压电式传感器实验总结
一、总体概述
GLCGDZ-20型传感器实验仪采用微型化、集成化传感器技术：MEMS技术、集成电路技术传感器；网络化技术：通过以太网，构成传感器网络；智能化技术：利用微处理器技术使传感器智能化。传感器具有转换信号、改善非线性、减少噪声影响、提高精度等功能；具有自我诊断、自我校正、适应环境等功能。
二、主控箱
1、高稳定具有过载保护功能的直流稳压电源
①0-24V连续可调直流稳压电源，电流0.5A；
②±15V、±5V、+5V稳压电源，电流0.5A；
③±2V-±10V可调直流稳压线性电源（最大输出电流0.5A）。
2、恒流源：0-20mA连续可调。
3、气压源：气压4-40KPa可调。
4、显示仪表
①电流表：DC 20μA-200mA(高精度军工级五位电流表，22位A/D转换器，测试精度0.06％)；
②电压表：DC 200mV-20V（量程三档切换）；
③频率/转速表：f 0-9999Hz，n 0-9999 r/min ；
④气压表：0-50KPa。
5、PID智能调节器：多种输入输出规格，具有温度控制功能，内含人工智能调节以及参数自整定功能，温度控制精度±0.5℃。
6、信号源：1HZ-30HZ（可调），1HZ-10KHZ（可调）。
三、高性能数据采集板卡、微处理器开发用户板、网络型测量系统软件
1、数据采集板卡
数据采集卡采用工业级解决方案，高精度测量和动态范围，USB接口，核心功能指标以下：
①具有8路模拟量输入：6路单端电压输入或3路差分输入，2路电流输入；
②ADC分辨率：12位；
③最大采样速率：100K/S(全通道)，单通道不低于200K/S；
④具有多种采样方式：定时采样，定长采样，单步采样，实时采样；
⑤具有输入低通滤波，过压保护功能；
⑥具有16路数字量输入输出：8路输入，8路输出；
⑦支持波形：正弦波，方波，三角波，锯齿波任意波形,上位机软件可采集调节；
⑧波形频率可调：范围0-10000HZ，三路以上，上位机软件显示控制；
⑨支持485、以太网通讯协议。
2、Cortex-M3微处理器开发用户板
STM32F103VBT6增强型微控制器，英蓓特公司全功能评估板。配置调试下载编程仿真器、LCD显示器、JTAG、USB、CAN、485、以太网、WIFI、UART、Motor Control等外设。
3、系统软件
①系统软件匹配数据采集卡使用，实时采集、显示实验数据（波形），对数据可进行静态、动态处理和分析；
②所有测量数据均可形成EXCEL文档进行保存、打印；
③可对各种PID波形进行精准控制，PID参数及输出值可以随时更改，具有实时显示PID正弦波、PID方波等各种波形控制功能，控制周期4挡可选，控制幅度8档可选，控制曲线实时显示；
④具有网络通信功能，工作计算机可与服务器或其它计算机通信，传输实时实验测量数据（波形）。
四、传感器与实验模块
1、传感器
①压电式传感器：量程≤10KHz线性±2%；
②超声波传感器：量程0-60cm精度±2%；
③微波传感器：探测距离3-8m，探测角度360度无死角；
④激光位置传感器：量程±4mm；
⑤光电转速传感器：量程2400转／分精度±0.5%；
⑥霍尔式位移传感器：量程±5mm精度±2%；
⑦光纤传感器；
⑧心率传感器：放大300倍；
⑨红外热释电传感器：感应距离2m；
⑩气敏传感器：量程50-2000PPm（酒精）；
⑪Pt100铂电阻(T/S)：量程0-800℃，线性±2%三线制；
⑫集成六轴陀螺仪加速度计传感器：MPU-6050；
⑬集成运动传感器：LIS344ALH；
⑭集成温度传感器：AD22105ARZ。
2、实验模块
压电传感器实验模块、光电传感器实验模块、霍尔传感器实验模块、光纤传感器实验模块、心率传感器实验模块、红外热释电传感器实验模块、气敏传感器实验模块、集成六轴陀螺仪加速度计传感器实验模块、集成运动传感器实验模块、集成温度传感器实验模块等。
工业级转速、振动测控模块单元：振动源1HZ－30HZ（可调）；转动源0－2400转/分（可调），转动源输出脉冲及工业标准信号。
温度控制单元：加热源＜200℃（可调），温度控制范围为室温～150℃，可完成任意温度的设定控制功能。
五、实验项目
1、集成化传感器实验
①基于集成六轴陀螺仪加速度计传感器的多维角度、振动测量实验
②基于集成运动传感器的运动、振动测量实验
③基于集成温度传感器的温度测量控制实验
2、智能化传感器实验
①基于Cortex-M3微处理器的智能化光纤传感器位移、压力测量实验
②基于Cortex-M3微处理器的智能化霍尔传感器位移测量实验
③基于Cortex-M3微处理器的智能化超声波传感器距离测量实验
④基于Cortex-M3微处理器的智能化微波传感器距离测量、物体探测实验
⑤基于Cortex-M3微处理器的智能化激光传感器距离测量实验
3、网络化传感器实验
①基于以太网的光电传感器网络转速测量实验
②基于以太网的心率传感器网络心率测量实验
③基于以太网的红外传感器网络距离测量实验
④基于以太网的气敏传感器网络气体（酒精）测量实验
⑤基于以太网的压电传感器网络振动测量实验
4、直流全桥的应用——电子秤实验
5、交流全桥的应用——振动测量实验
6、扩散硅压阻压力传感器的压力测量实验
7、差动变压器的性能实验
8、激励频率对差动变压器特性的影响实验
9、差动变压器零点残余电压补偿实验
10、差动变压器的应用――振动测量实验
11、电容式传感器的位移特性实验
12、电容传感器动态特性实验
13、电涡流传感器的位移特性实验
14、被测体材质对电涡流传感器的特性影响实验
15、被测体面积大小对电涡流式传感器的特性影响实验
冉追邓874电阻应变式传感器,压阻式传感器和压电式传感器的异同点? -
柏皇堵13290203586 ______ 从原理上讲,应变式压力传感器,是外界的压力(或拉力)引起应变材料的几何形状(长度或宽度)发生改变,进而导致材料的电阻发生变化.检测这个电阻变化量可以测得外力的大小. 压阻式压力传感器通常是半导体压敏材料.半导体压阻式传感器在受到外力后,自身的几何形状几乎没有什么改变,而是其晶格参数发生改变,影响到禁带宽度.禁带宽度哪怕是非常微小的改变,都会引起载流子密度很大的改变,这最终引起材料的电阻率发生改变. 可见两种材料虽然都对外力变化呈现出电阻的变化,但原理不同.另外,应变式材料对外力的敏感度远远低于半导体压阻材料,后者的灵敏度是前者的约100倍;应变材料特性受温度影响较小,而半导体压阻材料对温度敏感.
冉追邓874压电式传感器为何不能测量静态信号? -
柏皇堵13290203586 ______ 压电式传感器属于加速度型传感器,静态没有加速度,所以不能测量静态的信号,匀速运动也不能测.
冉追邓874试回答压电式传感器的特点.比较磁电式传感器输出波形的相位差△ 大致为多少,为什 -
柏皇堵13290203586 ______ 特点:结构简单、紧凑,小巧轻便,工作可靠,具有线性度高量程范围大等优点. 缺点:但是由于产生的电荷量少,因此后续需加高阻抗的直流放大器.由于晶体边缘上存在漏电现象,因此不能用于稳态测量.
冉追邓874压电式超声波传感器的工作原理 -
柏皇堵13290203586 ______ 利用压电效应,不同的运用,换能器设计差别很大.它的工作原理也差别很大,比较常用就是测距.有测偏,测纸张重叠,计数,接近报警等.
冉追邓874急求《压电式加速度传感器实验研究》论文 -
柏皇堵13290203586 ______ http://www.ilib.cn/Article.aspx?AIT=QCode&AI=ybjsycgq200309001&A=ybjsycgq200309001 压电式加速度传感器的结构改进与设计
冉追邓874压电式压力传感器有什么特性?
柏皇堵13290203586 ______ 压电式压力传感器,主要是应用了压电材料的特有性能??压电效应.此类压力传感器的优缺点也较为明显,优点是其环境适应能力较强,可以在恶劣的环境中正常工作,而且温度感应较为灵敏;缺点是其低频性能较差,而且传感器在使用过程中出现故障后较难维修;
冉追邓874用压电传感器测量两个压力,F1=10N F2=10SIN100tN ,哪个效果好 为什么 -
柏皇堵13290203586 ______ 测试F1=10N 的力,压电传感器输出的信号出现一个最大值然后就迅速的降为0,我们看这个最大值就好了,而测试F2=10SIN100tN 的力,输出信号是个变化值,变化规律也基本是按正弦函数(SIN100t)变化的,如果我们只在乎最大幅值,看最大输出信号就可以了,如果还要看其他值,就得记录整个变化过程,所以从过程看应该是后者复杂些,哪个效果好要你自己判断了.
冉追邓874压电传感器实验中为什么轻拍试验台波形会产生毛刺
柏皇堵13290203586 ______ 轻拍试验台会产生冲击,这个冲击表现在 压电传感器上就是毛剌( 尖峰脉冲) 故轻拍试验台波形会在传感器的输出信号中产生毛刺
冉追邓874压电传感器实验中波形会产生毛刺
柏皇堵13290203586 ______ 这是敲击产生的冲击波造成的.当然就会有许多毛剌了.
冉追邓874压电式加速度传感器 -
柏皇堵13290203586 ______ 多数加速度传感器是根据压电效应的原理来工作的. 所谓的压电效应就是 ＂对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外,还将改变晶体的极化状态,在晶体内部建立电场,这种由于机械力作用使介质发生极化的...