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檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)訓(xùn)裝置

一、基本要求

1、模塊化設(shè)計(jì)：緊隨授課計(jì)劃，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的擴(kuò)展可增加模塊，專業(yè)化硬件電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)從定性到定量的提升。

2、采用透明模塊，方便學(xué)生了解傳感器的內(nèi)部構(gòu)造，有助于學(xué)生增加感性認(rèn)識(shí)；傳感器和轉(zhuǎn)化電路模塊正面印有電路原理圖，可提高學(xué)生對(duì)基本原理的認(rèn)識(shí)，增加實(shí)驗(yàn)效果。

3、可靠性高，具有較大的設(shè)計(jì)余量和較強(qiáng)的短路保護(hù)能力。

4、集信號(hào)檢測(cè)、儀表控制為一體，模擬實(shí)際的工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)，知識(shí)覆蓋面廣。

5、該裝置可配置多于32種傳感器，在完成典型舉例示范實(shí)驗(yàn)后可自己開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)，溫度源、氣源、振動(dòng)源、轉(zhuǎn)速源、信號(hào)源等可作為學(xué)生課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)性實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)。

6、硬件和電腦連接方便，只需通過(guò)一個(gè)USB的電纜線就可以方便的連接到PC機(jī)。

7、工作條件

1）輸入電源：?jiǎn)蜗嗳€AC220V±10％ 50Hz；

2）工作環(huán)境：溫度-10℃- +40℃,相對(duì)濕度<85%(25℃) 海拔<4000m；

3）裝機(jī)容量：<0.5kVA；

4）外形尺寸：約1200mm×750mm×1180mm；

8、本實(shí)訓(xùn)裝置由主控屏、檢測(cè)對(duì)象、傳感器、相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K、數(shù)據(jù)采集卡及處理軟件、實(shí)驗(yàn)桌及移動(dòng)柜等部分組成。

實(shí)訓(xùn)裝置整體要求：主控屏為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板，4mm高強(qiáng)度絕緣面板。人機(jī)界面固定在主控屏上方右側(cè)，可以90度翻轉(zhuǎn)。實(shí)驗(yàn)桌采用鐵質(zhì)噴塑結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)牢固，帶有電腦主機(jī)架，并配備移動(dòng)柜，可存放傳感器和模塊等。

控制屏

（1）氣壓源0-25Kpa，數(shù)字壓力表，玻璃轉(zhuǎn)子氣體流量計(jì)，智能PID控制儀表，USB計(jì)算機(jī)接口。

（2）直流穩(wěn)壓電源：±15V、+5V、±2V-±10V、+2- +24V可調(diào)，音頻振蕩器0.4KHz-10KHz可調(diào)，低頻振蕩器1Hz-30Hz可調(diào)

（3）0-20V數(shù)字直流電壓表，頻率/轉(zhuǎn)速表，計(jì)時(shí)秒表

（4）溫度源＜120℃

（5）振動(dòng)源（1Hz-30Hz），轉(zhuǎn)動(dòng)源（0-3000轉(zhuǎn)/分）

檢測(cè)對(duì)象模塊

1）溫度源：0-220V交流電源加熱，溫度可控制在室溫至120℃。

2）轉(zhuǎn)動(dòng)源：+2- +24V直流電源驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速可調(diào)0-3000rpm。

3）振動(dòng)源：振動(dòng)頻率1Hz-30Hz。

傳感器及相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)K

采用實(shí)用的傳感器元器件，處理電路采用模塊化設(shè)計(jì)，要求采用藍(lán)色有機(jī)透明玻璃盒封裝，方便學(xué)生了解傳感器的內(nèi)部構(gòu)造，增加感性認(rèn)識(shí)，尺寸為100mm*160mm。

9、傳感器控制對(duì)象要求：

9.1、水果采摘智能機(jī)器人（整個(gè)實(shí)驗(yàn)室配一套）

（1）功能要求：水果采摘機(jī)器人為三自由度機(jī)器人，要求通過(guò)圖像識(shí)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)成熟水果的手動(dòng)控制采摘或自動(dòng)控制采摘。

（2）實(shí)訓(xùn)器件配置：控制器要求由CPU電路單元、人機(jī)接口電路單元、傳感器測(cè)量電路單元、ADS1118串行A/D轉(zhuǎn)換電路板、功率運(yùn)放輸出電路板、功率H橋PWM輸出電路板、電源電路單元等組成，CPU電路單元要求由Cortex-M3系列STM32F103ZET6（LQFP144）處理器或STC單片機(jī)IAP15W4K61S4（LQFP64S）的軟件設(shè)計(jì)，完成該控制器的設(shè)計(jì)及制作；數(shù)碼管顯示和鍵盤(pán)電路包括八位數(shù)碼管顯示單元、查詢式鍵盤(pán)、矩陣式鍵盤(pán)所組成；ADS118串口A/D轉(zhuǎn)換電路主要由模擬信號(hào)輸入、AD1118及外圍電路、偏置電路、數(shù)字信號(hào)輸出電路組成；H橋PWM輸出電路CPU 可以同時(shí)輸出四組脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)隔離后，由雙路全橋PWM電機(jī)驅(qū)動(dòng)器DRV8412來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該芯片有過(guò)熱保護(hù)和故障檢測(cè)功能。

（3）要求提供技術(shù)資料、元器件及器材，完成水果采摘機(jī)器人的設(shè)計(jì)、裝調(diào)任務(wù)，并要求提供完整的水果采摘機(jī)器人的設(shè)計(jì)、裝調(diào)等技術(shù)文件。

為了保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能，中標(biāo)后提供樣機(jī)演示。

9.2、傳感器控制綜合實(shí)訓(xùn)對(duì)象（整個(gè)實(shí)驗(yàn)室配2套，用于創(chuàng)新設(shè)計(jì)和綜合應(yīng)用）

1）圖形化編程：基于圖形化編程功能。

2）動(dòng)力單元：采用伺服舵機(jī)驅(qū)動(dòng)。要求支持位置、速度、力矩閉環(huán)控制，具備鎖死、阻尼、待機(jī)等工作模式，擁有堵轉(zhuǎn)、溫度保護(hù)功能。

3）搭載傳感器：紅外傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器。

4）要求該對(duì)象由17個(gè)自由度組成，可以實(shí)現(xiàn)不少于四種仿生動(dòng)物之間的互相轉(zhuǎn)換。

5）要求該對(duì)象可擴(kuò)展傳感器：激光傳感器、觸摸傳感器、聲音傳感器、碰撞傳感器、超聲波距離傳感器、灰度傳感器、霍爾傳感器、視覺(jué)傳感器和光強(qiáng)傳感器。

6）控制方式：要求具備PC端和App端兩種控制方式。

（1）PC端

要求具備對(duì)實(shí)訓(xùn)對(duì)象的基本控制、圖形化編程、程序調(diào)試窗口等功能。

◆圖形化編程：要求基于圖形化編程功能。

◆程序調(diào)試窗口：要求支持查看代碼執(zhí)行結(jié)果，反饋代碼是否錯(cuò)誤，提示用戶及時(shí)修改程序，形成編程學(xué)習(xí)中自我檢測(cè)的閉環(huán)。

（2）App端

要求實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)訓(xùn)對(duì)象的基本控制、手柄控制、語(yǔ)音控制、圖形化編程、技能云端等功能

◆手柄控制：要求通過(guò)虛擬搖桿來(lái)控制對(duì)象的運(yùn)動(dòng)方向和擺動(dòng)幅度等一系列操作。

◆語(yǔ)音控制：要求通過(guò)語(yǔ)音對(duì)實(shí)訓(xùn)對(duì)象“講話”，支持下達(dá)控制指令、智能對(duì)話。該功能為用戶在物聯(lián)網(wǎng)、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)義理解等多項(xiàng)*技術(shù)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)奠定基石。

◆技能云端：要求可以將自己創(chuàng)建的動(dòng)作技能上傳到云端，其它用戶都能夠下載使用。

為保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能，中標(biāo)后提供樣機(jī)演示，不符合要求承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。

10、數(shù)據(jù)采集卡模塊（投標(biāo)商需提供實(shí)物圖片）

要求滿足八路低速模擬量輸入，八路低速模擬量輸出，兩路高速模擬量輸入，八路數(shù)字量輸入輸出。12位A/D轉(zhuǎn)換、分辨率由1/2048，采樣周期1ms－1000ms，采樣頻率可選擇，

數(shù)據(jù)采集硬件技術(shù)說(shuō)明

清晰、準(zhǔn)確、可靠、*的性價(jià)比，*符合傳統(tǒng)操作習(xí)慣的數(shù)字存儲(chǔ)示波器；獨(dú)立雙通道16bit分辨率，1Msps實(shí)時(shí)采樣；
8路 12bit分辨率，200Ksps實(shí)時(shí)采樣；
電壓檔位V/DIV 5V-25Mv 8檔可調(diào)；
頻率 T/DIV 2S-5uS 18檔可調(diào)；
數(shù)字顯示幅值和頻率；
光標(biāo)定位；
波形數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；
2路12 bit D/A輸出；
8路TTL輸入；
8路TTL輸出。

虛擬儀器及采集卡要求如下：

1）虛擬儀器數(shù)據(jù)采集卡：八路低速模擬量輸入，八路低速模擬量輸出，兩路高速模擬量輸入，八路數(shù)字量輸入輸出及和虛擬儀器數(shù)據(jù)采集卡。12位A/D轉(zhuǎn)換、分辨率由1/2048，采樣周期1ms－1000ms，采樣頻率可選擇。

2）采用標(biāo)準(zhǔn)USB2.0接口，與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，通信速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于串口通信。

3）該處理軟件有良好的計(jì)算機(jī)界面，可以進(jìn)行實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目選擇與編輯，數(shù)據(jù)采集及特性曲線的分析、比較、文件存取等。

4）采用LabView虛擬儀器圖形化編程軟件，LabView軟件具有三大功能：測(cè)量、數(shù)據(jù)處理和控制。本實(shí)訓(xùn)軟件*開(kāi)放，學(xué)生可根據(jù)提供的軟件，按照實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)來(lái)做實(shí)訓(xùn)；也可以自行修改實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，編寫(xiě)不同的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件系統(tǒng)

要求采用LABVIEW作為開(kāi)發(fā)環(huán)境。要求提供與實(shí)驗(yàn)臺(tái)配套的上位機(jī)軟件，可以實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并自動(dòng)繪制實(shí)驗(yàn)曲線。

LabView軟件是一個(gè)圖形化的開(kāi)發(fā)環(huán)境，與組態(tài)軟件較為相似。帶有大量的內(nèi)置功能，能夠完成數(shù)據(jù)采集、測(cè)量分析和人機(jī)界面等多種任務(wù)，直觀的圖形化環(huán)境實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)的高效率。

用于連接電腦和實(shí)驗(yàn)電路。與計(jì)算機(jī)及相關(guān)單元模塊結(jié)合可完成虛擬儀器技術(shù)實(shí)驗(yàn)，投標(biāo)商需提供虛擬示波器界面1張：

11、控制終端：I3/4G/500G/19.5寸

二、要求完成的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

1、金屬箔式應(yīng)變片——單臂電橋性能實(shí)驗(yàn)

2、金屬箔式應(yīng)變片——半橋性能實(shí)驗(yàn)

3、金屬箔式應(yīng)變片——全橋性能實(shí)驗(yàn)

4、直流全橋的應(yīng)用——電子秤實(shí)驗(yàn)

5、交流全橋的應(yīng)用——振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)

6、壓阻式壓力傳感器的壓力測(cè)量實(shí)驗(yàn)

7、差動(dòng)變壓器的性能實(shí)驗(yàn)

8、激勵(lì)頻率對(duì)差動(dòng)變壓器特性的影響實(shí)驗(yàn)

9、差動(dòng)變壓器的應(yīng)用——振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)