【正文】 XXX大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 42 頁 共 42 頁臥式鋼筋切斷機的設計畢業(yè)論文目 錄引言 5任務書 6設計思路 6主要電路設計原理與計算 傳感器的選擇 傳感器的正確選用原則 傳感器信號處理及放大電路 1輸出控制 1選擇繼電器 1通道選擇 1顯示部分 2電源部分 2變壓器選擇 2總裝圖簡介 28電路板 2電路板設計的一般原則 2電路板的選用 2電路板的尺寸 2布局 布線 3焊盤 3大面積填充 3接地 3地線的共阻抗干擾 3任何連接地線 3抗干擾設計 3為增加系統(tǒng)抗電磁干擾能力應該采取的措施 3降低噪聲與電磁干擾的竅門 3電路板設計指導 3電路板制作工藝 36調(diào)試過程 36外殼設計 3面板 3上蓋 3側底板 后蓋 40 總結 41謝 辭 43參考文獻 44引言在我國，金剛石生產(chǎn)占有較大的分額，擁有較多的生產(chǎn)設備，并且每年有上千臺對外銷售，其中大部分用多個機械儀表、采用繼電器、接觸器控制，控制系統(tǒng)教為落后，嚴重制約了生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量的提高?，F(xiàn)在利用金剛石壓機壓力測控儀取代目前普遍使用的機械式壓力表，實現(xiàn)一表多路輸出，減少機械表的使用量，不但降低了生產(chǎn)設備成本，同時確保了生產(chǎn)過程的一致性，使生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量得到了較大提高。目前該類控制儀一般有兩種方式，一種是純硬件控制，其有較高的抗干擾能力，可靠性高。一種是微機控制，其操作適用性較強，能適應不同的生產(chǎn)工藝要求。通過本次設計再次復習大學所學模擬電子電路、數(shù)字電子電路原理，傳感器原理及應用等知識，并且綜合運用于實踐，在這個設計中涉及了以前沒有接觸過的電路板設計、制作及調(diào)試，通過此次設計可以拓寬知識面，訓練動手能力，以及了解一件成品從設計到制作的全過程，為以后的工作打下基礎。該課題來源于企業(yè)，服務于企業(yè)，目前市場價格每臺售價達千元之多，而生產(chǎn)不足二百元，每臺有400%的毛利潤，經(jīng)濟效益可觀，有較好的發(fā)展前景。任務書（一）畢業(yè)設計（論文）的內(nèi)容認真學習模擬電子電路、數(shù)字電子電路原理，傳感器原理及應用，了解金剛石壓力機工作原理，運用所學知識設計一臺測控儀，對金剛石壓力機的壓力進行檢測和控制。（二）畢業(yè)設計（論文）的要求與數(shù)據(jù)電源電壓 交流160～260V，功耗 10 VA。壓力范圍 0～200MPa，數(shù)顯。 10路壓力設定輸出，7路上限輸出，3路上限輸出，設定范圍0～200MPa。補壓設定功能。繼電器輸出，驅動能力5A/220V。（三）畢業(yè)設計（論文）應完成的工作根據(jù)設計要求，查閱資料選定傳感器。根據(jù)設計要求，擬訂控制方案，確定元器件型號、參數(shù)。原理圖及PCB設計，單片機軟件、硬件調(diào)試。根據(jù)提供安裝窗口的大小及輸出接口的規(guī)定，進行機箱及操作面板、輸出面板設計（出圖）。編寫該電路板工藝文件。完成二萬字左右的畢業(yè)設計說明書（論文）；在畢業(yè)設計說明書（論文）中必須包括詳細的300～500個單詞的英文摘要；完成與課題相關，不少于四萬字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）；完成畢業(yè)論文的撰寫。導師所指定的其它工作。設計思路根據(jù)畢業(yè)設計任務書的設計要求，可以將此設計簡單理解為，應用純硬件電路通過當前壓力值和設定值來自動控制輸出。這個方案是一種純硬件控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)優(yōu)點再于速度快，抗干擾能力強，可靠性高，但控制精度低，靈活性小，線路復雜，調(diào)試安裝不方便，擴展等功能困難。具體電路部分如下：當前壓力值的采集。由于采集的是液體壓力，我們可以選擇液體壓力傳感器采集當前壓力值。輸出控制的實現(xiàn)。因為各路輸出是上限或下限輸出，因此我們可以采用設定極限值與當前值比較的方法控制各路的輸出。由于要求多路輸出，需設計多路設定比較值，因此需要通道選擇。人機通訊部分，需顯示出當前壓力值和各通道設定值。電源部分。主要電路設計原理與計算、傳感器的選擇、傳感器的正確選用原則由于傳感器技術的研制和發(fā)展非常迅速，各種各樣的傳感器應運而生，對選用傳感器帶來了很大的靈活性。根據(jù)前面各章內(nèi)容可知，對于同種被測物理量，可以用各種不同的傳感器測量，為了選擇適合于測定目的的傳感器，有必要討論傳感器的正確選擇，并定出幾條選用傳感器的原則。雖然，傳感器選擇時應考慮的事項很多，但不必都要一一加以考慮，根據(jù)傳感器實際使用的目的、指標、環(huán)境和成本等限制條件，從不同的側重點，優(yōu)先考慮幾個重要的條件就可以了。例如，測量某一對象的溫度適應性，要求適應0～150 ℃溫度范圍，測量精度為士1 ℃，且要多點(128點)測量，那么選用何種溫度傳感器呢?能勝任這一要求的溫度傳感器有:各種熱電偶、熱敏電阻、半導體PN結溫度傳感器、IC溫度傳感器器等，它們都能滿足測量范圍、精度等條件。在這種情況下，我們側重考慮成本低，測量電路、相配設備是否簡單等因素進行取舍。相比之下選用半導體結(PN)溫度傳感器最為恰當。倘若上述測量范圍為0～400176。C，其他條件不變，此時只能選用熱電偶中的鎳鉻一考銅或鐵一康銅等熱電偶。又如，需要長時間連續(xù)使用傳感器時，就必須重點考慮那些經(jīng)得起時間變化等方面長期穩(wěn)定性好的傳感器。而對化學分析等時間比較短的測量過程，則需要考慮靈敏度和動態(tài)特性均好的傳感器。總之，選擇使用傳感器時，應根據(jù)幾項基本標準，具體情況具體分析，選擇性能價格比高的傳感器。(1)選擇傳感器時應從如下幾方面的條件考慮:一、與測量條件有關的因素(1)測量的目的。(2)被測試量的選擇。(3)測量范圍。(4)輸人信號的幅值、頻帶寬度。(5)精度要求。(6)測量所需要的時間。二、與傳感器有關的技術指標(1)精度。(2)穩(wěn)定度。(3)響應特性。(4)模擬量與數(shù)字量。(5)輸出幅值。(6)對被測物體產(chǎn)生的負載效應。(7)校正周期。(8)超標準過大的輸人信號保護。三、與使用環(huán)境條件有關的因素(1)安裝現(xiàn)場條件及情況。(2)環(huán)境條件(濕度、溫度、振動等)。(3)信號傳輸距離。(4)所需現(xiàn)場提供的功率容量。四、與購買和維修有關的因素(1)價格。(2)零配件的儲備。(3)服務與維修制度、保修時間。(4)交貨日期。以上是有關選擇傳感器時主要考慮的因素。為了提高測量精度，應注意平常使用時的顯示值應在滿量程的50%左右來選擇測量范圍或刻度范圍。選擇傳感器的響應速度，目的是適應輸人信號的頻帶寬度，從而得到高信噪比。精度很高的傳感器一定要精心使用。此外，還要合理選擇使用現(xiàn)場條件，注意安裝方法，了解傳感器的安裝尺寸和重量等，并且注意從傳感器的工作原理出發(fā)，聯(lián)系被測對象中可能會產(chǎn)生的負載效應問題，從而選擇最合適的傳感器。由以上原則，在此我選用電阻式液體壓力傳感器。電阻式傳感器是將非電量(如力、位移、形變、速度和加速度等)的變化量，變換成與之有一定關系的電阻值的變化，通過對電阻值的測量達到對上述非電量測量的目的。電阻式傳感器主要分為兩大類:電位計(器)式電阻傳感器以及應變式電阻傳感器。應變式電阻傳感器是目前用于測量力、力矩、壓力、加速度、重量等參數(shù)最廣泛的傳感器之一。它具有悠久的歷史，但新型應變片仍在不斷出現(xiàn)，它是利用應變效應制造的一種測量微小變化量(機械)的理想傳感器。所以此設計選擇應變式電阻傳感器。查資料得，CFBP型壓力傳感器符合要求。該壓力傳感器是壓阻敏感器件，它非常堅固具有抗腐蝕，抗磨損，抗沖擊和振動性能，該傳感器由廠采用了最新技術和材料，可在－40～125℃，的工作范圍實現(xiàn)高精度及高穩(wěn)定性，幾平任何流體都可被直接地測量。量程可在1～300MPa之間任意選擇。結構尺寸與參數(shù)如下表：主要技術指標單位技術指標靈敏度Mv/v177。非線性%177。滯后重復性%177。蠕變%177。零點輸入%177。2零點溫度系數(shù)%℃177。額定輸出溫度系數(shù)%℃輸入電阻Ω385177。10輸出電阻Ω350177。3絕緣電阻MΩ≥5000拱橋電壓V10(DC/AC)MAX:15(DC/AC)溫度補償范圍℃－10～＋50允許溫度范圍℃－20～＋60允許過負荷%120(2)正確使用傳感器的技術傳感器的匹配技術傳感器種類繁多，其輸出阻值也就不相同。有的傳感器的輸出阻抗特別大，例如，壓電陶瓷傳感器，其輸出阻值高達100MΩ；有的傳感器的阻抗較小，如電位器式傳感器。有的傳感器更小，其輸出阻抗只有幾歐。對于高阻抗的傳感器，通常采用場效應管或運算放大器來實現(xiàn)匹配。對阻抗特別低的傳感器,在交變信號輸入時，往往采用變壓器匹配。變壓器匹配使用變壓器與傳感器低阻抗輸出的交變信號匹配是十分方便和有效的。這種匹配方法在一定的帶寬范圍內(nèi)，能實現(xiàn)無畸變地輸出電信號。具體電路應該根據(jù)傳感器輸出信號的情況而定。傳感器非線性處理方法無論設計、制造或使用儀表時，都希望輸出量和輸人量之間具有線性關系，但是對于傳感器來說，其輸出量與被測量之間的關系大多數(shù)是非線性的。因此，需要對傳感器的非線性特性進行線性化處理。在實際使用中，傳感器的輸出、輸人特性曲線是多種多樣的，對其線性處理的方法很多，歸納起來不外乎兩大類:硬件法和軟件法?？垢蓴_的處理方法傳感器使用場合是多種多樣的。有些是在研究室中使用，相對而言，使用環(huán)境比較優(yōu)越，往往不需作嚴格的抗干擾處理，但是，如果要使傳感器作精密的測量，還是要作一些處理的。有不少傳感器使用的環(huán)境十分惡劣，例如在強輻射、強電場和強磁場等環(huán)境中使用，在設計傳感器系統(tǒng)時，若不精心進行抗干擾處理，傳感器準確測量是無法保證的。歸納起來，干擾可能來自外部的電磁干擾，可能來自供電電路，也可能是器件自身的性能引起的。因此，在傳感器電路設計中，往往從如下幾個方面采用抗干擾措施。從元器件方面來采取措施 由元器件引起的干擾通常是由制造元器件的材料、結構、工藝和自熱程度決定的。 電阻的干擾來自于電阻的電感、電容效應以及電阻本身的熱噪聲。而且不同的電阻的效果也不相同。所以，在實際電路設計時，需要根據(jù)具體要求選擇合適的電阻和電容器。 電感器常用于高頻振蕩、濾波、延時功能中。電感器既是一個干擾源，同時也是抑制干擾的重要元件。電感器工作時，它發(fā)出的磁力線會影響周邊電路。同時電感器也容易接收外來電磁干擾。因此，應該盡量采用閉環(huán)型的電感器。電源的去耦處理電源是所有所使用電路的能源。如果電源有干擾存在，其干擾電壓必然施加在所有電路上，因此，供電電源與使用電路間必須采用去耦電路，使干擾電壓信號消除或減弱。 RC去耦電路是一種簡單易行的方法。該RC去耦電路既能對電源干擾電壓US進行有效抑制，又能消除各電路間