传感器实训台自感式差动变压器的特性实验-化工原理实验装置-流体力实验装置-热工实训装置-环境工程实验装置-上海朔光科教设备有限公司

一、实验目的
1、了解自感式差动变压器的基本结构。
2、掌握自感式差动变压器及整流电路的工作原理。
3、掌握自感式差动变压器的调试方法。

二、实验所用单元
电感式传感器、电感式传感器转换电路板、差动放大器板、直流稳压电源、数字电压表、位移台架。

三、实验原理及电路
自感式差动变压器电路图如图2-1所示。

图2-1 自感式差动变压器实验电路图
传感器的两个次级线圈(N₂、N₃)作为交流电桥的两个桥臂，R₁、R₂为另外两个桥臂，D₁、D₂、D₃、D₄组成相敏整流器，A、B之间输入交流电压，M、N之间输出脉动直流电压，经R₃、R₄、C₁滤波后输出直流电压。

四、实验步骤
1、按实验十一的步骤1和2进行操作。
2、按图2-1将信号源的A端接至次级线圈N₂、N₃的中间连线点，B端接至L，N₂上端接E点，N₃下端接G点，B与L、J与M、K与N连接，差动放大器与电压表接线不变，这样构成自感式差动变压器实验电路。
3、按实验十一的步骤4进行实验，将实验结果记入下表。

表 2-1

X(mm)						0
U_O(mV)						0

五、实验报告
1、根据表2-1，画出输入/输出特性曲线，并且计算灵敏度和非线性误差。
2、比较差动变压器和自感式差动变压器的灵敏度和线性度。

SG-GD07 传感器应用技术实训考核设备

传感器实训室是机电工程系专业实训室之一，主要承担与传感器技术相关的实验或实训任务。传感器实训室为配合《传感器原理及应用》、《创新创业（电子设计大赛）》、《模拟电路调试与维修》、《电工电子技术》等课程的实验实训设置。实验室可以开展各种与传感器相关的实验项目，如金属箔式应变片-单臂电桥搭建、差动变压器的性能测试、电容式传感器的位移特性测试、霍尔式传感器振动测量、光纤传感器的位移特性测试等。
传感器实训室还常用于温度传感器和湿度传感器的实验。温度传感器可以测量实验区域的温度，常见的类型有热电偶、热敏电阻等。湿度传感器则用于测量空气中的湿度，通常用于实验室的环境监测和控制。
传感器应用技术实训考核设备是能紧密结合物联网相关专业教学与科研的核心实验室，能比较全面的满足学生或教师在学习和研究物联网技术方面的需求。学生可以通过传感器应用技术实训考核设备掌握各种基本传感器的组成结构、工作原理以及信号处理电路的原理，同时通过电路的搭接、信号的检测和数据的处理，发挥设计思维，提高实践动手能力。这为学生今后在电子设计大赛、毕业设计等电子制作方面奠定实践基础。

一、传感器应用技术实训考核设备要求
传感器应用技术实训考核设备包括不少于十五种类型传感器的应用，可以通过自由组合进行实训。该设备的实训指导书提供至少二十个实训项目的演练，书中每一个实训项目有实训目的、实训器材、控制要求、实训步骤，当中需有大量的原理接线图、实物装配图、实物接线图加上丰富内容的表格及文字介绍。控制器件要求由挂箱、模块组成，可以根据实训需求自行选用，如 PLC 控制和 PID 控制器控制等到。

（一）设备参数概览

1. 工作电源：单相三线 AC220V±5% 50Hz
2. 安全保护：漏电保护（动作电流≤30mA），过流保护，熔断器保护
3. 额定功率：≤0.5kW
4. 外形尺寸≥L1600×W800×H1386mm（±5%）
（二）传感器应用技术实训考核设备功能与结构
传感器应用技术实训考核设备由实训桌、实训屏、实训挂箱、实训模块、实训单元、产品配件包等组成。
1、实训桌：
要求桌子台面板至少采用厚度≥25mm E1 级复面合成板。
要求采用四个工业铝型材立柱为支撑，立柱端部可安装调节脚。主体结构需通过左、右各 2 个 C 字形铝压成型构件联接，台面高度≥800mm。
要求桌面板下设支撑框架，截面尺寸≥30×30mm。立柱采用工业铝型材成型工艺，表面氧化处理，截面尺寸≥70×70mm，四面带槽，槽宽≥8mm，端部配套塑料堵头，要求槽内可适用工业铝型材通配螺母及配件。要求 C 字形铝压成型构件为左、右对称件，外形≥160×166×70mm。
2、实训屏：要求上下框架之间构成窗式导轨，实验挂箱可在导轨上自由组合、移动、装卸。设有专用型材用于快速卡装传感器模块。

4、实训挂箱：外壳需采用全钢精加而成，表面静电喷塑处理。挂箱内装有可编程控制器 48MR 及扩展 3A、数字电压表、数字电流表、智能传感器数显表、智能温控仪表、智能计数计米表、按钮、继电器等元件。操作面板文字需采用现代彩色 UV 打印技术处理，使面板标识清晰且经久耐用。装有安全美观的实验插座，学生可以方便地利用迭插导线进行实验。

5、实训模块：外壳需采用全钢精加而成，表面静电喷塑处理。有温度加热室模块、超声波传感器模块、光敏传感器模块等。操作面板文字符采用现代彩色 UV打印技术处理，使面板标识清晰且经久耐用。装有安全美观的实验插座，学生可以方便地利用迭插导线进行实验。6、实训单元：专用配套底座，采用铝合金材料加工而成，可与铝型材方便固定与分离。包括检测元件、气缸运动单元、数字量传感器单元，十五个实训单元可自由组合、任意更换，灵活应用于实训项目中，装有安全美观的实验插座，学生可以方便地利用迭插导线进行实验。7、产品配件包：由设备安装、调试、实训所需要的配件、配线、设备使用说明书等组成。
（三）单套设备配置清单

序号	配置名称	单位	数量
1	传感器应用技术电源屏	套	1
2	钢制实训桌	套	1
3	PLC及扩展挂箱	套	1
4	控制仪表挂箱	套	1
5	电压电流表模块	套	1
6	按钮及继电器挂箱	套	1
7	超声波传感器模块	套	1
8	光敏传感器模块	套	1
9	容栅位移传感器单元	套	1
10	磁栅位移传感器单元	套	1
11	数字量传感器模块	套	1
12	电磁阀单元	套	1
13	旋转变压器单元	套	1
14	气缸运动单元	套	1
15	温度加热室模块	套	1
16	霍尔式传感器模块	套	1
17	电容式传感器模块	套	1
18	电感式传感器模块	套	1
19	光电传感器（漫反射型）模块	套	1
20	压力传感器（气体)模块	套	1
21	产品配件包	套	1
22	产品配线包	套	1
23	培训资源包	套	1
24	空气压缩机	台	1

3.1单套设备辅材配置清单

序号	配置名称	规格型号	单位	数量
1	产品配件包
2	多功能排插	（250V/10A)3米	个	1
3	PU气管	φ6 蓝色	米	2
4	PU气管	φ8 蓝色	米	4
5	速度控制阀	J-AS1201F-M5-06	个	4
6	螺纹直通接头	PC6-02	个	1
7	螺纹直通接头	PC6-01	个	6
8	螺纹直通接头	PC8-02	个	1
9	内螺纹直通	PCF8-02	个	1
10	T型三通	PE6	个	1
11	T型减径三通	PEG8-6	个	1
12	凳子	座直径:32CM宽度:40CM座高:45CM 白色	张	2
2	产品配线包
1	护套连接桥	S4-24-2 红	个	3
2	护套连接桥	S4-24-2 黑	个	3
3	护套叠插导线	S302 1米黄	条	10
4	护套叠插导线	S302 1米绿	条	10
5	护套叠插导线	S302 1米红	条	10
6	护套叠插导线	S302 1米黑	条	10
7	护套叠插导线	S302 1米蓝	条	10
8	PLC编程电缆线	USB-SCO9	条	1

（四）设备配置详细参数要求

序号	设备名称	详细参数
1	传感器应用技术电源屏	尺寸：约L1120mmW290mmH900mm。电源屏结构：采用钢板做骨架，经过机械加工成型，表面静电喷塑处理。上下框架之间构成窗式导轨，实验挂箱可在导轨上自由组合、移动、装卸。设有专用型材用于快速卡装传感器模块
2	实训桌	尺寸：约L1600mmW800mmH780mm。子台面板至少采用厚度≥25mm E1 级复面合成板。要求采用四个工业铝型材立柱为支撑，立柱端部可安装调节脚。主体结构需通过左、右各 2 个 C 字形铝压成型构件联接，台面高度≥800mm。要求桌面板下设支撑框架，截面尺寸≥30×30mm。立柱采用工业铝型材成型工艺，表面氧化处理，截面尺寸≥70×70mm，四面带槽，槽宽≥8mm，端部配套塑料堵头，要求槽内可适用工业铝型材通配螺母及配件。要求 C 字形铝压成型构件为左、右对称件，外形≥160×166×70mm。
3	电源模块	尺寸：约L268mmW405mmH159mm。 1.单相交流电源：单相交流电输出，供外接仪器设备用。 2.直流稳压电源：DC24V，电流2A，带有熔断器保护功能； 3.直流稳压电源：DC12V，电流5A，带有熔断器保护功能； 4.配有电源指示、启动按钮、停止按钮、启动停止指示、急停开关、日光灯开关等器件。 5.安全用电：要求配套实验室智慧用电安全控制系统，智能电源管理系统至少具有过温、短路、过流、过压、欠压、失压、功率限定 7 大保护功能；电源具有一键锁定功能，处理故障时，防止漏电保护器合闸，造成触电危险；要求电源具有故障锁定功能，发生故障导致跳闸时，不能人为上电，只能通过远程清除故障后，才能上电成功；能通过无线 4G 和有线以太网与手机 APP 和 PC 端云平台通讯，没有网络的情况下，教室整套智能电源管理系统可离线独立运行。（1）智能终端：要求可以实时监控设备运行情况，提供 Zigbee、CAN 等多种通信模式，需具备语音播报功能。能实时监测三相电压、电流、功率，功率因数、频率、电能等参数，液晶触摸屏监测数值。能监控实验室电源的故障类型和故障次数；设备时间管理包含年月日时间的显示；用户通过刷卡方式请求开启设备，PC 端进行授权之后，设备可启动使用，PC 端可分时预约设备的启动和停止。（2）手机 APP：用电状态界面实时显示当前电压、电流、有无功功率、电能、设备温度、漏电电流值等；用电数据界面能智能查找近 2 年用电数据，设置界面能设置限定电能值、负载值、设备超温值、过欠压值、过欠压恢复时间值等。后台查看报警日志、操作日志、故障日志等。（3）PC 端软件：每个设备状态信息显示，具有多个子界面，具有故障分析，用电能效分析、集中管理、个人中心资料管理、用户报警定位跟踪与信息统计；具有管理员信息修改与权限管理等功能。可一键开启和关闭所有设备，可单独控制每台设备的开关。（4）后台系统：实时视频监控每个教室，可一键预览所有设备的在线和运行情况，分析设备使用率及运行时间。
4	PLC及扩展挂箱	尺寸：约L268mmW405mmH159mm。 PLC主机电源电压：AC100~240V 额定频率：50/60Hz 输入形式：漏型/源型输入点数：24 输出种类：继电器输出点数：24 PLC模拟量模块分辨率12位二进制的模拟输入输出适配器。模拟输入2频道和模拟输出1频道的输入输出混合的适配器。 2频道的电压输入(DC0～10V)、或输入电流(DC 4～20毫安)。 1频道的输出电压(DC0～10V)、或电流输出(DC 4～20毫安)。指定各频道每输入或者输入电流的电压。模拟输入范围输入电压:DC 0～10V(输入电阻198.7 kΩ) 输入电流:DC 4～20毫安(输入电阻250Ω) 分辨率输入电压:2.5mV (10 V×1/4000) 输入电流:5μA(16mA×1/3200) 输入输出接口采用通过高绝缘性安全型接线柱引出，以便于学员接线。
5	控制仪表挂箱	尺寸：约L268mmW405mmH159mm 电源：100~240V AC/DC 控制输出：继电器报警输出：二路显示位数：6位显示外形尺寸：48H96W94.5L 智能温控表 2个电源：100~240V AC/DC 变送输出：4~20MA 控制输出：继电器报警输出：二路信号输入：单路通用输入无通讯输入信号：单TC/RTD通用输入显示位数：4位显示面板尺寸：48H96W 智能传感器仪表电源：100~240V AC/DC 变送输出：4~20MA 控制输出：继电器报警输出：二路信号输入：一路输入辅助电源：带DC24V辅助电源面板尺寸：48H96W 信号端口接口采用通过高绝缘性安全型接线柱引出，以便于学员接线。
6	电压电流表可调直流电源模块	尺寸：约L268mmW405mmH159mm 三位半数字电流表：量程DC200MA，工作电压DC5V 1个三位半数字电压表：量程DC200V 工作电压DC5V 3个三位半数字电流表：量程DC2A工作电压DC5V 1个三位半数字电流表：量程DC5A工作电压DC5V 1个提供双路直流程控电源:采用DAC加MOS管恒流输出，每路输出0-30V/2A，电压稳定度≤0.3%，电流稳定度≤0.3%，有短路、过流自动保护功能，设有短路软截止自动保护和自动恢复装置。2.8寸TFT液晶屏显示输出电压、输出电流、负载电压和负载电流，并且具有恒流提醒功能。采用EC11旋钮编码器调节输出电流和限位电流。仪表供电系统：配有变压器、仪表电源板、开关等器件。端口接口采用通过高绝缘性安全型接线柱引出，以便于学员接线。
7	按钮及继电器挂箱	尺寸：约L268mmW405mmH159mm 继电器：J DC24V 8T 6个继电器座： 6个自复按钮开关 LAS2Y-11 Φ12 圆形头绿色 4个自锁按钮开关 LAS2Y-11Z Φ12 圆形头绿色 4个端口接口采用通过高绝缘性安全型接线柱引出，以便于学员接线。
8	超声波传感器模块	尺寸：约L260mmW80mmH90mm 四探头倒车雷达核心数量: 4个探头报警音量: 80dB及以上工作温度范围: -40℃-80℃ 测试距离: 2.0m-0.4m 是否支持夜视: 否显示器类型: LCD显示器探头个数: 4个端口接口采用通过高绝缘性安全型接线柱引出，以便于学员接线。
9	光敏传感器模块	尺寸：约L160mmW80mmH90mm 功能：光敏传感器感受外界光线的强弱分四个等级，输出四种开关量信号到端子。主要器件：组件光敏传感器线路板 1套端口接口采用通过高绝缘性安全型接线柱引出，以便于学员接线。
10	容栅位移传感器单元	容栅位移传感器分辨率：0.01MM 示值误差：0.03MM 示值变动性：0.01MM 测量zui大速度：1.5M/S 公英制转换清零开关电池（1.55V）SR44w 232串口信号输出
11	磁栅位移传感器单元	开式磁栅尺量程:100mm 分辨率:1μm 零位:无零位电源电压:DC5V-24V 输出方式:线性输出接头方式:DB9
12	数字量传感器模块	尺寸：约L240mmW80mmH90mm 旋转变压器―数字转换板 1套组件电机调速器线路板 1套水平运动机构 1套光栅尺分辨率:5μm 精确度：±5μm 电源电压:DC5V-24V 输出方式:线性输出接头方式:DB9
13	电磁阀单元	电磁阀 1个螺纹直通接头 3个消声器 2个固定螺栓（短） 1个模块卡座 1个三位五通电磁阀座 1个端口接口采用通过高绝缘性安全型接线柱引出，以便于学员接线。
14	旋转变压器单元	旋转变压器输入电压： AC7V 频率：10KHz 转换率：0.5±5% 电气误差：±10Max 最大运行速度：500S/-1 变压器座 1个盖板 1个转轴 1个深沟球轴承 696ZZ（内径6 外径15 厚度5） 2个轴用卡簧 GB/T894.2-1986 φ12 2个
15	气缸运动单元	气缸：TN20*100 缸径：φ20，行程：100mm 2个速度控制阀： 4个磁性开关：2个固定螺栓（长）： 1个模块卡座2：1个气缸底盒：1个气缸安装片： 1个端口接口采用通过高绝缘性安全型接线柱引出，以便于学员接线。
16	温度加热室模块	尺寸：约L180mmW140mmH120mm 温度加热室：采用透明有机玻璃加工粘合而成。盒体：采用1.2mm冷轧钢板折弯成型，表面静电喷塑处理。风扇：404010mm DC12V 风扇 1个风扇罩：40mm40mm 1个热电阻 PT100/不锈钢/-20~420度/M81.5/L50mm/线长2M屏蔽网：1个热电偶：K型 1个突跳式温控器：KSD-301 250V/10A 常闭型 60度 1个端口接口采用通过高绝缘性安全型接线柱引出，以便于学员接线。
17	霍尔式传感器模块	霍尔式传感器检测距离：5mm±10% 设定距离：0~4mm 可检测物体：磁性金属响应频率：0.4kHz 电源电压：DC12～24V 传感器支架： 1件
18	电容式传感器模块	电容式传感器检测距离：8mm±10% 设定距离：0~5.6mm 可检测物体：导体及电介质体响应频率：100Hz 电源电压：DC12～24V 传感器支架： 1件
19	电感式传感器模块	电感式传感器检测距离：4mm 可检测物体：导体及电介质体响应频率：800Hz 电源电压：DC12～24V 传感器支架： 1件
20	光电传感器（漫反射型）模块	光电传感器检测距离：100mm 检测形式：NPN 响应时间：0.5ms 电源电压：DC10～30V 传感器支架： 1件
21	压力传感器（气体)模块	压力变送器 1个类型：通用型螺纹规格:G1/2 输出信号：4~20MA 量程：1.6MPA 气源处理元件(调压阀) 1个接管口径：G1/4 调压范围： 0.5~0.9MPa 螺纹直通接头：PC6-02 2个调压阀支架：1件铜制三通： 1件
22	空气压缩机	输出功率：≥360W 工作压力：≥0.6mpa 排气量：≥40L/min 储气罐容积:≥12L
23	培训资源包	设备使用说明书系统综合说明传感器与检测技术实训设备使用说明传感器应用实训实训注意事项实训回路举例可实训项目至少包含以下内容：热电偶传感器应用（PID控制实例）热电偶传感器应用（PLC控制实例）热电阻传感器应用（PID控制实例）热电阻传感器应用（PLC控制实例）压力传感器应用（仪表控制实例）电容式传感器应用（PLC检测性能) 电容式传感器应用（PLC检测性能）电感式传感器应用（PLC检测性能）磁性开关应用（PLC检测性能）磁性开关应用（PLC检测性能）电容式、电感式、接近型传感器及磁性开关综合应用（PLC控制实例）光敏传感器应用（PLC控制实例）超声波传感器应用（PLC控制实例）光电式传感器应用（PLC控制实例）光栅位移传感器应用（仪表控制实例）磁栅位移传感器应用（仪表控制实例）容栅位移传感器应用（仪表控制实例）编码器应用（仪表控制实例）旋转变压器应用（仪表控制实例）十五种传感器综合应用（PLC+PID+仪表综合控制实例）

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