一、一體全集成傳感器實驗平臺概述

1.內(nèi)置一體計算機，無需額外配置電腦

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

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，實時觀測電路波形

5.數(shù)據(jù)采集，精準采集實驗數(shù)據(jù)

6.DDS函數(shù)信號發(fā)生器，提供多樣化信號

7.內(nèi)置多路實驗電源，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.獨立實驗?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)動程序，無需繁瑣安裝

·系統(tǒng)還原精靈，保障實驗環(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驗平臺軟硬件資源參數(shù)：

1.內(nèi)置計算機

強勁性能：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，確保系統(tǒng)高效運行。

高清顯示：配備 HDMI 接口的 14 寸 IPS 屏，分辨率達 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、耳機麥克風(fēng)接口、COM 串口、HDMI、VGA、2個天線接口（支持無線網(wǎng)絡(luò)）以及 2 個千兆網(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：標配藍牙無線鼠標和鍵盤，方便用戶進行操作控制與編程，無需額外配備電腦即可完成所有實驗項目。

2.多功能數(shù)據(jù)測量與分析中樞

(1)虛擬示波器：最高實時采樣率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)分析功能強大。

(2)支持 72 小時上位機無紙記錄儀功能。

(3)傳感器數(shù)值直顯功能

因為示波器是電壓數(shù)據(jù)波形的測量儀器，它只能測量電壓值。但是實際應(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，光照強度等等。通常我們會使用對應(yīng)的傳感器將各種被測物理量轉(zhuǎn)換成電壓進行測量。所以，每種轉(zhuǎn)換都需要有一個被測物理量和轉(zhuǎn)換后電壓值的對應(yīng)關(guān)系。

一般這種關(guān)系都會做成線性關(guān)系，方便轉(zhuǎn)換計算。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)入與實時波形對比參考。

(6)支持 500 幀數(shù)據(jù)緩存和分段存儲。

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

(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)置采樣率和存儲長度?？梢詫⒉杉降臄?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GPIO引腳，它們可以分別獨立設(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負載

TTL電平上升下降時間：≤20ns

11)頻率計數(shù)器功能

計數(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：起始點和終止點任意設(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

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、實驗電源及功能電路

(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15W+15W，峰值可達30W+30W，可接兩個4-8歐10-100W的揚聲器，信噪比高。

(5)提供交流電橋、直流電橋、差動放大器、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)采振動源模塊

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

提供可視化的振動數(shù)據(jù)分析軟件（同時支持手機和PC機）

軟件支持曲線圖，散點圖，支持三軸振動，位移，速度，加速度，頻率檢測，軟件同時支持手機和PC機。支持數(shù)據(jù)導(dǎo)出，matlab振動分析，支持藍牙5.0。

幅頻響應(yīng)特性對比:

市場上常見的平行金屬片振動系統(tǒng)：

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

我們的三軸數(shù)采振動源系統(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)輸入信號頻率從低到高逐漸變化時，線性霍爾傳感器的輸出幅度會隨之調(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進行響應(yīng)，為用戶提供穩(wěn)定的性能體驗。

相頻響應(yīng)特性對比: 

市場上常見的平行金屬片振動系統(tǒng)：

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

我們的三軸數(shù)采振動源系統(tǒng)：

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

8、獨立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。可以實時設(shè)置和顯示當(dāng)前實際溫度值和設(shè)定溫度值，PID控制，控制實驗溫度。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，影響整體實驗箱，性能不穩(wěn)的問題。

9、獨立實驗?zāi)K

（一）基礎(chǔ)模塊：

根據(jù)傳感器的類型，我們設(shè)計了多種傳感器模塊，實驗?zāi)K統(tǒng)一設(shè)計成255*155mm大小，PCB設(shè)計成白底黑字,PCB表面安裝元器件，并標識實驗電路原理圖，PCB板固定在一塊鏤空的PC樹脂工程塑料盒體上，機械強度高，耐熱性好，電絕緣性好。

(1)金屬箔式應(yīng)變片實驗?zāi)K

(2)擴散硅壓阻式壓力傳感器實驗?zāi)K

(3)振動測量實驗?zāi)K

(4)電容式傳感器實驗?zāi)K

(5)霍爾式傳感器實驗?zāi)K

(6)差動變壓器實驗?zāi)K

(7)電渦流式傳感器實驗?zāi)K

(8)轉(zhuǎn)速實驗?zāi)K

(9)溫度傳感器特性實驗?zāi)K

(10)氣敏式傳感傳感器實驗?zāi)K

(11)濕度傳感器實驗?zāi)K

(12)熱釋電紅外傳感器實驗?zāi)K

(13)壓電傳感器實驗?zāi)K 

(14)噪聲/可見光照度傳感器實驗?zāi)K

（二）應(yīng)用創(chuàng)新模塊

(1)51單片機核心板模塊：單片機型號：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)差動變壓器：鐵芯、初級線圈和次級線圈構(gòu)成，量程≥5mm

(3)差動電容傳感器：兩組定片和一組動片構(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)擴散硅壓力傳感器：摩托羅拉集成擴散硅壓力傳感器，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)可燃氣體檢測傳感器：對一氧化碳，甲烷有很好的靈敏度，范圍：100-1000ppm可燃氣體

(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驗配件，方便、整齊。

三、實驗平臺采用復(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+鐵護角+ABS密度板+優(yōu)雅黑美式大手把。

(2)上下蓋安裝加固強勁支撐合頁，兩邊增加兩個支撐鉸鏈曲手，開合度設(shè)置為95度，提供一個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，內(nèi)部鋪設(shè)黑色PU面料，箱子美觀，堅固，不易變形。

(4)箱體箱底安裝耐磨墊和保護腳，正面安裝雙安全卡扣鎖。

四、實驗連接線

實驗平臺采用2MM香蕉頭K2測試線：

(1)兼容性強：這種測試線通常適用于多種設(shè)備和系統(tǒng)，因為它的規(guī)格符合常見的標準尺寸，便于與不同設(shè)備進行連接。

(2)耐用性好：K2號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，這些特點使得在使用過程中更加安全，降低了短路或觸電的風(fēng)險。

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

五、實驗項目：

(1)單臂電橋性能實驗

(2)半橋性能實驗

(3)全橋性能實驗

(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)變片的溫度影響實驗

(6)直流全橋的應(yīng)用—電子秤實驗

(7)擴散硅壓阻式壓力傳感器的壓力測量實驗

(8)擴散硅壓阻式壓力傳感器的差壓測量實驗

(9)電渦流傳感器測量振動實驗

(10)磁電式傳感器測量振動實驗

(11)霍爾式傳感器測量振動實驗

(12)光纖傳感器測量振動實驗

(13)電容式傳感器的位移特性實驗

(14)電容式傳感器動態(tài)特性實驗

(15)直流激勵時霍爾式傳感器的位移特性實驗

(16)交流激勵時霍爾式傳感器的位移特性實驗

(17)差動變壓器的位移特性實驗

(18)激勵頻率對差動變壓器特性的影響

(19)差動變壓器的零點殘余電壓補償實驗

(20)電渦流傳感器的位移特性實驗

(21)被測體材質(zhì)對電渦流式傳感器的特性影響實驗

(22)被測體面積大小對電渦流式傳感器的特性影響實驗

(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驗

(25)磁電式傳感器測速電路實驗

(26)霍爾式傳感器測速電路實驗

(27)光纖傳感器測速電路實驗

(28)光纖傳感器的位移特性實驗

(29)PN結(jié)溫度傳感器溫度特性實驗

(30)NTC負溫?zé)崦綦娮铚囟忍匦詫嶒?/span>

(31)PTC正溫?zé)崦綦娮铚囟忍匦詫嶒?/span>

(32)集成溫度傳感器LM35溫度特性實驗

(33)鉑電阻溫度特性實驗

(34)銅電阻溫度特性實驗

(35)K型熱電偶測溫實驗

(36)E型熱電偶測溫實驗

(37)氣敏傳感特性實驗

(38)濕度傳感器特性實驗

(39)熱釋電紅外傳感器實驗

(40)移相實驗

(41)相敏檢波器實驗

(42)相敏檢波器檢波實驗

(43)低通濾波器實驗

(44)測量放大實驗

(45)壓電傳感器實驗

(46)噪聲傳感器實驗 

(47)可見光照度傳感器實驗 

(48)超聲波測距實驗 

七、裝箱清單