SGJCS113创新型测控技术综合实训平台.docx

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1、SGJCS-113创新型测控技术综合实训平台（参考图）一、概述1 .实验平台能满足传感器与检测技术课程群的实验需求，并且具有占用空间小、挂箱设 计规范、互换性强，从基本实验到构成完整系统在一台实验装置上便可以全部实现。避免了 不同课程需要不同实验装置、占用空间大、难以构成完整系统、不方便实施综合性和设计型 实验的麻烦。2 .能适应不同专业和不同层次的教学需要，可按不同需求选择不同的配置，并可根据用 户的要求增添实验挂箱。3 .实验装置能完成传感器与检测技术相关课程实验，通过实验能掌握各种传感器原理、 信号处理电路及检测方法。4 .传感器部分：包括压力、压电、应变、电容、霍尔、温度、光敏、电涡流

2、、光纤位移、 长光栅位移、差动变压器、光电耦合等各种常见传感器。5 .检测部分：利用工业实际中广泛采用的成熟电路完成对各种传感器信号的拾取、转换、 调理、采样、存储、解算、控制及显示等处理电路，实验装置充分考虑抗干扰及可靠性技术 的应用，学生可以学以致用。6 .通过使用本实验平台，有利于广大学生对书本知识的理解和深化，在完成传感器与检 测技术等一系列基本实验后，便能掌握传感器与检测技术课程群所要求的基本原理、操作技 能和动手能力。若再完成一个或几个综合型实验，则对系统有一个较为全面的认识，形成基 本的解决实践问题的知识体系。如果能进一步完成设计型乃至创新型实验，则将形成解决实 践问题的能力和积

3、累解决实践问题的经验，进而培养其创新精神和创新能力。二、特点1 .模块化设计：采用标准的模块化设计，增强系统的结构性和互换性。2 .总线标准：建立统一的内总线和接口约定，以实现最灵活的个性化配置、扩展和系统 管理。3 .可更换的核心系统：为适应不同厂家的处理器、不同种类的处理器，通过改变系统核 心卡来实现使用不同家族的单片机或者是不同种类的处理器（如YCU、DSP. ARM）等来组成系 统。4 .快速连接线设计：提供三种连线方式采用金质缩紧孔单线接线；采用排线集中接线；自动免连线模式接线。各模块在设计时均融入三种连线方式于设计过程。5 . 一机多用：采用实验现场与实验准备室相结合的设计构思，在

4、实验装置上仅配备最常 用的模块，在实验装置内放置次常用模块，在实验准备室中放置其他模块。由此实现了该实 验装置能够实现一机多用、便于扩展和综合的目标。6 .接近工程实际：实验装置上采用多种工业型传感器，既可以用来完成传感器原理、结 构与调理电路的教学，也可以用解决工业工程和过程中的实际问题。7 .学以致用：构成实验装置中的智能仪器的各模块，在其设计时充分体现实际系统的抗 干扰设计技术和可靠性设计技术，其核心卡可作为实际智能仪器的核心单元。实验装置中信 号转换与信号调理电路采用工业和工程实际中所采用的成熟电路。实验装置中使用的各种数 字信号处理方法，采用典型的也是未来实践系统首选的数字信号处理手

5、段，具有很强的工程 实用特征。8 .持续发展：结合单片机、嵌入式单片、FPGA/CPLD、DSP及ARM知识可以将检测系统 或智能仪器提高到更高的层次。9 .智能仪器仪表设计：结合工程实际给出了一个将常规仪器实现智能化的实例。10 .虚拟仪器仪表设计：结合数据采集卡设计虚拟仪器仪表。11 .研究与创新能力培养：实验装置中选用的几项综合型实验，是典型的检测仪表或工业 应用系统的微型化，既能够使学习者领略检测技术的典型应用和掌握成熟可靠的检测系统的 设计技术，又是培养和发挥学生创新能力、开展创新实验的实验平台。12 .开放式设计：实验装置中的软、硬件及系统均按照全开放的思想进行设计，以便于学 生开

6、展研究型和创新型的实验。13 .最小知识单元：为每个模块均可拆分到该知识层次的最小知识单元。三、适用范围实验台主要针对高校大学生课程设计、毕业设计和电子设计竞赛的开发平台,体现了灵活、 开放、创新、综合、跨领域、跨专业的设计理念。其功能扩展模块覆盖了多个专业多门课程, 适合电子类、通信类、自动化类、计算机类、机电类、测控仪器类等专业的学生进行综合、 创新设计。四、结构简介本装置由控制屏，实验桌、活动挂箱及扩展模块、实验箱组成。实验台美观大方，尺寸可选; 活动挂箱包括CPU挂箱、接口挂箱、对象挂箱、ARM挂箱、DSP挂箱；其功能扩展模块覆盖 了多个专业多门课程，包含CPU类、通用接口类、人机界面

7、类、信号变换隔离类、通信类、 执行机构类、传感器类共40多项。五、技术指标1 .输入电源：单相三线220V10% 50Hz2 .工作环境：温度IOC+40相对湿度85%（25C）海拔400Om3 .绝缘电阻：大于3UQ4 .漏电保护：漏电动作电流不大于30mmA,动作时间不大于0. 1秒5 .装置容量:200VA6 .外形足寸：2080mm700mm 1750mm,以实物为准。六、装置的配备及技术性能本装置主要由实验控制屏和实验桌两部分组成。（一）实验控制屏A.电源及保护体系（1）直流稳压电源，每套功能配置如下：5V1A, 12V1A和15V1A各两路，均具有短路软截止自动恢复保护功能；O3O

8、V1A连续可调电源一路，具有短路软截止自动恢复保护功能，带数显电压表切换 指不；020mA连续可调恒流源、具有开路保护功能，带数显指示功能。（2）实验装置设有漏电保护，控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源，对 人身安全起到一定的保护。B.仪器仪表1、直流数显电压表一只，采用ICL公司高性能AD转换器配以高速MPlJ单元设计而成，通 过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。具有自动与手动量程，测量范围：0-200V。 手动量程为：2V、20V、200Vo测量精度为0.5级。具有数据存储与查询功能。具有超量程 报警、指示及切断总电源等功能。2、直流数显亳安表一只，采用IeL公司高性能

9、AD转换器配以高速MPU单元设计而成， 通过键控、数显窗口实现人机对话功能控制模式。具有自动与手动量程,测量范围：0-2000mA。 手动量程为：20mA、200mA、2000mAo测量精度为0.5级。具有数据存储与查询功能。具有 超量程报警、指示及切断总电源等功能。3、功率输出函数发生器：1）采用直接数字频率合成（DDS）产生高精度正弦波，方波和三角波。2）大屏幕LCD显示输出频率、波形、减值。3）正弦波输出幅度210V,输出阻抗50Q,失真度1% （0. IHZ- IKHz）。4）频率范围：0. lHZ3MHz,采用数字键盘直接输入数字设定频率。5）输出幅度采用电位器调节，正弦波输出具有2

10、0db,40db衰减。6）方波占空比可调，调节范围：1%-99%调节；方波和三角波采用HL电平输出。7）内外测频功能：频率计最高测量范围0. 1HZTOOMHz,自动换档。4、频率/转速表:频率测量范围l9999Hz,转速测量范围l9999rpm;5、温度控制器，加热源：提供一只XMTD3000温度控制器，可以显示设定温度和当前温度。6、实验室智慧用电安全控制系统智能电源管理系统具有过温、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：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

11、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，没有网络的情况卜，教室整套智能电源管理系统可离线独立运行。1、智能终端：智能电源管理系统以32位ARM为核心，采用4. 3寸彩色触摸屏为人机交互界面，实时 监控设备运行情况，提供Zigbee、CAN等多种通信模式，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

12、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。控制：可在微信小程序中远程控制智 能开关的通断。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：包含账号管理、设备管理、报修管理、用户管理，设备管理：、包含监控管理：实时 视频监控每个教室，可

13、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！、包含设备 节点：可显示设备所在位置、编码名称、挂载情况、用户编辑、用户查询等。5、报修管理：川可进行远程报修，反应设备故障信息，编辑报修情况，后台可进行远程维护，及时 跟进，以有效解决用户设备维护。6、用户管理：可连通手机号，对账户进行一对一的安全加密，实名认证，防止账户泄密、防盗，现场 数据连接云平台后台数据库管理。现场需对功能逐一演示，提供有效、权威的证明文件，佐证该产品的可靠、安全、合法性。C.传感器由多种传感器和信号调理模块组成（1）转动源部分：转动源、霍尔传感器、光电传感器；应变片称重传感器；可更换的传感 器：差动变压器传

14、感器、电容传感器、涡流传感器、霍尔位移传感器、磁电式传感器、光纤 位移传感器、湿敏传感器、酒精传感器。（2）振动源部分：应变片振动台、压电电传感器；（3）气体压力传感器部分：气压源、两气压计、气体压力传感器。（4）热敏电阻传感器，热电偶传感器，PTlOO销电阻等。D.实验挂箱及实验模块，挂件尺寸：480*360（1）核心模块的配置单元1） 51系列单片机核心模块单元含有兼容51系列SST单片机SST89E/V516RD2,以及通用带锁紧装置的IC座1个，所有I/O 口引脚完全对外引出，每组I/O 口用8芯排线座引出，数据输出口带负载扩展功能，并用2 个8芯排线座并联引出。含有外置+5V电源输入

15、接口 1个、USB电源接口 1个、+5V引出插 座2个、电源开关 个、复位按钮一个、晶振电路、经锁存的低位地址线A0A2用插孔引 出、RS232在线下载通信接口 1个、外部接口用的控制线用插孔引出。2）本系统可以任意扩展其它单片机系统，包含C8051单片机核心模块、ATMEGA16单 片机核心模块、MSP430单片机核心模块、PIC16单片机核心模块、STM32 cortex-M3核心模 块。该类模块单元还有外置+5V电源输入接口一个、+5V引出插座1个、电源开关一个、复 位按钮一个、晶振电路和在线下载接口或RS232通信接口。（2）单片机控制挂箱单元480*3601）基础接口电路：多路定时计

16、数器8253A；可编程并行输入/输出接口 8255；可编程 键盘显示接口 8279；可编程串行通信接口 16C550；单片机系统简单I/O 口扩展电路 74LS273/74LS244 ；看门狗电路 MAX813。2）人机接口电路：8位LED发光管输出显示；8位开关量输出模块；8个独立的LED 数码管；4X4矩阵键盘电路；8个查询式键盘；16X16点阵LED模块，由4个8*8点阵和驱动 电路组成；12864 LCD图形、中文、字符显示模块；两路带消抖土单脉冲产生电路；IHZTMHZ 分8路输出固定脉冲发生；555时基应用电路。3）外设执行部件：5V继电器控制、音乐发生器电路；步进电机20BY及直