☆　可完成40多项实验内容

产品组成：

（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×2

2、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:≥5mm  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 ≥0.1mΩ

4、电涡流位移传感器：

量程：3mm，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

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,量程: ±3mm

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/s

7、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：>-35KHz

8、电容式传感器

量程：±5mm， 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：≤4V

10、光纤传感器

光纤、发射、接收电路组成的导光型传感器，线性范围：±2mm，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10K Ω

13、气敏传感器

酒精   测量范围：50—2000ppm

14、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：0.5 RH%/℃，测量范围：10%R11--95%RH，工作温度：0℃--50℃

15、光电测转速组合式传感器(反射型)

由光耦、达林顿输出及整形电路组成，n≤2400r/min

16、光电式：放射型光电开关

（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

双平行式悬臂梁二副（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。

（十）资料与附件

实验指南、实验附件（实验叠插线、多种涡流被测体片、称重砝码、信号线）

实验项目:

1. 扩散硅压阻式压力传感器实验(998型)

2. 光纤位移传感器静态实验(998型)

3. 光纤位移传感器的动态测量(998型)

4. PN结温度传感器测温实验(998型)

5. 热敏电阻演示实验(998型)

6. 气敏传感器实验(998型)

7. 湿敏电阻（RH）实验（998型）

可配置的传感器

☆　金属应变式传感器

☆　热电偶（热电式）传感器

☆　差动变压器

☆　电涡流位移传感器

☆　霍尔式传感器

☆　磁电式传感器

☆　压电传感器

☆　电容式传感器

☆　压阻式压力传感器

☆　光纤传感器

☆　PN结温度传感器

☆　热敏电阻

☆　气敏传感器

☆　湿敏电阻

☆　光电转速传感器

☆  光敏电阻c

☆　硅光电池c

☆  热释电红外传感器

实验仪尺寸：520*390*300 单位：mm