传感器原理与应用实验实训箱使用说明书

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1、序言序言 4 第一章第一章 传感器整合实验系统传感器整合实验系统 . 5 1.1 传感器模块部分 5 1.2 传感器信号处理板 5 1.3 分散式 I/O 控制板 6 1.4 测控主机部分 . 7 1.5 图控软件 8 1.6 传感器整合实验系统整体结 . 9 1.7 可扩展性 11 第二章第二章 信号处理板信号处理板 BDXBDX- -3CS3CS- -SP1SP1 及相关传感器模及相关传感器模块块 12 2.1 信号处理板 BDX-3CS-SP1 12 2.1.1接线图 12 2.1.2 接线表 13 2.1.3 J5（与主控板相连）的管脚定义 . 13 2.2 常见故障及排除方法 14

2、2.3 使用注意事项 . 14 第三章第三章 信号处理板信号处理板 BDXBDX- -3CS3CS- -SP2SP2 及相关传感器模块及相关传感器模块 15 3.1 信号处理板 BDX-3CS-SP2 15 3.1.1 接线图 15 3.1.2 接线表 16 3.1.3 J5（与主控板相连）的管脚定义 . 16 3.2 常见故障及排除方法 17 3.3 使用注意事项 . 17 第四章第四章 BDXBDX- -3CS3CS- -SP3SP3 信号处理板及相关传感器模块信号处理板及相关传感器模块 . 18 4.1 BDX-3CS-SP3 信号处理板 . 18 4.1.1 BDX-3CS-SP3 信

3、号处理板接线图 18 4.1.2 接线表 19 4.1.3 J5（与主控板相连）的管脚定义 . 19 4.2 常见故障及排除方法 20 4.3 使用注意事项 . 20 第五章第五章 BDXBDX- -3CS3CS- -SP4SP4 信号处理板及相关传感器模块信号处理板及相关传感器模块 . 21 51 BDX-3CS-SP4 信号处理板 . 21 5.1.1 BDX-3CS-SP4 信号处理板接线图 21 5.1.2 接线表 22 1 5.1.3 J5（与主控板相连）的管脚定义 . 22 5.2 常见故障及排除方法 . 23 5.3 使用注意事项 . 23 第六章第六章 BDXBDX- -3CS

4、3CS- -SP5SP5 信号处理板及相关传感器模信号处理板及相关传感器模块块 24 61 BDX-3CS-SP5 信号处理板 . 24 6.1.1 接线图 24 6.1.2 接线表 24 6.1.3 J5（与主控板相连）的管脚定义 . 25 6.2 常见故障及排除方法 25 6.3 使用注意事项 . 26 第七章第七章 BDXBDX- -3CS3CS- -SP6SP6 信号处理板及相关传感器模块信号处理板及相关传感器模块 27 7.1 BDX-3CS-SP6 信号处理板 . 27 7.1.1 接线图 27 7.1.2 接线表 27 7.1.3 J5（与主控板相连）的管脚定义 . 28 7.2

5、 常见故障及排除方法 28 7.3 使用注意事项 . 29 第八章第八章 接口板使用说明书接口板使用说明书 . 30 8.1 使用对象 30 8.2 各个插接口定义 . 30 8.3 传感器使用资源分配 33 第九章第九章 图控软件使用方法图控软件使用方法 . 34 9.1 概述 . 34 9.2 安装说明 34 9.3 使用说明 36 9.3.1 连接信号调理板 BDX-3CS-SP1 38 9.3.2 连接信号调理板 BDX-3CS-SP2 39 9.3.3 连接信号调理板 BDX-3CS-SP3 40 9.3.4 连接信号调理板 BDX-3CS-SP4 41 9.3.5 连接信号调理板

6、BDX-3CS-SP5 42 9.3.6 连接信号调理板 BDX-3CS-SP6 43 9.4 网络版部分 44 9.4.1 软件安装 . 44 9.4.2 软件使用 . 46 9.4.3 软件卸载 . 50 9.5 常见故障及排除方法 50 2 第十章第十章 图控软件与监控主机及图控软件与监控主机及 I/O 控制板通讯协议控制板通讯协议 . 52 10.1 RS232 及 RS485 通讯参数 . 52 10.2 通讯格式 52 10.3 各种通讯命令的格式： . 53 第十一章第十一章 测控主机使用方法测控主机使用方法 56 11.1 概述 . 56 11.2 性能 . 56 11.3 功

7、能 . 56 11.4 结构及工作原理 56 11.5 操作说明 58 11.6 常见故障及排除方法 . 59 11.7 使用注意事项 . 59 11.8 编程说明 60 11.8.1 图形点阵模块 . 60 11.8.2 键盘模块 61 11.8.3 继电器控制模块 . 63 11.8.4 通讯模块 63 11.8.5 静态存储器模块 63 11.8.6 A/D 转换模块 64 11.8.7 D/A 转换器 65 11.8.8 输入/输出扩展接口 . 66 11.8.9 附录 66 第十二章第十二章 分散分散式式 I/OI/O 控制板的的使用控制板的的使用 68 12.1 概述 . 68 1

8、2.2 性能 . 68 12.3 功能 . 68 12.4 结构及工作原理 68 12.5 操作说明 70 12.6 常见故障及排除方法 . 70 12.7 使用注意事项 . 70 12.8 编程说明 70 12.8.1 通讯模块 70 12.8.2 静态存储器模块 71 12.8.3 A/D 转换模块 71 12.8.4 D/A 转换器 72 12.8.5 输入/输出扩展接口 73 3 序言序言 该系统是将计算机技术、控制技术和通信技术用于传感器原理、实验和应用性实验的 一个综合平台。主要用于各大、中专院校及职业院校开设的：传感器原理与技术、自动化 检测技术、非电量检测技术、工业自动化仪表与

9、控制、机械量检测、传感器工业现场使 用、图形控制软件的编程等课程的实验教学和开发。该系统提供 24 种常用传感器，以及相 应的信号调理驱动电路，电路原理图及总线标准和通讯协议全部公开。 早期的传感器实验系统一般采用台式结构，将固定的十几种传感器、共用的信号调理 电路置于箱体内部，结合 PC 机进行传传感器应用的验证性实验。随着电子技术的发展， 人们对传感器实验系统需求也发生了较大的变化。特别是传感器应用教学方面，老师希望 能让学生看到传感器的实物和辅助电路，信号调理板电路原理、电路板相应器件的用法和 关键信号测量点。传感器和信号调理部分、单片机、键盘、显示器结合起来的测量控制系 统。传感器和信

10、号调理板、PC 机、图控软件结合起来的测量控制系统。通过 RS-485 总 线、或其它总线方式，利用光光纤、导线或其它媒介联网的测量控制系统。对传感器试验 系统提出了较高的要求。北斗星公司针对目前的教学需求开发出了 BDSE-1A 传感器综合 实验系统。 通过对本系统的了解可以增大学生的知识面，实验过程可以强化训练学生的动手能 力，使学校对学生的培养目标更贴近实际需要。 BDSE-1A 传感器综合实验系统由传感器的实物和辅助电路模块、信号调理板模块、单 片机处理系统模块、I/O 控制 RS-485 总线模块，图型控制软件模块组成。可以完成以下传 感应用教学实验： （1） 传感器和信号调理实验。

11、 （2） 传感器和信号调理与单片机、键盘、显示器结合起来的测量控制系统实验。 （3） 传感器和信号调理板、PC 机、图控软件结合起来的测量控制系统实验。 （4） 通过 RS-485 总线、联网的测量控制系统实实验。 （5） 工控机、数据采集卡、传感器和信号调理实验。 本综合实验系统有以下特点： （1） 传感器及的实物和辅助电路，信号高理电路，及键盘显示电路全部公开。学生对各 种实物看得见模得到。 （2） 传感器辅助电路和信号调理电路全部采用模块化设计，可以对传感器品种进行任意 扩展。 （3） 信号调理电路采用一对一模式电路设计针对性强。 （4） 整体设计各模块有一定的独立性可任意组合出多种实验

12、模式。 （5） 通过 RS-485 总线图控软件结合，可完成贴近实际的工业控制系统。 4 第一章第一章 传感器整合实验系统传感器整合实验系统 1.1 1.1 传感器模块部分传感器模块部分 （1）各类传感器：24 种基本传感器基础电路板及连接部件。其中有热敏电阻、霍尔传感 器、感烟传感器、半导体温度传感器、人体红外传感器、红外线传感器、压力传感器、微 动开关、光电晶体传感器、光遮断传感器、光电池传感器、瓦斯传感器、酒精传感器、红 外线 TGS100 传感器、光敏电阻传感器、湿度传感器、磁簧开关传感器、直流马达、温度开 关、超音波传感器、接近开关、白金温度传感器、热电偶传感器、称重传感器（2）传感

13、器 模块电路板：传感器模块电路板，用于固定传感器电路和基本处理电路。和信号处理电路 的接口。 图 2.1 传感器模块部分结构图 1.2 1.2 传感器信号处理板传感器信号处理板 （1）传感器信号处理电路板： 这块传感器信号外理电路板上有四路不同传感器处理电路，针对四路不同的传感器进行信号测控处理，测控信号通过总线和测控主机相连。 （2）外壳： 传感器信号处理模块电路外壳、信号处理电路图形部分，关键部位信号测试点。 5 图 1.2 传感器信号处理电路板 1.3 1.3 分散式分散式 I/OI/O 控制板控制板 （1） 信号处理电路： 信号处理电路中有 12 位 A/D 转换器，8 位 D/A 转

14、换器，24 路 I/O 接口。 （2） 通讯部分： 通讯部分有一路 RS232 口，一路 RS485 口，一个可以和传感器信号处理电路板相连接的一个总线接口。 （3） 下位机软件： 下位机软件包括： A 通讯程序模块：主要用于接受上位机的命令、与上位机之间转送数据。 B 数据处理模块：主要用于处理传感器信号处理电路板送来的信号。 C 控制模块：根据控制需要向传感器信号处理电路或外部 I/O 口送出控制信号。 6 图 1.3 分散式 I/O 控制板 1.4 1.4 测控主机部分测控主机部分 (1)信号处理电路： 信号处理电路中有 12 位 A/D 转换器，8 位 D/A 转换器，24 路 I/O

15、 接口（其中 4 路输入 口带光电隔离） 。 (2)通讯部分： 通讯部分有一路 RS232 口，一路 RS485 口，一个可以和传感器信号处理电路板相连接 的一个总线接口。 (3)键盘显示部分 1 个标准 4*4 键盘，1 个 128*64 图形 LCD 显示器。 (4)下位机软件： 下位机软件包括： A 通讯程序模块：主要用于接受上位机的命令、与上位机之间转送数据。 B 数据处理模块：主要用于处理传感器信号处理电路板送来的信号。 C 控制模块：根据控制需要向传感器信号处理电路或外部 I/O 口送出控制信号。 D 键盘显示器模块：键盘显示器的处理子程序模块 7 图 1.4 测控主机部分 1.5 1.5 图控软件图控软件 (1)工业图控软件: 工业图软件可以和下位机通讯，对下位机送来的数据进行处理显示，并可向下位机发送命令，通过下位机对某些对象进行控制。 图 1.5 工业图控软件 8 1.6 1.6 传感器整合实验系统整体结传感器整合实验系统整体结 1.6.1 感测主机和传感器信号处理板等构成系统 图 2.6.1 感测主机和传感器信号处理板等构成系统 1.6.2 PC 机感测主机和传感器信号处理板等构成系统 图 1.6.2 PC 机感测主机和传感器信号处理板等构成系统 1.6.3 PC 与分散式 I/O 控制板和传感器信号处理板等构成系统 感 测 监 控 主感