全國大學生電子設計競賽設計報告格式及要求-資料下載頁
2024-12-16 08:55本頁面
【導讀】{ "error_code": 17, "error_msg": "Open api daily request limit reached" }
【正文】 ，而是控制整個電路自身耗電電流。 方案一：電流變送采用 LM324 和 LM385 單電源運放搭建的 V/I 轉(zhuǎn)換電路，進行電流變送，接收端采用 I/V 轉(zhuǎn)換輸出 0～ 5V 電壓，但是采用此方案精度和穩(wěn)定性能沒有專用芯片好。 方案二：直接用 XTR105 測量被測電阻阻值使其對應輸出 4～ 20mA 電流在進行傳輸，接24V 420mA 2 收端采用 RCV420 將 4～ 20mA 電流線性轉(zhuǎn)換為 0～ 5V 電壓，電路簡單且方便。 比較兩種方案：方案二電路簡單、方便故選此方案。 2 理論分析與計 算 電流變送與接收電路分析與計算 電流變送 采用 XTR105 為主芯片搭建此電路，電阻 Rg 大小決定放大器的放大倍數(shù)， Rlin 提供正反饋，對 R 電阻中的二次項進行補償，是 R 的非線性大大改善，改善前后非線性比可達 40:1。Rg 與 Rlin 的阻值按下列公式選擇： 12221g 4)(2R RR RRRRR zz? ??? (1) )2(2 )(R 21 12L i n zlin RRR RRR ?? ?? (2) 式中： Rz 是測量 R 的最小阻值， R1 是 2/RR MA XMIN ）（ ? 時的 R 的電阻值， R2 是測量電阻值最大時 MAXR 時的 R 的。選用時對 Rz、 Rg 的精度要求高，選用精密電阻。 電流接收 對于 420mA 的電流輸入有 05V 的電壓輸出，需求的 該電路的跨導倒數(shù)為： AVI IN m1 2 ?? (3) 為了得到 0V 時轉(zhuǎn)換值為 4mA， 5V 時為 20mA 的設計要求，要求 RCV420 的參考端輸入值為： .)/(m4V OS VmAVA ???? ）（ (4) 所以我們采用運放來調(diào)整其參考電壓，達到調(diào)零的目的。 測量精度控制 程序中采用最小二乘算法（ LMS）對測量的數(shù)據(jù)進行優(yōu) 化處理。 LMS 算法根據(jù)數(shù)據(jù)集(xi,yi)， i=? ,n 找出其間合適的數(shù)學公式，構造出一條反映這些給定數(shù)據(jù)一般變化趨勢的曲線 )，不要求曲線 )通過所有的點 (xi,yi)，但要求這條曲線 )能盡可能靠近這些數(shù)據(jù)點或樣點，即各點誤差δ yi 按某種標準達到最小。 3 對測量數(shù)據(jù)表 4 進行簡單曲線擬合，可得到最接近曲線 bax??y 關系式，進而在程序中對幅度和頻率的測量達到誤差最小，如圖 2 所示 。 圖 2： 數(shù)據(jù)處理曲線圖 3 系統(tǒng)軟、硬件設計 電源電路 本電源采用橋式全波整流、大電容濾波、三端穩(wěn)壓器件的方法，產(chǎn)生各種直流電壓，滿足系統(tǒng)涉及的177。 2177。 12V 、 +5V 電壓需求，如圖 3 所示。 4 圖 3：電源電路 系統(tǒng)軟件設計 主程序框圖 5 圖 4：主程序流程圖 按鍵選擇程序框圖：運行模式 0 完成系統(tǒng)基本要求，運行模式 1 完成系統(tǒng)發(fā)揮部分。 4 系統(tǒng)測試及結(jié)果 測試儀器 表 1： 測試儀器 儀器名稱 型號規(guī)格 數(shù)字萬用表 DT9208A+ RIGOL 雙蹤示波 器 DS1062C 60MHz 400Msa/s 6 RIGOL 函數(shù)信號發(fā)生器 20MHz 100Msa/s 直流穩(wěn)壓器 DF1731SLL3A 直流電阻器 ZX36 測試方法 用自制的電源為本系統(tǒng)所有設備供電，通過調(diào)節(jié)電阻箱來精確控制阻值的輸入，根據(jù)題目要求改變阻值來測量數(shù)據(jù)，再用示波器觀察波形并測頻率，利用萬用表來測量環(huán)路電流，記錄數(shù)據(jù)。 性能指標 ： 211 ()1 n ii xxn? ???? ?； ：非線性度＝ [最大誤差 ?(滿度－零 度 )]?100%； 表 2:二線式電流變換測量 設定電阻（ Ω ） 1000 1250 1500 1750 2021 標 稱 電 流（ mA） 4 8 12 16 20 測 試 電 流（ mA） 4 8 精度（按貝塞爾公式計算）： % 5 總結(jié) 從測試結(jié)果看，本設計基本完成了題目的要求，阻值測量精度高，線性度好，頻率的測量也達到系統(tǒng)要求的精度和分辨率，頻率的穩(wěn)定度不是很好，當系統(tǒng)運行時頻率會出現(xiàn)波動。系統(tǒng)主要的誤差來自測量設備的精度，系統(tǒng)要求自制電源和傳輸線我們做的效果相當好，測量數(shù) 據(jù)的分辨率都到達要求；另外增加按鍵控制更人性化。 7 參考文獻 [1] 李金平，沈明山，姜余祥 . 電子系統(tǒng)設計 .(M) 北京：電子工業(yè)出版社， 2021. [2] 謝自美，尹仕，肖看 等 . 電子線路綜合設計 .(M) 武漢：華中科技大學出版社， 2021. （書籍格式） [3] 王 明 亮 ． 關 于 中 國 學 術 期 刊 標 準 化 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 工 程 的 進 展 [EB/01] ． : // ， 19980816/19981004 ． （電子文章格式） [4] 何齡修．讀顧誠《南明史》 [J] ．中國史研究所， 1998， 5 （ 3）： 167 ～ 173 ． （期刊文章格式）
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