【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。②《非電量檢測技術(shù)》．何遠(yuǎn)慮，電子科技大學(xué)出版社，

　　

【正文】 輸出信號的精度 。辨向電 路判別光電編碼器旋轉(zhuǎn)方向，也就是物體的移動方向 。計數(shù)電路對經(jīng)過細(xì)分后的脈沖信號計數(shù)，并且將計數(shù)值傳送到 CPU進(jìn)行信號處理，從而得到位移量。圖 14 為位移變送器結(jié)構(gòu)框圖。 鍵盤 圖 13 位移變送器結(jié)構(gòu)框圖 光電編碼器原理及四細(xì)分電路 光電編碼器，又稱光電碼盤、光電角位置傳感器。是一種可實(shí)時輸出的數(shù)字測角裝置，采用光電方法將主軸的機(jī)械轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出。其應(yīng)用范圍不僅僅局限于角位移，角速度測量等場合，在直線位移，尤其是大位移測量領(lǐng) 域也越來越廣泛。用它可實(shí)現(xiàn)角度位移、直線位移、速度、加速度及其它物理量的精確測量，輸出信號通過計算機(jī)處理后可實(shí)現(xiàn)動態(tài)檢測和實(shí)時控制。與其它同類用途的傳感器相比，光電軸角編碼器具有精度高、測量范圍廣、體積小、重量輕、使用可靠、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，具有較高的性能價格比。工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，光電編碼器已深入產(chǎn)業(yè)機(jī)械自動化 (FA)、商場自動化 (sA)、辦公室自動化 (OA)、家庭自動化 (HA)。美國、日本、德國等國都有百萬臺以上的光電編碼器的市場，在長度測量、角度測量、速度測量和相位測量方面廣泛的應(yīng)用。 在我國，光電編碼器普遍 應(yīng)用在雷達(dá)、光電經(jīng)緯儀、地面指揮儀、機(jī)器 、數(shù)控機(jī)床和高精度閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域，是自動化設(shè)備理想的位移傳感器。 ； 光電編碼器的基本結(jié)構(gòu)見圖 15所示。它主要由安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的編碼圓盤以及 安裝在圓盤兩邊的發(fā)光元件、接收元件等組成。光電編碼器的碼盤是采用照相腐蝕工藝，在一塊圓形光學(xué)玻璃上刻有透光和不透光的碼形。當(dāng)發(fā)光元件將一束光投射到碼盤上時，轉(zhuǎn)動碼盤，光通過碼盤的透光和不透光區(qū)，在碼盤的另一側(cè)就形成了光脈沖，脈沖光照射到光接收元件上就產(chǎn)生與光脈沖相對應(yīng)的電脈沖。 光 電 碼 盤 四 細(xì) 分 變 向 計 數(shù) 數(shù) 據(jù) 處 理 鍵盤 顯示 圖 14光電編碼器機(jī)構(gòu)原理圖 根據(jù)碼盤結(jié)構(gòu)的不同，光電編碼器分為絕對式編碼器和增量式編碼器。如圖16， 17 所示。 圖 15 絕對式編碼器碼盤 圖 16 增量式 編碼器碼盤 絕對式光電編碼器旋轉(zhuǎn)一周輸出不同數(shù)碼，每個數(shù)碼對應(yīng)一個固定的位置。因此，它能夠檢測絕對位移，但由于受制作工藝的限制，只能檢測相對較短的位移量。增量式光電編碼器經(jīng)光敏感元件和信號處理電路產(chǎn)生相應(yīng)的 A相、 B相和Z相三個輸出脈沖信號。每產(chǎn)生一個 A或 B相輸出脈沖信號就對應(yīng)一個增量角位移，但不能通過輸出脈沖信號區(qū)別是在哪一個位置上的增量 ，也就是不能直接測量出絕對位移。必須后接一個計數(shù)系統(tǒng)，在計數(shù)器中對某個基數(shù)進(jìn)行加或減，從而記錄旋轉(zhuǎn)的角位移量。編碼器每轉(zhuǎn)一周輸出一個 Z相脈沖，它可以作為編碼器計數(shù)的回零信號。這樣即使編碼器計數(shù)存在誤差，也不會存在積累誤差，每圈進(jìn)行一次誤差回零。增量式光電編碼盤由于檢測的是位移的增量，所以在大位移測量領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本課題所要測量的位移范圍約 20 米，因此本設(shè)計采用增量式光電編碼盤。 增量式光電編碼盤輸出 A、 B兩組相位相差 900 的方波信號，正轉(zhuǎn)時 B相超前 A 相 900，反轉(zhuǎn)時 A相超前 B相 900。因此檢測位置時，可利用 正反兩路計數(shù)脈沖的相位關(guān)系進(jìn)行辨向 。對輸出脈沖進(jìn)行計數(shù)，就可實(shí)現(xiàn)物體運(yùn)動方向和位移的檢測。 在本系統(tǒng)中，采用增量式光電碼盤作為位置檢測裝置。碼盤固定在電機(jī)軸上，并跟隨電機(jī)同軸轉(zhuǎn)動。假設(shè)碼盤每轉(zhuǎn)動一周輸出 m 個脈沖，電機(jī)直徑為 d，若檢測到碼盤輸出了 n 個脈沖，則位移 : dns m?? 。碼盤輸出的脈沖，經(jīng)過四細(xì)分及辨向電路，功計數(shù)電路，最后通過單片機(jī)處理得到位移量。 光電編碼器是高精度控制系統(tǒng)經(jīng)常采用的位移檢測傳感器。為了提高檢測精度，可以提高刻線精度和刻線密度，但刻 線密度達(dá)到 200 線 /n 甘 n 以上時，刻線制造變得困難，成本也高。目前國內(nèi)生產(chǎn)的光電編碼器大多不超過 500 叼轉(zhuǎn)，若要提高編碼器的分辨率，其價格也將大大增加。提高光電編碼器分辨率最經(jīng)濟(jì)的辦法就是在光電編碼器信號采集電路上采取措施 — 設(shè)計細(xì)分電路 [38]。因此，實(shí)際應(yīng)用常采用細(xì)分的方法來提高光柵的分辨精度。所謂細(xì)分，就是在一個周期的信號內(nèi)插進(jìn)許多個計數(shù)脈沖，從重復(fù)頻率的角度來說，細(xì)分也稱作四倍頻。 在一個周期內(nèi) A、 B 脈沖信號共有四個上下沿，而每個沿之間相差 90。的相位角。因此， A、 B 兩相脈沖的每個前沿和后沿實(shí)際上都對 應(yīng)著 1/4 柵距的位移信息。也就是說，脈沖當(dāng)量的 1/4 才是光電編碼器可利用的最高精度 139]。如果將這兩個信號經(jīng)四倍頻后再進(jìn)行脈沖當(dāng)量的標(biāo)定，無疑是充分發(fā)揮了光電碼盤最高精度的潛力。這就是為什么在實(shí)際應(yīng)用中將其進(jìn)行四倍頻的原因。這也就提醒我們，由于光電碼盤的最高精度潛力為 1/4，所以，并不是相差 90“的兩個信號經(jīng)更多細(xì)分就更好，而只有四細(xì)分才是實(shí)際可用的方案科。我們利用在編碼器一個周期內(nèi)對 A相和 B相的上升沿和下降沿均進(jìn)行計數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)在一個周期內(nèi)對編碼器計數(shù)四次，從而達(dá)到四細(xì)分計數(shù)的目的。 考慮誤差及成本方面 給的原因， 本設(shè)計采用由可編程邏輯器件構(gòu)成的位移檢測系統(tǒng)的方案。 七 .試驗(yàn)結(jié)果及分析 ； 實(shí)驗(yàn)證明，移動式電容法測量油罐多液位方法是完全可行的，并且通過聯(lián)機(jī)調(diào)試系統(tǒng)工作穩(wěn)定，性能可靠，可以達(dá)到油罐液位測量的目的。 該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的測量系統(tǒng)相比，具有以下突出特點(diǎn) : (1)在線測量，測量可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。采用移動平板式電容法很好 的解決了當(dāng)前其它測量方法傳感器容易被油罐中的原油敷住而不能正常 工作的缺陷，電容器在油罐中移動，不需要精確的測量 值，利用測量拐 點(diǎn)實(shí)現(xiàn)測量出各個界面是本方法的核心所在。 (2)傳感器制作簡單，維護(hù)成本低。由于采用電容法制作簡單，在電容的極 板上涂有絕緣漆，耐腐蝕性增強(qiáng) 。探頭也便于拆卸清洗，大大的延長了 傳感器的壽命。 (3)整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)現(xiàn)軟硬件最佳設(shè)計，具有較高的性能價格比。 電容法油罐多液位測量系統(tǒng)對于目前國內(nèi)油田高含水率的油田，節(jié)約能源，降低成本，有重要的參考和應(yīng)用價值。如果形成通用產(chǎn)品，推向市場，將會創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 在該測量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步擴(kuò)展功能如實(shí)現(xiàn)多測量系統(tǒng) 組態(tài)控制，加入 TC 邢 P 協(xié)議，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程可靠快速傳輸?shù)??？上驀鴥?nèi)油田推廣，對節(jié)約能源具有重要的意義。致謝 從我們步入我們的大學(xué) 長江大學(xué)開始，我們時刻都在受到這個美麗而又好學(xué)的學(xué)校的滋潤，如今我們即將離去，這里首先我我要感謝長江大學(xué)的全體教職工，感謝長江大學(xué)！ 本課題從選題到現(xiàn)在，無論是從 課題的選定、課題的指導(dǎo)、論文的撰寫、實(shí)驗(yàn)條件的提供等方面給予了全面支持 ，朱老師的悉心培養(yǎng)，熱心的引導(dǎo)，使我們成長了很多，還有朱 老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、學(xué)識淵博，在學(xué)術(shù)方面一絲不茍，對自動化系統(tǒng)研究方面的知識非常全面，并具有 敏銳的洞察力，這些都將成為我以后工作和學(xué)習(xí)的榜樣 朱老師為我們付出了諸多心血和汗水，感謝朱老師。 在做本課題的過程中，受到了同學(xué)們的很多指導(dǎo)，在探討過程中我也有了很大的進(jìn)步，謝謝同學(xué)們！ 再次向各位老師和學(xué)者表示感謝，感謝大家為治學(xué)所作的努力，祝大家身體健康，生活會更好，事事順心，事業(yè)一帆風(fēng)順！ 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織 已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計 （論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本 人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 致 謝 時間飛逝， 大學(xué) 的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這 四年 的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。 首先非常感謝學(xué)校開設(shè)這個課題，為本人日后從事計算機(jī)方面的工作提供了經(jīng)驗(yàn)，奠定了基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。本次畢業(yè)設(shè)計是對我大學(xué)四年學(xué)習(xí)下來最好的檢驗(yàn)。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。這期間凝聚了很多人的心血，在 此我表示由衷的感謝。沒有他們的幫助，我將無法順利完成這次設(shè)計。 首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計過程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計思路和操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。郭謙功老師淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。從他身上，我學(xué)到了許多能受益終生的東西。再次對周巍老師表示衷心的感謝。 其次，我要感謝大學(xué)四年中所有的任課老師和輔導(dǎo)員在學(xué)習(xí)期間對我的嚴(yán)格要求，感謝他們對我學(xué)習(xí)上和生活上的幫助，使我了解了許多專業(yè)知識和為人的 道理，能夠在今后的生活道路上有繼續(xù)奮斗的力量。 另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實(shí)，給我留下了很多難忘的回憶。 最后，我要感謝我的父母對我的關(guān)系和理解，如果沒有他們在我的學(xué)習(xí)生涯中的無私奉獻(xiàn)和默默支持，我將無法順利完成今天的學(xué)業(yè)。 致 謝 四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學(xué)的知識應(yīng)用到實(shí)際工作中去。 回首四年，取得了些許成 績，生活中有快樂也有艱辛。感謝老師四年來對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關(guān)心和愛護(hù)。 學(xué)友情深，情同兄妹。四年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過，充滿著關(guān)愛，給我留下了值得珍藏的最美好的記憶。 在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。 最后，我要特別感謝 我的導(dǎo)師劉望蜀 老師、 和研究生助教吳子儀 老師。是他們在我畢業(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵， 給了我很多解決問題的思路， 在此表示衷心的感激。老師們認(rèn)真 負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。他無論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝 他 耐心的輔導(dǎo)。在論文的撰寫過程中 老師們 給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點(diǎn)，使得論文能夠及時完成，這里一并表示真誠的感 謝。