傳感器原理及應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)-玻璃管內(nèi)外直徑檢測(cè)傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)(參考版)
2024-11-14 08:02本頁(yè)面
【正文】 在這些過(guò)程中我即體會(huì)到了成功的喜悅，但是我感悟最深的是只有親自動(dòng)手才能發(fā)現(xiàn)一些平時(shí)覺(jué)察不到到問(wèn)題，也才能引起我對(duì)書本更深的探索 ,也只有認(rèn)認(rèn)真真的去做每一件事情，才能做好它。其次，曹老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度讓我受益非淺。 /* 計(jì)算 Δ T =period */ } 八、 心得 首先通過(guò)做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我的動(dòng)手能力得到很大的加強(qiáng) —— 總電路是我設(shè)計(jì)并且繪制的。 /* 允許定時(shí)器 0 溢出 */ while(rflag==0)。 ea=1。 /* 設(shè)置定時(shí)器工作方式字 */ th0=0。 /* 取記數(shù)值 */ rflag=1。 /* 定時(shí)器 0 停止記數(shù) */ ea=0。 /* 啟動(dòng)定時(shí)器 0 */ while(rflag==0)。 bit rflag=0。 /* 外部中斷 0 入口位 */ sbit p133=p3^3。程序是用來(lái)計(jì)算下圖中兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間間隔。通過(guò)比較輸入輸出波形，得出該電路雖然存在一定誤差，但是符合設(shè)計(jì)要求。由此，可以得出該低通濾波器設(shè)計(jì)基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。然后開(kāi)始測(cè)量第一級(jí)（巴特沃斯低通濾波器）。 六、電路調(diào)試 表七 電子元件列表 名稱 型號(hào) 度量值 數(shù)量 實(shí)驗(yàn)板 HS03 2（塊） 電阻 2kΩ 2（個(gè)） 5 kΩ 2（個(gè)） 10 kΩ 8（個(gè)） 15kΩ 2（個(gè)） 20 kΩ 1（個(gè)） 電容 F 3（個(gè)） F 2（個(gè)） 電位器 W104245C 100 kΩ 1 （個(gè)） 整流二極管 IN40 2（個(gè)） 穩(wěn)壓管 2（個(gè)） 集成運(yùn)放 H177415C3 開(kāi)環(huán)增益 83 7（個(gè)） 導(dǎo)線 若干 2．調(diào)試結(jié)果與對(duì)照分析 表八 實(shí)驗(yàn)器件 名稱 型號(hào) 數(shù)量 直流穩(wěn)壓源 HMW235 1（臺(tái)） 示波器 GLP1004 1（臺(tái)） 信號(hào)發(fā)生器 ZYU776 1（臺(tái)） 電路板 1（塊） 說(shuō)明：我們的電路調(diào)試采用的是逐級(jí)測(cè)量的方法。 3）還有光源的穩(wěn)定性等原因以及 CCD 像元之間有一定的距離，像元亦有一定尺寸，故測(cè)量精度受到 CCD 器件空間分辨能力的限制，測(cè)量精度比較低，在兩個(gè)邊緣位置不能準(zhǔn)確確定的情況下，每邊有一個(gè)以上的像元距離的分辨誤差。 五、 誤差分析 響測(cè)量誤差精度的因素： 1）方案本身由于選擇各個(gè)系統(tǒng)都存在系統(tǒng)誤差，所以經(jīng)累積必然在輸出端產(chǎn)生一定誤 差。另外，從圖中還可得 e=2(D2d)tga1 （ 3） 式中： e 為玻璃管內(nèi)壁第一次反射、折射與第二次反射、折射光線沿軸向的距離，可由 CCD 測(cè)量得到（ CCD 可以同時(shí)測(cè)量 c 和 e 的值）； D 為外徑值，從式（ 3）可得， e=2Dtga14dtga1 2Dtga1=e+tdtga1=e+411222 sin2 sina anc ? tga1= e+211222 sin2 sina anc ? tga1 從而有： D=12tgae +11222 sin2 sina anc ? tga1 （ 4） 其中 n2 和 a1 為已知值，因此，只要測(cè)量出 c 和 e 值 ，就可以計(jì)算出外徑 。從式（ 1）可得出 d=c/2tga2,又因?yàn)?n1/n2=sina1/sina2,其中，n2為玻璃的折射率， a1為激光束的入射角， n1為空氣折射率， n1=1。圖十二示出了激光束斜射到玻璃管的反射和折射情況。作為中斷申請(qǐng)信號(hào)脈沖，第二個(gè)脈沖通過(guò) INT1 向單片機(jī)再次申請(qǐng)中斷，單片機(jī)的INT1 中斷響應(yīng)子程序關(guān)閉定時(shí)器，定時(shí)器的時(shí)間長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的就是二值化信號(hào)的寬度。 二值化信號(hào)的前沿與過(guò)零檢測(cè)電路輸出信號(hào)相與得到第一個(gè)脈 沖，作為中斷申請(qǐng)信號(hào)，第一個(gè)脈沖通過(guò) INT0 向單片機(jī)申請(qǐng)中斷，單片機(jī)的 INT0 中斷響應(yīng)子程序打開(kāi)定時(shí)器開(kāi)始記數(shù)，定時(shí)的最小時(shí)間單位為單片機(jī)的機(jī)器周期。所以我們采 12 用前者的電路進(jìn)行二值化處理的方法。但是前者是利用硬件實(shí)現(xiàn)信號(hào)的二值化，速度快，但電路復(fù)雜。第一種是對(duì) CCD 視頻信號(hào)進(jìn)行二值化處理后，在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。當(dāng)輸入電壓 ui 為負(fù)，則運(yùn)放 A1 輸出為正，二極管 D1 導(dǎo)通，D2 截止，此時(shí)根據(jù) M， N 兩節(jié)點(diǎn)的電流和電壓表達(dá)式可算出 Ｒ 1=R3,R4=R2/2。 3) 微分電路設(shè)計(jì) 圖八 微分電路 分析：該微分電路輸入輸出對(duì)應(yīng)的表達(dá)式為 , u0=R1C1 dtdui 11 為了消除干擾（使微分曲線更明顯），應(yīng)選擇 R1C1 值大些。 7．驅(qū)動(dòng)電路 圖六 驅(qū)動(dòng)電路 10 2）巴特沃斯低通濾波器設(shè)計(jì)
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