序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇傳感器技術(shù)論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

1.1傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中，傳感器節(jié)點(diǎn)的主要任務(wù)是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)相關(guān)環(huán)境參數(shù)，并對(duì)其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，使數(shù)據(jù)通過WSN傳輸?shù)絽R聚節(jié)點(diǎn)處，其處理能力、存儲(chǔ)能力和通信能力要求不高，因此采用簡(jiǎn)單節(jié)約的設(shè)計(jì)方案。如圖3所示，傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、處理器模塊、射頻模塊、電源模塊和電路等部分組成。傳感器模塊負(fù)責(zé)對(duì)所需參數(shù)進(jìn)行采集和模數(shù)轉(zhuǎn)換。處理器模塊負(fù)責(zé)控制整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的操作，存儲(chǔ)和處理傳感器模塊采集的以及射頻模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。射頻模塊負(fù)責(zé)與其他節(jié)點(diǎn)之間的通信，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送或接收。電源模塊負(fù)責(zé)為整個(gè)節(jié)點(diǎn)提供運(yùn)行所需的能量，是決定節(jié)點(diǎn)壽命的關(guān)鍵因素之一。電路則包括聲光電路、復(fù)位電路及接口電路等。（1）處理器模塊。處理器模塊是傳感器節(jié)點(diǎn)的核心部分，本設(shè)計(jì)方案中，處理器選用德州儀器（TI）公司的16位超低功耗微控制器MSP430F135，該處理器采用1.8V-3.6V的低電壓供電，可以在低電壓下以超低功耗狀態(tài)工作，非常適合應(yīng)用在對(duì)功耗控制要求甚高的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。該處理器同時(shí)擁有較強(qiáng)的處理能力和較豐富的片內(nèi)資源，擁有16kB閃存、512BRAM、2個(gè)16位的定時(shí)器、1個(gè)通用同步異步接口（USART）、12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和6個(gè)8位并行接口。（2）射頻模塊。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用中，傳感器節(jié)點(diǎn)既需要發(fā)射又需要接收數(shù)據(jù)，因此本設(shè)計(jì)方案中的射頻模塊采用收發(fā)一體的無線收發(fā)機(jī)。射頻模塊采用Chipcon公司推出的無線收發(fā)芯片CC2420，它的工作電壓位于2.1~3.6V之間，收發(fā)電流不超過20mA，功耗低；其具有很高的集成度，只需要較少的電路就可工作，天線設(shè)計(jì)采用PCB天線，進(jìn)一步減小模塊體積。CC2420工作在2.4GHz頻段上，支持IEEE802.15.4和Zig-Bee協(xié)議；采用O-QPSK調(diào)制方式，抗鄰道干擾能力強(qiáng)；128B接收和128B發(fā)射用的數(shù)據(jù)緩存空間，數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)250kb-ps。（3）傳感器模塊。傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集部分根據(jù)實(shí)際需要選擇相應(yīng)的傳感器，如溫度、濕度、振動(dòng)、光敏、壓力等傳感器。本文的研究重點(diǎn)不在傳感器上，因此僅以溫濕度傳感器作為例子。本方案采用Sensirion公司的SHT15溫濕度傳感器，該傳感器將傳感元件和信號(hào)處理電路集成在一起，輸出完全標(biāo)定的數(shù)字信號(hào)[3]。其工作溫度范圍在-40℃-123.8℃之間，其在-20℃-70℃范圍內(nèi)，溫度測(cè)量精度在±1℃以內(nèi)；濕度范圍在0%-100%之間，在10%-90%范圍內(nèi)，濕度測(cè)量精度在±2%以內(nèi)。

1.2匯聚節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)在本系統(tǒng)中，匯聚節(jié)點(diǎn)的主要任務(wù)是接收傳感器節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲(chǔ)和處理后傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)處，同時(shí)，接收來自網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的信息，向傳感器節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)任務(wù)。匯聚節(jié)點(diǎn)是連接WSN和外部網(wǎng)絡(luò)的接口，實(shí)現(xiàn)兩種協(xié)議間的轉(zhuǎn)換，使用戶能夠訪問、獲取和配置WSN的資源，對(duì)其處理能力、存儲(chǔ)能力和通信能力要求較高。而為了與傳感器節(jié)點(diǎn)匹配，匯聚節(jié)點(diǎn)的硬件結(jié)構(gòu)與傳感器節(jié)點(diǎn)基本相似，如圖4所示，匯聚節(jié)點(diǎn)沒有傳感器模塊，增加了存儲(chǔ)器模塊和藍(lán)牙通信模塊。（1）處理器模塊。同樣的，處理器模塊也是匯聚節(jié)點(diǎn)的核心部分，主要負(fù)責(zé)控制整個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)的操作，存儲(chǔ)和處理來自射頻模塊或者藍(lán)牙通信模塊的數(shù)據(jù)，再將處理結(jié)果交給射頻模塊或者藍(lán)牙通信模塊發(fā)送出去。本設(shè)計(jì)方案中，處理器選用TI公司的16位超低功耗微控制器MSP430F1611，該處理器和MSP430F135一樣，可以在1.8V~3.6V的低電壓下以超低功耗狀態(tài)工作，但其擁有更強(qiáng)的處理能力和更豐富的片內(nèi)資源，48kB閃存和10KBRAM、2個(gè)16位定時(shí)器、1個(gè)快速12位ADC、雙12位DAC、2個(gè)USART接口和6個(gè)8位并行I/O接口。（2）存儲(chǔ)器模塊?？紤]到物流運(yùn)輸過程中環(huán)境多變，容易帶來一些不確定因素，這些不確定因素可能引起處理器自帶的存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)丟失，因此匯聚節(jié)點(diǎn)需要存儲(chǔ)一些重要的數(shù)據(jù)。本設(shè)計(jì)方案中，匯聚節(jié)點(diǎn)的外部存儲(chǔ)器芯片選用由Mi-crochip公司生產(chǎn)的24AA64，工作電壓低至1.8V，它采用低功耗CMOS技術(shù)，工作時(shí)電流僅為1mA，而且可以在惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定工作。由于匯聚節(jié)點(diǎn)對(duì)存儲(chǔ)容量要求不高，而且24AA64芯片的存儲(chǔ)容量為64KB，擦寫次數(shù)可達(dá)到百萬次，因此一塊芯片即可滿足本系統(tǒng)的存儲(chǔ)要求。（3）藍(lán)牙通信模塊。本系統(tǒng)采用智能手機(jī)作為后臺(tái)系統(tǒng)和WSN之間的網(wǎng)關(guān)，來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸。為了使匯聚節(jié)點(diǎn)與智能手機(jī)能夠進(jìn)行通信，采用藍(lán)牙通信協(xié)議。而在匯聚節(jié)點(diǎn)使用藍(lán)牙通信方式需要增加一個(gè)藍(lán)牙通信模塊。本設(shè)計(jì)方案中，采用SparkFun公司的BlueSMiRF模塊，其工作電壓為3.3V-6V，工作電流最大為25mA，功耗較低；其最大傳輸距離為100m，通信速率最高可達(dá)115200bps；其天線為PCB天線，所需器件很少，故模塊的體積很小，可以通過串行接口直接與處理器模塊相連。

1.3網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)要求在后臺(tái)系統(tǒng)和WSN部署點(diǎn)間進(jìn)行雙向通信，為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸功能，有兩種方案，一是匯聚節(jié)點(diǎn)增加移動(dòng)通信模塊，如GPRS模塊[4]；二是采用智能手機(jī)作為后臺(tái)系統(tǒng)和匯聚節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)關(guān)。方案一對(duì)匯聚節(jié)點(diǎn)的要求進(jìn)一步提高，不僅處理過程更加復(fù)雜，其能量消耗也大大提高；另一方面要實(shí)現(xiàn)物流過程的跟蹤，還需有定位功能，一般采用GPS模塊[5]，這樣成本也將大大提高。相比之下，方案二優(yōu)勢(shì)明顯，采用智能手機(jī)可以進(jìn)行各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，使用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行通信，使用內(nèi)置的GPS定位功能，后臺(tái)用戶可以在緊急事件發(fā)生時(shí)直接聯(lián)系貨車司機(jī)等。因此，本系統(tǒng)采用智能手機(jī)作為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)方案中，采用中國移動(dòng)M811手機(jī)作為測(cè)試對(duì)象，其支持4G/3G/GPRS等移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，可以方便地使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行通信；其具有GPS定位功能，可以實(shí)現(xiàn)貨車定位；具有藍(lán)牙通信功能，可與匯聚節(jié)點(diǎn)間采用藍(lán)牙通信；使用An-droid4.0操作系統(tǒng)，擁有豐富的開源資源，方便軟件的設(shè)計(jì)。

2系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)使用WSN中的傳感器節(jié)點(diǎn)檢測(cè)物流過程中相關(guān)環(huán)境參數(shù)并發(fā)送到匯聚節(jié)點(diǎn)處，由其將數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙連接傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)，智能手機(jī)通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將加入GPS信息的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)服務(wù)器。系統(tǒng)各部分的工作任務(wù)不一，硬件條件也有很大差別，因此系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)也十分關(guān)鍵。

2.1傳感器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)傳感器節(jié)點(diǎn)主要承擔(dān)數(shù)據(jù)采集和發(fā)送的工作，由于其能量及處理資源有限，因此需要采取節(jié)能和減少數(shù)據(jù)處理的設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)方案中，傳感器節(jié)點(diǎn)采取按需求喚醒的工作方式，檢測(cè)等待時(shí)間（等待時(shí)間可由后臺(tái)設(shè)置）未到或者沒有收到匯聚節(jié)點(diǎn)命令時(shí)節(jié)點(diǎn)處于休眠狀態(tài)；當(dāng)?shù)却龝r(shí)間一到或者收到命令時(shí)，立刻開始工作，進(jìn)行采集數(shù)據(jù)并發(fā)送，或者根據(jù)命令完成相應(yīng)操作，完成后又進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下一次激活，其程序流程如圖5所示。

2.2匯聚節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)匯聚節(jié)點(diǎn)的主要任務(wù)是接收傳感器節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)，處理后通過藍(lán)牙傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)處，同時(shí)接收來自網(wǎng)關(guān)的命令，完成相應(yīng)的操作。相比于傳感器節(jié)點(diǎn)，匯聚節(jié)點(diǎn)的工作更加復(fù)雜，而且其能量和處理資源也不多，因此采取與傳感器節(jié)點(diǎn)相似的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理工作交予網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，其程序流程如圖6所示。

2.3智能手機(jī)APP設(shè)計(jì)智能手機(jī)作為本系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，承擔(dān)協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理等復(fù)雜工作，因此開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用程序（Applica-tionProgram，簡(jiǎn)稱APP）來實(shí)現(xiàn)上述功能，其流程圖如圖7所示。該APP實(shí)現(xiàn)對(duì)智能手機(jī)內(nèi)部藍(lán)牙模塊的調(diào)用，通過藍(lán)牙連接與匯聚節(jié)點(diǎn)通信；利用智能手機(jī)的GPS模塊獲取位置信息，加入到接收到的傳感器數(shù)據(jù)中，再通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_(tái)系統(tǒng)；接收后臺(tái)系統(tǒng)的命令，完成相應(yīng)的操作；同時(shí)通過智能手機(jī)對(duì)應(yīng)的界面提供數(shù)據(jù)顯示、告警提醒以及日志功能。

篇（2）

廣域網(wǎng)部分在本文系統(tǒng)中指移動(dòng)服務(wù)器或者Internet。協(xié)調(diào)器將監(jiān)測(cè)到的環(huán)境信息發(fā)送到廣域網(wǎng)中，而廣域網(wǎng)則提供中轉(zhuǎn)的功能，便于物流管理者在遠(yuǎn)端獲取這些環(huán)境信息。遠(yuǎn)端用戶部分指物流管理者通過在PC上開發(fā)的用戶界面或者在手機(jī)上開發(fā)的相關(guān)應(yīng)用程序從廣域網(wǎng)獲取實(shí)時(shí)的冷鮮食品信息，并根據(jù)這些信息對(duì)出現(xiàn)的異常情況及時(shí)地做出判斷和調(diào)整。

由于終端節(jié)點(diǎn)是通過電池供電的，而在一次長途運(yùn)送過程中無法更換電池，所以終端節(jié)點(diǎn)的功耗是在設(shè)計(jì)中需要考慮的重要問題。合理利用Zigbee協(xié)議棧中提供的節(jié)點(diǎn)睡眠功能將有效地優(yōu)化終端節(jié)點(diǎn)的能量利用效率。因?yàn)閭鞲衅鞑杉沫h(huán)境信息將按照一定周期上傳給路由節(jié)點(diǎn)或協(xié)調(diào)器，所以在不需要發(fā)送信息時(shí)，可以將發(fā)送模塊以及嵌入式CPU中與發(fā)送有關(guān)的功能置于睡眠狀態(tài)，在需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)再由設(shè)置好的系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行喚醒。這樣通過軟件的編寫，控制各個(gè)模塊的工作時(shí)間，對(duì)能量進(jìn)行分時(shí)合理利用將大幅提高終端節(jié)點(diǎn)的電能使用時(shí)間，使整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)更加適用于實(shí)際的冷鮮食品物流監(jiān)控應(yīng)用。

篇（3）

2機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)主要由六大模塊構(gòu)成，分別為LED指示燈、電源模塊、串口模塊、晶振模塊、射頻天線以及無線收發(fā)器。LED指示燈主要用于顯示系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)。串口模塊用于傳輸數(shù)據(jù)信息，并接收相關(guān)指令控制協(xié)調(diào)器運(yùn)轉(zhuǎn)。由于射頻天線在輸入和輸出為高阻與差動(dòng)，故適用(115+180)的差動(dòng)負(fù)載。為了進(jìn)一步優(yōu)化ZingBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)性能，我們采用了不平衡變壓器。無線收發(fā)器工作電壓為3.3V，在運(yùn)行過程中應(yīng)采用電壓轉(zhuǎn)換模塊將5V電壓下降至3.3V無線收發(fā)器能夠同時(shí)接收兩種頻率的晶振電路，以此滿足監(jiān)控系統(tǒng)的不同電路需求。

2.2傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)傳感器節(jié)點(diǎn)主要由電源模塊、CC2430數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)采集模塊以及外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等模塊構(gòu)成。電源模塊使用兩節(jié)5號(hào)干電池，CC2430數(shù)據(jù)傳輸模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸與采集，并通過與路由節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換來控制命令。數(shù)據(jù)采集模塊主要負(fù)責(zé)采集系統(tǒng)監(jiān)控區(qū)域的濕度、溫度、水浸以及光照強(qiáng)度等信息，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)進(jìn)程存儲(chǔ)。

2.3ZigBee協(xié)議棧ZigBee協(xié)議棧是分層的，每一層都需要向上一層進(jìn)行數(shù)據(jù)的提供和管理功能，其主要包括網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層、媒體訪問控制層以及物理層。其中應(yīng)用層內(nèi)又劃分為ZDO、APS以及應(yīng)用對(duì)象等。媒體訪問控制層與物理層位于協(xié)議棧子層的最底，屬于硬件系統(tǒng)，其他層則在這兩者智商，不屬于硬件系統(tǒng)。ZigBee協(xié)議棧的分層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔明了，極大的方便了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)控。

2.4無線傳感網(wǎng)軟件平臺(tái)搭建搭建無線傳感網(wǎng)軟件平臺(tái)需要一個(gè)良好的操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)能夠?qū)Ω黜?xiàng)任務(wù)進(jìn)行調(diào)度并使整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。不同；誒型設(shè)備的同一項(xiàng)處理可以視為同一任務(wù)，新建任務(wù)并添加至系統(tǒng)，操作系統(tǒng)即將新任務(wù)與ZigBee協(xié)議棧進(jìn)行融合，使系統(tǒng)獲得新功能并投入使用，從而搭建出完整的無線傳感網(wǎng)軟件平臺(tái)。

篇（4）

1.引言

現(xiàn)代社會(huì)是信息化的社會(huì)，人們的主要交流和溝通都是通過對(duì)信息的傳遞、處理而進(jìn)行的。傳感器就是人們從自然界獲取各種相應(yīng)外界信息的方式，能夠?qū)⑾鄳?yīng)的需要采集的信息轉(zhuǎn)換成為控制芯片能夠識(shí)別的電流或者電壓等信號(hào)，在現(xiàn)代的控制測(cè)量系統(tǒng)中具有不可缺少的作用。

本論文主要介紹的是電渦流式位移傳感器。電渦流式位移傳感器屬于電感式位移傳感器的一種，是基于電渦流效應(yīng)而工作的傳感器，具有很多優(yōu)點(diǎn)：高分辨率、高可靠性、較寬的頻率響應(yīng)以及較高的靈敏度等等。

該傳感器還具有很強(qiáng)的抗干擾能力，相比而言，傳統(tǒng)的傳感器具有非線性誤差，要求工作環(huán)境恒定或者價(jià)格較高[1]。

2.電渦流式微位移傳感器

2.1 傳感器發(fā)展歷程

國外在工業(yè)化的過程中，逐漸將傳感器廣泛應(yīng)用在各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，在航天和軍事領(lǐng)域也有十分領(lǐng)先的傳感器應(yīng)用。之后伴隨各個(gè)國家的機(jī)械、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)等信息產(chǎn)業(yè)如日中天，歐美國家以及亞洲的日本都對(duì)世界的傳感器具有相當(dāng)重要的影響。

我國主要是在1960年開始對(duì)傳感器進(jìn)行開發(fā)工作。國家組織大批科研人員對(duì)其進(jìn)行研究和開發(fā)，并實(shí)施了“八五”、“九五”等國家計(jì)劃，使得其取得了十分矚目的應(yīng)用成就。然而我們也應(yīng)該清醒地意識(shí)到，我國在傳感器的基礎(chǔ)制造工藝等方面還不能和發(fā)達(dá)國家相提并論，許多核心技術(shù)以及芯片都要進(jìn)口。與此同時(shí)，我們的傳感器在國際上沒有太大競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)品研發(fā)和更新速度很低，缺少實(shí)用創(chuàng)新性[2]。

2.2 傳統(tǒng)傳感器缺點(diǎn)

以往的傳感器和電渦流位移傳感器比起來，具有以下幾個(gè)方面的嚴(yán)重不足：

（1）輸入一輸出特性存在非線性且隨時(shí)間而漂移；

（2）環(huán)境會(huì)干擾參數(shù)，使得測(cè)量結(jié)果發(fā)生漂移；

（3）因結(jié)構(gòu)尺寸大，而時(shí)間響應(yīng)特別差；

（4）易受噪聲干擾、信噪比低；

（5）靈敏度或者分辨率不夠理想。

2.3 電渦流式微位移傳感器

本論文所要介紹的電渦流位移傳感器，其工作原理是利用了渦流效應(yīng)。該類型的傳感器，通過渦流效應(yīng)使相應(yīng)的位移的變化，轉(zhuǎn)換成線圈的阻抗值變化；之后利用特定的電路將線圈阻抗值變化轉(zhuǎn)換成為電壓的變化，再進(jìn)行檢測(cè)和輸出，根據(jù)相應(yīng)的公式或者經(jīng)驗(yàn)，能夠還原成位移信息。這種傳感器具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如具有很高的靈敏度、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)以及及時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。該傳感器廣泛應(yīng)用在測(cè)量振動(dòng)和位移等信息量上。大體上輸出的電壓信號(hào)與位移的變化量是線性的關(guān)系，公式是ΔS=K?ΔV。其中K是系統(tǒng)的比例常數(shù)，在不同的傳感器中根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同是不一樣的。

2.4 電渦流式位移傳感器測(cè)量原理

公式能夠精確描述該原理。我們根據(jù)公式可以得知，在其他條件不變的情況下，Z（線圈的阻抗）與S一一對(duì)應(yīng)。電渦流傳感器測(cè)量位移的原理就是基于此公式，在特定的信號(hào)激勵(lì)過程中，傳感器會(huì)依據(jù)位移變化而產(chǎn)生電壓的變化。

3.測(cè)量系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

3.1 主控芯片

本論文設(shè)計(jì)的電渦流微位移傳感器使用的主控芯片是AT89S52單片機(jī)。MSC-51單片機(jī)是八位的非常實(shí)用的單片機(jī)。本論文所使用的AT89S52單片機(jī)就是基于這款單片機(jī)的。MSC-51單片機(jī)的基本架構(gòu)被ATMEL公司購買，繼而在其基本內(nèi)核的基礎(chǔ)上加入了許多新的功能，同時(shí)擴(kuò)展了芯片的容量以及加入flash閃存等等。51內(nèi)核的單片機(jī)具有很多優(yōu)點(diǎn)，因此無論是在工業(yè)上還是在一些電子產(chǎn)品上應(yīng)用都很多。全球也有許多大公司對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展，加入新的功能。即使是在今天，51單片機(jī)仍然在控制系統(tǒng)中占據(jù)很大市場(chǎng)[4]。

下面對(duì)本論文所使用的單片機(jī)作簡(jiǎn)要介紹。AT89S52單片機(jī)具有最大能夠支持的64K外部存儲(chǔ)擴(kuò)展，同時(shí)還具有8K字節(jié)的Flash空間。該單片機(jī)具有4組I/O口，分別是從P0到P3，同時(shí)每組端口具有8個(gè)引腳。每個(gè)引腳除了能夠作為普通的輸入和輸出端口外，還具有其它功能，也就是我們通常所說的引腳復(fù)用。其還具有斷電保護(hù)、看門口、計(jì)時(shí)器和定時(shí)器。51單片機(jī)一般的工作電壓是5V。

3.2 顯示模塊

本論文設(shè)計(jì)的LCD1602電路，該液晶模塊能夠顯示2行*16列的字符，相對(duì)于數(shù)碼管而言，顯示更加靈活多變。該液晶模塊用來顯示其測(cè)量處理后的數(shù)據(jù)。

4.測(cè)量系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

本論文的主程序循環(huán)采集電量的變化，并實(shí)時(shí)顯示在液晶模塊上。系統(tǒng)軟件是指完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的軟件。為了提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性，在編寫系統(tǒng)應(yīng)用軟件時(shí)，主要考慮以下兩方面：

（1）提高系統(tǒng)抗干擾性能。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不可避免的有各種抗干擾因素。因此本系統(tǒng)除了在硬件上硬件復(fù)位和加電容濾波外。在軟件上，采用了指令冗余技術(shù)、延時(shí)消抖技術(shù)以及對(duì)位移大小采樣值進(jìn)行中值濾波的數(shù)字濾波方法，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

（2）采用模塊化編程。將系統(tǒng)的應(yīng)用程序分為若干個(gè)功能模塊，這些模塊可以任意更改而不影響程序的其余部分，將各個(gè)功能模塊程序調(diào)通后，再把各個(gè)功能模塊結(jié)合起進(jìn)行聯(lián)調(diào)，這大大減少了調(diào)試時(shí)間，提高了程序的通用性，方便程序的修改和檢查。

5.總結(jié)

電渦流位移傳感器是一種基于電渦流效應(yīng)的傳感器，能夠?qū)⑽灰频淖兓D(zhuǎn)換成電量的變化。本論文主要介紹了傳統(tǒng)傳感器的發(fā)展歷程，進(jìn)而介紹了電渦流式微位移傳感器的測(cè)量原理和優(yōu)勢(shì)，并基于單片機(jī)設(shè)計(jì)了測(cè)量系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

[1]譚祖根，汪樂宇.電渦流檢測(cè)技術(shù)[M].北京：原子能出版社，1986.

篇（5）

 

引言

HMP45D溫濕度傳感器是芬蘭VAISALA公司開發(fā)的具有HUMICAP技術(shù)的新一代聚合物薄膜電容傳感器，目前大連周水子國際機(jī)場(chǎng)空管氣象部門已投入業(yè)務(wù)運(yùn)行的自動(dòng)氣象站[1]，均采用該傳感器。論文范文，。由于該傳感器的測(cè)量部分總是要和空氣中的灰塵和化學(xué)物質(zhì)接觸，從而使傳感器在某些環(huán)境中產(chǎn)生漂移。論文范文，。而儀器的電氣參數(shù)會(huì)隨時(shí)間的推移、溫度變化及機(jī)械沖擊產(chǎn)生變化，因此傳感器需要進(jìn)行定期維護(hù)和校準(zhǔn)。

1.HMP45D溫濕度傳感器的結(jié)構(gòu)

HMP45D溫濕度傳感器應(yīng)安裝在其中心點(diǎn)離地面1.5米處。其中，溫度傳感器是鉑電阻溫度傳感器，濕度傳感器是濕敏電容濕度傳感器[2]，即HMP45D是將鉑電阻溫度傳感器與濕敏電容濕度傳感器制作成為一體的溫濕度傳感器，如圖1所示。

圖1 HMP45D溫濕度傳感器外型圖

2.HMP45D溫濕度傳感器的工作原理

2．1 溫度傳感器工作原理

HMP45D溫濕度傳感器的測(cè)溫元件是鉑電阻傳感器Pt100，其結(jié)構(gòu)如圖2。鉑電阻溫度傳

感器是利用其電阻隨溫度變化的原理制成的。標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的復(fù)現(xiàn)可達(dá)萬分之幾攝氏度的精確度，在-259.34～+630.74范圍內(nèi)可作為標(biāo)準(zhǔn)儀器。鉑電阻材料具有如下特點(diǎn)：溫度系數(shù)較大，即靈敏度較大；電阻率交大，易于繞制高阻值的元件；性能穩(wěn)定，材料易于提純；測(cè)溫精度高，復(fù)現(xiàn)性好[3]。

圖2 鉑電阻溫度傳感器結(jié)構(gòu)圖

由于鉑電阻具有阻值隨溫度改變的特性，所以自動(dòng)氣象站中采集器是利用四線制恒流源供電方式及線性化電路，將傳感器電阻值的變化轉(zhuǎn)化為電壓值的變化對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量[4]。鉑電阻在0℃時(shí)的電阻值R0是100Ω，以0℃作為基點(diǎn)溫度，在溫度t時(shí)的電阻值Rt為

(1)

式中：α，β為系數(shù)，經(jīng)標(biāo)定可以求出其值。由恒流源提供恒定電流I0流經(jīng)鉑電阻Rt，電壓I0Rt通過電壓引線傳送給測(cè)量電路，只要測(cè)量電路的輸入阻抗足夠大，流經(jīng)引線的電流將非常小，引線的電阻影響可忽略不計(jì)。所以，自動(dòng)氣象站溫度傳感器電纜的長短與阻值大小對(duì)測(cè)量值的影響可忽略不計(jì)。論文范文，。測(cè)量電壓的電路采用A/D轉(zhuǎn)換器方式。

2．2 濕度傳感器工作原理

HMP45D溫濕度傳感器的測(cè)濕元件是HUMICIP180高分子薄膜型濕敏電容，濕敏電容具有感濕特性的電介質(zhì)，其介電常數(shù)隨相對(duì)濕度的變化而變化，從而完成對(duì)濕度的測(cè)量。濕敏電容主要由濕敏電容和轉(zhuǎn)換電路兩部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。它由上電極(upper electrode)、濕敏材料即高分子薄膜(thin-film polymer)、下電極(lower electrode)、玻璃襯底(glass substrate)幾部分組成。

圖3 濕敏電容傳感器結(jié)構(gòu)圖

濕敏電容傳感器上電極是一層多孔膜，能透過水汽；下電極為一對(duì)電極，引線由下電極引出；基板是玻璃。整個(gè)傳感器由兩個(gè)小電容器串聯(lián)組成。濕敏材料是一種高分子聚合物，它的介電常數(shù)隨著環(huán)境的相對(duì)濕度變化而變化。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生變化時(shí)，濕敏元件的電容量隨之發(fā)生改變，即當(dāng)相對(duì)濕度增大時(shí)，濕敏電容量隨之增大，反之減小，電容量通常在48～56pF。傳感器的轉(zhuǎn)換電路把濕敏電容變化量轉(zhuǎn)換成電壓量變化，對(duì)應(yīng)于濕度0～100%RH的變化，傳感器的輸出呈0～1V的線性變化。由此，可以通過濕敏電容濕度傳感器測(cè)得相對(duì)濕度。

3．HMP45D溫濕度傳感器的校準(zhǔn)和維護(hù)

對(duì)HMP45D 傳感器的維護(hù)，要注意定期清潔，對(duì)于溫度傳感器測(cè)量時(shí)要保證Pt100 鉑電阻表面及管腳的清潔干燥。論文范文，。在清洗鉑電阻時(shí)一定要將濕度傳感器取下，使用酒精或異丙酮進(jìn)行清洗。其具體步湊如下：

1） 旋開探頭處黑色過濾器，過濾器內(nèi)有一層薄薄的白色過濾網(wǎng)，旋出過濾網(wǎng)，用干凈的小毛刷刷去過濾網(wǎng)上的灰塵，然后用蒸餾水分別將它們清洗干凈。

2） 等保護(hù)罩和濾紙完全風(fēng)干之后，將其安裝到傳感器上。然后再將傳感器通過外轉(zhuǎn)接盒連接到采集器上，再和濕度標(biāo)準(zhǔn)傳感器一起放入恒濕鹽濕度發(fā)生器進(jìn)行對(duì)比。恒濕鹽容器的溫濕參數(shù)[4]如表1。

篇（6）

 

1、前言

地磁場(chǎng)的異常波動(dòng)是發(fā)生地震的重要征兆，對(duì)地磁場(chǎng)異常的監(jiān)測(cè)可以為地震預(yù)報(bào)研究提供重要的數(shù)據(jù)資料 [1]。

虛擬儀器技術(shù)是利用編程軟件，按照測(cè)量原理,采用適當(dāng)?shù)男盘?hào)分析與處理技術(shù),編制具有測(cè)量功能的程序就可以構(gòu)成相應(yīng)的測(cè)試儀器[2],降低了儀器的開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用,縮短了技術(shù)更新周期，顯著提高了儀器的柔性和性價(jià)比[3]。

2、硬件結(jié)構(gòu)

分布式地磁場(chǎng)異常監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。磁場(chǎng)傳感器通過RS232串口將計(jì)算出的地磁場(chǎng)方位值前期數(shù)據(jù)發(fā)送給電腦1，電腦1上的虛擬儀器軟件完成對(duì)信號(hào)的讀取、計(jì)算、分析、顯示、存儲(chǔ)等并通過電子郵件將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)端的電腦2。

3、軟件設(shè)計(jì)

3.1、軟件的總體功能

如圖2所示，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要有數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、磁場(chǎng)異常報(bào)警模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)保存模塊、電子郵件發(fā)送模塊等組成。

3.2、軟件前面板

前面板如圖3所示,主要分為3個(gè)模塊:通信參數(shù)設(shè)置模塊、監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示及保存模塊、異常報(bào)警模塊等。論文參考，電子郵件。論文參考，電子郵件。設(shè)置的通信參數(shù)主要有與傳感器通信時(shí)的波特率、數(shù)據(jù)位、數(shù)據(jù)文件保存的位置、軟件異常及地磁異常時(shí)發(fā)送電郵的收發(fā)件人電子信箱地址等。論文參考，電子郵件。論文參考，電子郵件。

圖2 軟件總體功能框圖

圖3 軟件前面板

3.3、地磁場(chǎng)方位值的計(jì)算

地磁場(chǎng)方位值計(jì)算模塊如圖4所示，將VISA讀取控件緩沖區(qū)中的字符串?dāng)?shù)組讀出，截取其中第9和第10個(gè)元素，進(jìn)行數(shù)制、進(jìn)制轉(zhuǎn)換得到地磁場(chǎng)方位值，接到前面板進(jìn)行顯示。論文參考，電子郵件。論文參考，電子郵件。

圖4 方位值計(jì)算模塊

3.4異常報(bào)警

將當(dāng)前時(shí)刻的方位值與正常方位值相比較，如果相差5度，即認(rèn)為是地磁場(chǎng)的異常波動(dòng)，報(bào)警指示燈亮，發(fā)出報(bào)警音，同時(shí)啟動(dòng)郵件發(fā)送模塊。

3.5 數(shù)據(jù)保存模塊

調(diào)用日期/時(shí)間字符串控件，讀取windows日期時(shí)間，和地磁場(chǎng)方位值一起寫入指定目錄的txt文件中。當(dāng)?shù)卮艌?chǎng)異常時(shí)，觸發(fā)磁場(chǎng)異常邏輯為真，寫入文件控件將從此時(shí)刻開始5秒內(nèi)的時(shí)間值、地磁場(chǎng)方位值寫入txt文件中。

圖5 郵件發(fā)送第一幀

圖6 郵件發(fā)送第二幀

3.6 郵件發(fā)送

4.實(shí)驗(yàn)

如圖7所示，實(shí)驗(yàn)方法為:將傳感器與電腦1串口相連，通過虛擬儀器軟件監(jiān)測(cè)地磁場(chǎng)的異常情況，當(dāng)?shù)卮虐l(fā)生異?；蚪邮諅鞲衅鲾?shù)據(jù)異常時(shí)，電腦1上的監(jiān)測(cè)軟件報(bào)警，并把異常數(shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)文件中，同時(shí)通過電子郵件模塊向指定信箱發(fā)送指定格式郵件，監(jiān)測(cè)者在電腦2上查看相關(guān)異常郵件。做法是轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器使其與地磁場(chǎng)磁北指向夾角為200°，用一塊磁鐵沿著與傳感器指向垂直的方向自遠(yuǎn)及近靠近后又自近及遠(yuǎn)離開傳感器，記錄下整個(gè)過程磁鐵與傳感器距離、地磁場(chǎng)方位值、異常情況及郵件接收情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

反復(fù)實(shí)驗(yàn)表明，監(jiān)測(cè)軟件準(zhǔn)確地記錄下了磁鐵靠近傳感器的過程中該處磁場(chǎng)的變化情況，且當(dāng)?shù)卮女惓r(shí)電腦2及時(shí)地接收到了相關(guān)異常數(shù)據(jù)郵件。

篇（7）

 

0.引言：

傳感器在現(xiàn)代信息技術(shù)中有著舉足輕重的地位，傳感器為系統(tǒng)提供進(jìn)行處理和決策所必需的原始信息，很大程度上影響和決定著系統(tǒng)的性能，本設(shè)計(jì)采用以單片機(jī)為控制單元，用單軸傾角傳感器檢測(cè)平衡板傾斜角度，采取步進(jìn)電機(jī)控制平衡板角度自動(dòng)旋轉(zhuǎn)目的。

1.硬件電路設(shè)計(jì)

角度傳感器硬件連接圖如圖1所示，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)平衡板傾斜到使角度傳感器SCA60C處于水平位置時(shí)，Vo端輸出+0.5V的模擬電壓。傳感器SCA60C僅可精確檢測(cè)到0~90度的角度范圍，當(dāng)平衡板轉(zhuǎn)到使角度傳感器與水平面成90度的角度時(shí)，此時(shí)Vo端輸出+5V的模擬電壓。在0~90度的傾角范圍內(nèi)，Vo端輸出的是正比于傾角大小的+0.5~+5V的模擬電壓信號(hào)，當(dāng)平衡板轉(zhuǎn)動(dòng)到使角度傳感器與水平面間的角度從90度到180度的范圍變化時(shí)，輸出端Vo輸出的是從+5V依次變化到+0.5V 的模擬電壓信號(hào)[1][2]，因此通過測(cè)定傳感器SCA60C輸出端Vo電壓的大小即可確定平衡板與水平面的夾角。

步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中，我們選擇4相5線步進(jìn)電機(jī)，其驅(qū)動(dòng)電路主要由L297+L298組成，該驅(qū)動(dòng)電路集驅(qū)動(dòng)與保護(hù)于一體。L297是脈沖分配器，只要步進(jìn)電機(jī)A、B、C、D四項(xiàng)依次連接到J1的1、2、3、4各點(diǎn)，且將剩下的一條線接地，L297就會(huì)自動(dòng)的將輸入到端口CW/CCW的脈沖分配給步進(jìn)電機(jī)的各個(gè)相序，此時(shí)步進(jìn)電機(jī)便可轉(zhuǎn)動(dòng)[3][4]?？刂齐姍C(jī)時(shí)只需單片機(jī)通過I/O口向L297的cw/ccw和clock端發(fā)送控制信號(hào)即可控制它的轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)電路原理如下圖2。論文參考。論文參考。

圖1角度傳感器硬件連接圖圖2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖

本系統(tǒng)主要由主控制器模塊、角度檢測(cè)模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、鍵盤模塊和顯示器模塊等部分組成，系統(tǒng)連接圖如圖3所示：

圖3系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)分為兩個(gè)工作模式，工作于模式一時(shí)，可通過鍵盤模塊預(yù)置一個(gè)角度，主控制器接收到此信息后，通過控制電機(jī)控制模塊來使角度檢測(cè)模塊做出轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作以使平衡板按輸入角度完成傾斜動(dòng)作。同時(shí)，角度傳感器輸出的模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后送入主控制器，主控制器據(jù)此輸入判定平衡板是否已傾斜到預(yù)置的角度，并據(jù)此來控制電機(jī)控制模塊，并且主控制器模塊通過控制顯示模塊實(shí)時(shí)的顯示平衡板的傾斜角度。通過按鍵模塊可將系統(tǒng)切換到模式二，模式二的功能是能始終保持平衡板的水平，且能使顯示模塊顯示的內(nèi)容與平衡板聯(lián)動(dòng)，兩種工作可通過按鍵來切換。系統(tǒng)使用c8051f00作為控制核心，128*64作為顯示器，4*4鍵盤來輸入需要預(yù)置的角度。程序具有角度預(yù)置和自動(dòng)尋找平衡點(diǎn)兩種模式，根據(jù)不同需要選擇，具有友好人機(jī)界面，操作簡(jiǎn)單易懂。軟件流程圖如下圖4所示：

圖4 程序流程圖

2.系統(tǒng)測(cè)試與分析

表1系統(tǒng)性能測(cè)試

 

基本要求測(cè)試 發(fā)揮部分測(cè)試 輸入角度大小 平衡時(shí)角度 誤差 起始傾斜角度 平衡時(shí)角度 誤差 30o　 29.07 o

0.70% 14 o

0 o

0 65 o

65.6 o

0.90% 32 o

0.3 o

0.90% 94 o

94.2 o

0.20% 80 o

0.3 o

0.38% 110 o

110.4 o

0.36% 76 o

0.7 o

0.92% 176 o

175.7 o

篇（8）

 

曹 鑫

延安市計(jì)量測(cè)試所

本文列舉了在實(shí)際操作中的一些實(shí)例以供大家參考書

隨著電子汽車衡的廣泛應(yīng)用，其維修工作隨之日漸需求，然而由于用戶難以得到完整詳細(xì)的技術(shù)資料，給維修工作帶來了困難，為我們將幾例故障現(xiàn)象及解決辦法整理出來，介紹如下：

1、故障現(xiàn)象：零點(diǎn)示值正負(fù)跳變，稱量示值也欠穩(wěn)定。

分析與處理：用稱重信號(hào)模擬器試驗(yàn)，判斷出故障原因不在稱重儀表，故在接線調(diào)整盒中檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)總絕緣電阻約為20MΩ,但分別檢測(cè)每個(gè)傳感器的絕緣電阻卻都能達(dá)到200 MΩ,因而臆斷接線調(diào)整盒中的印刷電路板受潮污絕緣下降。免費(fèi)論文。對(duì)印刷電路板單獨(dú)測(cè)量，絕緣電阻只有30MΩ,左右，后用無水酒精擦洗，電吹風(fēng)吹干，再測(cè)其絕緣電阻正常。在拆卸各傳感器時(shí)，發(fā)現(xiàn)接線盒的接線端子螺釘有微微的松動(dòng)現(xiàn)象，提示接觸不良可能也是儀表示值不穩(wěn)的隱蔽原因。經(jīng)上處理，零中心指示光標(biāo)亮，故障消失。

因接線盒內(nèi)電路板絕緣下降的故障，在幾臺(tái)不同的電子衡中均有發(fā)生。生產(chǎn)廠家一般都是把接線盒置于戶外稱臺(tái)磅坑內(nèi)，我們將其由戶外移至操作室內(nèi)，有效消除了接線盒受潮絕緣電阻下降的弊端。在遷移接線盒時(shí)，又有意識(shí)的去掉盒內(nèi)的連線端子，改螺絲連接為焊錫焊接，杜絕了接線螺絲松動(dòng)造成的隱患，減少了故障點(diǎn)。

2、故障現(xiàn)象：稱重儀表（8142-0007）雷擊反儀表顯示：

“ ”

分析處理：檢查發(fā)現(xiàn)一只稱重傳感器輸入端呈開路狀態(tài)，激勵(lì)電壓加不上。更換一只新傳感器后，進(jìn)行高度調(diào)試標(biāo)定，儀表顯示數(shù)據(jù)基本正常，但在進(jìn)行偏載壓點(diǎn)檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中一有承重點(diǎn)示值比其余五個(gè)承重點(diǎn)示值少約200kg,反復(fù)調(diào)整無法達(dá)到6個(gè)承重點(diǎn)示值的一致性。機(jī)械傳力機(jī)構(gòu)方面也未發(fā)現(xiàn)異常，于是再測(cè)量各傳感器的Ri、R0、Rs,發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于重量偏的傳感器Ri=420Ω、 R0=350Ω、Rs=200MΩ，而其余五只傳感器的Ri為380Ω-390Ω不等，R0為349Ω-350Ω，Rs＞2000Ω。兩者對(duì)比，主要是Ri相差30多歐，約為10%，從理論不難看出在同一個(gè)橋壓下，輸入電阻大的，輸出信號(hào)小。故再換一個(gè)稱重傳感器，經(jīng)設(shè)定調(diào)試，衡器順利通過檢定。

此例故障提示我們，多個(gè)稱重傳感器并聯(lián)使用，不僅要注意輸出電阻的一致性，還要注意輸入電阻的分散性不可太大，要小于5%為好。

3、故障處理舉例

（1）故障現(xiàn)象：一臺(tái)60電子汽車衡開機(jī)后有時(shí)能正常工作，重車上后顯示負(fù)超載，重新開機(jī)后又有時(shí)能恢復(fù)正常，這種現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。

故障分析：故障時(shí)有時(shí)無，秤臺(tái)部分和儀表部分都可能發(fā)生這種故障，經(jīng)模擬器判斷，故障發(fā)生在秤臺(tái)部分。按上表進(jìn)行故障分析，發(fā)現(xiàn)一個(gè)傳感器的信號(hào)線被老鼠咬破，造成線之間的接觸不良。

故障排除：重新焊接好傳感器信號(hào)線。免費(fèi)論文。用膠密封后再用熱縮管密封。免費(fèi)論文。開機(jī)后，汽車衡恢復(fù)正常。

（2）故障現(xiàn)象：一臺(tái)50t電子汽車衡在稱量約15t時(shí)，前后相差很多。

故障分析：這種故障發(fā)生的在秤臺(tái)部分，檢查發(fā)生其中一個(gè)傳感器的偏載測(cè)試時(shí)比標(biāo)準(zhǔn)少約700kg,相鄰的傳感器比標(biāo)準(zhǔn)少約200-400kg。估計(jì)誤差最大的傳感器壞損。

故障排除：用萬用表測(cè)量懷疑的傳感器輸入、輸出電阻、發(fā)現(xiàn)阻值異常。更換傳感器，汽車衡恢復(fù)正常。

4、故障處理舉例

（1）故障現(xiàn)象：一臺(tái)60t電子汽車衡，儀表顯示負(fù)號(hào)，清零不起作用。

但重車儀表有顯示，且示值顯示穩(wěn)定。

故障分析：這種故障有可能是傳感器輸出信號(hào)太小，也有可能是儀表調(diào)零電路出現(xiàn)故障，造成零點(diǎn)輸出很低超出接收范圍，經(jīng)模擬器判斷，故障發(fā)生在儀表部分。

故障排除：重新標(biāo)定，可以解決故障。否則，送專門技術(shù)部門維修或更換稱重顯示儀。

（2）故障現(xiàn)象：一臺(tái)30t電子汽車衡，示值顯示不穩(wěn)定。

故障分析：經(jīng)模擬器判斷，故障發(fā)生的儀表部分，按上表進(jìn)行故障分析，發(fā)現(xiàn)顯示儀損壞，可能是電源部分出現(xiàn)的故障，也有可能是放大器濾波電容損壞。

故障排除：更換電源部分濾波電容和放大器濾波電容，汽車衡恢復(fù)正常。

5、維護(hù)保養(yǎng)

（1）保持秤臺(tái)臺(tái)面清潔，經(jīng)常檢查限位間隙是否合理。

（2）經(jīng)常清理秤臺(tái)四周間隙，防止異物卡住秤體。

（3）連接件支承柱要注意檢查保養(yǎng)。

（4）保持接線盒內(nèi)干燥清潔、盒內(nèi)干燥劑定期更換。

（5）經(jīng)常檢查接地線是否牢固。

（6）排水通道應(yīng)及時(shí)清理、以防暴雨季節(jié)排水不通暢浸泡秤體。

（7）車輛應(yīng)低速駛?cè)氤优_(tái)，車速應(yīng)≤5km，然后緩慢剎車，停穩(wěn)后計(jì)量。

（8）禁止在沒有斷開輸出信號(hào)總線與穩(wěn)重顯示儀連接進(jìn)行電弧焊作業(yè)。

（9）操作人員要嚴(yán)格遵守操作規(guī)定，進(jìn)行日常維護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

篇（9）

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，自動(dòng)導(dǎo)引小車（Automatic Guided Vehicle AGV）得到了廣泛的應(yīng)用。AGV以電池為動(dòng)力，并裝有非接觸導(dǎo)航（導(dǎo)引）裝置，以電磁引導(dǎo)、激光引導(dǎo)、慣性引導(dǎo)及GPS引導(dǎo)等方式?？蓪?shí)現(xiàn)無人駕駛的運(yùn)輸作業(yè)。它能在計(jì)算機(jī)監(jiān)控下，按路徑規(guī)劃和作業(yè)要求，精確地行走并停靠到指定地點(diǎn)，完成一系列作業(yè)。

AGV以輪式移動(dòng)為特征，較之步行、爬行或其它非輪式的移動(dòng)機(jī)器人具有行動(dòng)快捷、工作效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可控性強(qiáng)、安全性好等優(yōu)勢(shì)。AGV的活動(dòng)區(qū)域無需鋪設(shè)軌道、支座架等固定裝置，不受場(chǎng)地、道路和空間的限制。在自動(dòng)化物流系統(tǒng)中，最能充分地體現(xiàn)其自動(dòng)性和柔性，實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)、靈活的無人化生產(chǎn)。

一、AGV導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本論文設(shè)計(jì)了磁帶引導(dǎo)AGV，完成尋跡、蔽障、PWM調(diào)速、人工控制等功能，為大量生產(chǎn)工業(yè)型AGV提供較好的研究基礎(chǔ)。系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)如圖1所示：

圖1

本論文主要對(duì)AGV的硬件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，重點(diǎn)研究磁引導(dǎo)AGV的磁尋跡感器模塊軟硬件模塊、速度反饋模塊的設(shè)計(jì)。

二、磁尋跡傳感模塊設(shè)計(jì)

磁尋跡傳感器是AGV能否完成磁帶尋跡功能的關(guān)鍵，為了檢測(cè)到弱磁磁場(chǎng)的存在，要選用靈敏度更高的傳感器。本設(shè)計(jì)采用磁阻傳感器，可以測(cè)量到弱磁磁場(chǎng)的存在。由于磁阻傳感器輸出為模擬量輸出，需要通過響應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換電路將信號(hào)輸入單片機(jī)。模塊設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 磁尋跡傳感器硬件實(shí)現(xiàn)電路

三、速度反饋模塊設(shè)計(jì)

本論文AGV采用雙輪差速驅(qū)動(dòng)方式，當(dāng)電機(jī)負(fù)載增加時(shí)，電機(jī)的運(yùn)行速度下降，一般額定轉(zhuǎn)速降落達(dá)3%～10%，為了使兩電機(jī)同速，必須要有反饋換環(huán)節(jié)對(duì)電機(jī)的速度進(jìn)行反饋。只有組成了閉環(huán)系統(tǒng)，AGV的運(yùn)動(dòng)與速度才可控。碼盤接口硬件電路如圖3所示。兩編碼器的A和B兩相信號(hào)經(jīng)過74LS14施密特整形，分別接到單片機(jī)的P2.3和P2.2 以及INT0和INT1上。單片機(jī)對(duì)INT1和INT0的中斷次數(shù)計(jì)數(shù)來測(cè)量通道B的脈沖數(shù)，讀取P1.2的電平狀態(tài)來判斷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。以上升沿觸發(fā)為例，當(dāng)B路信號(hào)的上升沿引起中斷時(shí)，單片機(jī)判斷P2.2或P2.3信號(hào)的電平高低。若其為低，則電機(jī)正傳；為高，則電機(jī)反轉(zhuǎn)。電機(jī)的速度即為一個(gè)采樣周期中N值的變化量。電機(jī)的轉(zhuǎn)速為，式中，C為標(biāo)度變化系數(shù)，可根據(jù)轉(zhuǎn)速的量綱來選擇，N為一個(gè)采樣周期中的計(jì)數(shù)值，它的符號(hào)反應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。硬件實(shí)現(xiàn)電路如圖3所示。

圖3 光電編碼器實(shí)現(xiàn)電路圖

四、總結(jié)

本系統(tǒng)采用PWM調(diào)速及雙輪差速控制，使車輛依照車載傳感器確定的位置信息，沿著規(guī)定的行駛路線和停靠位置，自動(dòng)行駛，完成規(guī)定的操作。論文對(duì)關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)證該系統(tǒng)設(shè)計(jì)可靠合理，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本功能。

參考文獻(xiàn)：

[1] 溫鋼云，黃道平. 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M]. 華南理工大學(xué)出版社，2002.

篇（10）

 

在物理教學(xué)中，巧妙地運(yùn)用學(xué)生身邊的一些學(xué)習(xí)、生活用品和現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比“正規(guī)實(shí)驗(yàn)”更讓學(xué)生感到富有親切感、新奇感和熟悉感，從而更能喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，大大增強(qiáng)教學(xué)效果。文中利用傳感器技術(shù)對(duì)蒸發(fā)致冷進(jìn)行了探究，現(xiàn)與大家分享。

一、問題的提出

夏天，游泳后剛從水中上岸時(shí)會(huì)感到冷，如果有風(fēng)，甚至?xí)涞么蝾潱瑸槭裁?？把酒精擦在手背上，為什么?huì)感覺到?jīng)觯慷盟猎谑直成?，為什么和酒精擦在手背上?huì)有不同的感覺？

創(chuàng)設(shè)問題情境是物理教學(xué)過程的前提和條件，其目的是為學(xué)生創(chuàng)設(shè)思維場(chǎng)景，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，創(chuàng)設(shè)問題情境也是探究學(xué)習(xí)的開始。

二、探究活動(dòng)

（1）實(shí)驗(yàn)裝備

器材：裝有Windows2000以上操作系統(tǒng)的PC、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)線、溫度傳感器（－10℃～＋110℃）、鐵架臺(tái)、棉團(tuán)。

（2）實(shí)驗(yàn)步驟

1．用數(shù)據(jù)線把數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)連接起來，然后將溫度傳感器（－10℃～110℃）與對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)采集通道連接，并啟動(dòng)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)軟件。

2．將棉團(tuán)輕輕地系在溫度傳感器觸頭端，如圖1所示。

圖1

3．打開數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)軟件菜單，設(shè)置數(shù)據(jù)采集樣點(diǎn)時(shí)間間隔為0.2秒。為了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)記錄棉團(tuán)中酒精或乙醚蒸發(fā)時(shí)溫度隨時(shí)間而變化的情況，將顯示模式選取“示波”方式。用酒精浸濕棉團(tuán)，觀察溫度曲線的變化情況物理論文物理論文，如圖2所示。

圖2

4．用乙醚代替酒精，操作同3，將棉團(tuán)用乙醚浸濕，觀察溫度曲線的變化情況，如圖3所示。

圖3

5．在坐標(biāo)繪圖中同步顯示“時(shí)間一溫度” 曲線上， 點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵就可以得到坐標(biāo)顯示如圖2、3 所示。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析

1.波形顯示窗口清晰地描繪出了棉團(tuán)中酒精或乙醚蒸發(fā)時(shí)溫度隨時(shí)間而變化的情況，酒精浸濕棉團(tuán)（29.40℃），并使其在空氣中自然蒸發(fā)，棉團(tuán)由29.40℃經(jīng)過690s后溫度下降到20.13℃，從圖2中可以看出，酒精蒸發(fā)過程吸收熱量，棉團(tuán)溫度降低，用手輕輕接觸棉團(tuán)，會(huì)感到?jīng)?，蒸發(fā)可以致冷。從圖2中也可以看出，酒精剛開始蒸發(fā)時(shí)溫度降低得快，而隨著時(shí)間增加，溫度降低趨勢(shì)變緩，這是因?yàn)殡S著棉團(tuán)中酒精的蒸發(fā)，棉團(tuán)中酒精含量就慢慢變少，實(shí)際上減小了酒精蒸發(fā)時(shí)的表面積；同時(shí)，隨著酒精的蒸發(fā)，剩余的酒精溫度變低，酒精蒸發(fā)也會(huì)變慢，致使溫度降低趨勢(shì)變緩論文下載論文格式模板。

2.用乙醚代替酒精，將棉團(tuán)用乙醚浸濕，觀察溫度曲線的變化情況如圖3所示，基本上和酒精蒸發(fā)一樣。但是，乙醚浸濕棉團(tuán)（29.40℃），并使其在空氣中自然蒸發(fā)，棉團(tuán)由29.40℃經(jīng)過105s后溫度下降到0.00℃，從圖3中可以看出，乙醚蒸發(fā)很快，溫度降低得快，吸收熱量多，乙醚蒸發(fā)致冷效果好。

蒸發(fā)是液體在任何溫度下發(fā)生在液體表面的一種緩慢的汽化現(xiàn)象。在蒸發(fā)過程中，比平均動(dòng)能大的分子飛出液面，而留存液體內(nèi)部的分子所具有的平均動(dòng)能變小，如外界不給液體補(bǔ)充能量，液體的溫度就會(huì)下降。蒸發(fā)過程吸收熱量，蒸發(fā)可以致冷。在相同條件下，不同液體蒸發(fā)快慢不同物理論文物理論文，液體表面積越大，致冷效果越好。

3. 進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)探究

從以上探究和分析可以預(yù)見,學(xué)生對(duì)蒸發(fā)致制冷有了基本的了解。液體的溫度越高,蒸發(fā)越快？液體表面上空氣流動(dòng)快，蒸發(fā)快？增大液體表面，能使溫度降到更低？空調(diào)和冰箱是怎樣制冷？同學(xué)們針對(duì)上述猜想和假設(shè), 進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)探究。

四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

利用溫度傳感器對(duì)蒸發(fā)致冷進(jìn)行了深入的探究和學(xué)習(xí)，學(xué)生了解到蒸發(fā)過程吸收熱量，蒸發(fā)可以致冷。在相同條件下，不同液體蒸發(fā)快慢不同，液體表面積越大，致冷效果越好。在整個(gè)探究過程中同學(xué)們對(duì)蒸發(fā)有了更深一層的理解和認(rèn)識(shí)，同時(shí)在實(shí)際探究活動(dòng)中鍛煉和培養(yǎng)了他們的觀察和動(dòng)手能力。