测控综合实验大纲
控制测量实验大纲
《控制测量》实验教学大纲课程编号：ZB1530020-21课程总学时：102适用专业：工程测量技术课程类别：专业课程大纲编写：王芳大纲审定：测绘与地理信息系统教研室一、实验课程的任务、性质与目的任务：通过工控制测量学实验学习，通过本课程的实验教学，要求学生能进一步掌握所学的控制测量知识，并能结合实践解决实际工作中遇到的各类高精度工程测量的控制问题。
性质：本课程属是工程测量技术专业的重要的专业技术基础课。
目的：使学生掌握控制测量的用途及布设控制网的方法等，通过实验，掌握控制测量的理论、方法及其应用；掌握各种精密经纬仪、精密水准仪、全站仪等的使用方法；掌握控制测量的内业数据处理方法和流程。
二、实验项目的设置和学时分配（总学时：30学时）（一）实验项目一：J2光学经纬仪的认识及读数练习（必做）1、实验类型：基础性2、学时数：4学时3、基本理论：认识J2光学经纬仪的结构及读数方法4、基本要求：（1）实验目的：认识J2光学经纬仪的结构及读数方法（2）实验内容：1、J2光学经纬仪的结构。
2、J2光学经纬仪的读数方法。
（3）实验步骤：1、认识J2光学经纬仪的结构2、掌握J2光学经纬仪的读数方法。
5、使用的主要仪器设备名称及规格、型号：J2光学经纬仪。
6、所在专业实验室（名称）：测绘与地理信息系统实验室（二）实验项目二：方向观测法测水平角（必做）1、实验类型：基础性2、学时数：4学时3、基本理论：用J2光学经纬仪采用方向观测法进行水平角的测量4、基本要求：（1）实验目的：1、练习方向观测的观测顺序和记录计算。
2、认识与普通经纬仪的不同。
（2）实验内容：1、练习方向观测的观测顺序2、记录计算方法（3）实验步骤：1、经纬仪的安置（1）粗略对中（2）粗略整平（3）精确整平（4）精确对中2、盘左测量3、盘右测量5、使用的主要仪器设备名称及规格、型号：J2光学经纬仪。
6、所在专业实验室（名称）：测绘与地理信息系统实验室（三）实验项目三：电磁波测距（必做）1、实验类型：基础性2、学时数：4学时3、基本理论：光电测距仪通过测量光波在待测距离D 上往返传播一次所需要的时间t2D ，依下式来计算待测距离D 。
测控专业综合实验报告
湖南科技大学测控技术与仪器专业专业综合实验报告姓名学号成绩湖南科技大学机电工程学院二0—三年 ^一月 ^一日目录一、液压泵站综合控制实验 3（一）实验目的 3（二）实验内容 3二、液压实验台PLC控制实验 4（一）实验目的 4（二）实验内容 4—振动测试与故障诊断综合实验（一）一）实验目的 5二）实验内容 5四．振动测试与故障诊断综合实验（二）（一）实验目的 6 （二）实验内容 6 五．基于虚拟仪器的自动控制原理综合实验（一）实验目的7 （二）实验内容7 六．基于虚拟仪器的传感器综合实验8 （一）实验目的8 （二）实验内容8 七．地震仪器综合设计9 （一）实验目的9 （二）实验内容9 八．电法仪器综合设计10 （一）实验目的10 （二）实验内容10 九、实验心得11一、液压泵站综合控制实验（一）实验目的了解液压控制的装置，熟悉PLC编程，并且了解置的原理并且用于实践生活中去。
（二）实验内容此实验是液压的测量实验用PLC处理器控制来实现，液压PLC综合控制实验室是我公司根据高校机电一体化对气、电、液控制的教学大纲要求，在我公司专利产品YY-18透明液压传动演示系统的基础上，综合了我公司气动PLC与液压PLC控制实验设备的优点，采用了开放型综合实验台结构，广泛征求专家教授与老师的意见，经不断创新改进研制而成的。
是目前集气动控制技术、液压传动控制技术以及PLC可编程序控制器控制技术于一体的理想的综合性实验设备。
实验时，它们可以相互辅成，交叉控制。
可以让学生直观、感性地对比、了解气、电、液各自具有的特点、特色、及优缺点等。
信号采集电路原理设计：（1）前置放大电路要求有阻抗匹配设计（前置放大器采用集成运放OP07、采用电压负反馈设计、增益为10、50 两档手动设计）（2）主放大器采用级联组合程控放大、增益动态范围为10 至1500 倍之内。
（增益程档位要求有30 至40 梯度之内，具体每档增益值不做具体要求但要求梯度增益呈线性）（3）主放大器末端输出值（Up-p）设计为5v，如有溢出则在设计说明中明。
《测控技术与系统综合一》实验指南
输入 VP-P (v) 电压(v) （00 参考）
。 。 。
。 。 。
输入 VP-P 电压(v) （1800 参考）
。 。相敏检波器原理图 5，定性分析此相敏检波器电路的工作原理。 2、 根据实验结果，可以知道相敏检波器的作用是什么?移相器在实验线路中的作用是什么？ 3、 在完成第五步骤后，将示波器两根输入线分别接至相敏检波器的输入端（1）和附加观察端（6） 和（2） ，从观察波形中知道，相敏检波器中的整形电路是将什么波转换成什么波，相位如何？起 什么作用？当相敏检波器的输入与开关信号同相时，输出的是什么波形？电压表的读数此时是一 个什么数值？
三、需用器件与单元：主机箱(±4V、±15V、电压表)、应变式传感器实验模板、托盘、砝码、4 1 2
位数显万用表（自备） 。
图1
应变片单臂电桥性能实验安装、接线示意图
传感器实验指南
3
四、实验步骤：
应变传感器实验模板说明： 实验模板中的 R1、R2、R3、R4 为应变片，没有文字标记的 5 个电阻(画的虚线电阻)是空的(两插孔之 间没有接入电阻)，其中 4 个组成电桥模型是为实验者组成电桥方便而设，图中的粗黑曲线表示连接线。 1、先关闭主机箱电源，根据图 1 安装接线。 〔应变式传感器（电子秤传感器）已装于应变传感器模板 上。传感器中 4 片应变片和加热电阻已连接在实验模板左上方的 R1、R2、R3、R4 和加热器上。当传感器 托盘支点受压时，R1、R3 阻值增加，R2、R4 阻值减小，可用四位半数显万用进行测量判别。常态时应变 片阻值为 350Ω，加热丝电阻值为 50Ω 左右。 〕请检查接线正确无误。 2、放大器输出调零：将图 1 实验模板上放大器的两输入端口引线暂时脱开，再用导线将两输入端短 接(Vi＝0)；调节放大器的增益电位器 RW3 大约到中间位置(先逆时针旋到底，再顺时针旋转 2 圈)； （调节任 何一个电位器时两指轻夹旋钮平滑缓慢的旋动，用力要均匀，不要用力过猛或速度过快，否则易损坏电位 器） 。将主机箱电压表的量程切换开关打到 4V 档，再合上主机箱电源开关，调节实验模板放大器的调零电 位器 RW4，使电压表显示为零。 3、应变片单臂电桥实验：拆去放大器输入端口的短接线，将暂时脱开的引线复原(见图 1 接线图)。调 节实验模板上的桥路平衡电位器 RW1，使主机箱电压表显示为零；在应变传感器的托盘上放置一只砝码， 读取数显表数值，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到 200g 砝码加完。记下实验结果填入表 1。画 出实验曲线。 （如果调节 RW1 电位器而数显表读数不改变或托盘中加上一、两个砝码时数显表读数无变化， 请仔细检查接线是否有误。如果有变化但数值很小，可以适当调大电路的增益。 ） 表1 重量(g) 电压(mv) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
测控系统实训实践课程大纲
《测控系统实训》实践课程大纲注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课/实践课/通识类选修课；课程性质是指必修/限选/任选一、本课程的课程目标《测控系统实训》是测控技术与仪器专业开设的实践性专业课程。
本课程的目标是：课程目标（1）：针对具体的工程实训题目，结合题目参数要求，运用所学测控专业知识，具备测量控制和仪器工程问题的表达、分析和评价能力，并给出具体的题目解决方案。
能够组成合理的团队，并完成团队成员任务分工；团队成员针对题目展开充分讨论，能够结合项目成本、指标给出具体的解决方案，并论证解决方案的合理性；课程目标（2）：能够运用现代仪器工具，如示波器、万用表、信号发生器、电源等设备，开展实物作品的调试、功能测试、性能分析等，完成题目技术指标要求。
课程目标（3）：通过项目设计，实际测控系统设计的基本理论与基本技能，完成测控应用系统各主要环节的设计、原理实现及开发，具备典型仪器和测控系统的原理、组成、功能及其应用等知识；课程目标（4）：通过项目实践，能够获取复杂工程对象的数据信息，并对数据开展拟合分析，获得最佳数据模型。
课程目标（5）：经过完整的项目实践，完成项目总结报告，凝练理论及技术问题，实现创新；能够将项目实践中遇到的问题与同行开展有效的沟通，将测控系统中的理论知识通熟易懂的传播给社会公众，从而提高自身的能力。
二、课程目标与相关毕业要求指标点的对应关系《测控系统实训》课程目标与相关毕业要求指标点的对应关系如表1所示。
表1 课程目标与相关毕业要求指标点的对应关系三、课程目标与教学内容和方法的对应关系《测控系统实训》课程目标与教学内容和方法的对应关系如表2所示。
表2 课程目标与教学内容与方法的对应关系该课程详细教学内容如下所述：测控技术及仪器专业的工程实训由6个方向组成。
每个方向由工程实训指导老师按照学生的能力水平，给出具体的题目、详细的技术指标参数以及完成的软硬件功能需求等。
在学生经过讨论，选题结束后，指导教师要根据题目要求讲解实训任务的具体内容、需要用到的软硬件工具，时间安排等进行讲解。
测控综合实验指导书
《测控技术综合实验》实验指导书目录第1章TS-DIL-5C环形输送线实验 (3)实验一霍尔开关传感器—转速测量实验 (3)实验二光电对射式传感器—转速测量实验 (5)实验三光电反射式传感器—物件计数实验 (7)实验四涡流接近开关传感器—金属物件检测及计数实验 (9)实验五色标传感器—物件颜色检测实验 (11)第2章TS-MS114直线位移测控实验 (13)实验一超声波位移测量实验 (13)实验二红外位移测量模块实验 (17)第3章TS-ROT-6A多功能转子测控实验 (20)多功能转子测控实验模块简介 (20)实验一直流伺服电机电流环控制实验 (24)实验二直流伺服电机速度环控制实验 (31)实验三直流伺服电机速度环频率响应实验 (33)实验四电涡流传感器—轴心轨迹测量实验 (37)实验五振动速度传感器—振动测量实验 (41)实验六振动加速度传感器—振动测量实验 (44)实验七光电开关传感器—转速测量实验 (47)实验八磁电传感器—转速测量实验 (50)实验九电涡流传感器—转速测量实验 (53)实验十数字式增量编码器角度测量实验 (55)第1章TS-DIL-5C环形输送线实验实验一霍尔开关传感器—转速测量实验(一)实验目的1、学习labVIEW软件的应用；2、了解霍尔开关传感器的工作原理；3、学习霍尔开关传感器的使用方法；(二)实验原理霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，这种现象就称为霍尔效应。
两端具有的电位差值称为霍尔电势U，其表达式为U=K·I·B/d其中K为霍尔系数，I为薄片中通过的电流，B为外加磁场（洛伦慈力Lorrentz）的磁感应强度，d是薄片的厚度。
由此可见，霍尔效应的灵敏度高低与外加磁场的磁感应强度成正比的关系。
霍尔开关就属于这种有源磁电转换器件，它是在霍尔效应原理的基础上，利用集成封装和组装工艺制作而成，它可方便的把磁输入信号转换成实际应用中的电信号，同时又具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。
《测控技术综合实验》
成绩：测控技术综合实验报告班级：测控11-1姓名：学号：110340101XX日期：2014/6/16---2014/7/4第一部分一阶液位对象特性的测试一、实验目的通过实验掌握对象特性的曲线的测量的方法，测量时应注意的问题，对象模型参数的求取方法。
二、实验内容1.了解本实验系统中各仪表的名称、基本原理以及功能，掌握其正确的接线与使用方法，以便于在实验中正确、熟练地操作仪表读取数据。
熟悉实验装置面板图，做到根据面板上仪表的图形、文字符号找到该仪表。
熟悉系统构成和管道的结构，认清电磁阀和手动阀的位置及其作用。
2.将上水箱特性测试（计算机控制）所用实验设备，参照流程图和系统框图接好实验线路。
3.确认接线无误后，接通电源。
4.运行组态王，在工程管理器中启动“上水箱液位测试实验”点击6.在点击设定一数值使系统液位处于某一平衡位置（设定的数值过大会影响系统稳定所需的时间）。
7.改变u（k）输出，给系统输入幅值适宜的正向阶跃信号(阶跃信号在5%-15%之间)，使系统的输出信号产生变化，上水箱液位将上升到较高的位置逐渐进入稳态。
8.观察计算机中上水箱液位的正向阶跃响应曲线，直至达到新的平衡为止。
9.改变u（k）输出，给系统输入幅值与正向阶跃相等的一个反向阶跃信号，使系统的输出信号产生变化,上水箱液将下降至较低的位置逐渐进入稳态。
10.至达到新的平衡为止。
三、数据整理曲线的分析处理，对实验的记录曲线分别进行分析和处理，处理结果记录于表格2-2。
填入下表得表2-2 阶跃响应曲线数据处理记录表四、分析与结论(1) u(k)=700pv=13 (2) u(k)’=750pv’=83静态增益：K=4.17007501383)(=--=∆∆kuh时间常数：由图可得，0.632)(∞∆h对应下的时间T2为08:20，T1=08:00 所以时间常数T=T2-T1=20 min延迟时间：由图得5.3=τmin将数据填入上表传递函数为：seseTKG5.3s1204.11s--+=+=τ第二部分水箱液位控制系统的组态过程试验中我们是运用“组态王”软件来建立系统监控画面。
测控系统综合设计
测控技术综合实习（测控）一、实习目的1、了解应变片的基本概念，掌握应变片的工作原理。
2、了解AT89C51单片机的使用方法。
3、掌握应变片压力测量系统的设计方法，学会独立思考，解决问题的能力。
二、实习任务1、收集材料，了解应变片的相关知识。
2、确定设计方案，画出Protel电路图。
3、编写程序，实现设计功能。
三、硬件设计1、基于单片机的压力检测的原理本次设计是以单片机组成的压力测量，系统中必须有前向通道作为电信号的输入通道，用来采集输入信息。
压力的测量，需要传感器，利用传感器将压力转换成电信号后，再经放大并经A/D转换为数字量后才能由计算机进行有效处理。
然后用LED进行显示，而键盘的作用是改变输入量的系数的。
它的原理图如图压力传感器放大器显示单片机A/D转换键盘压力测量仪表原理方框图我们这次主要做的是A/D转换，单片机键盘和显示，我们选用的A/D转换器是ADC0832，单片机为AT89C51，键盘为4乘4的键盘，显示为4位数码管显示。
根据硬件电路编程，调试出来并显示结果。
2、金属电阻应变片的工作原理应变式压力传感器是把压力的变化转换成电阻值的变化来进行测量的，应变片是由金属导体或半导体制成的电阻体，是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。
它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。
电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。
金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。
通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。
这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D 转换和CPU ）显示或执行机构。
其阻值随压力所产生的应变而变化。
金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。
测控综合性课程设计
测控综合性课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握测控技术的基本原理，包括传感器工作原理、信号采集与处理方法；2. 学生能够运用所学的测控知识，分析实际问题的解决方案；3. 学生了解测控技术在工程领域的应用，认识到其在社会发展中的重要性。
技能目标：1. 学生能够设计简单的测控系统，运用传感器进行数据采集，并完成数据的基本处理；2. 学生通过课程实践，掌握使用测控设备进行实验操作和数据分析的基本技能；3. 学生能够运用课程所学，解决实际问题，具备一定的创新能力和动手能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习测控技术，培养对工程技术的兴趣，激发探索精神和创新意识；2. 学生在学习过程中，养成合作、分享、尊重他人的良好品质；3. 学生能够认识到测控技术在国家经济发展和国防建设中的重要作用，增强国家意识和社会责任感。
本课程针对高年级学生的认知特点，结合测控技术的学科性质，以实用性为导向，注重培养学生的实践能力和创新能力。
课程目标旨在使学生在掌握基本知识的基础上，提高解决实际问题的能力，同时培养良好的情感态度价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 测控技术基础理论：讲解传感器工作原理、信号采集与处理方法，涉及课本第二章和第三章内容。
2. 常用测控设备与仪器：介绍各类传感器、数据采集卡、控制器等设备，分析其性能与应用，结合课本第四章内容。
3. 测控系统设计方法：讲授测控系统设计步骤、系统建模与仿真，参考课本第五章内容。
4. 实践操作与案例分析：组织学生进行实验操作，分析实际工程案例，提高学生解决实际问题的能力，结合课本第六章和第七章内容。
5. 创新设计与制作：鼓励学生发挥创意，设计具有实际应用价值的测控系统，进行制作和调试，锻炼学生的动手能力和创新能力。
教学大纲安排如下：第一周：测控技术基础理论（第二章、第三章）第二周：常用测控设备与仪器（第四章）第三周：测控系统设计方法（第五章）第四周：实践操作与案例分析（第六章、第七章）第五周：创新设计与制作（综合前四章内容）教学内容遵循科学性和系统性原则，注重理论与实践相结合，旨在帮助学生掌握测控技术的基本知识，提高解决实际问题的能力。