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工业传感器检测创新实验平台,工业传感器应用技术实训装置

主控台部分

1）控制屏

提供高稳定的±15V、＋5V、±2V~±10V可调、＋2V~＋24V可调八种直流稳压电源；主控台面板上还装有电压、频率、转速显示。 音频信号源（音频振荡器）1KHz~10KHz（可调）；低频信号源1Hz~30Hz(可调)；交流电源AC220V，带漏电保护器；直流稳压电源：+24V/1A、±12V/1A、±5V；数字直流电压表：量程0～20V，分200mV、2V、20V三档，精度0.5级频率/转速表：频率测量范围1～9999Hz，转速测量范围1～9999rpm

2）变送器挂箱

1.电荷放大器；量程：102pc、103pc两档可调，最大输出电压：10V/5mA；

2.输出增益：10mV/uint、100mV/uint两档可调，与压电加速度传感器配套使用；

3.轴向位移变送器：量程：-4～6mm，电流输出：4～20mA，准确度：±0.5%（25℃）；频率响应：2～5kHz，系统温漂：±0.1%/℃，电源：24VDC；

4.压力仪表：采用24位A/D转换器，双5位高亮度红色LED显示，测量精度：±0.2%F.S±1个字；带RS232通信，与S型拉压力传感器配套使用

3）数据采集卡挂箱

1.高速USB数据采集卡，采集卡支持最大采样频率为400kHz，12位A/D转换

2.8路模拟量输入，2通道模拟量输出，信号输出范围：－5V～＋5V电压信号

信号输出接口：标准BNC接口16通道开关量输入，16通道开关量输入；

输出方式：集电极开路输出；最大输出电流：0.5A 5路开关量输出；

3.配套软件，可实现物 料分拣的自动控制、多功能转子的测量、液位流量测量、位移测量、温度测量控制

4.位机软件采用MCGS全中文工控组态软件，实现在线检测、控制、参数修改、数据的存储分析、实时曲线和历史曲线显示和打印。上位机驱动程序有Labview该设备可承担学生毕业设计指导教师可以依据实验条件，鼓励学生进行创新设计；同时开放实验室，使实验室面向全校学生，使其成为学生毕业设计的一个基地；并为学生做相关课题提供实验条件。

4）材料分拣模型

1.直流减速电机，转速：20rpm,电源DC24V；

2.电磁阀1个，气缸4个，磁性开关4个；

3.对射式光电开关传感器：检测距离5m，光轴直径15mm，常开型，NPN晶体管输出，输出电流＜200mA，频率响应＜20Hz，工作状态带红色LED指示，电源DC10～30V；

4.霍尔接近开关传感器，检测距离10mm，可检测永磁体，开关条件磁场强度＞22mT，常开型，NPN晶体管输出，输出电流＜50mA，频率响应＜320kHz，工作状态带红色LED指示，电源DC10～30V；

5.电感接近开关传感器：检测距离4mm，常开型，NPN晶体管输出，输出电流＜200mA，频率响应＜300Hz，电源DC10～30V；

6.电容接近开关传感器，检测距离2mm，常开型，NPN晶体管输出，输出电流＜200mA，频率响应＜300Hz，电源DC10～30V；

7.色标传感器：焦距12.5mm±2mm，红、蓝、绿三色光源，按钮式设定自动选择适用光源，静态分别对记号和底色设定；

8.安全光幕传感器：检测距离：0.3～4m，4个光轴，光轴间距25mm，响应时间10ms，继电器输出

5）多功能转子模型

1.直流电机：转速3000rpm，功率15W，电源DC24V；

2.光电开关传感器：槽式结构，槽宽30mm，输出电流＜300mA，频率响应＜200Hz，具有灵敏度连续可调功能，工作状态带红色LED指示，电源DC10～30V；

3.齿轮转速传感器：测量范围0～20kHz，脉冲输出信号，最大输出电流20mA；

4.电涡流传感器：量程-4～6mm，灵敏度8mA/mm；

5.压电加速度传感器：量程50000ms-2，电荷灵敏度1.47pC/ms-2，最大横向灵敏度比＜5%F.S，频率范围1～12000Hz,安装谐振频率40kHz

6.震动源，装有振动源1HZ－30HZ（可调）音频信号源（音频振荡器）1KHz~10KHz（可调），幅度可调。

6）液位/流量模型

1.直流水泵：扬程：0.6m，流量：600L/h，功率30W；

2.超声波液位传感器：量程：1m，盲区：0.06m，输出：4～20mA,一体式结构；

3.涡轮流量传感器：量程：0.1～0.6m3/h，精度1%，配套变送器：输出：4～20mA

4.智能调节阀。控制信号4-20 mA

7）电子秤模型

1.S型拉压力传感器：量程：20Kg，输出灵敏度：2.0±0.005mV/V，线性度：0.03%F.S，重复性：0.03% F.S，零点输出：＜1%F.S，零点温度影响：＜0.1%F.S/10℃

8）位移检测模型

1.光纤位移传感器及放大器：量程：0～10mm，输出：1～5V，响应时间：＜0.35ms，放大器增益连续可调，具有接头防反接、输入输出防反接、消除干扰脉冲、输出端抗过流短路等保护功能

9）温度控制模型

1.高精度温度调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法，温度控制精度±0.5℃，温度可控制在室温～120℃；

2.温度变送器：输出4～20mA（对应0～100℃）；

3.加热方式是有外部的输入电压：0～10V控制（对应AC0～220V）

10)工业传感器控制软件

本软件是智能检测系统实训装置的配套软件，包含物料分拣、多功能转子、区域报警等模块，可进行15个实训项目。并且具有状态栏指示功能：用来显示采集卡端口的当前状态，绿色为未占用，红色为占用。

物料分拣窗口包括对射式光电开关传感器、霍尔接近开关传感器、电感接近开关传感器、电容接近开关传感器、色标传感器和安全光幕传感器六个模块，用来测量通过传送带上的各种物料的数量和运行状态。

2.多功能转子窗口包括光电开关传感器、齿轮转速传感器、电涡流传感器和压电加速度传感器四个模块，用来测量电机转速、轴心轨迹和振动波形曲线                     

3.区域报警/液位流量/厚度测量窗口包括压电电缆传感器、超声波液位传感器、涡流流量传感器和光纤位移传感器。

材料分拣模型

直流减速电机，转速：20rpm/分，电源DC24V

电磁阀：二位五通

对射式光电开关传感器：检测距离5m，常开型，NPN晶体管输出输出。

霍尔接近开关传感器，检测距离10mm，可检测永磁体，常开型，NPN晶体管输出输出。

电感接近开关传感器：检测距离4mm，常开型，NPN晶体管输出输出。

电容接近开关传感器，检测距离2mm，常开型，NPN晶体管输出输出。

色标传感器：焦距12.5mm±2mm，红、蓝、绿三色光源，按钮式设定自动选择适用光源。

安全光幕传感器：检测距离：0.3～4m，继电器输出

(五) 多功能转子模型

直流电机：转速3000rpm/分，功率15W，电源DC24V

光电开关传感器：槽式结构，槽宽30mm，输出电流＜300mA。

齿轮转速传感器：测量范围0～20kHz，脉冲输出信号。

电涡流传感器：量程-4～6mm，灵敏度8mA/mm

压电加速度传感器：量程50000ms-2，电荷灵敏度1.47pC/ms-2，最大横向灵敏度比＜5%F.S。

(六) 区域报警及声光双控模型

热释电开关传感器：感应距离：8m，延时时间：40～60s，开关条件：光照度＜6Lux

声光控开关传感器：声控灵敏度70dB，延时时间：40～60s，开关条件：光照度＜6Lux

压电电缆传感器及压电控制器：量程2kg，开关量输出。

(七) 液位/流量/温度控制模型

直流水泵：扬程：0.6m，流量：600L/h，功率30W

超声波液位传感器：量程：1m，盲区：0.06m，输出：4～20mA。

涡轮流量传感器：量程：0.1～0.6m3/h，精度1%，脉冲输出。

PT100温度传感器（0-120℃），误差正负1℃；配有加热系统，智能数显温度控制仪表。

(八) 电子秤模型

S型拉压力传感器：量程：20kg，输出灵敏度：2.0±0.005mV/V，线性度：0.03%F.S。

(九) 厚度检测模型

光纤位移传感器及放大器：量程：0～10mm，输出：1～5V，放大器增益连续可调。

(十) 机器视觉传感器开发实训平台

1．工业相机一台

2．高速USB2.0接口，可达480Mb/s；大面阵CMOS逐行扫描图像传感器；支持静态和动态图像捕捉；可控制获取图像的任意位置；传输速率可达15f/s 1280×1024；曝光时间：任意可调；.8bit无压缩原始图像数据，软件实现Bayer彩色转换即插即用安装；支持Windows 2000/XP/Vista/Win7/Win8操作系统；图像稳定可靠，经过长时间严格测试性能指标

3．可调焦镜头一个

4．补光灯一个

5．测试台一个

6．目标模块

1) 颜色方块

2) 排线

3) 其他

4) 开发软件平台一套（labview源码）

5) 软件（十余种功能）

(十一) 物联网传感器实训平台

该实训包括硬件设备、实验例程两大部分。硬件设备包括1个STM32W108 zigbee主板板、9个STM32W108 zigbee节点、J-link在线调试烧写器及温度、温湿度、光敏、声音、超声波、烟雾传感器，可实现物联网网络构架及环境实时数据监测。实验例程包括基于STM32W108 zigbee的基础实验及基于多节点的传感器实时数据控制采集、物联网网络构建的中级提升实验。通过基础及中级实验，帮助学生熟悉和掌握物联网相关技术的原理和实际应用，达到理论和动手能力的同步提升。

实训项目

(一) 基础实训项目

利用对射式光电开关传感器来实现物料计数

利用霍尔接近开关传感器来实现对磁性物料的分拣

利用电感接近开关传感器来实现对金属物料的分拣

利用电容接近开关传感器来实现对塑料物料的分拣

利用色标传感器来实现对颜色（黑色）物料的分拣

利用安全光幕传感器来实现对电机的控制

利用U型光电开关传感器来实现电机转度检测

利用齿轮转速传感器来实现电机转度检测

利用涡流传感器及变送器来实现轴心轨迹的检测    

利用压电加速度传感器及变送器来实现振动的检测

利用热释电开关传感器来实现区域报警

利用声光控开关传感器来实现区域报警

利用压电电缆传感器及变送器来实现区域报警

利用超声波液位传感器及变送器来实现液位检测

利用流量传感器及变送器来实现流量检测

利用S型拉压力传感器及变送器来实现电子秤设计

利用光纤位移传感器及变送器来实现厚度检测

智能温度控制实验

(二) 机器视觉传感器实训项目

1．视频实时分析：FFT，直方图，灰度等

2．视频旋转控制

3．图像快速素描，捕捉图像动作

4．目标尺寸测量

5．目标提取

6．边缘追踪

7．动目标显示

8．局域网视频共享

9．颜色识别

10．识别与控制

(三) 物联网传感器实训项目

1．调试软件及J-link驱动的安装

2．STM32W108通用IO实验

3．基于STM32W108中断实验

4．无线传感器节点串口通信实验

5．蜂鸣器实验

6．IIC通信实验

7．温度传感器数据采集实验

8．湿度传感器数据采集实验

9．超声波传感器数据采集实验

10．烟雾传感器数据采集实验

11．声音传感器数据采集实验

12．光敏传感器数据采集实验

13．LCD液晶屏显示实验  

14．基于STM32W uCOS移植实验 

15．基于Zigbee Mac协议栈实验

16．无线传感器节点多点组网实验

17．无线传感器节点两点通信实验

18．无线传感器节点多点通信实验

19．物联网温度监测实验

20．物联网湿度监测实验

21．超声波传感器数据采集实验

22．烟雾传感器数据采集实验

23．声音传感器数据采集实验

24．光敏传感器数据采集实验

25．物联网中多节点低功耗实验

26．无线传感器网络节点定位实验