功能、作用介紹：

　　虛擬傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是結(jié)合虛擬儀器技術(shù)和傳感器技術(shù)研制的主要用于各類傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)的儀器設(shè)備，同時(shí)，兼顧各類信號(hào)的測(cè)試和分析，是一個(gè)開放性的綜合性教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

　　一、虛擬傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的組成

　　虛擬傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要由四部分組成：

　　1、 虛擬儀器模塊

　　硬件采用200Mbps的高速數(shù)據(jù)采集、高性能的FPGA、150Mz的DDS、300MHz的高速DA、嵌入式CPU和高速USB2.0通信接口構(gòu)成。操作界面由底層驅(qū)動(dòng)、C語言動(dòng)態(tài)鏈接庫、Matlab動(dòng)態(tài)鏈接庫和Labview等語言編寫而成。操作簡單，功能豐富，可實(shí)現(xiàn)高速信號(hào)的采集、存儲(chǔ)和處理等功能，包括：雙通道60MHz示波器功能;100MHz頻譜分析功能;10MHz相位差測(cè)量功能、低速數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析回放等功能;30MHz信號(hào)源功能、10MHz任意波形合成功能、高速頻率計(jì)、計(jì)數(shù)器功能、0-10MHz幅頻特性測(cè)量功能。

　　2、 傳感器測(cè)量模塊

　　傳感器測(cè)量模塊主要指傳感器實(shí)驗(yàn)臺(tái)。由控制面板、各種顯示終端、調(diào)壓電源、操作按鍵、LCD顯示屏、高精度數(shù)據(jù)采集單元、高性能單片機(jī)和通信接口組成。高精度數(shù)據(jù)采集單元采用PSoC可編程片上系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)各類單端、差分電信號(hào)的測(cè)量，測(cè)量精度和速度可調(diào)。LCD顯示屏配合按鍵可以脫離計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，直接在控制面板上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。通信接口與計(jì)算機(jī)相連，可以實(shí)現(xiàn)虛擬儀器功能，并通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，包括數(shù)據(jù)的采集、顯示、存儲(chǔ)、處理、打印和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的生成。

　　3、 傳感器模塊

　　傳感器模塊主要由差分放大電路和傳感器構(gòu)成。傳感器輸出信號(hào)通過差分放大電路后送入傳感器測(cè)量模塊，進(jìn)行各類傳感器實(shí)驗(yàn)。主要包括溫度、壓力、震動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、電容、線圈等多種傳感器模塊，與市場上通用傳感器模塊兼容，方便不同類型傳感器的教學(xué)需要。同時(shí)，各個(gè)學(xué)?？梢愿鶕?jù)自己的需要設(shè)計(jì)傳感器模塊。學(xué)生也可以設(shè)計(jì)創(chuàng)新性或綜合性傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。

　　4、 計(jì)算機(jī)操作界面

　　計(jì)算機(jī)操作界面分兩部分，一部分是傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，一部分是虛擬儀器測(cè)量模塊，兩部分可以同時(shí)工作。操作界面頂層由Labview編寫而成，底層由C語言、匯編、MatlAB等各類語言編寫的動(dòng)態(tài)鏈接庫構(gòu)成。主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、波形顯示、實(shí)驗(yàn)報(bào)告生成以及對(duì)傳感器測(cè)量模塊的控制。

　　二、虛擬傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的功能

　　虛擬儀器功能：

　　1、 雙通道60MHz示波器測(cè)量

　　2、 雙通道頻譜分析

　　3、 0-10MHz相位差測(cè)量

　　4、 數(shù)據(jù)采集、顯示、存儲(chǔ)、分析、回放

　　5、 0-30MHz信號(hào)源

　　6、 0.001-10MHz任意波合成

　　7、 計(jì)數(shù)器、頻率計(jì)

　　8、 幅頻特性測(cè)量(掃頻儀)

　　傳感器教學(xué)實(shí)驗(yàn)功能：

　　1、 各類溫度源傳感器實(shí)驗(yàn)

　　2、 各類壓力源傳感器實(shí)驗(yàn)

　　3、各類振動(dòng)源傳感器實(shí)驗(yàn)

　　4、各類轉(zhuǎn)動(dòng)源傳感器實(shí)驗(yàn)

　　5、電容傳感器實(shí)驗(yàn)

　　6、電感傳感器實(shí)驗(yàn)

　　7、其它通用傳感器實(shí)驗(yàn)

　　8、綜合性傳感器實(shí)驗(yàn)

　　9、創(chuàng)新性傳感器實(shí)驗(yàn)

　　三、使用范圍

　　1，大中專院校電子、通信、自動(dòng)化、測(cè)控等專業(yè)的“傳感器原理與技術(shù)”、“自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)”、“工業(yè)自動(dòng)化儀表與控制”、“機(jī)械量電測(cè)技術(shù)”、“虛擬儀器”和“數(shù)據(jù)采集技術(shù)”等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

　　2，其它電類實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)教學(xué)中電信號(hào)的測(cè)量。

　　3，學(xué)生科技創(chuàng)新、電子設(shè)計(jì)競賽等需要多種測(cè)量儀器的場所。

　　包括溫度、壓力、轉(zhuǎn)動(dòng)、震動(dòng)等不同功能傳感器的測(cè)量，并通過USB接口與計(jì)算機(jī)相連，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量的顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、打印和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的生成等功能。

　　作品名稱：虛擬傳感器檢測(cè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)

　　完成單位：中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)