傳感器技術實訓室發展方向與要求

一、領域總體介紹
傳感技術實驗室面向國家戰略需求和世界科技前沿，以基于微電子和微機械加工技術的微傳感器和系統作為主要研究方向，開展基礎性、戰略性、前瞻性的研究工作。實驗室致力于提高我國傳感技術的自主創新能力和國際競爭力，推動我國傳感技術的應用和產業的發展，為國民經濟建設服務，并成為我國傳感技術的研究基地和高素質、高水平傳感技術人才的培養基地。
傳感技術國家重點實驗室側重進行傳感器的新原理、新方法、新技術、新器件、新系統的研究，實現傳感器的微型化、集成化、智能化和網絡化。實驗室自建立以來得到了迅速發展，在新型傳感器和微系統研究領域取得了一批有特色、高水平的創新性研究成果。
二、主要技術優勢
傳感技術國家重點實驗室具有電子學、信息技術、生物技術、化學、材料科學等多學科交叉的綜合優勢，在微納傳感器及微系統的研究領域取得了突出成績，已成為具有一定國際影響力和較強競爭力的傳感技術研究基地。
實驗室建設需要擁有一條完整的微電子機械系統（MEMS）加工工藝線，具有先進的加工和測試設備，形成一整套MEMS加工工藝規范，具備各種微結構器件的加工能力。實驗室已研制出一批具有特色的高水平傳感器及系統，如電場傳感器及系統、SPR生化分析儀、生物傳感器及系統、氣體傳感器及系統、微流控芯片系統、集成氣象傳感器、高精度壓力傳感器、微慣性傳感器等，具有雄厚的研究基礎和很強的技術攻關與自主創新能力。
三、主要的科研工作
（1）微電子機械系統（MEMS）加工與封裝技術
（2）實驗室芯片（Lab-on-Chip）與微全分析系統（µTAS）
（3）生物微傳感器集成化芯片系統（SOC）
（4）多參數血液檢測微系統
（5）表面等離子體諧振（SPR）生化分析儀
（6）危化品檢測氣體傳感器
（7）污染監測生化微傳感器
（8）便攜式離子遷移率譜儀（IMS）
（9）電場傳感器
（10）高精度壓力傳感器
（11）微型加速度傳感器和陀螺儀
（12）溫濕壓集成氣象傳感器
（13）新型集成光學傳感器
（14）無線傳感器網絡
四、設備的主要組成

1、主要結構：
該設備由實驗桌，實驗臺，傳感器、實驗模塊、位移臺架、數據采集卡及處理軟件組成。
（1）實驗桌：規格1500×700×780mm，實驗桌的兩個特點柜可分別安放實驗模板和計算機主機及鍵盤，中間抽屜安放傳感器。實驗桌面板采用密度板，防火板粘面后成形制作。實驗臺規格：920×280×340mm。
（2）傳感器：傳感器外殼采用進口透明有機玻璃與硬聚氯制做，內部裝置各種精密傳感器，透明直觀。每個獨立傳感器上印有原理圖與接線口，方便實驗，而且老師可以帶到課堂上講課用。
（3）傳感器轉換電路板采用模塊式結構，模塊上印有轉換原理圖與接線口，有助于學生增加感性認識、提高實驗效果。
（4）一個模塊對應一類傳感器，實驗接線方便，電源具有自動保護功能。
（5）可根據用戶要求，或增或減實驗項目。
2、主要技術參數：
（一）顯示儀表要求：
1、實訓臺提供四組直流穩壓電源：±5V、±15V輸出，，具有短路保護功能。
2、低頻信號發生器：1Hz-30Hz輸出連續可調，Vp-p值10V，最大輸出電流0.5A。
3、差動放大器：通頻帶0-10KHz，可接成同相、反相、差動結構，增益為1-150倍的直流放大器。
4、數字式電壓表：三位半顯示，量程±2V、±20V，輸入阻抗100KΩ，精度1%。
5、數字式頻率/轉速表：由四只數碼管，2只發光管組成，輸入阻抗100KΩ，精度1%。頻率測量范圍1-9999 Hz，轉速測量范圍1-9999Pem。
6、溫度表：0-150℃度，精度1%。
7、高精度溫度控制調節儀，多種輸入輸出規格，具有人工智能調節以參數自整定功能。
8、機械式壓力表：0-40Kpa，精度2%。
（二）三源部分：
1、加熱源：16V交流電源加熱，溫度控制范圍0~150℃。
2、轉動源：0-12V直流電源驅動，轉速可調范圍0~2400轉/分。
3、振動源：振動頻率1-30Hz，共振頻率12Hz左右。
（三）數據采集卡及處理軟件：
數據采集工作12位AD轉換、分辨率由1/22048，采樣周期1m-100ms，采樣速度可選擇，即可單次采樣亦能連續采樣。USB、RS-232接口，與計算機串行工作。提供的處理軟件有良好的計算機界面，可以進行實驗項目選擇與編輯、數據采集、特性曲線的分析、比較、文件存取、打印等等。

輸入電源	AC220V 50Hz	直流電源	±5V ±15V
直流電源	±2V~±10V	直流電源	2 V ~24V
穩壓系數	±1%	電壓紋波	≤10mV
非線性誤差	≤5%	測量精度	≤1%
功耗	100VA	輸出電流	1A

3、實訓模塊

序號	實驗模塊	傳感器名稱	量程	精度
1	電阻霍爾式傳感器模塊	電阻式傳感器	± 2mm	± 1.5%
2	電阻霍爾式傳感器模塊	霍爾式傳感器	≥ 2mm	0.1%
3	電容式傳感器模塊	電容式傳感器	± 5mm	± 1.3%
4	電感式傳感器模塊	電感式傳感器	± 5mm	± 3%
5	光電式傳感器模塊	光電式傳感器	0-2400轉/分	≤ 1.5%
6	渦流式傳感器模塊	渦流式傳感器	≥ 1mm	± 3%
7	溫度式傳感器模塊	溫度式傳感器	0-100℃	± 2%
8		磁電式傳感器		0 .5V/m
9	壓電式加速度傳感器模塊	壓電式加速度傳器	1-30Hz	± 2%/s
10	光纖式傳感器模塊	光纖式傳感器	≥1.5mm	± 1.5%
11	壓力傳感器模塊	壓力傳感器	0-50kpa	± 2%
12	超聲波傳感器模塊	超聲波傳感器	20-60cm	1cm
13		MQ3氣敏傳感器	50-200ppm
14	濕敏傳感器模塊	濕敏傳感器	10-95%RH	± 5%
15		霍爾式測速傳感器	0-2400 轉/分	± 1.5%
16		渦流測速傳感器	0-2400轉/分	≤ 1.5%
17		磁電測轉速傳感器	0-2400轉/分	≤ 1.5%
18		轉速傳感器	0-2400轉/分	≤ 1.5%
19	熱電偶、熱電阻傳感器模塊	K 型熱電偶傳感器	0-100℃	± 3%
20		E型熱電偶傳感器	0-100℃	± 3%
21		Pt100鉑電阻傳感器	0-100℃	± 3%
22		Cu50銅電阻傳感器	0-100℃	± 3%
23	移相器、相敏檢波器模塊
24	熱釋電紅外傳感器模塊	熱釋電紅外傳感器		3200V/W
25	硅光電池傳感器模塊	硅光電池傳感器		0.35A/W
26	集成溫度LM35傳感器模塊	集成溫度LM35傳感器	0-100℃	± 2%
27	PN結、正與負溫熱敏電阻傳感器模塊	PN結溫度傳感器	0-100℃	± 3%
28		正溫熱敏電阻傳感器	0-100℃	± 3%
29		負溫熱敏電阻傳感器	0-100℃	± 3%
30	光敏二極管、光敏三極管與光敏電阻傳感器模塊	光敏二極管傳感器	隨光照度變化	± 3%
31		光敏三極管傳感器	隨光照度變化	± 3%
32		光敏電阻傳感器	電阻隨光變化	± 3%
33		PSD位置傳感器
34	扭矩傳感器模塊	扭矩傳感器	0-6000gcm	±2%Fs
35	光柵位移傳感器模塊	光柵位移傳感器	0-25mm
36		CCD實驗儀

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