壓力測量設備在工程上應用廣泛，種類繁多。對壓力測量設備的關鍵部件壓力傳感器的標定是保證設備精度的最重要環節。--壓力傳感器標定實驗是《熱工檢測技術》課程教學的重要組成部分，通過該實驗能加深學生對自動檢測技術理論的理解，使學生更好的學好這門工程基礎課，了解傳感器動態響應特性的對動壓測量的重要性和測量及處理方法。本實驗臺，用活塞式靜壓力校驗設備同時校驗安裝在同一壓力腔室的工業用遠傳壓力表、壓力傳感器的靜態和動態壓力特性；用壓力波發生裝置產生交變壓力信號，用以上幾種壓力傳感器同時測量這一壓力信號，測量各壓力傳感器的動態特性。各壓力傳感器輸出由計算機采集和分析，以加深學生對壓力檢測技術的理解，提高運用微機對各壓力傳感器進行靜態和動態性能分析的能力。本實驗臺技術先進，適用于生產廠家的產品質量檢驗和教學科研的需要。

一、 實驗目的

(1) 掌握壓力傳感器特性校準的方法和設備使用； 

(2) 了解不同壓力傳感器的動態響應特性； 

(3) 分析各種壓力傳感器的動態壓力響應特性； 

(4) 掌握基本信號處理技術的應用。

二、 依據標準

1、GB/T1526-1989 《信息處理數據流程圖、程序流程圖、系統流程圖、程序網絡圖、系統資源圖的文件編制符號及約定》；

2、GB/T8567-1988 《計算機軟件產品開發文件編制指南》；

3、GB50171-92《電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路結線施工及驗收規范》；

4、ZB/N04009-88《工業自動化儀表盤通用技術條件》。

三、 實驗原理    

傳感器的標定，就是通過實驗建立傳感器輸入量和輸出量之間的關系，同時也確定出不同使用條件下的誤差關系。

靜態校準：用活塞式靜壓力校驗設備同時校驗安裝在同一壓力腔室的工業用遠傳壓力表、壓力傳感器的靜態和動態特性。動態壓力測量：用壓力波發生裝置產生交變壓力信號。用以上幾種壓力傳感器同時測量這一壓力信號，各壓力傳感器輸出由計算機采集和分析，通過一系列的標定曲線得到其特性指標。

四、 測控項目

實驗裝置主要由穩態壓力波發生裝置、工業用遠傳壓力表、低響應頻率的壓力傳感器、高頻壓力傳感器、開關電源、數據采集板卡、計算機以及管路組成，系統結構簡圖如圖1所示。

為了各壓力傳感器的靜態和動態校準，系統采用自制的管路系統連接壓力波發生裝置，在管路上安裝工業用遠傳壓力表、動態響應壓力傳感器等裝置。在進行靜態校準時，關閉截止閥f、c，打開其余截止閥，通過砝碼來分別進行工業用遠傳壓力表、動態響應壓力傳感器的校準；在進行動態校準時，關閉截止閥a、c，打開其余截止閥，由壓力波發生裝置對管路系統產生交變的壓力信號。在進行靜態和動態校準時，由安裝其上的工業用遠傳壓力表、動態響應壓力傳感器等各種傳感器檢測檢測穩態或交變的壓力信號，并將信號轉換為標準工業信號或485信號傳遞給數據采集板卡，計算機則實時采集板卡的各傳感器轉換后的信號，并采用自主研發的上位機軟件對所采集的壓力信號進行數據分析和處理，獲得各傳感器所采集的穩態和交變壓力，并實現對各壓力傳感器的靜態和動態標定。

五、 試驗臺功能

1. 數據采集巡檢周期可由用戶自動設定，最小周期為每隔10秒刷新1次，最大周期為每1分鐘刷新1次。

2. 計算機能夠在線顯示各點壓力數據，并能在線繪制這些數據對應于時間的變化曲線。

3. 可在計算機上預覽測試結果，相關參數經確認后，可自動存入數據庫。

4. 可按文件名或者實驗標號在計算機內調閱、打印試驗記錄或結果。

5. 各壓力傳感器的在線標定。

(五)多功能轉子模型

1.直流電機：轉速3000rpm/分，功率15W，電源DC24V

2.光電開關傳感器：槽式結構，槽寬30mm，輸出電流＜300mA。

3.齒輪轉速傳感器：測量范圍0～20kHz，脈沖輸出信號。

4.電渦流傳感器：量程-4～6mm，靈敏度8mA/mm

5.壓電加速度傳感器：量程50000ms-2，電荷靈敏度1.47pC/ms-2，最大橫向靈敏度比＜5%F.S。

(六)區域報警及聲光雙控模型

1.熱釋電開關傳感器：感應距離：8m，延時時間：40～60s，開關條件：光照度＜6Lux

2.聲光控開關傳感器：聲控靈敏度70dB，延時時間：40～60s，開關條件：光照度＜6Lux

3.壓電電纜傳感器及壓電控制器：量程2kg，開關量輸出。

(七)液位/流量/溫度控制模型

1.直流水泵：揚程：0.6m，流量：600L/h，功率30W

2.超聲波液位傳感器：量程：1m，盲區：0.06m，輸出：4～20mA。

3.渦輪流量傳感器：量程：0.1～0.6m3/h，精度1%，脈沖輸出。

4.PT100溫度傳感器（0-120℃），誤差正負1℃；配有加熱系統，智能數顯溫度控制儀表。

(八)電子秤模型

S型拉壓力傳感器：量程：20kg，輸出靈敏度：2.0±0.005mV/V，線性度：0.03%F.S。

(九)厚度檢測模型

光纖位移傳感器及放大器：量程：0～10mm，輸出：1～5V，放大器增益連續可調。

(十)機器視覺傳感器開發實訓平臺

1．工業相機一臺

2．高速USB2.0接口，可達480Mb/s；大面陣CMOS逐行掃描圖像傳感器；支持靜態和動態圖像捕捉；可控制獲取圖像的任意位置；傳輸速率可達15f/s 1280×1024；曝光時間：任意可調；.8bit無壓縮原始圖像數據，軟件實現Bayer彩色轉換即插即用安裝；支持Windows 2000/XP/Vista/Win7/Win8操作系統；圖像穩定可靠，經過長時間嚴格測試性能指標

3．可調焦鏡頭一個

4．補光燈一個

5．測試臺一個

6．目標模塊

1)顏色方塊

2)排線

3)其他

4)開發軟件平臺一套（labview源碼）

5)軟件（十余種功能）

(十一)物聯網傳感器實訓平臺

該實訓包括硬件設備、實驗例程兩大部分。硬件設備包括1個STM32W108 zigbee主板板、9個STM32W108 zigbee節點、J-link在線調試燒寫器及溫度、溫濕度、光敏、聲音、超聲波、煙霧傳感器，可實現物聯網網絡構架及環境實時數據監測。實驗例程包括基于STM32W108 zigbee的基礎實驗及基于多節點的傳感器實時數據控制采集、物聯網網絡構建的中級提升實驗。通過基礎及中級實驗，幫助學生熟悉和掌握物聯網相關技術的原理和實際應用，達到理論和動手能力的同步提升。

三、實訓項目

(一)基礎實訓項目

1.利用對射式光電開關傳感器來實現物料計數

2.利用霍爾接近開關傳感器來實現對磁性物料的分揀

3.利用電感接近開關傳感器來實現對金屬物料的分揀

4.利用電容接近開關傳感器來實現對塑料物料的分揀

5.利用色標傳感器來實現對顏色（黑色）物料的分揀

6.利用安全光幕傳感器來實現對電機的控制

7.利用U型光電開關傳感器來實現電機轉度檢測

8.利用齒輪轉速傳感器來實現電機轉度檢測

9.利用渦流傳感器及變送器來實現軸心軌跡的檢測    

10.利用壓電加速度傳感器及變送器來實現振動的檢測

11.利用熱釋電開關傳感器來實現區域報警

12.利用聲光控開關傳感器來實現區域報警

13.利用壓電電纜傳感器及變送器來實現區域報警

14.利用超聲波液位傳感器及變送器來實現液位檢測

15.利用流量傳感器及變送器來實現流量檢測

16.利用S型拉壓力傳感器及變送器來實現電子秤設計

17.利用光纖位移傳感器及變送器來實現厚度檢測

18.智能溫度控制實驗

(二)機器視覺傳感器實訓項目

1．視頻實時分析：FFT，直方圖，灰度等

2．視頻旋轉控制

3．圖像快速素描，捕捉圖像動作

4．目標尺寸測量

5．目標提取

6．邊緣追蹤

7．動目標顯示

8．局域網視頻共享

9．顏色識別

10．識別與控制

(三)物聯網傳感器實訓項目

1．調試軟件及J-link驅動的安裝

2．STM32W108通用IO實驗

3．基于STM32W108中斷實驗

4．無線傳感器節點串口通信實驗

5．蜂鳴器實驗

6．IIC通信實驗

7．溫度傳感器數據采集實驗

8．濕度傳感器數據采集實驗

9．超聲波傳感器數據采集實驗

10．煙霧傳感器數據采集實驗

11．聲音傳感器數據采集實驗

12．光敏傳感器數據采集實驗

13．LCD液晶屏顯示實驗  

14．基于STM32W uCOS移植實驗 

15．基于Zigbee Mac協議棧實驗

16．無線傳感器節點多點組網實驗

17．無線傳感器節點兩點通信實驗

18．無線傳感器節點多點通信實驗

19．物聯網溫度監測實驗

20．物聯網濕度監測實驗

21．超聲波傳感器數據采集實驗

22．煙霧傳感器數據采集實驗

23．聲音傳感器數據采集實驗

24．光敏傳感器數據采集實驗

25．物聯網中多節點低功耗實驗

26．無線傳感器網絡節點定位實驗