传感器系统实验仪

CSY10B型传感器系统实验仪是用于检测仪表类课程教学实验的多功能教学仪器。其特点是集被测体、各种传感器、信号激励源、处理电路和显示仪表于一体，可以组成一个完整的测试系统。通过本书所提供的几十种实验举例，能完成包含光、磁、电、温度、位移、振动、转速等内容的测试实验，通过这些实验，实验者能够对各种不同的传感器及测量电路系统有直观的感性认识

并可在本仪器上举一反三开发出新的实验内容。

CSY10B型传感器系统实验仪主要由实验工作台、处理电路、信号源及仪表显示、数据采集及实验软件四部分组成。

一． 实验工作台部分：

位于仪器的顶部，左边是一副双平行悬臂梁，上面装有应变式、热敏式、P-N结温度式、热电式和压电加速度五种传感器，右边是由装于机箱内的另一副平行悬臂梁带动的圆盘式工作台，圆盘周围（逆时针方向）安装有：电感式（差动变压器）、MPX扩散硅压阻式、电容式、磁电式、霍尔式、电涡流式六种传感器。  

１．金属箔式应变传感器：贴于双平行悬臂梁上梁的上表面和下梁的下表面工作片4片，受力工作片分别用符和表示，横向所贴的两片为温度补偿片，用符号和表示，应变系数2.06，精度2%；（CSY10B型为双孔悬臂梁结构的商用称重传感器）

２．半导体式应变传感器：贴于双平行悬臂梁上梁的上表面和下梁的下表面工作片2片，BY350工作片2片，应变系数120；

３．电感式传感器：由初级线圈Li和两个次级线圈L。绕制而成的空心线圈，圆柱形铁氧体铁芯置于线圈中间，测量范围>10mm；

４．霍尔式传感器：半导体霍尔片置于由两个半园形磁钢形成的梯度磁场中，线性范围≥3mm；

５．磁电式传感器：由一组线圈和动铁（磁钢）组成，灵敏度0.4V/m/s；

６．压电加速度式传感器：位于悬臂梁自由端部，由PZT-5双压电晶片、铜质量块和压簧组成，装在透明外壳中；

７．电涡流式传感器：多股漆包线绕制的扁平线圈与金属涡流片组成的传感器，线性范围>1mm；

８．电容式传感器：由装于圆盘上的一组动片和装于支架上的一组定片组成平行变面积式差动电容，线性范围≥3mm；

９．热电式（热电偶）传感器：串接工作的两个铜一康铜热电偶(T分度)分别装在上、下梁表面，冷端温度为环境温度。分度表见本书附录；（CSY10B 型为K分度标准热电偶）

10．热敏式传感器：位于双平行悬臂梁上梁表面的黑色玻璃珠状的半导体热敏电阻MF-51，负温度系数，25℃时阻值为8KΩ～10KΩ；

11．光纤位移传感器：连接于仪器下方大面板的光纤变换器处，多模光强型，量程≥2mm，在其线性范围内精度5%；

12．光电耦合式传感器：位于旋转叶轮后，近红外发射——接收，量程0～2400转/分；

13．P-N结温度式传感器：根据半导体P-N结温度特性所制成的具有良好线性范围的集成温度传感器；

14．湿敏传感器：位于双平行悬臂梁前的白色塑料盒子上面，高分子材料，测量范围：0～99%RH；

15．气敏传感器：位于双平行梁前的白色塑料盒子上面，MQ3型，对酒精气敏感，测量范围10～2000PPm，灵敏度RO/R＞5；

16．光敏传感器：位于双平行梁前的白色塑料盒子上面，cds材料制成，半导体光导管，光电阻与暗电阻从nMΩ至nKΩ；

17．热释电红外传感器：位于旋转页轮左边，光谱响应7～15μm，光频响应0.5～10Hz；

18．扩散硅压力传感器：摩托罗拉MPX扩散硅压阻式压力传感器，差压式工作，测压范围0～50KP。精度３%；

两副平行悬臂梁顶端均装有置于激振线圈内的磁钢，右边圆盘式工作台为“激振I"，左边平行悬臂梁为“激振II"（CSY10B型装有激振转换开关），为进行温度实验，左边悬臂梁之间装有电加热器一组，加热电源取自12V直流电源，打开加热开关即能加热,工作时能获得高于环境温度30℃左右的高温，实验工作台上还装有测速电机及控制、调速旋钮，两支螺旋测微仪分别装在左、右两边的支架上（CSY10B型只有右边一支）。

二．信号源及仪表显示部分：

１．低频振荡器：1～30Hz输出连续可调，Vp-p值20V，最大输出电流1.5A，Vi端插口可提供用作电流放大器输入端；

２．音频振荡器：0.4KHz～10KHz输出连续可调，Vp-p值20V，180°为0°和Lv的反相输出，Lv端最大电流输出1.5A；

３．直流稳压电源：±12V，提供仪器电路工作电源和温度实验时的加热电源，最大输出1.5A。±2V～±10V，档距2V，分五档输出，提供直流信号源，最大输出电流1.5A；

４．数字式电压/频率表：3 1/2位显示，分2V、20V、2KHz、20KHz四档，灵敏度≥50mV，频率显示5Hz～20KHz；

５．指针式直流毫伏表：测量范围500Mv、50mV、5mV三档，精度2.5%；（CSY10A型）；

６．数字式温度计：K分度热电偶测温，精度±1℃；（CSY10B型）；

三．处理电路部分：

１．电桥：用于组成应变电桥，面板上虚线所示电阻为虚设，仅为组桥提供插座，三个电阻R为350Ω标准电阻，WD为直流调节电位器，WA为交流调节电位器；

２．差动放大器：增益可调直流放大器，可接成同相、反相、差动结构，增益1～100倍；

３．光电变换器：提供光纤传感器红外发射、接收、稳幅、变换，输出模拟信号电压与频率变换方波信号，四芯航空插座上装有光电转换装置和由两根多模光纤（一根接收，一根发射）组成的光强型光纤传感器；

３．电容变换器：由高频振荡、放大和双T电桥组成；

５．移相器：允许输入电压20Vp-p，移相范围±40°（随频率不同有所变化）；

６．相敏检波器：集成运放极性反转电路构成，所需最小参考电压0.5Vp-p，允许最大输入电压≦20Vp-p；

７．电荷放大器：电容反馈式放大器，用于放大压电加速度传感器输出的电荷信号；

８．电压放大器：增益5倍的高阻放大器（仅CSY型有）；

９．涡流变换器：变频式调幅变换电路，传感器线圈是三点式振荡电路中的一个元件；

10．温度变换器（信号变换器）：根据输入端热敏电阻值、光敏电阻及P-N结温度传感器信　　　　　号变化而输出电压信号相应变化的变换电路；

11．低通滤波器：由50Hz陷波器和RC滤波器组成，转折频率35Hz左右；

四．数据采集及实验软件部分：

数据采集卡已安装于仪器内部，其信号输入端即为仪器上数字式电压/频率表的IN输入端，十二位A/D转换，精度为1/2048，量程分200Mv、1V、10V三档，可以根据实验采集电压范围选择量程，以获得较高精度。