CSY®-5000基础原理型传感器实验平台

CSY®-5000基础原理型传感器实验平台 

一、基础原理型传感器实验平台

1.1实验平台配置

1.1.1主控台采用2mm 厚材料板，标识美观和耐磨损，不掉色和不变色。主控台配有交流 220V 二孔、三孔电源插座。主控台尺寸采用可拆卸网孔设计，可随意调整，网孔板采用厚度为 2.0mm 的优质钢板激光开孔喷塑，颜色采用青蓝色，网孔板安装采用厢嵌在欧标 4040 铝型材中，高度符合人机工程学和美学标准，老师可以看到学校实验操作过程。AI+模块需合理布局在网孔板中，安装用开模定制的长方形卡扣固定， 便于学校安装与拆卸，主控台三层结构设计可以嵌入信号源，示波器，电源等常用仪器仪表，且拆卸方便。

1.1.2实验实训桌：钢制实验桌（1600*750*750mm），实验桌面上预留显示器的安放位置。设有万向轮和固定调节机构，便于移动和固定，有利于实验室的布局，实验桌下面有存储柜，可存储安放以上实验模板和测控主机等所有的硬件部件。

1.1.3．主控台面板：装配有电压、频率、转速显示表、气压表。（提供国家计量测试中心检测机构出具的交流电压表，直流电压表，交流电流表，直流电流表的校准证书且附加编号，二维码扫码实时可查）

1.1.4．配置高稳定的±15V具有短路保护功能、＋5V具有短路保护功能、及可调八种直流稳压线性电源（最大输出电流 1.5A），4-20MA 电流输出，低纹波，集成芯片控制可靠性高，均有电源跳线插孔。

1.1.5．输入电源：单相三线 220V±10% 、50Hz、容量≥0.5kW，具有电源、供电指示等；

1.1.6．设有壳体接地保护，设有过流过压保护、漏电急停保护，绝缘橡胶隔离，安全特性符合国家标准。

1.1.7．振动源模块： 1HZ～30HZ（振动频率、幅度可调）

1.1.8．温度源模块：＜150℃（可调）并带有温度保护

1.1.9．转速测量实训装置：采用模糊原理对 PID 参数进行模糊化,根据电机参数的变化,对PID 参数进行在线调整,取得高精度的转速控制、仿真和实验结果。转速控制精度精确到 1 转。（需提供转速 3D 可连线动画仿真视频及实物演示视频，精确到 1 转。（具有自主知识产权）。

1,1.10具有独立打包一键安装的 Python 编程环境有原厂 LOGO 无版权纠纷。需提供不低于30 个基于Python 开发的源码运行实例（30 个基于Python 开发的源码运行实例。

1.1.11高联V10.0多功能数据采集系统硬件：

1、需提供省级以上研究院出具的软件评测报告，内容需明确对应传感器设备的采集分析，且提供详细的测评结果报告；2、提供传感器数据采集卡及数据分析软件著作权登记证书3、提供传感器综合数据采集卡团体标准，传感器检测技术综合实验台团体标准、ISO体系标准：

1.1.12．具有8 路模拟量输入端子：具有4 路模拟量输出端子

1.1.13．具有多种采样方式：定时采样，定长采样，单步采样，实时采样。

1.1.14．具有8 路开关量量输入端子：具有8 路开关量输出端子

1.1.15．支持波形输出：正弦波，方波，三角波，锯齿波任意波形,上位机软件可采集可调节。

1.1.16．波形频率可调：范围 0-10000HZ，可达三路以上，上位机软件显示控制。

1.1.17．数据采集系统与计算机采用 USB 及无线通讯 2 种方式。

1.1.18．集成式平台设计。对设备进行联网远程控制操作，可检测电流电压各种信号测量，具备函数发生器资源，DAC 分辨率14 位；

二、基础传感器配置

2.1电阻应变式传感器（量程：0- 500g 精度：±0.5%）；

实训目标：掌握电阻应变片工作过程；单臂、双臂和全桥电路的区别；电子秤定标。

2.2．电容式传感器（量程：±2mm 精度：±1%）；

实训目标：掌握变面积式电容传感器测量位移的工作过程；了解调频电路的工作过程。

2.3．扩散硅压力传感器（量程：0 -50KPa 精度：±2%）；

实训目标：掌握扩散硅压力传感器工作过程；学会扩散硅压力传感器的零点补偿。

1.2.4．差动变压器传感器（量程：±5mm 精度：±2%）；

实训目标：掌握差动变压器式位移传感器的工作过程以及差动变压器式位移传感器的频率特性。

2.5. 差动变压器传感器（量程：±5mm 精度：±2%）；

实训目标：掌握差动变压器式位移传感器的工作过程以及差动变压器式位移传感器的频率特性。

2.6. 差动变压器传感器（量程：±5mm 精度：±2%）；实训目标：掌握差动变压器式位移传感器的工作过程以及差动变压器式位移传感器的频率特性。

2.7. 差动变压器传感器（量程：±5mm 精度：±2%）；

实训目标：掌握差动变压器式位移传感器的工作过程以及差动变压器式位移传感器的频率特性。

2.8. 差动变压器传感器（量程：±5mm 精度：±2%）；

实训目标：掌握差动变压器式位移传感器的工作过程以及差动变压器式位移传感器的频率特性。

2.9. 电涡流传感器（量程：±2mm 精度：±3%）；

实训目标：掌握电涡流传感器测量位移的工作过程；了解调频电路的过程。

2.10. 光纤位移传感器（量程：±10mm 精度：±2%）；

实训目标：了解光纤传感器传导光束的过程；掌握光纤位移传感器测量位移的工作过程。

2.11. 光电转速传感器（转速：2400 转/分）；

实训目标：学会利用对射式光电传感器测量转速的技能。

2.12. Pt100 铂热电阻（0-300℃）；

实训目标：掌握 Pt100 铂热电阻测量温度的工作过程。了解智能温度调节仪的控温过程。

2.13. 湿敏传感器（10-95%RH）；

实训目标：掌握湿度传感器的工作过程，学会利用湿度传感器测量大气湿度的技能。

2.14. 气敏传感器（50-2000ppm）；

实训目标：掌握酒精气敏传感器检测酒精浓度的工作过程。

2.15. K 型热电偶（0-300℃）；

实训目标：掌握热电偶测量温度的工作过程，了解热电偶冷端补偿的方法。

2.16. E 型热电偶（0-300℃）；

实训目标：了解 E 型热电偶与K 型热电偶的区别；学会利用分度表准确测量温度的技能。

2.17. 集成温度传感器（0-200℃）；

实训目标：掌握集成温度传感器的温度测量方法。

2.18.相敏检波、移相、低通滤波实验模块， 完成交直流变换、信号调制解调、相位调移、反相调节、低通滤波实验。 

三．高联V1.1软件配置及功能

3.1. 基于无线传感器网络实验室管理系统（具有自主知识产权）

3.2. 采用 wifi 模式，具有双向交互的综合管理功能，可同时实时采集监控≥100 个

学生实验数据。

3.3. 完全匹配数据采集卡使用，老师可实时远距离无线监控任一学生设备上电压、频率、电流、动态波形的实时数据并形成列表和图形；对数字量采集信号远距离实时查看和控制且具有八通道同时查看、所得数据并形成列表和图形。

3.4. 针对传感器运用、可实时远程查看各种传感器运行状态（≥ 10 种传感器），可监测任意波形输出。

3.5. 可实时采集远程监控 PID 控制单元的实验数据，包含手动电机测试的数据、转速测试的所有数据，并形成图形数据列表，对数据进处理和分析、控制。可自由查看、控制和切换不卡顿不死机。

3.6. 具有虚拟示波器功能，对数据进行动态或静态处理和分析，并能对波形进行频谱分析、失真度仪计算；软件实验数据库具有数据管理功能，可对记录进行添加、删除、查询、编辑、打印等操作。

3.7. 系统可对学生在线学习时长，设备 ID 进行实时查看监测，监控数量200 个，监控距离200 米。系统软件具有完整配套的运行操作界面。

3.8. 远程终端控制器：温湿度传感器，转速传感器，振动传感器等可远程控制报警，传感器数据通过无线接收器汇集到中心节点，中心节点将前端感知数据通过无线路由终端发送到功能监视终端，客户端 WIFI 远程无线测量的方法与实现的设计实验，通过网络IP 登录远程控制执行器件开闭（继电器），具有通过电脑完成人机对话显示。

3.9.软件系统采用CS 架构设计，采用无线方式发布，实现传感器技术综合实验室开放实验管理及远程学习，实验等功能。能切实体现“做中学”理念，能够将信息发布、学生预约、实训申请、师生查询、成绩管理、档案管理等操作提高实验室的教学质量、管理水平和服务水平。学生端打开无线通信实验，可以接收电阻实验，土壤湿度实验， 雨滴传感器实验。写入名字点击学生预约注册，教师端接收到注册信息，教师发布实验后学生端点击实验申请即可开始实验。（具有自主知识产权证书）。 

3.10.系统软件须完全匹配数据采集卡使用，具有实时采集实验数据，对数据可进行动态或静态处理和分析及PID 转速、温度控制功能。

3.11. 系统软件具有实时显示 PID 正弦波控制、PID 方波控制等各种波形控制功能，在2 秒内就可稳定将各种PID 波形进行精准控制，其控制周期分四挡可选，控制幅度范围分 8 档可选，三种曲线以不同色彩实时显示。

3.12. PID 参数及输出值可以随时进行更改，测得数据可实时保存打印，可自动形成EXCEL 文档保存；具有工业级传感器应用检测，超声波距离检测，电涡流材质判别等功能；上位机软件可实时显示判断，所有测得数据均可以根据院系管理工作的自定义需要对学生、学号等信息进行保存打印，且自动形成 EXCEL 文档保存，方便老师对学生的学习情况进行后续存档考核。

3.13. 系统软件FPS 可三挡修改，可随意更改软件界面图片，以方便用户根据不同的管理需要使用。

3.14. 系统软件实验数据库具有数据管理功能，可对记录进行添加、删除、查询、编辑、打印等操作。

3.15. 基础软件功能：

3.15.1.  传感器量纲转化触屏显示及语音报警实验

3.15.2.  双通道波形触摸屏独立时基采集实验

3.15.3.  触摸屏电机控制实验

3.15.4.  多组虚拟电压触摸屏表采集实验

3.15.5.  触摸屏方波、三角波、锯齿波、正弦波发生实验

3.15.6.  触摸屏LED 等控制实验

3.15.7.  触摸屏多路 485 地址设置实验

3.15.8.  LM35 计算机采集实验

3.15.9.  Pt100 板卡采集控制实验

3.15.10.  温度计算机采集控制实验

3.15.11.  数据单步采集实验

3.15.12.  数据定时采集实验

3.15.13.  最小二乘法非线性计算应用

3.15.14.  两端点法非线性计算应用

3.15.15.  模拟量输入测试分析实验

3.15.16.  开关量输入实验

3.15.17.  模拟量输出实验

3.15.18.  开关量输出实验

3.15.19.  手动电机控制实验

3.15.20.  PID 正弦波控制实验

3.15.21.  PID 方波控制实验

3.15.22.  转速测试实验

3.15.23.  基于Python 串口通信应用

3.15.24.  基于Python 多线程串口通信应用

3.15.25.  基于Python 界面设计应用

3.15.26.  基于Python 界面与逻辑分离应用

3.15.27.  基于Python 通信与显示应用

3.15.28.  基于Python 模拟量多通道读取应用

3.15.29.  基于Python 模拟量单通道读取应用

3.15.30.  基于Python 开关量频率读取应用

3.15.31.  基于Python 开关量计数读取应用

3.15.32.  基于Python 开关量状态读取应用

.3.15.33.  基于Python 控制模拟量输出应用

3.15.34.  基于Python 控制开关量输出应用

3.15.35.  基于Python 模拟量定时读取应用

3.15.36.  基于Python 模拟量动态采样读取应用

3.15.37.  无线远程组网实验

3.15.38.  无线老师机控制报警实验

3.15.39.  无线温湿度修改源码远程报警实验

3.15.40.  板卡与LaBVIEW 通讯学习实验

3.15.41.  模拟量单步读取.vi

3.15.42.  模拟量定时读取.vi

3.15.43.  超声波数据读取.vi

3.15.44.  数字量状态读取.vi

3.15.45.  数字量技术读取.vi

3.15.46.  电机位置读取.vi

3.15.47.  电机转速读取.vi

3.15.48.  电机PID 控制.vi

3.15.49.  数字量输出.vi

3.15.50. 软件打包与安装实验

四、 传感器虚拟仿真实验

4.1.  传感器虚拟仿真实验平台须与硬件设备实验内容完全一致。

4.2.  实验仿真系统传感器种类涵盖检测类、控制类、光电信号、数字信号、模拟信号、磁信号、生物感应信号、 温度、压力、转速、振动、位移等物理量。

4.3.  仿真具有温度PID 控制仿真，转速PID 控制仿真。

4.4.  光纤、差动，电容，霍尔，应变、磁电、压电、电涡流等传感器实验必须具备动态交流振动实验，且数据必须实时仿真显示，差动仿真实验具有零点残余电压补偿调节功能。

4.5.  具有≥30 个实验实时仿真，不可以动画播放形式连线，必须学生参与鼠标动手连线， 每个实验连线必须与实物连线同步，操作连线成功后才能同步获得实验数据，连接错误实验数据显示错误，且可以自动计时考核，仿真数据实时动态软件中显示。直到学生软件端做出实验图形效果，计时结束，发与老师考核。

4.6.  与实验指导书步骤一致，软件上的每个实验可操作调零，调放大倍数，调节幅度，频率，电源电压、电流等，与实物可调节对象步骤完全一致，被调节对象实验数据动态

特性实时变化。

4.7.  平台仿真软件与实验设备为同一品牌，不采用盗版或他家授权软件替代。

4.8.  响应文件中体现软件界面含有投标人生产厂家名称与 LOGO 标识，提供不少于 35

个完整的功能选项截图。

4.9.  响应文件中提供传感器仿真系统软件计算机软件著作权登记证书盖章复印件。

4.10. 响应文件中提供传感器数字孪生应用系统软件著作权登记证书盖章复印件。

4.11. 提供传感器虚拟仿真实验平台不少于 35 种仿真实验内容。

拍摄内容要求高清，封装格式要求 MP4 格式，拍摄时长在 5-10 分钟左右。

4.12. 计算机仿真应用实验项目：

4.12.1.  应变单臂连线仿真实验

4.12.2.  应变半桥连线仿真实验

4.12.3.  应变全桥连线仿真实验

4.12.4.  应变电子秤连线仿真实验

4.12.5.  应变交流振动连线仿真实验

4.12.6.  差动性能连线仿真实验

4.12.7.  差动零点补偿连线仿真实验

4.12.8.  差动位移连线仿真实验

4.12.9.  差动振动连线仿真实验

4.12.10.  电容位移连线仿真实验

4.12.11.  电容动态连线仿真实验

4.12.12.  直流霍尔连线仿真实验

4.12.13.  交流霍尔连线仿真实验

4.12.14.  霍尔测速连线仿真实验

4.12.15.  霍尔振动连线仿真实验

4.12.16.  磁电转速连线仿真实验

4.12.17.  压电振动连线仿真实验

4.12.18.  电涡流位移连线仿真实验

4.12.19.  电涡流材质判别连线仿真实验

4.12.20.  电涡流振动连线仿真实验

4.12.21.  光纤位移连线仿真实验

4.12.22.  光纤测速连线仿真实验

4.12.23.  光纤振动连线仿真实验

4.12.24.  PT100 温度控制连线仿真实验

4.12.25.  温度特性实验连线仿真实验

4.12.26.  K 型热电偶测温连线仿真实验

4.12.27.  E 型热电偶连线仿真实验

4.12.28.  气敏传感器连线仿真实验

4.12.29.  湿敏传感器连线仿真实验

4.12.30.  转速PID 控制连线仿真实验 

五、 可完成基础传感器原理认知与应用实验

5.1.  金属箔式应变片――单臂电桥性能实验

5.2.  金属箔式应变片――半桥性能实验

5.3.  金属箔式应变片――全桥性能实验

5.4.  金属铂式应变片单臂、半桥、全桥性能比较实验

5.5.  直流全桥的应用——电子称实验

5.6.  移相实验

5.7.  相敏检波实验

5.8.  交流全桥振幅测量实验

5.9.  扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验

5.10.差动变压器性能实验

5.11.差动变压器零点残余电压补偿实验

5.12.激励频率对差动变压器特性的影响实验

5.13.差动变压器的应用——振动测量实验

5.14.差动电感式传感器位移特性实验

5.15.差动电感式传感器振动测量实验

5.16.激励频率对电感式传感器的影响

5.17.电容式传感器的位移特性实验

5.18.直流激励时霍尔传感器的位移特性实验

5.19.交流激励时霍尔式传感器的位移特性实验

5.20.霍尔测速实验

5.21.磁电式传感器的测速实验

5.22.压电式传感器振动实验

5.23.电涡流传感器的位移特性实验

5.24.被测体材质、面积大小对电涡流传感器的特性影响实验

5.25.电涡流传感器的应用——电子称实验

5.26.电涡流传感器转速测量实验

5.27.光纤传感器位移特性实验

5.28.光电转速传感器的转速测量实验

5.29.智能调节仪温度控制实验

5.30. Pt100 铂热电阻温度特性测试实验

5.31.气敏（酒精）传感器实验

5.32.湿敏传感器实验

5.33. K 型热电偶测温实验

5.34. E 型热电偶测温实验

5.35. 光纤触感器测振动实验

5.36. 电容传感器测振动实验

5.37. 低通滤波器的滤波实验

六、传感器一体化嵌入式控制单元

6.1.  一体化触摸控制方式，可进行传感器虚拟采集、数据分析和信息处理。

6.2.  触控显示屏8 寸，支持TTL/232 接口，多路高清炫酷的画面显示，拥有音频接口，

可编程IO 接口，支持21 种页面加载特效用户随意使用，所有控件可触摸拖动更改参数。

6.3.  具有动态显示屏幕实时数据显示转换，控制屏触摸切换显示各种传感器参数并准确转

换为对应物理量,显示界面： 200mm*110mm。

6.4.  具有显示存储功能，对监测数据使用曲线，数值，实时显示，并保存原始数据。对数据进行参数设置。可进行报警参数设置，对各个参量进行自定义的监测报警条件。

6.5.  具有数据和图形实时显示功能，通过图形和数值方式实时动态显示各种变量的监测数据，对非正常数据用不同颜色及标识进行突出显示。图形包括实时曲线、虚拟仪表盘等。实时监测、可 24 小时连续运转。配置 8 通道模拟量输入；8 通道数字量输入（光耦隔离）；8 通道继电器输出；4 路DA 输出；带 485 接口。可对多种工业传感器进行采集测量具有现成软件界面，只需提供传感器即可使用。

6.6.  提供通讯协议以及编程指导示例（16个编程指导实验）。仪器具有六个电压表同时采集、2 个电流表采集功能、2 个频率、1 个照度值实时采集（非电脑软件采集），多通道波形实时采集刷新，独立时基显示,可同时测量低频和高频信号独立画面互不干扰（非电脑软件采集）。频率转速实测，输出任意波形并且可以随意更改幅值频率等参数。

6.7.  可任意控制传感器设备及温度压力等各种信号及采集。

6.8.  必须可以和设备无缝对接使用。

七、 配套的教学用资源

7.1.  提供不少于 3000 字的WORD 板嵌入式图形开发教程，实验指导书，实验视频等。