【正文】 只有實(shí)踐才能提高自己的能力，因此我希望有更多類似課程設(shè)計(jì) 六 主要參 考文獻(xiàn)： （ 1） 傳感器簡(jiǎn)明手冊(cè)及應(yīng)用電路 壓力傳感器手冊(cè) 作者： 劉暢生 鐘龍 劉煦 賈靜 劉暢生 出版社：西安電子科技大學(xué)出版社 （ 2） 編程與虛擬儀器設(shè)計(jì) 清華大學(xué)出版社 侯國(guó)屏等主編 （ 3）傳感器 機(jī)械工業(yè)出版社 強(qiáng)錫富等主編 （ 4） 智能檢測(cè)與控制技術(shù) 作者：王仲生 出版社：西北工業(yè)大學(xué)出版社 （ 5） LabVIEW 程序設(shè)計(jì)與應(yīng)用 電子工業(yè)出版社 楊樂平等主編 （ 6） 基于 LabVIEW的虛擬實(shí)驗(yàn)室與傳感器虛擬儀器的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 作者：王磊 太原理工大學(xué) （ 7）網(wǎng)絡(luò)資源 六、指導(dǎo)教師審核意見： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 七、教研室評(píng)議意見： 教研室主任簽字： 年 月 日 八、系領(lǐng)導(dǎo)審核意見： 1．通過； 2．完善后通過； ３．未通過 系領(lǐng)導(dǎo)簽字： 年 月 日 。我會(huì)努力將基礎(chǔ)打牢，爭(zhēng)取在下一次的課程設(shè)計(jì)中有新穎的想法，做的東西功能更為全面。在這次課程設(shè)計(jì)中，我也有很多不足，做事太急。剛開始的的時(shí)候， Protel 完全不會(huì)，但經(jīng)過兩天的摸索，也逐步上手了。不管是電路理論，還是實(shí)際應(yīng)用，經(jīng)過此次設(shè)計(jì)后我的能力都有了不少提升。也第一次這么近距離的了解自動(dòng)化的含義，了解傳感器。此裝置用于路燈的控制，因?yàn)槎牡娜照詹煌?，此裝置可根據(jù)亮度的不同控制路燈，這樣一來 可以節(jié)省資源同時(shí)可以在最需要的時(shí)候開啟路燈。可以用于大棚蔬菜的培養(yǎng)，路燈的控制，汽車的在夜間行駛時(shí)突遇強(qiáng)光照射司機(jī)的眼睛等問題。這樣三種狀態(tài)就顯示出來了。由于比較器的驅(qū)動(dòng)能力有限，所以在輸出端加一個(gè)上拉電阻提高其驅(qū)動(dòng)能力。這樣就完成了從模擬信 號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換 ,顯示部分就變得容易了。光強(qiáng)、適宜、黑暗三種光照狀態(tài)轉(zhuǎn)換為三個(gè)電壓值 V1， V2， V3 作為比較器的輸入電壓；兩個(gè)比較器設(shè)置兩個(gè)參考電壓 Vref1， Vref2。于是，就把對(duì)光照信號(hào)的處理轉(zhuǎn)化為對(duì)電壓信號(hào) V 的處理。所以選數(shù)碼管 顯示電路 報(bào)警電路 光敏電阻 光敏電阻 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路 信號(hào)處理電路 擇光敏電阻采集光照信號(hào)，并把不同的光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為不同的電阻值。其阻值隨光照增強(qiáng)而減小。 原理框圖如下： 圖 1 原理框圖 方案論證 (1)光照強(qiáng)度的信號(hào)采集部分 采用光敏電阻作為信號(hào)采集器件。 (3)方案原理圖：系統(tǒng)功能描述 ：考慮到系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值 ,確定了光照適宜時(shí)的光敏電阻值的范圍為 歐，當(dāng)光照過強(qiáng)時(shí)， LED1 點(diǎn)亮，蜂鳴器報(bào)警；光照適宜時(shí)， LED2 點(diǎn)亮；黑暗時(shí)， LED3 點(diǎn)亮，蜂鳴器也報(bào)警。所謂數(shù)字濾波，就是通過特定的計(jì)算程序處理，減少干擾信號(hào)在有用信號(hào)中所占的比例，實(shí)質(zhì)上是一種程序?yàn)V波 第四章 實(shí)驗(yàn)誤差分析及補(bǔ)償 電阻測(cè)量誤差分析及補(bǔ)償 實(shí)驗(yàn)方案說明 (1)傳感器選擇：選用光敏電阻作為采集光照信號(hào)的傳感器。顯然 ILV ，當(dāng)后級(jí)電路為 HCMOS、 CMOS 器件時(shí)，只要輸入級(jí) N 溝 MOS 的閾值電壓THU ，就能正常工作 5V器件 3V器件 OutIn(CMOS門 )++(內(nèi)置上拉電阻 )D1N4148準(zhǔn)雙向(c) 輸入端內(nèi)置了上拉電 阻5V器件 3V器件 OutIn(OD門 )++(內(nèi)置上拉電阻 ) 儀 器用于機(jī)房和通信設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)中，干擾源較多。前級(jí)輸出高電平時(shí) ,二極管 D 截止，后級(jí)輸入高電平電壓 IHV 接近電源電壓 DDV 。 對(duì)于 OD 輸出引腳，可采用圖 742(a)所示電路， 上拉電阻 R一般取 10K～ 510K之間，具體數(shù)值與前級(jí)輸出信號(hào)頻率有關(guān)：輸出信號(hào)頻率高，如 1MHz 以上方波信號(hào)， R 取小一些；輸出信號(hào)頻率低， R 可取大一些，以減小輸出低電平時(shí)上拉電阻 R 的功耗。因此，在現(xiàn)代數(shù)字電子電路中只需解決不同電源電壓 CMOS、 HCMOS 器件之間的連接問題。 5%、功耗大、價(jià)格甚至比 74HC 系列高 )與 74 系列 (在 74 系列中，只有輸出級(jí)可承受高壓的 740 7407 OC 門電路芯片仍在使用 )。即數(shù)字電路系統(tǒng)中的門電路、觸發(fā)器、驅(qū)動(dòng)器盡可能采用 74HC 系列（或高速的 74AHC 系列）芯片、 CD40 系列或 CD45 系列的 CMOS 器件 (速度較 HCMOS 系列慢，但功耗比 HC 系列芯片低、電源電壓范圍寬。 一般是將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)或者電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào) 電平轉(zhuǎn)換電路 在數(shù)字電路系統(tǒng)中，一般情況下，不同種類器件 (如 TTL、 CMOS、 HCMOS等 )不能直接相連；電源電壓不同的 CMOS、 HCMOS 器件因輸出電平不同也不能直接相連，這就涉及到電平轉(zhuǎn)換問題。信號(hào)是信息存在的形式或載體。我們所有的僅僅是一個(gè)時(shí)間序列的離散的函數(shù) x(n) 和采樣頻率。并且希望所提供的樣本總數(shù)是整周期個(gè)數(shù)的。 通常，信號(hào)采集后都要去做適當(dāng)?shù)男?號(hào)處理，例如 FFT 等。但是，較長(zhǎng)時(shí)間使用很高的采樣率可能會(huì)導(dǎo)致沒有足夠的內(nèi)存或者硬盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)太慢。這個(gè)濾波器稱為抗混疊濾波器。計(jì)算混頻偏差的公式是： 混頻偏差＝ ABS(采樣頻率的最近整數(shù)倍－輸入頻率 其中 ABS 表示 絕對(duì)值 ，例如： 混頻偏差 F2 = |10070| = 30 Hz 混頻偏差 F3 = |(2)100160| = 40 Hz 混頻偏差 F4 = |(5)100510| = 10 Hz 為了避免這種情況的發(fā)生，通常在信號(hào)被采集 (A/D)之前，經(jīng)過一個(gè)低通濾波器，將信號(hào)中高于奈奎斯特頻率的信號(hào)成分濾去。而頻率高于 50HZ 的信號(hào)成分采樣時(shí)會(huì)發(fā)生畸變。假設(shè)采樣頻率 fs 是 100HZ, 信號(hào)中含有 2 70、 160、和 510Hz 的成分。出現(xiàn)的混頻偏差 (alias frequency)是輸入信號(hào)的頻率和最靠近的采樣率整數(shù)倍的差的絕對(duì)值。 采樣率過低的結(jié)果是還原的信號(hào)的頻率看上去與原始信號(hào)不同。如果信號(hào)中包含頻率高于奈奎斯特頻率的成分，信號(hào)將在直流和 奈 奎斯特頻率之間畸變。 根據(jù)采樣定理，最低采樣頻率必須是信號(hào)頻率的兩倍。注意這個(gè)數(shù)列中僅僅用下標(biāo)變量編制索引，而不含有任何關(guān)于采樣率 (或 Δt)的信息。樣間隔是 Δt，注意，采樣點(diǎn)在時(shí)域上是分散的。所有 x(0),xΔt),x(2Δt) 都是采樣值。它的倒數(shù) 1/Δt 被稱為采樣頻率，單位是采樣數(shù) / 每秒。實(shí)際采集時(shí)，噪聲也可能帶來一些麻煩 .數(shù)據(jù)采集時(shí)，有一些基本原理要注意，還有更多的實(shí)際的問題要解決 . 采樣頻率、抗混疊濾波器和樣本數(shù) 假設(shè)現(xiàn)在對(duì)一個(gè)模擬信號(hào) x(t) 每隔 Δt 時(shí)間采樣一次。除此之外，LabVIEW 還支持各種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和嵌入式設(shè)備，比如常見的 PDA、 FPGA 以及運(yùn)行 VxWorks 和 PharLap 系統(tǒng)的 RT 設(shè)備 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 在計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用的今天， 數(shù)據(jù)采集 的重要性是十分顯著的。 LabVIEW 具有良好的平臺(tái)一致性。所以，如果項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間緊張，應(yīng)該優(yōu)先考慮使用 LabVIEW，以縮短開發(fā)時(shí)間。除了應(yīng)用于玩具， LabVIEW 還有專門用于中小學(xué)生教學(xué)使用的版本。著名的可編程玩具“樂高積木”使用的就是 LabVIEW 編程語言。 兒童教育：由于圖形外觀漂亮且容易吸引兒童的注意力，同時(shí)圖形比文本更容易被兒童接受和理解，所以 LabVIEW 非常受少年兒童的歡迎。在設(shè)計(jì)機(jī)電設(shè)備之前，可以先在計(jì)算機(jī)上用 LabVIEW 搭建仿真原型，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性，找到潛在的問題。使用 LabVIEW 可以非常方便的編制各種控制程序。 LabVIEW 擁有專門用于控制領(lǐng)域的模塊LabVIEWDSC。有時(shí)甚至于只需簡(jiǎn)單地調(diào)用幾個(gè)工具包中的函數(shù)，就可以組成一個(gè)完整的測(cè)試測(cè)量應(yīng)用程序。同時(shí)，用戶也可以十分方便地找到各種適用于測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域的 LabVIEW 工具包。經(jīng)過多年的發(fā)展， LABVIEW 在測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域獲得了廣泛的承認(rèn)。 LabVIEW 優(yōu)點(diǎn) LabVIEW 有很多優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)，尤其是在某些特殊領(lǐng)域其特點(diǎn)尤其突出。 可充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的能力，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可以創(chuàng)造出功能更強(qiáng)的儀器。這是一個(gè)功能強(qiáng)大且靈活的軟件。LabVIEW [2]集成了與滿足 GPIB、 VXI、 RS232 和 RS485 協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。 LabVIEW 是一個(gè)革命性的圖形化開發(fā)環(huán)境，內(nèi)置信號(hào)采集，測(cè)量分析和 數(shù)據(jù)顯示功能，作為傳統(tǒng)的開發(fā)工具的復(fù)雜性，為您提供強(qiáng)大的功能，也保證了系統(tǒng)的靈活性。 開發(fā)時(shí)間少 在驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用兩個(gè)層面上， NI 高效的軟件構(gòu)架能與計(jì)算機(jī)、儀器 傳統(tǒng)儀器與虛擬儀器構(gòu)成比較 儀表和通訊方面的最新技術(shù)結(jié)合在一起。這得益于 NI 軟件的靈活 性，只需更新計(jì)算機(jī)或測(cè)量硬件，就能以最少的硬件投資和極少的、甚至無需軟件上的升級(jí)即可改進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)。此外，不斷發(fā)展的因特網(wǎng)和越來越快的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使得虛擬儀器技術(shù)展現(xiàn)其更強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。使用者可以根據(jù)不同的測(cè)試任務(wù)，在虛擬儀器開發(fā)軟件的提示下編制不同的測(cè)試軟件，來實(shí)現(xiàn)當(dāng)代科學(xué)技術(shù)復(fù)雜的測(cè)試任務(wù)。 NI 公司在提出虛擬儀器概念并推出第一批實(shí)用成果時(shí)，就用軟