中人教仪厂
压力测量设备在工程上应用广泛，种类繁多。对压力测量设备的关键部件压力传感器的标定是保证设备精度的最重要环节。因此，压力传感器标定实验是《热工检测技术》课程教学的重要组成部分，通过该实验能加深学生对自动检测技术理论的理解，使学生更好的学好这门工程基础课，了解传感器动态响应特性的对动压测量的重要性和测量及处理方法。本实验台，用活塞式静压力校验设备同时校验安装在同一压力腔室的工业用远传压力表、压力传感器的静态和动态压力特性；用压力波发生装置产生交变压力信号，用以上几种压力传感器同时测量这一压力信号，测量各压力传感器的动态特性。各压力传感器输出由计算机采集和分析，以加深学生对压力检测技术的理解，提高运用微机对各压力传感器进行静态和动态性能分析的能力。本实验台技术先进，适用于生产厂家的产品质量检验和教学科研的需要。
一、 实验目的
(1) 掌握压力传感器特性校准的方法和设备使用；
(2) 了解不同压力传感器的动态响应特性；
(3) 分析各种压力传感器的动态压力响应特性；
(4) 掌握基本信号处理技术的应用。
二、 依据标准
1、GB/T1526-1989 《信息处理数据流程图、程序流程图、系统流程图、程序网络图、系统资源图的文件编制符号及约定》；
2、GB/T8567-1988 《计算机软件产品开发文件编制指南》；
3、GB50171-92《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》；
4、ZB/N04009-88《工业自动化仪表盘通用技术条件》。
三、 实验原理
传感器的标定，就是通过实验建立传感器输入量和输出量之间的关系，同时也确定出不同使用条件下的误差关系。
静态校准：用活塞式静压力校验设备同时校验安装在同一压力腔室的工业用远传压力表、压力传感器的静态和动态特性。动态压力测量：用压力波发生装置产生交变压力信号。用以上几种压力传感器同时测量这一压力信号，各压力传感器输出由计算机采集和分析，通过一系列的标定曲线得到其特性指标。
四、 测控项目
实验装置主要由稳态压力波发生装置、工业用远传压力表、低响应频率的压力传感器、高频压力传感器、开关电源、数据采集板卡、计算机以及管路组成，系统结构简图如图1所示。
为了各压力传感器的静态和动态校准，系统采用自制的管路系统连接压力波发生装置，在管路上安装工业用远传压力表、动态响应压力传感器等装置。在进行静态校准时，关闭截止阀f、c，打开其余截止阀，通过砝码来分别进行工业用远传压力表、动态响应压力传感器的校准；在进行动态校准时，关闭截止阀a、c，打开其余截止阀，由压力波发生装置对管路系统产生交变的压力信号。在进行静态和动态校准时，由安装其上的工业用远传压力表、动态响应压力传感器等各种传感器检测检测稳态或交变的压力信号，并将信号转换为标准工业信号或485信号传递给数据采集板卡，计算机则实时采集板卡的各传感器转换后的信号，并采用自主研发的上位机软件对所采集的压力信号进行数据分析和处理，获得各传感器所采集的稳态和交变压力，并实现对各压力传感器的静态和动态标定。
五、 试验台功能
1. 数据采集巡检周期可由用户自动设定，最小周期为每隔10秒刷新1次，最大周期为每1分钟刷新1次。
2. 计算机能够在线显示各点压力数据，并能在线绘制这些数据对应于时间的变化曲线。
3. 可在计算机上预览测试结果，相关参数经确认后，可自动存入数据库。
4. 可按文件名或者实验标号在计算机内调阅、打印试验记录或结果。
5. 各压力传感器的在线标定。
(五)多功能转子模型
1.直流电机：转速3000rpm/分，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。
3.齿轮转速传感器：测量范围0～20kHz，脉冲输出信号。
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。
(六)区域报警及声光双控模型
1.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
2.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
3.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
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。
3.涡轮流量传感器：量程：0.1～0.6m3/h，精度1%，脉冲输出。
4.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。
三、实训项目
(一)基础实训项目
1.利用对射式光电开关传感器来实现物料计数
2.利用霍尔接近开关传感器来实现对磁性物料的分拣
3.利用电感接近开关传感器来实现对金属物料的分拣
4.利用电容接近开关传感器来实现对塑料物料的分拣
5.利用色标传感器来实现对颜色（黑色）物料的分拣
6.利用安全光幕传感器来实现对电机的控制
7.利用U型光电开关传感器来实现电机转度检测
8.利用齿轮转速传感器来实现电机转度检测
9.利用涡流传感器及变送器来实现轴心轨迹的检测
10.利用压电加速度传感器及变送器来实现振动的检测
11.利用热释电开关传感器来实现区域报警
12.利用声光控开关传感器来实现区域报警
13.利用压电电缆传感器及变送器来实现区域报警
14.利用超声波液位传感器及变送器来实现液位检测
15.利用流量传感器及变送器来实现流量检测
16.利用S型拉压力传感器及变送器来实现电子秤设计
17.利用光纤位移传感器及变送器来实现厚度检测
18.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
