THSCCG2实训指导书副本.doc

THSCCG-2 型传感器检测技术实训装置简介、概述“ THSCCG-2 型传感器检测技术实训装置”完全采用实用的传感器元部件，模块化设计 紧密结合现代传感器和检测技术的发展，使学员对传感器和检测技术的现状和未来有教为全面 的了解和认识不仅适合职业教育的检测技术、仪器仪表以及自动控制等专业的实训，而且也 适用工业电气、机电一体化机电设备安装、电动电气等方面的技术人员培训二、设备构成实训装置由主控台、传感器及信号处理实训模块、数据采集卡组成1. 实训台部分(1) 四组直流稳压电源：+24V、土 12V、+5V、0〜5V可调，有短路保护功能(2) 恒流源：0〜20mA连续可调，最大输出电压 12V(3) 数字式直流电压表：量程 0〜20V,分为200mV 2V、20V三档、精度0.5级(4) 数字式直流毫安表：量程 0〜20mA三位半数字显示、精度 0.5级，有内侧外测功能(5) 频率/转速表：频率测量范围 1〜9999Hz,转速测量范围1〜9999rpm(6) 计时器：0〜9999s,精确到0.1s(7) PID 调节仪：多种输入输出规格,人工智能调节以及参数自整定功能,先进控制算法2. 实训模块(1) 温度传感器实训模块(2) 转速传感器实训模块(3) 液位 /流量传感器实训模块：(4) 金属应变传感器实训模块(5) 气敏、湿敏传感器实训模块(6) 红外传感器实训模块(7) 超声位移传感器实训模块(8) 增量式编码器实训模块(9) 光栅位移传感器实训模块(10) 传感信号调理 /转换实训模块3. 数据采集卡及软件高速 USB 数据采集卡：含 4 路模拟量输入, 2路模拟量输出, 8路开关量输入输出, 14位 A/D 转换, A/D 采样速度最大 400kHz。

上位机软件：本软件配合 USB 数据采集卡使用,实时采集数据,对数据进行动态或静态 处理和分析,双通道虚拟示波器、虚拟函数信号发生器、脚本编辑器等功能三、实训内容本装置的实训项目共 23 项,涉及压力、位移、温度、转速、浓度等常见物理量的检测 通过这些实训项目,使学生能够更全面的学习和掌握信号传感、信号处理、信号转换、的整个 过程目录一 \N、F/V 转换 2 二A/D与D/A转换3 三直流电机驱动6四金属应变传感器应用一一电子秤7 五扩散硅压力传感器液位测量 8六涡轮流量传感器流量测定 10八霍尔测速11九磁电式传感器的测速 12十光电转速传感器的转速测量 13十^一智能调节仪转速控制 13十二集成温度传感器温度测量 15十三智能调节仪温度控制 16十四铜热电阻温度测量 18十五 K型热电偶测温19 十六热电偶冷端温度补偿 22十七酒精检测23 十八湿度检测24 十九红外检测25二十超声波测距26二十一增量式光电编码器测量角位移 26二十二开关量检测 28二十三长光栅传感器位移测量 29I/V、F/V 转换一、 实训目的了解\/V、F/V信号转换的原理与应用二、 实训仪器信号转换模块、转动源三、 相关原理在控制系统及测量设备中，对电流信号进行数字测量时，首先需将电流转换成电压，然后 由数字电压表进行测量。

有些传感器直接输出是脉冲信号，为了转化成国际电工委员会 2. PC机1台（含上位机软件“ THSRZ ” >三、 实训内容与操作步骤1•输入一定值的电压，测取模数转换的特性，并分析之；2•在上位机输入一十进制代码，完成通道的数模转换。

3. 启动实训台的“电源总开关”，打开 +5、土 15V电源将“稳压源 0〜5V”输出端连接到“数据采集接口单元“的“ AD1 ”通道 同时将采集接口单元的“ DA1 ”输出端连接到接口单元的“ AD2 ”输入端；4、 将“稳压源0〜5V ”的输出电压调节为 1V ;5. 启动计算机，在桌面双击图标“ THSRZ ”软件，在打开的软件界面上点击“开始采集”按钮；6•点击软件“系统”菜单下的“ AD/DA实验”，在AD/DA实验界面上点击“开始/停 止”按钮，观测采集卡上 AD转换器的转换结果，在输入电压为 1V时应为11101（其中后几位将处于实时刷新状态 ＞调节阶跃信号的大小，然后继续观 AD转换器的转换结果，并与理论值（详见本实验附录 ＞进行比较；7.根据DA转换器的转换规律（详见本实验附录 ＞，在DA部分的编辑框中输入一个 10进制或16进制数据，然后虚拟示波器上观测 DA转换值的大小；8实验结束后，关闭脚本编辑器窗口，退出实验软件四、附录1数据采集卡本实训台采用了 THBXD数据采集卡它是一种基于 USB总线的数据采集卡，卡上装有14Bit分辨率的A/D转换器和12Bit分辨率的D/A转换器，其转换器的输入量程均为土 10V、输出量程均为土 5V。

该采集卡为用户提供 4路模拟量输入通道和 2路模拟量输出通道其主 要特点有：1＞支持USB1.1协议，真正实现即插即用2＞ 400KHZ14位A/D转换器，通过率为 350K , 12位D/A转换器，建立时间 10卩s3＞ 4通道模拟量输入和 2通道模拟量输出4＞ 8k深度的FIFO保证数据的完整性5＞ 8路开关量输入，8路开关量输出2. AD/DA转换原理数据采集卡采用“ THBXD ” USB卡，该卡在进行 A/D转换实验时，输入电压与二进制的 对应关系为：-10〜10V对应为0〜16383（A/D转换为14位＞其中0V为8192其主要数据格 式如下表所示（采用双极性模拟输入＞ :输入AD原始码（二进 制＞AD原始码（十六进 制＞求补后的码（十进 制＞正满度01 1111 1111 11111FFF16383正满度—1LSB01 1111 1111 11101FFE16382中间值 ＜零点）00 0000 0000 000000008192负满度+1LSB10 0000 0000 000120011负满度10 0000 0000 000020000而DA转换时的数据转换关系为：-5〜5V对应为0〜4095（D/A转换为12位＞，其数据格式（双极性电压输出时 ＞ 为:输入D/A数据编码正满度1111 1111 1111正满度—1LSB1111 1111 1110中间值 ＜零点）1负满度+1LSB0000 0000 0001负满度0000 0000 00003 •编程实现测试信号的产生利用上位机的“脚本编程器”可编程实现各种典型信号的产生，如正弦信号，方波信号, 斜坡信号，抛物线信号等。

其函数表达式分别为：1>正弦信号泊 2兀y = A sin( ，t ，T =—— co2>方波o _t :::T「_t ::: T3＞斜坡信号at0 _t :::Ti，a为常量# / 31-at24＞抛物线信号0 - t :：：Ti， a 为常量T- _t :::T这里以抛物线信号为例进行编程，其具体程序如下:dim tx ,op,a初始化函数sub lnitialize(arg> 初始化函数WriteData 0 ,1对采集卡的输出端口 DA1进行初始化tx=0对变量初始化end subsub TakeOneStep (arg> 算法运行函数a=1op=0.5*a*tx*tx 0.1 为时间步长tx=tx+0.1if op>3 then波形限幅tx=0end ifWriteData op ,1数据从采集卡的 DA1端口输出end subsub Finalize (arg> 退出函数WriteData 0 ,1end sub出端接转动源2〜24V输入光电传感器输出接转速 /频率表通过改变变量tx、a的值可改变抛物线的上升斜率其它典型信号的编程请参考 THSRZ上位机安装目录下的“ VBS脚本程序 计算机控制技 术”目录内参考示例程序。

三直流电机驱动一、 实训目的了解PWM调制、直流电机驱动电路的工作原理二、 实训设备转动源、信号转换模块，0〜5V直流稳压电源、频率转速表、直流电压表三、 相关原理直流电机在应用中有多种控制方式，在直流电机的调速控制系统中，主要采用电枢电压控 制电机的转速与方向功率放大器是电机调速系统中的重要部件，它的性能及价格对系统都有重要的影响过去 的功率放大器是采用磁放大器、交磁放大机或可控硅 ＜晶闸管）现在基本上采用晶体管功率放大器PWM功率放大器与线性功率放大器相比，有功耗低、效率高，有利于克服直流电机 的静摩擦等优点PWM调制与晶体管功率放大器的工作原理：+15V图3-控制电路上图SG3525控制电厂［童1 1亍凭C213"5VcCTSTHCRTVKEFDKCOUTACOIsfPoscNOTTBcssGNDUI|[| :匸11Q13013SG35251PWM 的所示为为核心的 路， 是美国A、B两端可输出两个幅度相等、频率相等、相位相互错开 PWM信号）它适用于各开关电源、斩波器的控制180 度、Silicon Ge neral公司生产的专用PWM控制集成芯片，其内部电路结构及各引脚如图 57-2所示，它采用恒频脉宽调制控制图3-2 SG3525内部四、实训内容与操2、打开实训台 电源接入直流电机1、将实训台直 实验模块jfitt流电源连接到信号转换电源，0〜5V直流稳压 驱动电路得输入端，输结构作步骤* 51V6 / 31方案，其内部包含有精密基准源、锯齿波振荡器、误差放大器、比较器、分频器和保护电路 等。

调节Ur的大小，在 占空比可调的矩形波3、调节直流稳压电源，记录直流电机得启动电压，待电机转动平稳后记下电机转速对应 的驱动电压，填入下表Vi n(V>n(rpm>启动五、实训报告1、根据实验所得的数据，作 Vin — n曲线四金属应变传感器应用 一一电子秤一、 实训目的：了解金属箔式应变片的应变效应，掌握电子秤。