传感器技术实训室发展方向与要求
一、领域总体介绍
传感技术实验室面向国家战略需求和世界科技前沿,以基于微电子和微机械加工技术的微
传感器和系统作为主要研究方向,开展基础性、战略性、前瞻性的研究工作。实验室致力于提高我国传感技术的自主创新能力和国际竞争力,推动我国传感技术的应用和产业的发展,为国民经济建设服务,并成为我国传感技术的研究基地和高素质、高水平传感技术人才的培养基地。
传感技术国家重点实验室侧重进行传感器的新原理、新方法、新技术、新器件、新系统的研究,实现传感器的微型化、集成化、智能化和网络化。实验室自建立以来得到了迅速发展,在新型传感器和微系统研究领域取得了一批有特色、高水平的创新性研究成果。
二、主要技术优势
传感技术国家重点实验室具有电子学、信息技术、生物技术、化学、材料科学等多学科交叉的综合优势,在微纳传感器及微系统的研究领域取得了突出成绩,已成为具有一定国际影响力和较强竞争力的传感技术研究基地。
实验室建设需要拥有一条完整的微电子机械系统(MEMS)加工工艺线,具有先进的加工和测试设备,形成一整套MEMS加工工艺规范,具备各种微结构器件的加工能力。实验室已研制出一批具有特色的高水平传感器及系统,如电场
传感器及系统、SPR生化分析仪、生物传感器及系统、气体传感器及系统、微流控芯片系统、集成气象传感器、高精度压力传感器、微惯性传感器等,具有雄厚的研究基础和很强的技术攻关与自主创新能力。
三、主要的科研工作
(1)微电子机械系统(MEMS)加工与封装技术
(2)实验室芯片(Lab-on-Chip)与微全分析系统(µTAS)
(3)生物微传感器集成化芯片系统(SOC)
(4)多参数血液检测微系统
(5)表面等离子体谐振(SPR)生化分析仪
(6)危化品检测气体传感器
(7)污染监测生化微传感器
(8)便携式离子迁移率谱仪(IMS)
(9)电场传感器
(10)高精度压力传感器
(11)微型加速度传感器和陀螺仪
(12)温湿压集成气象传感器
(13)新型集成光学传感器
(14)无线传感器网络
四、设备的主要组成
1、主要结构:
该设备由实验桌,实验台,传感器、实验模块、位移台架、数据采集卡及处理软件组成。
(1)实验桌:规格1500×700×780mm,实验桌的两个特点柜可分别安放实验模板和计算机主机及键盘,中间抽屉安放传感器。实验桌面板采用密度板,防火板粘面后成形制作。实验台规格:920×280×340mm。
(2)传感器:传感器外壳采用进口透明有机玻璃与硬聚氯制做,内部装置各种精密传感器,透明直观。每个独立传感器上印有原理图与接线口,方便实验,而且老师可以带到课堂上讲课用。
(3)传感器转换电路板采用模块式结构,模块上印有转换原理图与接线口,有助于学生增加感性认识、提高实验效果。
(4)一个模块对应一类传感器,实验接线方便,电源具有自动保护功能。
(5)可根据用户要求,或增或减实验项目。
2、
主要技术参数:
(一)显示仪表要求:
1、实训台提供四组直流稳压电源:±5V、±15V输出,,具有短路保护功能。
2、低频信号发生器:1Hz-30Hz输出连续可调,Vp-p值10V,最大输出电流0.5A。
3、差动放大器:通频带0-10KHz,可接成同相、反相、差动结构,增益为1-150倍的直流放大器。
4、数字式电压表:三位半显示,量程±2V、±20V,输入阻抗100KΩ,精度1%。
5、数字式频率/转速表:由四只数码管,2只发光管组成,输入阻抗100KΩ,精度1%。频率测量范围1-9999 Hz,转速测量范围1-9999Pem。
6、温度表:0-150℃度,精度1%。
7、高精度温度控制调节仪,多种输入输出规格,具有人工智能调节以参数自整定功能。
8、机械式压力表:0-40Kpa,精度2%。
(二)三源部分:
1、加热源:16V交流电源加热,温度控制范围0~150℃。
2、转动源:0-12V直流电源驱动,转速可调范围0~2400转/分。
3、振动源:振动频率1-30Hz,共振频率12Hz左右。
(三)数据采集卡及处理软件:
数据采集工作12位AD转换、分辨率由1/22048,采样周期1m-100ms,采样速度可选择,即可单次采样亦能连续采样。USB、RS-232接口,与计算机串行工作。提供的处理软件有良好的计算机界面,可以进行实验项目选择与编辑、数据采集、特性曲线的分析、比较、文件存取、打印等等。
输入电源 |
AC220V 50Hz |
直流电源 |
±5V ±15V |
直流电源 |
±2V~±10V |
直流电源 |
2 V ~24V |
稳压系数 |
±1% |
电压纹波 |
≤10mV |
非线性误差 |
≤5% |
测量精度 |
≤1% |
功耗 |
100VA |
输出电流 |
1A |
3、实训模块
序号 |
实 验 模 块 |
传 感 器 名 称 |
量 程 |
精 度 |
1 |
电阻霍尔式传感器模块 |
电阻式传感器 |
± 2mm |
± 1.5% |
2 |
霍尔式传感器 |
≥ 2mm |
0.1% |
3 |
电容式传感器模块 |
电容式传感器 |
± 5mm |
± 1.3% |
4 |
电感式传感器模块 |
电感式传感器 |
± 5mm |
± 3% |
5 |
光电式传感器模块 |
光电式传感器 |
0-2400转/分 |
≤ 1.5% |
6 |
涡流式传感器模块 |
涡流式传感器 |
≥ 1mm |
± 3% |
7 |
温度式传感器模块 |
温度式传感器 |
0-100℃ |
± 2% |
8 |
|
磁电式传感器 |
|
0 .5V/m |
9 |
压电式加速度传感器模块 |
压电式加速度传器 |
1-30Hz |
± 2%/s |
10 |
光纤式传感器模块 |
光纤式传感器 |
≥1.5mm |
± 1.5% |
11 |
压力传感器模块 |
压力传感器 |
0-50kpa |
± 2% |
12 |
超声波传感器模块 |
超声波传感器 |
20-60cm |
1cm |
13 |
|
MQ3气敏传感器 |
50-200ppm |
|
14 |
湿敏传感器模块 |
湿敏传感器 |
10-95%RH |
± 5% |
15 |
|
霍尔式测速传感器 |
0-2400 转/分 |
± 1.5% |
16 |
|
涡流测速传感器 |
0-2400转/分 |
≤ 1.5% |
17 |
|
磁电测转速传感器 |
0-2400转/分 |
≤ 1.5% |
18 |
|
转速传感器 |
0-2400转/分 |
≤ 1.5% |
19 |
热电偶、热电阻传感器模块 |
K 型热电偶传感器 |
0-100℃ |
± 3% |
20 |
E型热电偶传感器 |
0-100℃ |
± 3% |
21 |
Pt100铂电阻传感器 |
0-100℃ |
± 3% |
22 |
Cu50铜电阻传感器 |
0-100℃ |
± 3% |
23 |
移相器、相敏检波器模块 |
|
|
|
24 |
热释电红外传感器模块 |
热释电红外传感器 |
|
3200V/W |
25 |
硅光电池传感器模块 |
硅光电池传感器 |
|
0.35A/W |
26 |
集成温度LM35传感器模块 |
集成温度LM35传感器 |
0-100℃ |
± 2% |
27 |
PN结、正与负温热敏电阻传感器模块 |
PN结温度传感器 |
0-100℃ |
± 3% |
28 |
正温热敏电阻传感器 |
0-100℃ |
± 3% |
29 |
负温热敏电阻传感器 |
0-100℃ |
± 3% |
30 |
光敏二极管、光敏三极管与光敏电阻传感器模块 |
光敏二极管传感器 |
随光照度变化 |
± 3% |
31 |
光敏三极管传感器 |
随光照度变化 |
± 3% |
32 |
光敏电阻传感器 |
电阻随光变化 |
± 3% |
33 |
|
PSD位置传感器 |
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34 |
扭矩传感器模块 |
扭矩传感器 |
0-6000gcm |
±2%Fs |
35 |
光栅位移传感器模块 |
光栅位移传感器 |
0-25mm |
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36 |
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CCD实验仪 |
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