创新型检测及控制实验实训平台

创新型检测及控制实验实训平台

在当今快速发展的科技时代，检测与控制技术已成为众多领域的核心技能。为了满足高校和职业院校对检测与控制技术教学的需求，同时培养学生的实践能力和创新能力，推出了这款创新型检测及控制实验实训平台。该平台以其高度的灵活性、开放性和创新性，为传感器与检测技术课程群的教学提供了全面、高效的解决方案。

一、概述：全方位满足教学与实践需求

（一）紧凑设计，功能强大

创新型检测及控制实验实训平台以其紧凑的设计和强大的功能，满足了传感器与检测技术课程群的实验需求。它不仅占用空间小，而且挂箱设计规范、互换性强，能够从基础实验到构成完整系统在一台实验装置上全部实现。这种设计避免了不同课程需要不同实验装置的麻烦，节省了空间，同时也方便了综合性和设计型实验的实施。

（二）灵活配置，适应多样需求

该平台能够适应不同专业和不同层次的教学需求，用户可以根据不同需求选择不同的配置，并可根据要求增添实验挂箱。这种灵活性使得平台能够广泛应用于多个专业和课程，满足多样化的教学目标。

（三）系统掌握，培养实践能力

通过使用该实验平台，学生可以系统地掌握各种传感器原理、信号处理电路及检测方法。平台涵盖了压力、压电、应变、电容、霍尔、温度、光敏、气敏等多种常见传感器，以及工业实际中广泛采用的成熟电路，用于完成对各种传感器信号的拾取、转换、调理、采样、存储、解算、控制及显示等处理电路。学生在完成一系列基本实验后，能够掌握课程群所要求的基本原理、操作技能和动手能力。

（四）综合与创新，培养高素质人才

该平台不仅有助于学生对书本知识的理解和深化，还能通过综合型实验让学生对系统有一个较为全面的认识，形成基本的解决实践问题的知识体系。进一步完成设计型乃至创新型实验后，学生将形成解决实践问题的能力和经验，培养创新精神和创新能力。

二、特点：创新设计，满足多样化需求

（一）模块化设计

采用标准的模块化设计，增强了系统的结构性和互换性。这种设计不仅便于维护和升级，还使得平台能够根据不同的教学需求进行灵活配置。

（二）总线标准

建立统一的内总线和接口约定，实现了最灵活的个性化配置、扩展和系统管理。这种设计使得平台能够适应不同的教学需求，同时也为未来的扩展提供了便利。

（三）可更换的核心系统

为适应不同厂家的处理器、不同种类的处理器，平台通过改变系统核心卡来实现使用不同家族的单片机或者是不同种类的处理器（如 MCU、DSP、ARM）等来组成系统。这种设计使得平台能够满足多样化的教学需求，同时也为学生的创新实验提供了更多的可能性。

（四）快速连接线设计

提供三种连线方式：金质缩紧孔单线接线、排线集中接线和自动免连线模式接线。各模块在设计时均融入了这三种连线方式，使得平台能够满足不同的实验需求，同时也提高了实验的效率。

（五）一机多用

采用实验现场与实验准备室相结合的设计构思，实验装置上仅配备最常用的模块，实验装置内放置次常用模块，实验准备室中放置其他模块。这种设计实现了实验装置的一机多用，便于扩展和综合，同时也提高了平台的利用率。

（六）接近工程实际

实验装置上采用多种工业型传感器，既可以用来完成传感器原理、结构与调理电路的教学，也可以用来解决工业工程和过程中的实际问题。这种设计使得平台能够让学生接触到真实的工业场景，提高他们的实践能力和解决问题的能力。

（七）学以致用

构成实验装置中的智能仪器的各模块，在设计时充分体现实际系统的抗干扰设计技术和可靠性设计技术，其核心卡可作为实际智能仪器的核心单元。实验装置中信号转换与信号调理电路采用工业和工程实际中所采用的成熟电路，具有很强的工程实用特征。

（八）持续发展

结合单片机、嵌入式单片、FPGA/CPLD、DSP 及 ARM 知识，可以将检测系统或智能仪器提高到更高的层次。这种设计使得平台能够满足不同层次的教学需求，同时也为学生的持续发展提供了支持。

（九）智能与虚拟仪器设计

结合工程实际给出了一个将常规仪器实现智能化的实例，并结合数据采集卡设计虚拟仪器仪表。这种设计不仅提高了平台的实用性，还为学生的创新实验提供了更多的可能性。

（十）研究与创新能力培养

实验装置中选用的几项综合型实验，是典型的检测仪表或工业应用系统的微型化，既能够使学习者领略检测技术的典型应用和掌握成熟可靠的检测系统的设计技术，又是培养和发挥学生创新能力、开展创新实验的实验平台。

（十一）开放式设计

实验装置中的软、硬件及系统均按照全开放的思想进行设计，以便于学生开展研究型和创新型的实验。这种设计不仅提高了平台的灵活性，还为学生的创新实验提供了更多的空间。

（十二）最小知识单元

为每个模块均可拆分到该知识层次的最小知识单元。这种设计使得平台能够满足不同层次的教学需求，同时也为学生的自主学习提供了支持。

三、适用范围：多专业、多课程的综合平台

创新型检测及控制实验实训平台主要针对高校大学生课程设计、毕业设计和电子设计竞赛的开发平台，体现了灵活、开放、创新、综合、跨领域、跨专业的设计理念。其功能扩展模块覆盖了多个专业多门课程，适合电子类、通信类、自动化类、计算机类、机电类、测控仪器类等专业的学生进行综合、创新设计。

四、结构简介：一体化设计，功能强大

本装置由控制屏、实验桌、活动挂箱及扩展模块、实验箱组成。实验台美观大方，尺寸可选；活动挂箱包括 CPU 挂箱、接口挂箱、对象挂箱、ARM 挂箱、DSP 挂箱；其功能扩展模块覆盖了多个专业多门课程，包含 CPU 类、通用接口类、人机界面类、信号变换隔离类、通信类、执行机构类、传感器类共 40 多项。

五、技术指标：高性能，保障教学与实践

（一）输入电源

单相三线 220V±10％ 50Hz

（二）工作环境

温度 10℃～+40℃，相对湿度 <85％(25℃)，海拔 <4000m

（三）绝缘电阻

大于 3MΩ

（四）漏电保护

漏电动作电流不大于 30mA，动作时间不大于 0.1 秒

（五）装置容量

<200VA

（六）外形尺寸

1620mm×750mm×1600mm（以实物为准）

六、装置的配备及技术性能：全面支持多种实验需求

（一）实验控制屏

1. 电源及保护体系

• 直流稳压电源：

• ±5V/1A，±12V/1A 和 ±15V/1A 各两路，均具有短路软截止自动恢复保护功能。

• 0～30V/1A 连续可调电源一路，具有短路软截止自动恢复保护功能，带数显电压表切换指示。

• 0~20mA 连续可调恒流源，具有开路保护功能，带数显指示功能。

• 漏电保护：控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源，对人身安全起到一定的保护。

2. 仪器仪表

• 直流数字电压表：200mV, 2V, 20V 三档可调。

• 直流数字电流表：范围 0~200mA，三位半数显，配合可调恒流源使用。

3. 信号发生器

• 功率函数信号发生器：

• 频率范围：2Hz, 20Hz, 200Hz, 2kHz, 20kHz, 200kHz, 2MHz，分七档。

• 输出波形：正弦波、三角波、方波。

• 占空比调节：20%~80%。

• 输出电压幅度：20VP-P，输出阻抗：50Ω。

• 5 位 LED 频率显示，3 位 LED 幅度显示。

• 外测范围：10MHz。

• 两档衰减：20dB, 40dB。

• 有直流偏置功能，有 VCF 功能，有 TTL 输出，有输出保护不易损坏。