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CH-JY-DRLab智能測控綜合實驗系統(tǒng)（可線上線下實驗）

CH-JY-DRLab智能測控綜合實驗系統(tǒng)（可線上線下實驗）

CH-JY-DRLab智能測控綜合實驗系統(tǒng)采用“可重組”的設計理念，為各個實驗對象提供電源輸入、信號調理、放大和數(shù)據(jù)采集等功能，最多可組合七種

不同的實驗模塊，具有組裝靈活、切換方便、節(jié)省空間、便于管理、經(jīng)濟適用等特點。

（二）技術指標

（1）實驗臺本體：

材質：A3,桌面為優(yōu)質木材

l 尺寸（長×寬×高）：1550×900×1320mm

l 重量：≤90kg

（2）電源管理單元：

l 電源輸入：AC220±20%

l 直流輸出：

+5V電壓，最大輸出電流2.5A，輸出功率12.5W；

-5V電壓，最大輸出電流1A，輸出功率5W；

+12V電壓，最大輸出電流5A，輸出功率60W；

-12V電壓，最大輸出電流3A，輸出功率36W。

l 交流輸出：提供三路標準市電（AC220V）輸出接口。

l 狀態(tài)指示：交流LED指示、直流LED指示。

l 安全保護：漏電保護器。

（3）數(shù)據(jù)采集單元：內(nèi)置8通道USB型高速采集卡。

模擬量采集：8個通道；

l 信號輸入范圍：-5V～+5V；

l 采樣頻率：單通道最高采樣頻率400KHz，多通道實時采樣頻率40KHz；

l 采樣精度：12位分辨率；

l 采樣模式：自由采樣模式、預觸發(fā)采樣模式；

模擬量輸出：2個通道；

l 信號輸出范圍：－5V～＋5V電壓信號；

l 輸出頻率：單通道最高刷新頻率40KHz，多通道同時輸出1Hz～20KHz的頻率可調，最高刷新頻率按輸

出通道數(shù)倍減；

l 輸出精度：12位分辨率；

數(shù)字量輸入：16通道，TTL電平輸入；

數(shù)字量輸出：16通道，集電極開路輸出，最大輸出電流0.5A；

軟件系統(tǒng)：完全支持DRVI虛擬儀器軟件平臺。

（4）信號管理單元：通過波段開關即可切換到實驗中需要的模塊。

l 信道數(shù)量：7個信號通道，可支持7個實驗對象；

l 切換方式：多波段開關；

l 狀態(tài)指示：LED顯示被選中的實驗模塊。

（5）擴展模塊：每個實驗對象都有專用的實驗模塊，可以自由組合到DRLabDRLab綜合實驗系統(tǒng)上，與被測對象直接連接。另外，為了最大限度的發(fā)揮基礎平臺的功能，我們?yōu)橛脩魳伺鋽U展模塊，該模塊把八通道數(shù)據(jù)采集卡功能全部引出，供用戶使用。

擴展模塊五芯航空插座引腳定義：

引腳	定義
1	OUT（信號）
2	GND
3	+5V
4	-12V
5	+12V

虛擬實驗

只要用戶電腦里安裝了DRV/DRLink虛擬儀器儀器軟件平臺，電腦通過USB與DRLab綜合實驗系統(tǒng)連接，不需要任何實驗對象，就可以直接開展虛擬實驗。實驗內(nèi)容十分豐富，涵蓋本科階段關于“工程測試與信號分析”知識點的幾乎所有概念，并且可以根據(jù)需要，自行設計實驗腳本，無限擴展。

虛擬實驗內(nèi)容（可根據(jù)需要自行選取）

實驗對象（可選取）

l 多功能轉子臺實驗對象

l 其它

（一）多功能轉子臺實驗對象

DRZZSY型多功能轉子臺實驗對象可以靈活安裝振動、轉速、噪聲、位移等機械參量測量的傳感器。該實驗對象既可滿足傳感器應用的基礎性測量實驗，也可滿足工程測試與信號處理的綜合性實驗系統(tǒng)，同時亦可作為學生課程設計的工程對象。在實驗課上，教師可實行以任務驅動為導向的工程教學法，只提出實驗目的、基本原理和實驗結果要求，學生按照任務要求自行選擇傳感器、測量軟件，進行測試平臺的設計和搭建：包括傳感器的位置布置、測量方式、信號獲取質量的判別、軟件的測試分析環(huán)節(jié)、對缺陷或不穩(wěn)定狀態(tài)的調整等，提高學生應對實際問題的處理能力、分析能力和解決能力。

系統(tǒng)構成：模塊化、可重構是德普施實驗設備最突出的特點，下圖中的每一部分都可作為獨立的模塊，按需求組合成一個完整的工程測試分析系統(tǒng)。

l 多功能轉子臺實驗對象：由轉子本體、多功能轉子模塊和測試傳感器組件三部分組成。

（二）技術指標

轉子臺本體：

l 輸入電源：DC12V

l 驅動方式：直流有刷電機驅動

l 電機額定功率：45W

l 可調轉速范圍：0~3500轉/分，無級

l 主軸直徑：12mm，

l 主軸長度：510mm

l 尺寸（長×寬×高）：640×140×160mm

l 重量：25kg

多功能轉子模塊：

l 傳感器通道數(shù)：8個

l 內(nèi)含電渦流前置器、加速度電荷放大器、磁電轉速變送器

振動速度變送器

l 輸出電壓：+5V、-5V、 +12V、-12V

l 尺寸（長×寬×高）：335×200×100mm

（三）傳感器配置

電渦流傳感器

l 探頭直徑： 8mm

l 安裝螺紋：M10×1

l 電纜長度：1.2m

l 量 程： 1.5mm

l 靈 敏 度：8mV/μm

l 分 辨 率：1μm

l 頻率范圍：0～4000Hz

l 線 性 度：1.5%

加速度傳感器

l 電荷靈敏度： 5～6pc/ms^-2

l 頻 響： 1～10000Hz

l 橫向靈敏度：≤5%

l 最大可測加速度： 5000 ms^-2

l 結構形式：剪切式

l 外形尺寸：六方19×26mm

l 重量： 21 g

l 引出方式：頂向

l 工作溫度： -40～+80 ℃

磁電轉速傳感器

l 響應頻率：20Hz～10KHz

l 測量范圍：10～10000 r/min （60齒）

l 輸出信號幅值： 30 r/min ＞200mV

（測試條件：60齒發(fā)訊齒輪，材料為電工鋼，模數(shù)為2，傳感器檢測面距齒頂1mm）

l 輸出方式：軸向電纜（BNC）

l 負載阻抗：10KΩ

l 探測距離：0.5～2mm

l 工作環(huán)境：-200C～1250C

l 殼體長度：78m

l 安裝螺紋：M16×1

噪聲傳感器

l 工作電壓：DC5V

l 輸出電壓：0～+5V

l 工作距離：0～3m

l 信噪比：58dB

l 工作溫度：-10℃～+50℃

l 指向性：單向

l 響應頻率：20～16KHz

振動速度傳感器

l 安裝方式：垂直安裝（水平±2.5°）

l 出線方式：頂部標準BNC

l 引線長度：1.2m

l 外形尺寸：Φ41×90

l 最低工作頻率：20mV/mm/s（10Hz）； 28.5mV/mm/s（6Hz）

l 頻率范圍：20～1000Hz（1200～60000r/min）

l 線性度：5%

l 靈敏度：200mV/cm/s(峰值)

l 輸出阻抗：≤500Ω

l 工作溫度：－29℃～＋80℃

光電轉速傳感器

l 檢測距離：10cm

l 檢測方式：擴展反射型

l 輸出狀態(tài)：直流三線（NPN型）

l 電源電壓：DC5V

l 消耗電流：15mA以下

l 輸出電流：200mA以下

l 使用環(huán)境溫度：-25℃-+55℃（不結冰）

l 使用環(huán)境濕度：45～85%RH

應變力傳感器

l 額定載荷：2kg

l 安全過載范圍：120%

l 極限過載范圍：150%

l 靈敏度：1.0+/-0.1（mV/V）

l 非線性：0.05% F.S

l 重復性：0.05% F.S

l 激勵電壓：DC12V

（四）實驗內(nèi)容

l 速度傳感器振動測量實驗

l 加速度傳感器振動測量實驗

l 電渦流傳感器軸心軌跡測量實驗

l 電渦流傳感器軸位移測量實驗

l 磁電傳感器轉速測量實驗

l 光電傳感器轉速測量實驗

l 力傳感器標定及稱重實驗

l 轉子現(xiàn)場動平衡實驗

l 噪聲測量實驗

l 轉速自動控制實驗

l 溫度傳感器的測控實驗

（五）轉子臺電機智能控制模塊

“多功能轉子臺實驗對象”是一款經(jīng)典的工程測試類實驗設備?！半姍C智能控制模塊”專門針對此設備。智能調速控制模塊方案：

1、 用“ARM控制板+智能伺服驅動器”代替原有設備簡單的直流電機調速器，如下圖所示：

2、 在原有直流電機上加裝旋轉編碼器，用于速度反饋。

選配智能調速模塊以后，就可以進行在確定的速度下對轉子實驗平臺各振動狀態(tài)的監(jiān)測實驗，能夠更加準確的分析轉子產(chǎn)生振動的原因；也可以進行轉速控制方面的實驗。

主要技術參數(shù)：

l 內(nèi)含基于ARM M4為核心的運動控制卡和HB-25驅動器

l 25A連續(xù)電流，35A 浪涌；

l 只要PWM 脈沖訊號, 即可控制馬達速度；

l 具有保險絲開關及額定電流保護；

l 可以與任何大小的DCmotor 共用, 馬力達1/2HP；

l 同時具有H-Bridge及控制器命令；

l 如果收到無效的脈沖寬度，內(nèi)置自動關閉；

l 具有通信超時自動關機模式選項；

l 數(shù)碼管速度實時顯示；

l 正反轉手動切換，手動/自動模式自由切換。

l 電源電壓：DC 5V±5%

l 輸出電壓：高電平≥85%Vcc、低電平≤0.3V

l 消耗電流：≤120mA

l 外 徑：38mm

l 分 辨 率：360線

l 響應頻率：0～100KHZ

l 輸出方式：NPN集電極開路輸出

l 占 空 比：0.5T±0.1T(方波）

l 量大負荷：徑向≤20N  軸向≤10N

l 量大轉速：6000rpm

l 工作壽命：MTBF≥10000h

l 工作環(huán)境：-10℃C～70℃ （濕度30%～85%RH，無結露）

l 防護等級：IP54

遠程控制實驗系統(tǒng)

在疫情常態(tài)化防控的大背景下，實驗教學活動面臨著較大的不確定性，為了緩解這個矛盾，開發(fā)出遠程控制實驗系統(tǒng)。利用遠程控制實驗系統(tǒng)，學生可以開展遠程實驗即線上實驗，并提交實驗報告。

遠程控制實驗系統(tǒng)實現(xiàn)實驗操作從登錄到退出結束實驗等整個流程的管控，學生通過在本地將編好的PLC程序通過遠程實驗系統(tǒng)下載到PLC控制器中，并可通過高清攝像頭實時觀看實驗臺運行狀態(tài)。

遠程控制實驗系統(tǒng)具體包括如下：

F 用戶信息

與學校的人員信息進行對接，自動獲取人員基本信息。

F 統(tǒng)一身份認證登錄

校內(nèi)師生通過學校的統(tǒng)一身份認證賬號進行登錄，方便師生使用的同時，保證實名制。

F 學生預約

學生登錄系統(tǒng)后，可以主動發(fā)起預約，預約特定日期、特定時間段的遠程實驗臺。

預約時系統(tǒng)自動根據(jù)已完成的預約情況，向學生展示空閑的可預約設備。

F 預約時間管理

管理教師可以根據(jù)管理需要設置允許學生預約的起止時間，以及每個時間段持續(xù)的時長。

F 教師授權

對于批量上課的學生，在學生主動預約時間的基礎上，系統(tǒng)還支持由教師直接主動向學生授權的管理方式。即管理教師將某天某時段的某些遠程實驗臺，授予給某班級或若干名學生。

F 授權時間管理

其中授權時的時間段可進行調整，并在每次授權時可通過自定義時間進行靈活的設置。

F 查看可用實驗臺

學生等通過預約或者教師授權，獲得實驗臺的使用權限后，在對應的時間即可登錄系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)看到可用的實驗臺。管理教師登錄時，可以看到每一臺實驗臺的狀態(tài)，以及當前使用人。

其中，綠色圖標為有人正在占用的實驗臺、灰色圖標為空閑的實驗臺，點擊空閑的實驗臺圖標，系統(tǒng)自動接入實驗室內(nèi)的實驗臺。

F 訪問及操作實驗臺

點擊實驗臺圖標后，系統(tǒng)自動接入實驗室內(nèi)的實驗臺，將實驗臺的工控機桌面以及配套的視頻直播攝像頭畫面進行展示。學生可以遠程進行各項操作，包括調試代碼，通過配套的遠程控制終端進行實驗臺工作模式切換、重啟等。

F 退出實驗臺

用戶可以通過手動關閉瀏覽器窗口、瀏覽器等方式手動退出遠程連接，亦可以在截止時間時由系統(tǒng)自動強制退出遠程連接，供下一個預約的學生使用。

F 訪問記錄

系統(tǒng)自動記錄學生的訪問和退出記錄。

F 教師調整實驗臺工作狀態(tài)

在使用過程中，管理教師可以手動調整實驗臺的工作狀態(tài)，以此來強制退出學生訪問。

基本用途

l 1. 面向《現(xiàn)代檢測技術》、《傳感器與檢測技術》、《智能儀器》、《工業(yè)智能感知技術》、《智能測控系統(tǒng)》等課程的實驗教學。

l 2. 為相關專業(yè)學生課程設計、畢業(yè)設計及課外創(chuàng)新設計提供條件。

l 3. 為教師和學生從事智能測控系統(tǒng)研發(fā)提供實驗平臺 。

4. 改善辦學條件，提高學?；蛟合抵取?/span>