測控傳感器技術綜合實驗實訓平台,測控傳感（gǎn）器（qì）技術實驗台
2026-01-22 10:04
測控傳感器技術綜合實驗實訓平台-產品概述：
1、實驗平台能滿足傳（chuán）感器與檢測技術課程群的實驗需（xū）求，並且具有占用空間小、掛箱設計規範、互換性強，從基本實驗到構成完整係統在一台實驗裝置（zhì）上便可以（yǐ）全部實現。避免了不同課程需要不同實驗裝置、占用空（kōng）間（jiān）大、難以構成（chéng）完整係統、不方便實施綜合性和設計型實驗的麻煩。
2、能適應不同專業和不（bú）同層次的教學需要，可按不同需求選擇不同的配置，並可（kě）根據用戶的要求（qiú）增添實驗掛箱。
3、實驗裝置能完成傳感（gǎn）器與檢測技術相關課程實驗（yàn），通（tōng）過實驗能掌握各（gè）種傳（chuán）感器原理、信號處理電路及檢測方法。
4、傳感器部分：包括壓力、壓（yā）電、應變、電容、霍爾、溫度、光敏、氣敏(酒、C0)、電渦流、光纖位移、長光（guāng）柵位移、差動（dòng）變（biàn）壓（yā）器、光電耦合等各種常見傳感器。
5、檢測部分：利用工業實際中廣泛采用的成熟電路完成對各種傳感器信號的（de）拾取、轉換、調理、采樣、存儲、解算、控製及顯示等處理電路，實驗裝置充分考慮抗幹擾及（jí）可靠性技術的應用，學生可以學（xué）以致用（yòng）。
6、通過使用本實驗平台，有利於廣大學生對書本知識的理解和深（shēn）化，在完成傳感器與檢測技術等一係（xì）列基（jī）本實驗後，便能掌握傳感器與檢測技術課程群所要求的基本原理、操作技能和動手能力。若再完成（chéng）一個（gè）或幾個綜合型實驗，則對係統有一個較（jiào）為全（quán）麵的認識，形成基本的解決實踐（jiàn）問題的知識體係。如果能進一步完成設計型乃至（zhì）創新型（xíng）實驗，則將（jiāng）形成解決實踐問題的能力和積累解決實踐問題的（de）經驗，進而培養其創新精神和創新能力。
二、實（shí）驗裝置特點：
1、模塊化設計：采用標準的模塊化設計，增強係統的（de）結構性和互換性。
2、總線標準：建立（lì）統（tǒng）一的內總線和接口約定，以實現最靈活的個性化配置、擴展和係統管理。
3、可更換的核心係統：為適應不同廠家（jiā）的處理器、不同種類的處理器，通過（guò）改變係統核心卡來實現使（shǐ）用不（bú）同家族的單片機或（huò）者是不同種類的（de）處理器(如MCU、DSP、ARM)等來組成係統。
4、快速連（lián）接線設（shè）計：提供三種連線方式
①采（cǎi）用金（jīn）質縮緊孔單線接線；
②采用排線集中接（jiē）線；
③自動免連線（xiàn）模式（shì）接線。各模塊在設計時均融（róng）入三種連（lián）線（xiàn）方式於設計過程（chéng）。
5、一機多用：采（cǎi）用實驗現場與實驗準備室（shì）相結合的設計構思，在實驗裝置上僅配備最常用的模塊，在實驗裝置內放置次常用模塊，在實驗（yàn）準（zhǔn）備室（shì）中放置其他模塊（kuài）。由此實現了該實驗裝置能夠實現一機多（duō）用、便於擴展和綜合的目標。
6、接近工程實際：實驗裝置上采用多種工（gōng）業型傳感（gǎn）器，既（jì）可以用來完成傳感器原理、結構與（yǔ）調理電路的教學，也（yě）可以用解決工（gōng）業（yè）工程和過程中的實際問題（tí）。
7、學以（yǐ）致用：構成實驗（yàn）裝置中的智能儀器（qì）的各模塊（kuài），在其設計時充分體現實際係統的抗幹擾設（shè）計技（jì）術和可靠性設計（jì）技術，其（qí）核（hé）心卡可作為實際智能儀器的核心單（dān）元（yuán）。實驗裝（zhuāng）置中（zhōng）信號轉換（huàn）與（yǔ）信號調理電路采用工業（yè）和工程實際中所采用的成熟電路（lù）。實驗（yàn）裝置中使用的各種數字（zì）信（xìn）號處理方法，采用典型（xíng）的也（yě）是未來實踐係統首選的數字信號處理（lǐ）手段，具有很強的工程實用特征。
8、持續發展：結合單片機、嵌入式單片、FPGA／CPLD、DSP及ARM知識（shí）可以將檢測係（xì）統或智（zhì）能儀器提高到更高的層次。
9、智能儀器儀（yí）表設計：結合工程實際給出了一個將常規（guī）儀（yí）器實現智能化的實例。
10、虛擬儀器儀表設計：結（jié）合數據采集卡設計虛擬儀器儀表。
11、研究與創新能力培養：實驗裝置中選用的幾（jǐ）項綜合型實（shí）驗，是（shì）典型的檢測儀表或工業應（yīng）用係統的（de）微型（xíng）化，既能夠使（shǐ）學習者領略（luè）檢測技術的典型（xíng）應用和掌握成熟可靠的（de）檢測係統的設計技術，又是（shì）培養和發揮學生創新能力、開展創新實（shí）驗的實驗平台。
12、開放式設計（jì）：實（shí）驗裝置中的軟、硬件及係（xì）統均按照全開放的思（sī）想進行設計，以便於學生開展研究型和創新型的實驗。
13、最小（xiǎo）知識單元：為每個模塊均可拆分到該知識層次的最小知識單元。
三、適用範圍（wéi）：
實驗台主（zhǔ）要（yào）針對高校大學生課程設計、畢業設計（jì）和電子設計競賽的開發平台，體現了靈活、開（kāi）放、創新、綜合、跨領域、跨專業的（de）設計理念（niàn）。其功能擴展（zhǎn）模塊覆蓋了多個專業多門（mén）課程，適合電子類、通信類、自動化類、計算機類、機（jī）電類、測（cè）控（kòng）儀器類等專業的學生進行綜合、創新設計。
四（sì）、結構（gòu）簡介：
本裝置由控製屏，實驗桌（zhuō）、活動掛箱及擴展模塊、實驗箱組成。實驗（yàn）台美觀大方，尺寸可選；活動掛箱包（bāo）括CPU掛箱、接口掛箱、對象掛箱、ARM掛箱、DSP掛箱；其功能（néng）擴展模塊覆（fù）蓋了（le）多個專業多門課程（chéng），包含CPU類、通用接口類、人機界麵類、信（xìn）號變換隔離類、通信（xìn）類、執行機構類、傳感器（qì）類共40多項。
五、技（jì）術指標：
1、輸入電源：單相三線220V±10％ 50Hz
2、工作環境：溫度10℃～+40℃相對濕度<85％(25℃) 海拔<4000m
3、絕緣（yuán）電阻：大於3MΩ
4、漏電保護：漏（lòu）電動作電流不（bú）大於30mmA，動（dòng）作（zuò）時間不大（dà）於0．1秒
5、裝置容量：<200VA
6、外形足寸：1620mm×700mm×1600mm，以實物為準。
六、配備及技術性能（néng）：
本（běn）裝置主要由實驗控製屏和實驗桌兩部分組成。
（一（yī））實驗控製（zhì）屏
A、電源及保護體係
（1）直流穩壓（yā）電源，每套功（gōng）能配置如（rú）下：
①±5V／lA，±12V／1A和±15V／1A各兩路，均具有短路（lù）軟截止自動恢複保護（hù）功能；
②O～3OV／1A連續可調電源一路（lù），具有（yǒu）短路軟截止自動恢複保護功能，帶（dài）數顯電壓表切換指示；
③0~20mA連續可（kě）調恒（héng）流（liú）源、具有開路保護功能，帶數顯指示功能。
（2）實驗裝置設有漏電保護，控製屏若有漏電現象，漏（lòu）電流超過一定值，即切（qiē）斷電源，對人身安全起到一定的保（bǎo）護。
B、儀器儀表：
1、直流數字電壓表（biǎo）：200mV,2V,20V三檔可調。
2、直流數字電流（liú）表：範圍0~200mA，三位半數顯（xiǎn），配合可調恒流源使用（yòng）。
3、功率（lǜ）函數信號發生器
● 頻率範圍： 2HZ,20HZ,200HZ,2KHZ,20KHZ,200KHZ,2MHZ，分七（qī）檔
● 輸出波形：正弦波、三角波、方波（bō）
● 占空比調節：20%~80%
● 輸出（chū）電壓幅度：20VP-P 輸出阻抗：50Ω
● 5位LED頻率顯（xiǎn）示
● 3位LED幅度顯（xiǎn）示
● 外（wài）測範（fàn）圍：10MHZ
● 兩檔衰減（jiǎn）：20dB,40dB
● 有直流偏（piān）置功能
● 有VCF功能（néng）
● 有TTL輸出（chū）
● 有輸出保護不易損壞
4、低頻振蕩器部分
1）頻率調（diào）節電位器可調（diào）振蕩頻率從1Hz～30Hz。
2）幅（fú）度從0-8VP-P連續（xù）可調。
5、音頻振（zhèn）蕩器部分
1）頻（pín）率調節電位（wèi）器可調（diào）振蕩（dàng）頻率從400Hz～10KHz，精度±5%。
2）幅度可（kě）從0-10VP-P連續可調。
6、頻率/轉速（sù）表：頻率測量範圍1～9999Hz，轉速測量範圍1～9999rpm；
7、溫度控製器，加熱（rè）源：提供一隻XMTD3000溫度控製（zhì）器，可以顯（xiǎn）示設定溫度和當前溫度。
8、數（shù）據采集卡（kǎ），配套相應PC機上位軟件，用於電信號的采集、處理、顯示。
C、傳感器由多種傳感器（qì）和信號調（diào）理模塊組成
1）轉動源部分：轉動源、霍爾傳感器、光電傳（chuán）感器；應變片（piàn）稱重（chóng）傳感器；可更換的傳（chuán）感器：差動（dòng）變（biàn）壓器傳感器（qì）、電容傳感器、渦流傳感器（qì）、霍爾（ěr）位移傳感器、磁（cí）電式傳感（gǎn）器、光纖位移傳感器、濕敏傳感器、酒精傳感器（qì）。
2）振動源部分：應（yīng）變片振（zhèn）動台、壓電電傳感器；
3）氣體壓（yā）力傳（chuán）感器部分：氣壓源、兩氣壓計、氣體壓力傳（chuán）感器。
4）熱敏電阻傳感器，熱電偶傳感器，PTl00鉑（bó）電阻等。
D、實驗掛箱及實驗模塊，掛件尺寸：468*330mm
1）控製器單元掛箱：配有8051單片機模塊（kuài）、C8051嵌入式（shì）單片機模塊、其他CPU外圍單元、譯碼模塊、和常用接口模塊。
2）信號（hào）轉換（huàn）單元（yuán）掛箱，掛件尺（chǐ）寸：234*330mm
配有8位並（bìng）行AD模塊、12位並行（háng）AD模塊、8位並（bìng）行DA模塊、12位並行（háng）DA模（mó）塊、I／O口擴展模塊、轉換模塊(模塊PCB板尺寸：176*90mm)
3）通信與打印機單元掛箱，掛件尺寸：234*330mm
配有RS232／RS485通信模塊（kuài）、USB通信模塊，網絡控製器模塊、CAN總（zǒng）線模塊(模塊PCB板尺寸：176*90mm >)、打印機放在掛箱底板上
4）鍵盤（pán）與顯示（shì）單元掛箱，掛件尺寸：234*330mm
配（pèi）有顯示(靜態顯示、動態顯示、液晶顯示)模（mó）塊、16*16點陣顯示模塊、4X4鍵盤模塊(模塊PCB板尺寸（cùn）：176*90mm)
5）對象控製單元掛箱（一），掛件尺寸：234*330mm
配備有開關量（liàng）輸出（chū）模（mó）塊、開關量輸入模塊、光耦隔離模塊（kuài）、繼電器模塊 (模塊PCB板尺寸（cùn）：176*90mm)
6）對象控製單（dān）元掛箱（二），掛件尺寸：234*330mm
配備有IC卡讀寫模塊、步進電機模塊、直流小電機模塊、語音處（chù）理模塊、交通燈模（mó）塊、 PWM調製模塊(模塊PCB板尺寸：176*90mm)
7）ARM9單元掛（guà）箱（xiāng），掛（guà）件尺寸：468*330mm
配有完成ARM9實驗的基本模塊(核心（xīn）板ARM9)
8）信號與係統實驗掛箱468*330mm
9）自控原理與計算機控製（zhì）掛（guà）箱模塊（兩塊（kuài）：一、468*330mm；二（èr）、234*330mm）
10）測控電路實驗掛（guà）箱模塊（兩塊：一、468*330mm；二、234*330mm）
七、實驗掛箱具體硬件資（zī）源：
1、控製器單元掛箱：掛箱主（zhǔ）要用於插接不同的CPU模塊。掛箱上包含了CPU模塊的接口插座（zuò）和基本實驗（yàn）電路及係統（tǒng）擴展電路，可單獨完成大部分的基本實驗，掛箱上有三個(40P、40P、20P)扁平電纜（lǎn）接口槽用於和其他掛（guà）箱連接（jiē）。掛箱上的資源如下：
|
（1）8155接口模塊（kuài） （2）8255接口模塊（kuài） （3）8279鍵盤顯示接口模塊 （4）8253可編程定時器模塊 （5）硬件（jiàn）看門狗電路模塊 （6） I2C EEROM模塊 （7）8250模（mó）塊 （8）8251模塊 |
（9）I2C存儲器模塊 （10）I2C時鍾模塊 （11）單次脈衝模塊 （12）93C46串行EEPROM模塊 （13）紅外線收發（fā）模塊 （14）DS18B20數字溫度（dù）傳感（gǎn）器模塊 （15）開關量輸（shū）入模（mó）塊 （16）關量（liàng）輸出模塊（kuài） |
| 模塊名稱 | 功（gōng）能指標 |
| 51係列CPU模塊 | 支持（chí）80C31、80C51，含32K SRAM、64K ROM組成數據總線、地址總線和控製總線 |
| Cygnal51CPU模塊 | 采（cǎi）用（yòng）美國Cygnal公司的嵌入式單片機C8051F020芯片，含32K SRAM，組成數據總線、地址總線和控製總線 |
| 譯碼模塊（kuài） | 采用LATTICE公司的ispLSI1016E完成整（zhěng）個（gè）係統的（de）譯碼工作 |
2、信號轉（zhuǎn）換單元掛箱：
掛箱上有三個（40P、40P、20P）扁平（píng）電纜接口槽用於（yú）和控（kòng）製（zhì）器單元掛箱信號連接。
掛箱支（zhī）持的模塊：
| 模塊名稱 | 功能指標 |
| 8位並行AD模（mó）塊 | 由AD0809模數轉換（huàn）電路組（zǔ）成8路8位AD。 |
| 8位並行DA模塊 | 由（yóu）兩隻DA0832數模轉換電路組成（chéng）2路8位DA。 |
| 12位並行AD模塊 | 由AD574模數（shù）轉（zhuǎn）換電路組（zǔ）成12位（wèi）AD。 |
| 12位並行（háng）DA模塊 | 由TLV5613數模轉換電路組成12位DA。 |
| I/O 擴展模塊 |
由兩塊74LS244芯片擴展成16路並（bìng）行輸入電路。 由兩塊74LS273芯片擴展成16路並行輸出電路（lù）。 用（yòng）74LS164芯片組成串轉並輸出電路。 用74LS165芯片組成並轉串輸入電路。 |
| 轉換模塊 |
用LM311實現V/F電路和F/V電路 用TLC549芯片組成串行AD轉換（huàn）電路。 用TLC5615芯片組成串行（háng）DA轉換（huàn）電路。 |
3、通信與打印機單元掛箱（xiāng）：掛箱上有三個（40P、40P、20P）扁平電纜接（jiē）口槽用於和其他掛箱信號連接，打印（yìn）機（jī）裝在掛箱（xiāng）的底（dǐ）板上（shàng）。
掛箱支持的模塊：
| 模塊名稱 | 功能（néng）指（zhǐ）標 |
| RS232/RS485/CAN總線通信模塊 |
由MAX232芯片組成RS232通信電路，MAX485芯片組成RS485通信電路。 由SJA1000芯片和TJA1050芯片組成CAN總線電路。 |
| USB通信模塊 | 由1581芯片組成USB2.0通信模塊 |
| 網（wǎng）絡控製器模塊 | 采（cǎi）用RTL8019AS芯片 |
4、顯示與鍵盤單元掛箱：掛箱上有三個（40P、40P、20P）扁（biǎn）平電纜接口槽用於和其他掛箱信號（hào）連接。
掛箱支持的模塊：
| 模塊名稱 | 功能指標（biāo） |
| 靜態顯示模塊 | 由74LS164芯片驅動 |
| 動態顯示模塊 | 采用8位8段LED數碼管（guǎn）。 |
| 液晶（jīng）顯示（shì）模塊 | 提供128*64點陣的液晶顯示屏 |
| CPLD模塊 | 采用LATTICE公司1032芯（xīn）片 |
| 4*4行列式鍵盤 | 公共鍵盤 |
5、對（duì）象掛箱(一) ：掛箱上有三個（40P、40P、20P）扁平電纜（lǎn）接口槽用於和其他（tā）掛箱信號連接。
掛箱支持的模塊：
| 模塊（kuài）名稱 | 功能指標 |
| 繼（jì）電（diàn）器模塊 | 由兩個5V繼電器、2個12V繼電器和2個24V繼電器組成。 |
| 光（guāng）耦（ǒu）隔離模塊 | 由3個TLP521-4芯片組成12入12出。 |
| LED顯示模塊 | 用16個LED燈組成邏輯電平測試電路（lù） |
| 開關量模塊（kuài） | 用16個（gè）按鍵組成高低電（diàn）平輸出電路 |
6、對象掛箱(二) ：掛箱上（shàng）有（yǒu）三個（40P、40P、20P）扁（biǎn）平電纜接口槽用於和其他掛箱信號連接。
掛箱支持的模塊：
| 模塊名稱 | 功（gōng）能指標 |
| IC卡讀寫模塊 | I2C總線（xiàn）實現IC卡的讀寫及識別（bié） |
| 直流電機 | 帶（dài）驅動小直流電機，測速（sù）部分由1個霍爾傳感器組成 |
| 步進電機 | 采用四相步進電機，帶驅動電路 |
| 交通燈模塊 | 采用16個LED燈和四位數碼管組成。 |
| 語音處理模塊 | 采用（yòng）1730專用語音芯片組成 |
| PWM調製模塊 | 由324運放芯片組成,用於（yú）小直流（liú）電（diàn）機調速 |
7、ARM9單元掛箱
1）CPU模塊：（三（sān）星S3C2410微處理器，ARM9內核，可穩定運行多種嵌入式實時操作係統（tǒng）。）
內（nèi）存SDRAM：64M。
Flash：8M
標準RS232接口：采用MAX3232專用電平轉換芯片。
以太網接口：采用專用的網絡芯（xīn）片DM9000和帶有網絡變壓器的網絡接口，支持100M以太網。
聲卡：AC97標（biāo）準（zhǔn）UDA1341、音頻輸入、雙聲道mic輸（shū）出
USB從接口：采用（yòng）S3C2410自帶（dài）的控製（zhì）器。
USB從（cóng）接口：采用S3C2410自帶的控製器（qì）。
2）麵板包括資源（yuán）（標準配置）
直流電機、步進電機、LED、8*8LED點陣，4位8段（duàn）數碼管，鍵盤單元、A/D轉換單元（板載（zǎi）電位器電壓輸入）、D/A轉換（huàn）單元、通用SD卡和SMC卡接口單元、IIS接口、4.3寸 TFT真彩液晶屏，分辨率480*272，帶4線（xiàn）電阻式觸摸屏；JTAG接口（20針標準ARM仿真接口），3個RS232串口，485通信接口，CAN通信接口（kǒu）（帶光電隔離），數字（zì）溫度傳感器LM75，I2C EEPROM 24C16 。
8、DSP CPU 掛箱: 采用（yòng）TI公司的TMS320VC5416芯片。
1）主CPU（DICE-5416EVM）模塊：采用TI公司（sī）TMS320C5416DSP芯片，該模塊上的資源（yuán）有。4mbit flash 256k*16bit SRAM 2500 gate CPLD 5416模塊上留有JTAG插口，用戶可以（yǐ）通過仿真器和CCS下載程序和進行實驗（yàn）；
2）圖象、語音AD/DA模塊：語（yǔ）音模塊采用TLC320AD50芯（xīn）片，最高抽樣率為22.05k，圖象（xiàng）采（cǎi）用高速AD（TLC5510）和高速的DA（TLC5602）；同時（shí）TLC5510和TLC5602又可做普通的（de）AD、DA
3）通訊模塊：本（běn）係統可做串口、並口實驗（yàn），串口實驗：采用熱門器件（MAX3111ECWI）來完成跟計算機的異步通訊，其傳輸速率達230Kbps；並口實驗：利（lì）用並口與DSP的HPI直接實現跟計（jì）算機數據傳輸，其傳輸速率達2Mbps；
4）溫度、 電（diàn）機控製模塊：電機控製模（mó）塊自帶一個閉環直（zhí）流電機（12V）和一個步進電（diàn）機（12V），利用電機控製模塊可做直流電機和步進電機控製方麵的實驗，溫度傳（chuán）感采用流行熱門器件一線集（jí）成溫度傳感器（DS18B20），測（cè）溫範圍（wéi）為－55℃－100℃ 精度為（wéi）9位、12位。
5）信號（hào）源模（mó）塊：本模塊（kuài）提供（gòng）兩路（1Hz－60KHz）信號源，且（qiě）正弦波的頻率、幅度均可調節 ，其中還提供兩路信號的混頻電（diàn）路，為實時的濾波算法提供了混頻輸入信號；
6）鍵盤顯示模塊：本模塊有（yǒu）：1、128*64的圖形點陣液晶屏，利用LCD顯示模塊可做各種圖形、實時波（bō）形顯示方麵的實（shí）驗；2、八位數碼管；3、八個指示燈；4、八個按鍵輸入；為實驗儀（yí）提供了基本的（de）輸入、輸出設備。為二次開發提供（gòng）了豐富的人（rén）機界麵（miàn）資源；
9、開閉環創新實驗單元
U接口，配套上位（wèi）機（jī）軟件，可完成4層電梯控製，郵件分揀，數字邏輯分（fèn）揀，機器人自動掃雷等15個開閉環控製實驗項目。
