傳感器系統(tǒng)實驗儀

CSY10B型傳感器系統(tǒng)實驗儀是用于檢測儀表類課程教學實驗的多功能教學儀器。其特點是集被測體、各種傳感器、信號激勵源、處理電路和顯示儀表于一體，可以組成一個完整的測試系統(tǒng)。通過本書所提供的幾十種實驗舉例，能完成包含光、磁、電、溫度、位移、振動、轉(zhuǎn)速等內(nèi)容的測試實驗，通過這些實驗，實驗者能夠?qū)Ω鞣N不同的傳感器及測量電路系統(tǒng)有直觀的感性認識

并可在本儀器上舉一反三開發(fā)出新的實驗內(nèi)容。

CSY10B型傳感器系統(tǒng)實驗儀主要由實驗工作臺、處理電路、信號源及儀表顯示、數(shù)據(jù)采集及實驗軟件四部分組成。

一． 實驗工作臺部分：

位于儀器的頂部，左邊是一副雙平行懸臂梁，上面裝有應(yīng)變式、熱敏式、P-N結(jié)溫度式、熱電式和壓電加速度五種傳感器，右邊是由裝于機箱內(nèi)的另一副平行懸臂梁帶動的圓盤式工作臺，圓盤周圍（逆時針方向）安裝有：電感式（差動變壓器）、MPX擴散硅壓阻式、電容式、磁電式、霍爾式、電渦流式六種傳感器。  

１．金屬箔式應(yīng)變傳感器：貼于雙平行懸臂梁上梁的上表面和下梁的下表面工作片4片，受力工作片分別用符和表示，橫向所貼的兩片為溫度補償片，用符號和表示，應(yīng)變系數(shù)2.06，精度2%；（CSY10B型為雙孔懸臂梁結(jié)構(gòu)的商用稱重傳感器）

２．半導體式應(yīng)變傳感器：貼于雙平行懸臂梁上梁的上表面和下梁的下表面工作片2片，BY350工作片2片，應(yīng)變系數(shù)120；

３．電感式傳感器：由初級線圈Li和兩個次級線圈L。繞制而成的空心線圈，圓柱形鐵氧體鐵芯置于線圈中間，測量范圍>10mm；

４．霍爾式傳感器：半導體霍爾片置于由兩個半園形磁鋼形成的梯度磁場中，線性范圍≥3mm；

５．磁電式傳感器：由一組線圈和動鐵（磁鋼）組成，靈敏度0.4V/m/s；

６．壓電加速度式傳感器：位于懸臂梁自由端部，由PZT-5雙壓電晶片、銅質(zhì)量塊和壓簧組成，裝在透明外殼中；

７．電渦流式傳感器：多股漆包線繞制的扁平線圈與金屬渦流片組成的傳感器，線性范圍>1mm；

８．電容式傳感器：由裝于圓盤上的一組動片和裝于支架上的一組定片組成平行變面積式差動電容，線性范圍≥3mm；

９．熱電式（熱電偶）傳感器：串接工作的兩個銅一康銅熱電偶(T分度)分別裝在上、下梁表面，冷端溫度為環(huán)境溫度。分度表見本書附錄；（CSY10B 型為K分度標準熱電偶）

10．熱敏式傳感器：位于雙平行懸臂梁上梁表面的黑色玻璃珠狀的半導體熱敏電阻MF-51，負溫度系數(shù)，25℃時阻值為8K?～10K?；

11．光纖位移傳感器：連接于儀器下方大面板的光纖變換器處，多模光強型，量程≥2mm，在其線性范圍內(nèi)精度5%；

12．光電耦合式傳感器：位于旋轉(zhuǎn)葉輪后，近紅外發(fā)射——接收，量程0～2400轉(zhuǎn)/分；

13．P-N結(jié)溫度式傳感器：根據(jù)半導體P-N結(jié)溫度特性所制成的具有良好線性范圍的集成溫度傳感器；

14．濕敏傳感器：位于雙平行懸臂梁前的白色塑料盒子上面，高分子材料，測量范圍：0～99%RH；

15．氣敏傳感器：位于雙平行梁前的白色塑料盒子上面，MQ3型，對酒精氣敏感，測量范圍10～2000PPm，靈敏度RO/R＞5；

16．光敏傳感器：位于雙平行梁前的白色塑料盒子上面，cds材料制成，半導體光導管，光電阻與暗電阻從nMΩ至nKΩ；

17．熱釋電紅外傳感器：位于旋轉(zhuǎn)頁輪左邊，光譜響應(yīng)7～15μm，光頻響應(yīng)0.5～10Hz；

18．擴散硅壓力傳感器：摩托羅拉MPX擴散硅壓阻式壓力傳感器，差壓式工作，測壓范圍0～50KP。精度３%；

兩副平行懸臂梁頂端均裝有置于激振線圈內(nèi)的磁鋼，右邊圓盤式工作臺為“激振I"，左邊平行懸臂梁為“激振II"（CSY10B型裝有激振轉(zhuǎn)換開關(guān)），為進行溫度實驗，左邊懸臂梁之間裝有電加熱器一組，加熱電源取自12V直流電源，打開加熱開關(guān)即能加熱,工作時能獲得高于環(huán)境溫度30℃左右的高溫，實驗工作臺上還裝有測速電機及控制、調(diào)速旋鈕，兩支螺旋測微儀分別裝在左、右兩邊的支架上（CSY10B型只有右邊一支）。

二．信號源及儀表顯示部分：

１．低頻振蕩器：1～30Hz輸出連續(xù)可調(diào)，Vp-p值20V，最大輸出電流1.5A，Vi端插口可提供用作電流放大器輸入端；

２．音頻振蕩器：0.4KHz～10KHz輸出連續(xù)可調(diào)，Vp-p值20V，180°為0°和Lv的反相輸出，Lv端最大電流輸出1.5A；

３．直流穩(wěn)壓電源：±12V，提供儀器電路工作電源和溫度實驗時的加熱電源，最大輸出1.5A。±2V～±10V，檔距2V，分五檔輸出，提供直流信號源，最大輸出電流1.5A；

４．數(shù)字式電壓/頻率表：3 1/2位顯示，分2V、20V、2KHz、20KHz四檔，靈敏度≥50mV，頻率顯示5Hz～20KHz；

５．指針式直流毫伏表：測量范圍500Mv、50mV、5mV三檔，精度2.5%；（CSY10A型）；

６．數(shù)字式溫度計：K分度熱電偶測溫，精度±1℃；（CSY10B型）；

三．處理電路部分：

１．電橋：用于組成應(yīng)變電橋，面板上虛線所示電阻為虛設(shè)，僅為組橋提供插座，三個電阻R為350Ω標準電阻，WD為直流調(diào)節(jié)電位器，WA為交流調(diào)節(jié)電位器；

２．差動放大器：增益可調(diào)直流放大器，可接成同相、反相、差動結(jié)構(gòu)，增益1～100倍；

３．光電變換器：提供光纖傳感器紅外發(fā)射、接收、穩(wěn)幅、變換，輸出模擬信號電壓與頻率變換方波信號，四芯航空插座上裝有光電轉(zhuǎn)換裝置和由兩根多模光纖（一根接收，一根發(fā)射）組成的光強型光纖傳感器；

３．電容變換器：由高頻振蕩、放大和雙T電橋組成；

５．移相器：允許輸入電壓20Vp-p，移相范圍±40°（隨頻率不同有所變化）；

６．相敏檢波器：集成運放極性反轉(zhuǎn)電路構(gòu)成，所需最小參考電壓0.5Vp-p，允許最大輸入電壓≦20Vp-p；

７．電荷放大器：電容反饋式放大器，用于放大壓電加速度傳感器輸出的電荷信號；

８．電壓放大器：增益5倍的高阻放大器（僅CSY型有）；

９．渦流變換器：變頻式調(diào)幅變換電路，傳感器線圈是三點式振蕩電路中的一個元件；

10．溫度變換器（信號變換器）：根據(jù)輸入端熱敏電阻值、光敏電阻及P-N結(jié)溫度傳感器信　　　　　號變化而輸出電壓信號相應(yīng)變化的變換電路；

11．低通濾波器：由50Hz陷波器和RC濾波器組成，轉(zhuǎn)折頻率35Hz左右；

四．數(shù)據(jù)采集及實驗軟件部分：

數(shù)據(jù)采集卡已安裝于儀器內(nèi)部，其信號輸入端即為儀器上數(shù)字式電壓/頻率表的IN輸入端，十二位A/D轉(zhuǎn)換，精度為1/2048，量程分200Mv、1V、10V三檔，可以根據(jù)實驗采集電壓范圍選擇量程，以獲得較高精度。