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传感器技术实训室发展方向与要求

一、领域总体介绍
    传感技术实验一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。实验一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一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。实验一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一室具有电子学、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。
    实验一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。实验一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)实验一室芯片(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
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1、主要结构:
    该设备由实验一桌 ,实验一台 ,传感器、实验一模块、位移台架、数据采集卡及处理软件组成。
(1)实验一桌:规格1500×700×780mm ,实验一桌的两个特点柜可分别安放实验一模板和计算机主机及键盘 ,中间抽屉安放传感器。实验一桌面板采用密度板 ,防火板粘面后成形制作。实验一台规格: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 ,方便实验一 ,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、提高实验一效果。
(4)一个模块对应一类传感器 ,实验一接线方便 ,电源具有自动保护功能。
(5)可根据用户要求 ,或增或减实验一项目。
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 ,可以进行实验一项目选择与编辑、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 验一 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    
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  
36   CCD实验一仪    

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