智能传感器网络技术综合实验台
技术参数详述
一、主控台系统
主控台面板甄选 2.0mm 厚铝质材料，运用凹字雕刻印刷工艺，兼具美观与耐磨损特性，历经 15 年岁月洗礼仍能保持色泽与形态，不退色、不变形，为实验台的长久使用奠定坚实基础。
输入电源规格为单相三线 220V±10% 50Hz，功率容量 0.8kW，并配备电源供电指示装置。同时，配置交流 220V 二孔、三孔电源插座，均由独立断路器掌控，搭载漏电自动保护机制。在安全防护方面，集成壳体接地保护、过流过压保护、漏电急停保护、声光报警以及绝缘橡胶隔离等多项措施，全方位保障使用者安全，各项安全指标严丝合缝地贴合国家标准。
直流稳压电源配置丰富，涵盖 ±15V、＋5V、0～＋24V 可调、±2V～±10V 可调等 8 种类型，最大输出电流达 1.5A。其低纹波特性搭配集成芯片控制，大幅提升可靠性，且每一路电源均设有跳线插孔，方便灵活地连接各类实验电路，为智能传感器网络技术综合实验台的稳定运行提供强劲动力支持。
配备高频信号源，频率调节范围 0.4KHz - 10KHz，可满足多种高频实验场景需求，为传感器的高频特性测试与研究提供精准信号源。
低频信号源同样不遑多让，频率在 1Hz - 30Hz 之间自由调节，适用于低频传感器的性能评估与实验教学，拓宽实验台的应用频段覆盖。
测量仪器方面，配置精度可靠的电压表，具备 200mv，2V，20V 三档切换功能；频率 / 转速表、数显气压表（量程 0 - 100Kpa）以及流量计一应俱全，能够精准测量各类物理量，为实验数据的采集提供精确保障。
智能调节仪聚焦温度控制，精度高达 ±0.5℃，可实现对实验环境或特定传感器的精准温控，确保温度敏感型实验的准确性与可靠性。
电动气压源输出压力范围 0 - 80Kpa，无极可调，为气压相关传感器的实验研究提供稳定且可变的气压源，进一步拓展实验台的功能应用场景。
工作环境适应性强，温度适用范围 - 10℃～+40℃，相对湿度小于 85%（25℃），可在常规实验室环境条件下稳定运行，无需额外苛刻的环境控制措施。
仪器仪表质量把控严格，具备国家计量测试中心检测机构出具的校准证书，涵盖交流电压表，直流电压表，交流电流表，直流电流表等关键仪表，且每份证书附加唯一编号与二维码，扫码即可实时查询验证，确保测量数据的权威性与可信度，为智能传感器网络技术综合实验台的精准测量提供坚实背书。
二、配置测试源三源模块
振动源模块 ：振动频率 1Hz - 30Hz 灵活可调，振动幅度亦可根据实验需求进行调节，其共振频率巧妙设计在 12Hz 左右，为研究振动特性及传感器的振动响应提供理想实验条件，是智能传感器网络技术综合实验台在振动测试领域的重要组成部分。
温度源模块 ：温度调节范围上限低于 150℃，且配备温度保护装置，防止过高温度对实验设备及人员造成损害。采用大功率加热棒作为加热元件，同时安装冷却风扇，实现快速升温与有效散热的平衡，确保温度源模块能够稳定、精准地输出所需温度，满足各类温度传感器的校准与测试需求，保障智能传感器网络技术综合实验台在温度实验环节的顺利开展。
转动源模块 ：作为转速测量实训的核心装置，其技术亮点十足。采用 BLDCM 无刷直流电机驱动，该电机具备多变量、强耦合、非线性、时变的复杂控制系统特性，打破传统 PID 控制在实现无静差控制方面的局限，输出脉冲信号及符合工业标准的 0 - 5V 信号，安全保护机制完备。运用模糊原理对 PID 参数进行动态调整，依据电机参数实时变化，精准调控 PID 参数，从而达成高精度的转速控制实验效果，转速控制精度更是达到精细的 1 转级别，为智能传感器网络技术综合实验台在转速测量与控制领域的教学与科研提供高精度、高性能的实验平台。
三、嵌入式控制单元
采用一体化触摸控制方案，实现传感器虚拟采集、数据深度分析以及高效信息处理，将复杂的传感器操作与数据处理流程简化为直观的触摸操作，极大提升用户体验与实验效率，是智能传感器网络技术综合实验台实现智能化操控的关键环节。
触控显示屏尺寸达 8 寸，支持 TTL/232 接口，具备多路高清画面显示能力，集成音频接口、可编程 IO 接口，支持 20 种页面加载特效供用户随心选择，所有控件支持触摸拖动以更改参数，为用户打造灵活、便捷、炫酷的可视化操作界面，满足智能传感器网络技术综合实验台在实验操作与数据显示方面的人性化需求。
动态显示屏幕可实时呈现数据转换结果，控制屏通过触摸切换，精准显示各类传感器参数，并将其准确转换为对应的物理量，显示界面尺寸不小于 200mm*110mm，确保数据清晰可见、一目了然，方便实验人员实时掌握实验动态，为智能传感器网络技术综合实验台的实时监测与数据反馈提供有力支撑。
配备数据存储功能，以曲线、数值等多种形式实时显示监测数据，并同步保存原始数据。同时，支持对数据进行参数设置，可针对不同参量进行自定义监测报警条件，实现对实验过程的精细化管控，为智能传感器网络技术综合实验台的长期实验数据积累与分析提供可靠保障。
数据和图形实时显示功能强大，借助图形和数值的双重展示方式，实时动态呈现各类变量的监测数据。对非正常数据采用不同颜色及标识进行突出显示，图形展示形式涵盖实时曲线、虚拟仪表盘等，支持 24 小时不间断连续运转。接口配置丰富，至少包括 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 输出以及 485 接口，能够兼容多种工业传感器进行采集测量，且配备现成软件界面，只要提供相应传感器即可无缝对接使用，为智能传感器网络技术综合实验台的多功能集成与扩展提供坚实基础。
提供通讯协议以及编程指导示例，数量不少于 15 个编程指导实验，涵盖六个电压表同时采集、2 个电流表采集、2 个频率、1 个照度值实时采集（非电脑软件采集）等多种复杂场景。支持多通道波形实时采集刷新，独立时基显示，可同时精准测量低频和高频信号，互不干扰（非电脑软件采集）。具备频率转速实测功能，能够输出任意波形，并可随意更改幅值、频率等参数，为智能传感器网络技术综合实验台的实验教学与科研创新提供丰富的编程资源与灵活的信号操控能力。
提供详尽的操作界面截图，便于用户提前熟悉操作流程与界面布局，快速上手智能传感器网络技术综合实验台的各项功能。
配套提供不少于 3000 字的 word 版嵌入式图形开发教程，该教程与综合实验台设备实现无缝对接使用，为用户深入开发与定制嵌入式图形界面提供全面指导，进一步挖掘智能传感器网络技术综合实验台的潜力与价值。
四、传感器综合数据采集卡
暂略，待补充完善。
五、系统测试分析软件
系统软件与数据采集卡完美匹配，实现实验数据的实时采集，并具备对数据进行动态或静态处理与分析的强大功能，同时集成 PID 转速、温度控制功能，为智能传感器网络技术综合实验台的综合应用提供全方位的软件支持。
软件界面直观呈现 PID 正弦波控制、PID 方波控制等多种波形控制功能，在短短 2 秒内即可精准稳定地控制各类 PID 波形，控制周期分四挡可灵活选择，控制幅度范围分 8 档调节，三种曲线以不同色彩实时显示，方便用户清晰对比与分析，助力智能传感器网络技术综合实验台在控制实验领域的高效开展。
PID 参数及输出值支持实时更改，测得数据可即时保存并具备打印功能，系统能自动形成 EXCEL 文档保存数据；涵盖工业级传感器应用检测、超声波距离检测、电涡流材质判别等丰富功能。上位机软件可实时显示判断结果，所有测得数据可根据院系管理工作的自定义需求，对学生、学号等信息进行保存打印，并自动生成 EXCEL 文档保存，极大地方便了教师对学生学习情况的后续存档与考核，完善智能传感器网络技术综合实验台的教学管理流程。
六、示波器
通道数为 2，带宽达到 100MHz，最大采样率 1GS/s，上升时间控制在 ≤3.5ns，存储深度 25kpts，波形捕获率 ≥2000wfms/s。触发方式多样，涵盖边沿、脉宽、视频、斜率、交替触发。接口方面配备 USB OTG，直灵敏度（V/div）范围从 1mV/div 至 20V/div，时基范围（s/div）在 2ns/div 到 50s/div 之间灵活调节，支持多种存储方式，包括设置、波形、位图存储。电源适配广泛，100 - 240VAC，40 - 440Hz 均可适用。显示屏采用 7 英寸 64K 色 TFT LCD，分辨率 800×480，机身颜色简洁大方，白 + 灰配色，为智能传感器网络技术综合实验台的信号观测与分析提供高精度、高可靠性的专业工具。
七、高精度数字测量仪
具备四位半的精度，支持电容频率测量，自动量程调节，可精准测量电压、电容、电流、频率等多种电学参数。内置过载保护电路，搭载高性能芯片，配备 LCD 大屏显示，确保测量结果准确无误、清晰呈现，全方位满足智能传感器网络技术综合实验台在电学参数测量方面的高精度需求。
八、传感器配置
电阻应变式传感器 ：量程 0～200g，精度 ±0.5%，采用全桥（单臂、半桥可任意切换接线）设计。测量范围拓展至 0～500G，输出灵敏度不低于 1mV/V，线性指标 ±0.5%F.S.，滞后性 ±0.1%F.S.，重复性 ±0.1%F.S.，蠕变控制在 ±0.1%F.S./30min，为力学参数的精确测量提供坚实保障，是智能传感器网络技术综合实验台在力学实验领域的重要传感器件。
电容式传感器 ：量程 ±2mm，精度 ±1%，结构简单，响应灵敏，适用于位移等物理量的测量，在智能传感器网络技术综合实验台的位移检测实验中发挥关键作用。
扩散硅压力传感器 ：量程 0 - 50KPa，精度 ±2%，能够稳定、精准地测量压力参数，满足智能传感器网络技术综合实验台在压力测量方面的常规需求。
差动变压器传感器 ：量程 ±5mm，精度 ±2%，利用电磁感应原理实现位移测量，具有线性度好、精度高等优点，为位移相关实验提供可靠数据支持，完善智能传感器网络技术综合实验台的位移传感器种类。
霍尔式位移传感器 ：量程 ±5mm，精度 ±2%，基于霍尔效应原理，将位移变化转换为电信号，具备非接触式测量优势，拓展智能传感器网络技术综合实验台在位移测量领域的技术手段。
霍尔转速传感器 ：量程 2400 转 / 分，精度 ±1%，利用霍尔元件感应磁场变化实现转速测量，响应速度快、精度高，是智能传感器网络技术综合实验台转速测量功能的核心组件之一。
电涡流传感器 ：量程 ±2mm，精度 ±3%，利用电涡流效应实现位移等物理量的测量，具有抗干扰能力强、分辨率高等特点，进一步丰富智能传感器网络技术综合实验台的位移传感器类型与测量精度范围。
压电式传感器 ：精度 ±2%，基于压电效应原理，在力、加速度等动态测量场景中表现出色，为智能传感器网络技术综合实验台的动态物理量测量提供有力补充。
磁电转速传感器 ：量程 2400 转 / 分，精度 ±1%，通过磁电感应原理实现转速的精确测量，与霍尔转速传感器互为补充，提升智能传感器网络技术综合实验台在转速测量方面的可靠性和准确性。
光纤位移传感器 ：量程 ±10mm，精度 ±2%，利用光纤技术实现位移测量，具备抗电磁干扰、高精度等优势，代表智能传感器网络技术综合实验台在前沿位移传感器领域的应用与探索。
光电转速传感器 ：量程 2400 转 / 分，精度 ±1%，采用光电转换原理测量转速，响应迅速、非接触式测量，为智能传感器网络技术综合实验台的转速测量提供更多技术选择。
K 型热电偶传感器 ：量程 0～300℃，精度 ±4%，K 型热电偶作为一种常见的温度传感器，广泛应用于温度测量领域，为智能传感器网络技术综合实验台的基础温度实验提供成熟解决方案。
E 型热电偶传感器 ：量程 0～300℃，精度 ±4%，与 K 型热电偶传感器相互补充，满足不同场景下的温度测量需求，拓展智能传感器网络技术综合实验台的温度传感器选型范围。
AD590 集成温度传感器 ：量程 0～150℃，精度 ±4%，集成化设计，使用便捷，为智能传感器网络技术综合实验台在温度传感器的集成应用方面提供实例与实践平台。
Cu50 铜电阻传感器 ：量程 0～150℃，精度 ±4%，利用铜电阻的温度特性实现温度测量，成本低、稳定性好，在智能传感器网络技术综合实验台的温度传感器教学与实验中占据一席之地。
Pt100 铂热电阻传感器 ：量程 0～- 300℃，精度 ±4%，铂热电阻传感器以其高精度、高稳定性著称，为智能传感器网络技术综合实验台在宽温度范围内的精确温度测量提供有力支撑。
湿敏传感器 ：测量范围 10～95%RH，能够准确感知环境湿度变化，满足智能传感器网络技术综合实验台在湿度测量方面的实验教学需求。
气敏传感器 ：测量范围 50～2000ppm，可用于检测特定气体浓度，在智能传感器网络技术综合实验台的气体检测实验领域发挥关键作用。所有传感器及工艺均采用独立可拆装工艺结构，外壳大部分采用有机玻璃制作，透明直观，便于学生深入观察了解传感器内部构造及工作原理。传感器与实验模块之间通过传感器专用金属航空插头实现快速连接与拆装，方便管理，提高实验教学效率，契合智能传感器网络技术综合实验台的教学与科研需求。
九、传感器实验模块
智能传感器网络技术综合实验台配置丰富多样的传感器实验模块，包括应变式传感器实验模块、扩散硅压力传感器实验模块、霍尔位移传感器实验模块、光纤位移传感器实验模块、电容式传感器实验模块、差动变压器实验模块以及温度传感器实验模块等。这些实验模块与对应的传感器紧密配合，为学生和科研人员提供专门的实验平台，便于深入研究各类传感器的特性和应用，满足智能传感器网络技术综合实验台在多功能实验教学与科研探索方面的全面布局。
十、传感器虚拟仿真实训平台
该仿真实训平台与智能传感器网络技术综合实验台硬件设备的实验内容高度对应，相辅相成。其涵盖的传感器种类繁多，全面涉及检测类、控制类、光电信号、数字信号、模拟信号、磁信号、生物感应信号以及温度、压力、转速、振动、位移等各类物理量，确保虚拟仿真能够全方位模拟实验台的实际应用场景，为学生提供丰富的实验实践机会。
针对温度 PID 控制和转速 PID 控制，平台设计专项仿真功能，让学生在虚拟环境中熟悉 PID 控制原理与应用，提前为实际操作奠定基础，提升智能传感器网络技术综合实验台的教学连贯性与效果。
对于光纤、差动、电容、霍尔、应变、磁电、压电、电涡流等传感器实验，平台重点配备动态交流振动仿真实验功能，实验数据实时仿真显示，其中差动仿真实验还具备零点残余电压补偿调节功能，增强实验的完整性和准确性，使学生在虚拟实验中就能掌握关键实验技巧与知识点，与智能传感器网络技术综合实验台的实际操作形成有效互补。
平台所有实验均采用实时仿真模式，摒弃简单的动画播放观看形式，采用连线实验方式，且具备实操运用功能。学生需亲自动手操作鼠标进行连线实验，实验连线与实物连线保持高度同步，只有操作连线成功后才能获取相应的实验数据，若实验连接错误，数据显示也会相应出现错误，并且平台具备自动计时考核功能，仿真数据在软件中实时动态显示。直至学生在软件端完成实验图形效果，计时结束，并可将结果提交给老师进行考核，这种独特的设计充分激发学生的实践操作能力和问题解决能力，紧密贴合智能传感器网络技术综合实验台强调实践操作的教学理念。
仿真实验的步骤与实验指导书完全一致，保证学生在虚拟仿真与实际操作之间能够无缝切换，学习过程连贯流畅，最大程度发挥智能传感器网络技术综合实验台的综合育人价值，为传感器技术教学与科研提供全方位、多层次的支持与保障。
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