传感器检测实验室建设方案（下）
来源： 发布时间：2012/10/23 作者：zynets.com
支持的芯片列表：
8 配有40P外接仿真头，可以作为一台独立的51单片机硬件仿真器使用，通过KEIL SOFT软件配合，即可对外部硬件以及板上资源实现单步调试，断点，全速等等全部功能。
9 全中文软件操作导航，独有智能一键通设计，擦除，写入，校验，运行自动完成，软件中英文自动选择，适合港台地区用户使用。特别设计的烧写实验仿真3IN1的公用卡座， CPU插上后即不需要插拔，烧写仿真等公用串口，使用极其方便简洁。
三、系统需求：
WINDOWS98/ME/2000/XP/2003操作系统。最低50MB硬盘剩余空间。 1个USB口（或者一个232串行口，两者必须具备其一）
pcb尺寸： 170*270毫米包装尺寸：210*360*80毫米包装重量：2.6公斤
四、实验仪硬件组成列表：
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基本试验资源
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数字硬件电路试验资源
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扩展试验资源
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高级应用试验
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8位按键开关（端口直接）
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74LS14 反向器
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1602字符液晶屏（标配）
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步进电机（标配）
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8位发光管（端口指示）
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74LS164 串入并出
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Dac0832 数字-模拟
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16*16汉字点阵屏（LED红色）
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8位拨动开关（端口直接）
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74LS47 数码管译码
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ADC 0804模拟-数字
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18B20数字温度采集
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8位数码管显示（动态或者静态）
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74LS165 并入串出
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24C02串行EPROM
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12864中文液晶0802（可选）
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小喇叭警报器（唱歌）
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74LS138 译码器
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93C46 EPROM
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8155端口扩展
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16*16矩阵按键开关（行列式）
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MAX232 串行通信
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8位继电器输出（可直接工控）
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红外线遥控（标配遥控器）
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FT232BM USB2.0USB/232双通信
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89C2051 核心监控（稳定高速）
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单片机仿真（标配仿真头）
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ISP下载（单片机在线编程）
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用户实验室建设要求比较高，偏向开放性、拓展性实验平台的，最好向用户推荐CSY-ZZS型实台，这款实验设备对学生动手能力要求比较高，可开发性强。
方案例举：****水利电力职业技术学院
网络传感器虚拟测控平台
系统配置详细要求:
一、实验操作控制实验平台
提供高稳定的±15V、＋5V、0~＋24V可调、±2V~±10V可调八种直流稳压电源；主控台面板上还装有电压、气压、频率、转速显示表。音频信号源（音频振荡器）1KHz~10KHz（可调）；低频信号源1Hz~30Hz(可调)；气压源0－20kpa可调，电压表200mV~20V三档切换，，高精度温度调节仪表（控制温精度±0.5℃、转速控制精度千分之一）；对其进行测量、控制，分析过程参数变化特性，研究过程控制规律的教学实验设备，LabJack U12 数据采集控制器软件多通道数据采集器（16通道）.任意虚拟信号发生器（方波、三角波、或正弦波）。信号的输出幅值可由RXE调节。附带的光盘中有免费的LabView 演示版DAQFactory试用版，可以用于学生的教学演示实验台所采用的A/D、D/A称为数据采集控制器.RS232/USB计算机串行接口；流量计。漏电保护器、恒流源（0---20mA）、电压表200mv、2V、20V三挡切换，电流表20ｕA--200ｍA四挡切换等。
二、实验桌
三、传感器及配套的实验器件(含普通非电量电测和zigbee无线传感器)
普通非电量传感器包括:
1. 电阻应变式传感器2.扩散硅压力传感器3.差动变压器4.电容式传感器5.霍尔式位移传感器6.霍尔式转速传感器7.磁电式传感器8.压电式传感器9.电涡流位移传感器10.光纤位移传感器11.光电转速传感器12.集成温度传感器13.Pt100铂电阻14.Cu50铜电阻15.K型热电偶16.E型热电偶17.气敏传感器18.湿敏传感器19. 流量计工业级
2. zigbee无线传感器包括:
ZIGBEE网络. 无线传感器网络控制平台. ZIGBEE无线传感器汇节点. GSM的通讯模块(用于手机短信查询和接收传感器信号). 无线实验系统控制软件
四、数据采集装置卡及数据处理软件
数据采集卡及处理软件：
软件指标概括：
· 12位、八个单端或四个差动的模拟量输入
· ±10伏的模拟量输入范围
· 具有可编程放大器，增益为 1，2，4，5，8，10，16或 20倍
· 采样速率可高达8000赫兹（短时批数据读模式）或 1200赫兹（连续读模式）
· 支持软硬件定时采样
· 支持触发采样，批量数据采集深度为4096点
· 2个模拟量输出
· 20个数字输入输出口（每个口的速率可达到50赫兹）
· 1 个32位计数器
· 具有看门狗定时器功能
· 是个使用方便的PnP（即插即用）USB设备
· 一个USB口可以连接80个LabJack从而组成庞大系统
· 百分之百的软件控制，没有任何跳线或开关
· 不需要外部电源
· 提供完整的驱动软件和一些应用软件
· 包含LabView 和VB程序
· 可在视窗操作系统 98SE，ME，2000或XP上使用
· 详尽的中英文技术文档
· CE认证产品
· 可在工业温度范围内使用
· 包括所有连接缆线和接线端口
· 输入输出口说明：
模拟输入：有8个模拟输入口，可以作为8个单端输入或4个差动输入或混合使用。输入电压范围是-10-+10V。输入的偏置电流为90微安。差动输入通道可以使用内部的低噪声、高精度的可编程放大器，放大倍数可高达20倍。U12有三个工作模式：单点、连续、和数据块。单点模式中采集速率每通道达50Hz（4个通道），或25Hz（8个通道）；连续采集的最高采集频率为1200Hz；数据块采集的最高频率是8192Hz，每个数据块的大小最大为4096个。在数据块采集模式中您可以让一个数字口来接收触发信号，该数字口的状态发生变化可以触发快速采集。
模拟输出：两个模拟输出口有10位的精度，输出范围是0V到+5V（或U12 的供电电压）。它只有单点工作模式，最高输出速率位50Hz。
数字I/O：共有20个数字I/O口。4个（IO0-IO3）在U12 本体上，它们和模拟输入一样可以有三种采集模式，因此可以快速读取它们的状态。其他16个（D0-D15）连接到DB25插座上，使用CB25扩展板可以方便地接线，这些I/O口的驱动能力较大（25毫安），可以用来直接驱动一些继电器或LED灯。它们的输出最高频率为50Hz。
五、实验项目
1．金属箔式应变片单臂电桥性能实验
2．金属箔式应变片半桥性能实验
3．金属箔式应变片全桥性能实验
4．金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验
5．金属箔式应变片温度影响实验
6．直流全桥的应用——电子秤实验
7．交流全桥的应用——振动测量实验
8．扩散硅压阻压力传感器的压力测量实验
9．差动变压器的性能实验
10．激励频率对差动变压器特性的影响实验
11．差动变压器零点残余电压补偿实验
12．差动变压器的应用――振动测量实验
13．电容式传感器的位移特性实验
14．电容传感器动态特性实验
15．直流激励时霍尔传感器位移特性实验
16．交流激励时霍尔传感器位移特性实验
17．霍尔测速实验
18．磁电式转速传感器的测速实验
19．用磁电式原理测量地震*
20．压电式传感器测振动实验
21．电涡流传感器的位移特性实验
22．被测体材质对电涡流传感器的特性影响实验
23．被测体面积大小对电涡流式传感器的特性影响实验
24．电涡流传感器测量振动实验
25．电涡流传感器测转速实验*
26．光纤传感器的位移特性实验
27．光纤传感器测量振动实验
28．光电转速传感器的转速测量实验
29．利用光电传感器测转速的其它方案*
30．集成温度传感器的温度特性实验
31．铂电阻温度特性实验
32．铜电阻温度特性实验*
33．K型热电偶测温实验
34．E型热电偶测温实验
35．热电偶冷端温度补偿实验*
36．对酒精敏感的气敏传感器的原理实验
37．湿度传感器的实验
38．流量计流量测量实验
39．zigbee无线传感器网络的应用，温度压力等传感器信号的传输接收、监测实验。
40．zigbee无线传感器网络的通讯实验
41．zigbee无线传感器网络的定位实验
42．GSM的通讯检测实验
43．课程创新设计开发等创新实验
b、 实验室建设的主要目的是让学生上传感器原理基础课，做传感器原理性实验的，有两种方案选择：
a) 采购单位受课时限制，对实验项目要求不是很高，并且需要保证采购数量的，我们一般推荐CSY-9XX系列以及CSY-XS01型实验箱。
招标方案例举：****农业大学
传感技术与检测技术试验仪：
传感器系统实验箱由主板、信号源、传感器、数据采集卡及处理软件等各部分组成。
1、主板部分
1) 提供高稳定的±15V、＋5V、0～＋24V可调、±2V～±10V可调八种直流稳压电源；主控台面板上装有电压、气压、频率、转速显示表。
2) 音频信号源（音频振荡器）1KHz~10KHz（可调）；低频信号源1Hz~30Hz(可调)；气压源0～20kPa可调，电压表200mV～20V三档切换，高精度温度调节仪表（控温精度±0.5℃、转速控制精度千分之一），形成可测量、控制，分析过程参数变化特性，研究过程控制规律的教学实验设备。
3) 设备应提供LabJack U12 数据采集控制器软件多通道数据采集器（16通道），任意虚拟信号发生器（方波、三角波、或正弦波）。
4) 信号的输出幅值可调节。
5) 附带的光盘要有免费的LabView 演示版和DAQFactory试用版，可以用于学生的教学演示实验台。
6) 所采用的A/D、D/A称为数据采集控制器，RS232/USB计算机串行接口；设备带有流量计、漏电保护器、恒流源（0---20mA）、电压表200mv、2V、20V三挡切换，电流表20ｕA--200ｍA四挡切换等。
2、信号源
加热源＜150℃（可调）；振动源 1 Hz~30Hz；转动源 0~2400r/min。
3、传感器：
普通非电量传感器包括:
1)电阻应变式传感器；
2)扩散硅压力传感器；
3)差动变压器；
4)电容式传感器；
5)霍尔式位移传感器；
6)霍尔式转速传感器；
7)磁电式传感器；
8)压电式传感器；
9) 电涡流位移传感器；
10)光纤位移传感器；
11)光电转速传感器；
12)集成温度传感器；
13)Pt100铂电阻；
14)Cu50铜电阻；
15)K型热电偶；
16)E型热电偶；
17)气敏传感器；
18)湿敏传感器；
19)流量计工业级；
20) 液位传感器工业级（含水箱两只，一只线性，一只非线性）。
zigbee无线传感器包括:
ZIGBEE网络、无线传感器网络控制平台， ZIGBEE无线传感器汇节点，GSM的通讯模块(用于手机短信查询和接收传感器信号)，无线实验系统控制软件。
4、数据采集卡及处理软件：
1)12位、八个单端或四个差动的模拟量输入；
2)±10伏的模拟量输入范围；
3)具有可编程放大器，增益为 1，2，4，5，8，10，16或 20倍；
4)采样速率可高达8000赫兹（短时批数据读模式）或 1200赫兹（连续读模式）；
5)支持软硬件定时采样；
6)支持触发采样，批量数据采集深度为4096点；
7)2个模拟量输出；
8)20个数字输入输出口（每个口的速率可达到50赫兹）；
9)1 个32位计数器；
10)具有看门狗定时器功能；
11)是个使用方便的PnP（即插即用）USB设备；
12)一个USB口可以连接80个LabJack从而组成庞大系统；
13)百分之百的软件控制，没有任何跳线或开关；
14)不需要外部电源；
15)提供完整的驱动软件和一些应用软件；
16)包含LabView 和VB程序；
17)可在视窗操作系统 98SE，ME，2000或XP上使用；
18)详尽的中英文技术文档；
19)CE认证产品；
20)可在工业温度范围内使用；
21)包括所有连接缆线和接线端口。
输入输出口说明：
1)模拟输入：有8个模拟输入口，可以作为8个单端输入或4个差动输入或混合使用。输入电压范围是-10～+10V。输入的偏置电流为90微安。差动输入通道可以使用内部的低噪声、高精度的可编程放大器，放大倍数可高达20倍。U12有三个工作模式：单点、连续、和数据块。单点模式中采集速率每通道达50Hz（4个通道），或25Hz（8个通道）；连续采集的最高采集频率为1200Hz；数据块采集的最高频率是8192Hz，每个数据块的大小最大为4096个。在数据块采集模式中您可以让一个数字口来接收触发信号，该数字口的状态发生变化可以触发快速采集。
2)模拟输出：两个模拟输出口有10位的精度，输出范围是0V到+5V（或U12 的供电电压）。它只有单点工作模式，最高输出速率位50Hz。
3)数字I/O：共有20个数字I/O口。4个（IO0-IO3）在U12 本体上，它们和模拟输入一样可以有三种采集模式，可以快速读取它们的状态。其他16个（D0-D15）连接到DB25插座上，使用CB25扩展板可以方便地接线，这些I/O口的驱动能力较大（25毫安），可以用来直接驱动一些继电器或LED灯。它们的输出最高频率为50Hz。
上位计算机组态软件
应用MCGS（Monitor and Control Generated System）全中文工控组态软件进行开发的实验系统。运行环境要求，参见MCGS用户指南。可以组成网络,一台老师机可以控制十几台学生机,实现数据共享。
USB数据采集软件
1)接口标准：RS-232/USB接口
2) A/D：12位
3)通道数：可以扩展到8通道
4)采样：同步、异步
5)触发方式：软触发、硬触发
6)采样频率：100KHz(分档可选)
7)测量误差：0.2mv
8)测量量程：最大可达正负15V
9)支持电压、电流信号直接输入，无需配备转换器
10)可以扩充D/A通道
11)环境：windows98/2000/xp
12)软件：配备传感器综合实验系统成套实验软件包及虚拟仪器软件包(如虚拟示波器，频谱分析仪、失真度仪等)。
5、实验箱：
专用实验箱尺寸为515×420×185(mm)。
6、可实验的项目
1)金属箔式应变片单臂电桥性能实验
2)金属箔式应变片半桥性能实验
3)金属箔式应变片全桥性能实验
4)金属箔式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验
5)金属箔式应变片温度影响实验
6)直流全桥的应用——电子秤实验
7)交流全桥的应用——振动测量实验
8)扩散硅压阻压力传感器的压力测量实验
9)差动变压器的性能实验
10)激励频率对差动变压器特性的影响实验
11)差动变压器零点残余电压补偿实验
12)差动变压器的应用――振动测量实验
13)电容式传感器的位移特性实验
14)电容传感器动态特性实验
15)直流激励时霍尔传感器位移特性实验
16)交流激励时霍尔传感器位移特性实验
17)霍尔测速实验
18)磁电式转速传感器的测速实验
19)用磁电式原理测量地震
20)压电式传感器测振动实验
21)电涡流传感器的位移特性实验
22)被测体材质对电涡流传感器的特性影响实验
23)被测体面积大小对电涡流式传感器的特性影响实验
24)电涡流传感器测量振动实验
25)电涡流传感器测转速实验
26)光纤传感器的位移特性实验
27)光纤传感器测量振动实验
28)光电转速传感器的转速测量实验
29)利用光电传感器测转速的其它方案
30)集成温度传感器的温度特性实验
31)铂电阻温度特性实验
32)铜电阻温度特性实验
33) K型热电偶测温实验
34) E型热电偶测温实验
35)热电偶冷端温度补偿实验
36)对酒精敏感的气敏传感器的原理实验
37)湿度传感器的实验
38)流量计流量测量实验
39)液位传感器液位测量实验
40) zigbee无线传感器网络的应用，温度、压力等传感器信号的传输接收、监测实验。
41) zigbee无线传感器网络的通讯实验
42) zigbee无线传感器网络的定位实验
43) GSM的通讯检测实验
44)流量控制实验
45)液位控制实验
46)课程创新设计开发等创新实验
b)相对来说采购单位采购预算宽，对实验室建设要求比较严格，一般推荐CSY-2000系列，再根据用户要求增减配置。
方案例举：********大学
传感器包括：（基本型含22种传感器，序号1-22）
1金属箔式应变传感器（箔式应变片工作片4片；温度补偿片2片,精度2%）
2称重传感器（标准商用双孔悬臂梁结构，量程0~500g，精度0.5%）
3 MPX扩散硅压阻式压力传感器（量程0~50KP，精度3%）
4半导体应变传感器（BY350工作片2片，应变系数120
5标准K分度热电偶，量程0~800℃，精度±3%
6标准E分度热电偶，量程0~800℃，精度±3%
7 Pt100铂热电阻（量程0~800℃，精度±5%）
8集成温度传感器（精度±2%）
9Cu50铜电阻传感器（量程0~100℃，精度±3%）
10光敏电阻传感器
11光电转速传感器（量程0~2400转/分,精度±0.1%）
12光纤位移传感器（量程≥2mm,在其线性工作范围内精度5%）
13热释电红外传感器
14半导体霍尔传感器(工作范围：位移±2mm，转速0~2400转/分，精度3%)
15 霍尔转速传感器(量程0~2400转/分,精度±0.5%)
16磁电式传感器
17湿敏电阻传感器（5~95%RH，日本进口）
18MQ3气敏传感器（酒精气敏感，实验演示用）
19电感式传感器（量程±5mm,精度5%）
20压电加速度传感器（工作范围5~30HZ ）
21电涡流传感器（线性工作范围1mm,精度3%）
22电容传感器（工作范围±3mm,精度2）
主机实验工作台包括：
1 传感器：半导体应变传感器、金属箔式应变传感器、压电加速度传感器、磁电式传感器。
2高稳定度交、直流信号源
直流信号源：＋2V～10V分五档，±12V(可调);，最大输出电流1.5A
交流信号源：音频 0.4KHZ～10KHZ 0ºLV功率输出1.5A； 180º电压输出
低频 1～30HZ功率输出，输出电流1.5A。
3精密温控电加热源：热电偶时间比例控制。加热温度≤400ºC，精度±1℃。
4振动与位移机构：（两组悬臂梁结构）位移范围25㎜，振动频率1～30HZ，供传感器动、静态实验之用。
5气压源：电动气泵气压输出≤20KP，连续可调。
6测速电机装置（二组）：速度0～2400RPM，连续可调
7显示仪表：3 1/2位LED数字显示频率/转速表，电压表DC 0～2V，0～20V两挡。数字式温度表 -50℃~400℃。气压表 0~40KP。
8数据采集计算机通信与实验软件：12位A/D数据采集，采集速率可由实验者调控，RS232串口/USB接口传输，运行于Windows环境下的实验软件友好的显示界面，可进行实验项目选择与编辑、数据采集、特性曲线的分析、比较、数据保存、作图、打印，方便实用。
实验模块包含（基本型含13个模块，序号1-13，每个模块包含一种或一类传感器，使用方便）
1移相、相敏检波、低通滤波模块：提供移项器、相敏检波器、低通滤波器等公用电路。
2应变式传感器实验模块：金属箔式标准商用称重传感器（带温度补偿）、悬臂梁结构金属箔式、半导体应变、放大电路。
3电感式传感器实验模块：差动变压器、螺管式传感器、螺旋测微头、放大电路。
4电容式传感器实验模块：同轴式差动电容组成的双T电桥检测电路，螺旋测微头。
5光纤传感器实验模块：光纤位移传感器及信号变换电路，螺旋测微头以及放大电路。
6霍尔传感器实验模块：霍尔传感器、梯度磁场、变换电路及螺旋测微头。
7温度传感器实验模块：提供7种温度传感器及变换电路。
8电涡流传感器实验模块：电涡流探头、变换电路及螺旋测微头。
9湿敏气敏传感器实验模块：高分子湿敏电阻、湿敏电容、MQ3气敏传感器及变换电路。
10 压力传感器实验模块：MPX扩散硅压力传感器、信号放大电路以及螺旋测微头。
11 压电加速度传感器实验模块：压电传感器、信号调理电路。
12光敏电阻实验模块：光敏电阻以及信号放大电路。
13 热释电传感器实验模块：热释电传感器以及信号放大电路
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