测试技术实验室简介

测试技术实验室

一、实验室简介

本实验室隶属于长江大学机械工程学院中心实验室。主要功能是：让学生掌握各种常见传感器的工作原理和工作特性、数据采集的各种分析处理技术；掌握智能电子仪器结构体系和智能仪器仪表设计中常用的软硬件技术；掌握测控系统的设计和调试方法；为培养学生工程实践能力和创新意识打下良好基础。目前开设实验项目有：霍尔传感器的认知与特性实验；电容传感器的位移测量特性实验；金属箔式应变片单臂单桥的特性实验。实验室位于7教203室。

二、仪器设备

KY·CSY20传感器系统试验仪

仪器设备（型号）：传感器系统试验仪（KY·CSY20）

品 牌：求是（浙江求是科教设备有限公司）

三、主要参数

KY·CSY20型数字传感器实验系统主要由实验工作台、模拟信号处理电路、A/D转换及数据采集、ARM处理器及触控系统四部分组成。

（一）实验工作台部分：

位于仪器的顶部，左边是一副双平行悬臂梁，上面装有应变式、热敏式、P-N结温度式、热电式和压电加速度五种传感器，右边是由装于机箱内的另一副平行悬臂梁带动的圆盘式工作台，圆盘周围（逆时针方向）安装有：电感式（差动变压器）、MPX扩散硅压阻式、电容式、磁电式、霍尔式、电涡流式六种传感器等11种传感器，序号为1~10：

1.金属箔式应变传感器：贴于双平行悬臂梁上梁的上表面和下梁的下表面工作片4片，横向所贴的两片为温度补偿片，应变系数2.06，精度2%;

2.半导体式应变传感器：贴于双平行悬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，应变系数120：

3.电感式传感器：由初级线圈Li和两个次级线圈LO绕制而成的空心线圈，圆柱形铁氧体铁芯置于线圈中间，测量范围>10mm；

4.霍尔式传感器：半导体霍尔片置于由两对永久磁钢形成的梯度磁场中，线性范围≥3mm；

5.磁电式传感器：由一组线圈和动铁（永久磁钢）组成，灵敏度0. 4V/m/s:

6.压电加速度式传感器：位于悬臂梁自由端部，由PZT-5压电晶片装在尼龙外壳中；

7.电涡流式传感器：多股铜线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成的传感器，线性范围>1mm；

8.电容式传感器：由装于圆盘上的一组动片和装于支架上的一组定片组成平行变面积式差动电容，线性范围≥3mm；

9.热电式（热电偶）传感器：串接工作的两个铜一康铜热电偶（T分度）分别装在上、下梁表面，冷端温度为环境温度。分度表见本书附录；（CSY10B型为K分度标准热电偶）

10.热敏式传感器：位于双平行悬臂梁上梁表面的黑色玻璃珠状的半导体热敏电阻MF-51，负温度系数，25℃时阻值为8K2~10KQ；

11.光纤位移传感器：连接于仪器下方大面板的光纤变换器处，多模光强型，量程≥2mm，在其线性范围内精度5%；

两副平行悬臂梁顶端均装有置于激振线圈内的永久磁钢，右边圆盘式工作台为“激振II”，左边平行悬臂梁为“激振I”，为进行温度实验，左边悬臂梁之间装有电加热器一组，，通过触控屏设置好加热温度打开开关即能加热，工作时能获得高于环境温度30℃左右的高温，实验工作台上还装有测速电机，两支螺旋测微仪分别装在左、右两边的支架上。

（二）信号源及液晶显示部分：

1.低频振荡器：1~30Hz输出连续可调，Vp-p值20V，最大输出电流1.5A，通过触控屏数字控制：

2.音频振荡器：0.4KHz~10KHz输出连续可调，Vp-p值20V，180°为0°的反相输出，0端最大电流输出1.5A，通过触控屏数字控制，具有输出保护；

3.直流稳压电源：±12V，提供仪器电路工作电源和温度实验时的加热电源，最大输出1.5A，±2V~±10V，档距2V，分五档输出，提供直流信号源，最大输出电流1.5A，通过触控屏数字控制，具有输出保护：

4.微型电机驱动最大转速2400转/分；

5.电压显示最大量程20V精度2.5%、频率显示最大量程20KHz精度2.5%、温度显示最大量程100℃精度±1℃、动态波形显示最大量程20KHz（当示波器用）、精度2.5%。

（三）处理电路部分：

1.电桥：用于组成应变电桥，面板上虚线所示电阻为虚设，仅为组桥提供插座，三个电阻R为350Q标准电阻，WD为直流调节电位器，WA为交流调节电位器：

2.差动放大器：增益可调直流放大器，可接成同相、反相、差动结构，增益20~2000倍；

3.光电变换器：提供光纤传感器红外发射、接收、稳幅、变换，输出模拟信号电压与频率变换方波信号，四芯航空插座上装有光电转换装置和由两根多模光纤（一根接收，一根发射）组成的光强型光纤传感器：

3.电容变换器：由高频振荡、放大和双T电桥组成：

5.移相器：允许输入电压20Vp-p，移相范围180°（随频率不同有所变化）；

6.相敏检波器：集成运放极性反转电路构成，所需最小参考电压0.5Vp-p，允许最大输入电压≤20Vp-p：

7.电荷放大器：电容反馈式放大器，用于放大压电加速度传感器输出的电荷信号：

8.电压放大器：增益5倍的高阻放大器；

9.涡流变换器：变频式调幅变换电路，传感器线圈是三点式振荡电路中的一个元件；

10.温度变换器（信号变换器）：根据输入端热敏电阻值、光敏电阻及P-N结温度传感器信号变化而输出电压信号相应变化的变换电路：

11.低通滤波器：由50Hz陷波器和RC滤波器组成，转折频率35Hz左右。

（四）数据采集与处理部分：

液晶触控屏安装于仪器大面板，快捷方便的操作界面，内置AD转换，可以将各种传感器的物理量转化为模拟的电信号，再通过AD转换变成数字信号，进行数字信号采集与处理，以数字信号的方式来代替传统的模拟信号，RAM触摸屏虚拟控制，以触控代替传统的功能。可以进行数据静态采集、保存、计算、作图，也可以显示动态信号。

四、实验室责任人

易军联系方式：1063759188@qq.com

五、实验预约流程

需与实验室责任人确定样品类型、数量、测试时间后，下载填写“实验室使用安全承诺书“和“仪器设备借用申请单“，在开展实验当天提交纸质申请表。样品要求：（有就填写）。