HKCGQ-33传感器综合实验装置
一、装置尺寸
主要技术指标
序号 | 项目 | 技术指标说明 |
1 | 材质 | A3，优质木材桌面 |
2 | 长×宽×高 | 1550mm×900mm×1320mm |
3 | 重量 | ≤90kg |
l HKAQ-USB型数据采集卡
HK-USB型数据采集卡是配套创新实验室使用的集成式USB接口数据采集仪。数据采集仪与PC机之间通过专用USB电缆连接，集软件加密、前端信号采集、信号激励输出、数字输入输出等功能于一体。采集仪采用配套开关电源供电，提供8通道的模拟信号输入、2通道的模拟信号输出、16路数字输入、16路数字驱动输出等功能，12Bit分辨率，最高400KHz采样频率。
主要技术指标
名称 | 技术项目 | 技术指标说明 |
模拟输入 | 通道1～通道8 | 信号输入范围：－5V～＋5V电压信号 信号输入接口：五芯航空插头接口 |
采样频率 | 单通道最高采样频率400KHz（DMA方式），多通道实时采样频率40 KHz | |
采样精度 | 12位分辨率 | |
采样模式 | 自由采样模式、预触发采样模式 | |
模拟输出 | 通道1～通道2 | 信号输出范围：－5V～＋5V电压信号 信号输出接口：标准BNC接口 |
输出频率 | 单通道最高刷新频率40KHz，多通道同时输出1Hz～20KHz的频率可调，最高刷新频率按输出通道数倍减 | |
输出精度 | 12位分辨率 | |
数字输入 | 通道1～通道16 | 通道数：16；TTL电平输入 |
数字输出 | 通道1～通道16 | 通道数：16；输出方式：集电极开路输出；最大输出电流：0.5A |
电源 | ±12V和+5V供电；+5V电源波动范围不得超过±2.5%，输入电流500mA；±12V电源波动范围不得超过±2.5%，输入电流3A。 |
l 运动控制卡
HKMC-B型运动控制模块由ADUC842高速单片机、外部扩展存储区和输入输出控制接口组成。板载8路ADC输入，8路步进电机输出，2路DAC输出，2路PWM输出，16路数字I/O和32K扩展RAM，采用标准RS232接口和上位机进行通讯。能完成8路步进电机的控制、4路直流电机的控制、16路数字I/O的控制以及8路缓变量信号的采集等功能。运动控制模块与三自由度直角坐标机械手、运动控制平台实验系统、水箱液位控制系统、球杆系统等配合可以完成各种开环运动系统的控制实验。
¡主要技术指标
序号 | 项目 | 技术指标 |
1 | 模拟输入 | 采样通道数：8；采样精度：12位；最高采样频率：5KHz；输入电压范围：-5V ~ +5V。 |
2 | 步进电机输出 | 采用5针插口，1，2，3，4接步进电机各相；5为+12V输出，接步进电机电源。最多可进行4相输出，输出最大电流0.5A。 |
3 | 模拟输出 | 0，1通道；电压输出范围： –9V~ +9V连续可调，最大输出电流：2A |
4 | PWM输出 | 2，3通道；电压输出范围： –9V~ +9V连续可调，最大输出电流：2A |
5 | 数字输入 | 通道数：8；输入方式：TTL电平输入 |
6 | 数字输出 | 通道数：8；输出方式：集电极开路输出；最大输出电流：0.5A |
7 | 接口形式 | 标准RS232接口；最高通讯速率：115200bps |
8 | 外部扩展存储 | 32K RAM |
9 | 电源 | ±12V和+5V供电；+5V电源波动范围不得超过±2.5%，输入电流500mA；±12V电源波动范围不得超过±2.5%，输入电流3A。 |
l 多路输出电源
多路输出电源集成在综合实验桌内，为数据采集仪、传感器、实验台架等设备提供正常使用所需要的电源，在技术规格所允许的范围内，也可为其它直流低压设备提供电源。直流开关电源与数据采集仪之间通过专用的5芯电源线连接，与其它直流设备之间采样标准的接线端子。直流开关电源提供＋5VDC、－5VDC、＋12VDC、－12VDC电源。
¡主要技术指标
项目 | 输入/输出电压 | 技术指标说明 |
交流输入 | 220V | 220VAC±20% |
直流输出1 | ＋5V | 最大输出电流2.5A，输出功率12.5W |
－5V | 最大输出电流1.0A，输出功率5W | |
直流输出2 | ＋12V | 最大输出电流5A，输出功率60W |
－12V | 最大输出电流3A，输出功率36W |
¡接口定义
电缆标记 | 说 明 |
5芯电源线 | USB数据采集仪专用电源线，定义见数据采集仪使用说明书 |
红色线 | ＋5VDC电源 |
绿色线 | －5VDC电源 |
黄色线 | ＋12VDC电源 |
棕色线 | －12VDC电源 |
黑色线 | 地 线 |
l 转子台电机智能控制模块
在控制理论和控制工程的学习过程中，电机的转速控制是一个经典的实验。在我司现有的多功能转子实验台的基础上，通过增配电机智能控制模块，达到如下实验目的：
a、电机调压模块
电机调压模块计划使用单片机作为嵌入式控制器，单片机接受上位机控制输出并使用PWM 方式对电机进行调压。
b、自动控制器
自动控制装置使用计算机作为控制平台，在软件 平台上，运行相应的控制算法，然后输出给单片机控制电机两端电压。
c、转速测量传感器
转子实验台上已经有两种测速传感器，但是测量精度和响应速度都达不到高精度转速控制要求，计划使用比较高精度、响应速度快的增量式旋转编码器作为转速测量传感器，通过单片机采样之后传输给计算机作为转速反馈。
电机智能控制模块性能指标：
a、调速范围：200 – 2500rpm 连续可调
b、可正反转：逆时针正转、顺时针反转
c、电机供电电压：12V
d、调速方式：PWM
e、上位机连接方式：RS232串口
f、控制精度：±6RPM（与选配编码器精度有关）
3、多功能转子台实验对象
HKSY型多功能转子实验台可以灵活安装振动、转速、噪声、位移等等机械参量测量的传感器，可以综合应用到传感器测控中学到的诸多知识，进行传感器测控实验。该实验项目既可作为学生对传感器测控综合性锻炼的实验，也可作为学生课程设计的项目。对于该子系统，教师在实验课上可以只提出实验的目的、基本原理和实验结果要求，学生根据这些要求自己选择传感器、测量软件，进行测控平台的设计和搭建，包括传感器的布置位置、测量方式、信号获取质量的判别、软件的测控分析环节、对缺陷或不稳定状态的调整等等，提高学生面对实际问题的处理能力、分析能力和解决能力。
Ø 振动测量实验：在偏心盘上添加不同的配重产生振动，启动电机，利用加速度传感器或速度传感器进行底座振动的测量。
Ø 转子动平衡实验：可以利用动平衡算法，在偏心盘上合适的位置添加配重，进行现场动平衡实验。
Ø 位移及轴心轨迹测量实验：利用电涡流传感器的涡流效应，进行轴的振动、位移以及轴心轨迹测量实验。
Ø 物料称重实验：利用由应变片和测力环组成的力传感器，进行物料重量的测量，在进行测量前，还需对力传感器进行标定，从而了解传感器标定的基本方法。
Ø 光电转速测量实验：利用光电传感器的反射特性，在配重盘上贴上反光纸，然后对反射回来的脉冲信号进行计数，从而实现电机转速的测量。
Ø 磁电转速测量实验：利用磁电传感器的电磁特性，对经过齿轮激励产生的脉冲信号进行计数，从而实现电机转速的测量。
主要技术指标
项目 | 技术指标说明 | 项目 | 技术指标说明 |
可调转速范围 | 0~2500转/分，无级 | 主轴直径 | 12mm |
电源 | DC12V | 外形尺寸 | 640×140×160mm |
主轴长度 | 510mm | 重量 | 25kg |
传感器技术参数指标
序号 | 名称 | 型号 | 规格及主要技术参数说明 |
1 | 电涡流传感器 | DRDWL-B | 量程：1.5mm；灵敏度：8mv/µm；分辨率：1µm；频率范围：0～4000Hz；线性度：1.5% |
2 | 速度传感器 | DRSD-B | 磁电式；灵敏度：400cm/s；线性度：5%；频率范围：10～1000Hz；测量方式：绝对 |
3 | 加速度传感器 | DRJSD-B | 工作温度：-10～+75℃；灵敏度：3-4pc/ms2；频率：1-10000Hz；极限加速度：5000ms-2；结构形式：三角剪切 |
4 | 变送器 | DRBS-C | 工作温度：-10～+60℃；测量范围：0~10g；工作电压：DC12V；输出电压：0-5V |
5 | 光电转速传感器 | DRHYF-B | 动作距离Sn：0.1～1m；工作距离Sr: Sn×80％；工作电压：DC12V；响应频率：500Hz |
6 | 磁电转速传感器 | DRCD-B | 温度：-25～+70℃；工作电压：DC12V；探测距离：0.5～2mm；频率响应：20～10000Hz |
7 | 噪声传感器 | DRZS-B | 灵敏度(0dB=1V/Pa, 1KHz); 信噪比：58dB；指向性：单向；频率响应：20～16,000Hz |
8 | 应变式力传感器 | DRYB-B | 量程：0~2Kg；综合精度：0.03Kg，重复性：0.02%；安全超载：150% |
实验内容简介
1 | 速度传感器振动测量实验 | 6 | 光电传感器转速测量实验 |
2 | 加速度传感器振动测量实验 | 7 | 力传感器标定及称重实验 |
3 | 电涡流传感器轴心轨迹测量实验 | 8 | 转子现场动平衡实验 |
4 | 电涡流传感器轴位移测量实验 | 9 | 噪声测量实验 |
5 | 磁电传感器转速测量实验 | 10 | 计算机转速自动控制实验 |