傳感器設(shè)計(jì)論文精選(九篇)

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第1篇：傳感器設(shè)計(jì)論文范文

1．1傳感器激勵(lì)的設(shè)計(jì)硅壓阻式壓力傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)為惠斯通電橋結(jié)構(gòu)，可在恒壓或者恒流模式下工作。由于硅壓阻式傳感器很容易受到溫度的影響產(chǎn)生漂移，在恒壓模式下隨著溫度的變化，傳感器本身電阻R的變化會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生影響，因此，選擇恒流源作為傳感器的激勵(lì)［6］。傳感器激勵(lì)源的穩(wěn)定與噪聲大小直接影響著壓力敏感元件的輸出，因此，在確保低溫漂、低噪聲、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)的選型原則下，選擇ADR4525基準(zhǔn)源、AD8506運(yùn)放構(gòu)建驅(qū)動(dòng)電路以及反饋電路。圖2所示為傳感器激勵(lì)原理框圖。

1．2溫度補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)溫度補(bǔ)償電路用于對(duì)溫度發(fā)生變化時(shí)，敏感元件和構(gòu)成信號(hào)調(diào)理電路各主要元器件的輸入輸出特性的補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償電路提供兩類誤溫度漂移補(bǔ)償:零點(diǎn)溫度漂移補(bǔ)償與靈敏度溫度漂移補(bǔ)償［7］。理想傳感器的輸出量與輸入量關(guān)系。補(bǔ)償?shù)脑頌閷，k調(diào)整到精確的某個(gè)值，最大限度消除溫漂值b(T)和k(T)以及二次以上的非線性成分。

1．2．1零點(diǎn)溫度漂移補(bǔ)償由溫度引起零點(diǎn)變化而造成輸出變化的元器件中，壓力敏感元件所占比重最大，對(duì)零點(diǎn)補(bǔ)償原理如圖3所示，溫度檢測(cè)元件的輸出作為補(bǔ)償端與待補(bǔ)償信號(hào)做加減運(yùn)算［8］，最終輸出信號(hào)即為零點(diǎn)補(bǔ)償后輸出。該部分設(shè)計(jì)中，溫度檢測(cè)元件選擇溫度傳感器AD590，AD590封裝下、測(cè)量范圍寬、輸出線性，輸出信號(hào)噪聲僅為40pA，補(bǔ)償信號(hào)不引入更多的噪聲;同時(shí)由于溫度傳感器的輸出以電流的形式輸出，因此，需要通過高精密電阻器將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)后，與待補(bǔ)償信號(hào)做加減運(yùn)算，電阻器阻值的大小根據(jù)測(cè)量的零點(diǎn)漂移大小計(jì)算。

1．2．2靈敏度溫度漂移補(bǔ)償隨著溫度的變化傳感器的滿量程輸出也會(huì)隨之變化(即增益發(fā)生變化)，從輸出來看，該變化可歸一為壓力敏感元件的靈敏度發(fā)生變化，此時(shí)，需對(duì)傳感器的增益特性進(jìn)行溫度補(bǔ)償。補(bǔ)償原理如圖4所示，溫度檢測(cè)元件檢測(cè)到溫度變化后，及時(shí)調(diào)整激勵(lì)源的基準(zhǔn)［9］，調(diào)整策略與增益溫度特性互補(bǔ)，即增益降低，則增強(qiáng)激勵(lì)源的基準(zhǔn)，由激勵(lì)源輸出相應(yīng)的恒流;同時(shí)可在敏感頭的橋臂上串、并聯(lián)電阻器調(diào)整增益特性。

1．3信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)理電路用于將壓力傳感器輸出的差分信號(hào)進(jìn)行放大、濾波，原理圖如圖5所示。壓阻式傳感器輸出的電壓信號(hào)大多為mV級(jí)，采用儀表放大器AD8553對(duì)傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大，AD8553為軌到軌輸出，最大失調(diào)電壓僅為20μV，在頻響0．01～10Hz范圍內(nèi)噪聲峰峰值為0．7μV，其中，R應(yīng)大于3．92kΩ;同時(shí)由于SM5420輸出的為差分信號(hào)，在儀表放大器的輸入端需要添加抗射頻干擾的濾波電路，如圖5所示，若儀表放大器輸入前濾波電路匹配不佳，輸入的某些共模信號(hào)將轉(zhuǎn)換為差模信號(hào)，因此，通常情況下所選的C2至少比C1或者C3大10倍，用于抑制濾波電路不匹配帶來的雜散差分信號(hào);基準(zhǔn)源ADR4525為儀表放大器提供2．5V的參考電壓，用于調(diào)整信號(hào)的零位。儀表放大器的輸出信號(hào)需要進(jìn)行濾波處理，這里采用MAX295芯片進(jìn)行濾波，該芯片為8階巴特沃斯濾波器，操作簡(jiǎn)單，只需提供輸入時(shí)鐘CLK則可任意控制濾波器的截止頻率，輸入時(shí)鐘頻率與截止頻率的關(guān)系為50︰1。

1．4數(shù)據(jù)采集電路設(shè)計(jì)該部分電路主要是將補(bǔ)償后的模擬信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換器AD8330將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，AD8330為16位采樣精度，采樣率最高可達(dá)1MHz;采用已經(jīng)使用成熟的微型處理器C8051F410進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，微控制器通過SPI接口采集到量化后信號(hào)，同時(shí)通過RS—485總線轉(zhuǎn)USB適配器與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。

2傳感器標(biāo)定與測(cè)試結(jié)果

壓力傳感器的標(biāo)定主要是對(duì)零點(diǎn)和靈敏度的標(biāo)定。將壓力傳感器安裝到壓力腔體內(nèi)，共同放入高低溫試驗(yàn)箱，打開高低溫試驗(yàn)室箱并設(shè)置11個(gè)間隔均勻的溫度值，在不同的溫度梯度下使用壓力泵對(duì)壓力腔體打壓，并記錄壓力傳感器在零位和滿量程時(shí)的輸出值，采用最小二乘法對(duì)記錄的值進(jìn)行擬合［12］，得到傳感器的零點(diǎn)溫度漂移值和靈敏度溫度漂移值。根據(jù)得到的值調(diào)整補(bǔ)償電路使傳感器的輸出滿足要求。將經(jīng)過補(bǔ)償后的壓力傳感器放入高低溫試驗(yàn)箱，高低溫試驗(yàn)室箱內(nèi)溫度設(shè)置為25℃，在量程范圍內(nèi)設(shè)置10個(gè)均勻的壓力測(cè)試點(diǎn)，將測(cè)試結(jié)果記錄到表1中，采用最小二乘法擬合數(shù)據(jù)得到補(bǔ)償后的傳感器靜態(tài)特性。通過Matlab擬合后得到傳感器輸入與輸出的線性關(guān)系式為y=0．020x+2．454，如圖6(a)所示;經(jīng)過計(jì)算傳感器的靜態(tài)特性為非線性誤差為0．043%，遲滯為0．062%，重復(fù)性為0．027%，精度為0．085%，如圖6(b)所示，最大誤差位于點(diǎn)0kPa處，偏差為0．00154V，故非線性度小于1．54/(20．29×175)=0．043%，滿足設(shè)計(jì)的要求。在測(cè)試的過程中，由于一天當(dāng)中大氣壓強(qiáng)的變化測(cè)試結(jié)果會(huì)受到影響。

3結(jié)束語

第2篇：傳感器設(shè)計(jì)論文范文

1 多傳感器融合技術(shù)簡(jiǎn)介

多傳感器融合技術(shù)可類比于人類邏輯系統(tǒng)中自然實(shí)現(xiàn)的基本功能，是用機(jī)器實(shí)現(xiàn)人類由感知到認(rèn)知過程的模仿。在人類對(duì)客觀事物的認(rèn)知過程中，首先使用來自人體中的傳感器（眼、耳、鼻、皮膚等）通過聽、嗅、視、觸、味五覺對(duì)客觀事物信息（景物、聲音、氣味等）進(jìn)行多方位、多種類的感知，從中獲得大量冗余和互補(bǔ)的信息。然后根據(jù)人腦的先驗(yàn)知識(shí)去對(duì)這些信息進(jìn)行相關(guān)分析與處理，進(jìn)而估計(jì)、理解周圍環(huán)境和正在發(fā)生的事件，獲得對(duì)客觀事物統(tǒng)一與和諧的理解與認(rèn)識(shí)。這就是人的復(fù)雜的，同時(shí)也是自適應(yīng)的認(rèn)知過程。人類的感官由于具有各自不同的度量特征可以在不同空間范圍內(nèi)對(duì)各種事件進(jìn)行反應(yīng)。人腦把各種信息（圖像、聲音、氣味、形貌、上下文等）轉(zhuǎn)換成對(duì)事物有價(jià)值的一致性解釋，需要大量不同的智能處理，以及適用于解釋組合信息含義的知識(shí)庫。

傳感器可以類比于人的感知器官：通過不同的原理對(duì)自然界的光、熱、聲、磁等信號(hào)進(jìn)行捕捉，由換能器將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再數(shù)字化后經(jīng)通訊系統(tǒng)傳遞給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。單傳感器系統(tǒng)只能從單個(gè)度量維度獲得片面的、局部的特征信息，信息量十分有限。同時(shí)單個(gè)傳感器本身的累計(jì)誤差對(duì)系統(tǒng)造成的影響也無法消除。[2]因此，想要獲得對(duì)事物的一致性準(zhǔn)確解釋，單一傳感器系統(tǒng)力有不足。

多傳感器融合技術(shù)把多個(gè)不同種類的傳感器集中于同一個(gè)感知系統(tǒng)中，將各個(gè)傳感器來的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，形成對(duì)[( dylw.NEt) 專業(yè)提供專業(yè)論文寫作和發(fā)表教育論文的服務(wù),歡迎光臨]被測(cè)事物更準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)。它出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代初期，最早應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，后于20世紀(jì)80年展起來。近年來隨著計(jì)算技術(shù)、遙感技術(shù)、通訊技術(shù)以及微電子制造業(yè)的迅猛發(fā)展，多傳感器信息融合技術(shù)成為了一個(gè)熱門的研究方向，獲得了更廣泛的應(yīng)用。例如，在人機(jī)交互領(lǐng)域，要實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互所追求的最終目標(biāo)“自然人機(jī)交互”，對(duì)于人、環(huán)境的解讀尤為重要，[3]這正是多傳感器融合技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在。

2 多傳感器融合系統(tǒng)的基本組成及技術(shù)原理

多傳感器融合技術(shù)，雖然沒有一個(gè)嚴(yán)格的定義，但可以基本概括為： （1）充分利用多傳感器數(shù)據(jù)資源（來自不同時(shí)/空范圍）。 （2）在一定的規(guī)則下對(duì)多傳感器所得檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析。 （3）獲得一致性解釋并根據(jù)所設(shè)算法實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的決策或估計(jì)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)獲得比各單傳感器更加充分的信息。[4]多傳感器融合系統(tǒng)一般由如圖1所示的三個(gè)部分組成：傳感器部分（包括數(shù)據(jù)獲取及預(yù)處理）、數(shù)據(jù)融合部分、結(jié)果輸出部分。

多傳感器融合系統(tǒng)就像一個(gè)為了實(shí)現(xiàn)“對(duì)被測(cè)對(duì)象的一致性解釋或描述”而有機(jī)裝配而成的整體，可類比于人的身、腦綜合信息處理系統(tǒng)。其中多傳感器系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)的硬件基礎(chǔ)和手段，所得多源信息成為數(shù)據(jù)融合的對(duì)象；融合是指對(duì)數(shù)據(jù)的協(xié)調(diào)優(yōu)化和綜合處理，也是聯(lián)系整個(gè)系統(tǒng)的核心。它無法用單一的技術(shù)來解決，而是多種跨學(xué)科技術(shù)、理論的綜合。

多傳感器融合系統(tǒng)同單傳感器系統(tǒng)相比，其系統(tǒng)的復(fù)雜性大大增加的同時(shí)從自然界所獲得的信息量也成倍增長。多個(gè)傳感器的存在從時(shí)間和空間的角度都擴(kuò)展了信息獲取的覆蓋范圍，[5]而傳感器之間的協(xié)同作業(yè)則提高了信息獲取的概率，對(duì)于某個(gè)傳感器不能顧及的檢測(cè)對(duì)象，可由其他傳感器完成工作。在某個(gè)傳感器出現(xiàn)故障、受干擾或不可用的情況下，系統(tǒng)仍有其他傳感器可以提供信息，不易受到破壞。

各傳感器在信息融合系統(tǒng)中所得的數(shù)據(jù)、信息具有不同的特征，可以是實(shí)時(shí)/非實(shí)時(shí)，快變/緩變，模糊/確定，相互支持/互補(bǔ)，相互矛盾/競(jìng)爭(zhēng)等等。在系統(tǒng)中，這些復(fù)雜的數(shù)據(jù)不是孤立而是融合的，所得最終信息并不是各傳感器信息的簡(jiǎn)單加和，需要根據(jù)各傳感器之間的邏輯關(guān)系依據(jù)智能算法進(jìn)行聯(lián)合、相關(guān)、組合推導(dǎo)出更多的信息。利用多個(gè)傳感器協(xié)同作業(yè)的多傳感器融合相比由它的各個(gè)傳感器分別構(gòu)成單獨(dú)系統(tǒng)再加和而成的系統(tǒng)集更有優(yōu)勢(shì)。

3 多傳感器融合技術(shù)在公共藝術(shù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

利用多傳感器融合技術(shù)進(jìn)行公共藝術(shù)設(shè)計(jì)，將前沿科技與傳統(tǒng)藝術(shù)方式集成在一起，是一種全新的嘗試。從字面意思的理解來看，公共藝術(shù)分為公共和藝術(shù)兩個(gè)獨(dú)立的定義，可以理解為：具有“公共性”含義的藝術(shù)形式。其界定的核心原則就是“公共性”。“公共”就意味著公共藝術(shù)作品必須是能與民眾產(chǎn)生自由交流的一種藝術(shù)形式，要以公眾自主、自由參與到公共藝術(shù)中為前提，任何缺少與民眾之間自由評(píng)論和互動(dòng)的藝術(shù)形式都不是公共藝術(shù)。[6]因此，公共藝術(shù)不能僅僅是“藝術(shù)家創(chuàng)作”的藝術(shù)，而是一種“公共互動(dòng)”的藝術(shù)。如何讓公眾自主自由參與到藝術(shù)作品中，形成真正的“公共藝術(shù)”是藝術(shù)家們亟待解決的重要問題。完整的公共藝術(shù)作品必須是“表達(dá)”與“吸收”經(jīng)互動(dòng)過程的完整呈現(xiàn)。“吸收”的是來自公眾的思想，由公眾的行為進(jìn)行表達(dá)，通過互動(dòng)產(chǎn)生交流。因此，藝術(shù)家們需要考慮的一個(gè)重要問題是，如何由公眾的行為導(dǎo)向公眾思想的表達(dá)，形成有效的交互。在日本藝術(shù)家草間彌生（Yayoi Kusama）創(chuàng)造的作品The Obliteration Room中，草間彌生構(gòu)建了一個(gè)純白色的房間，每個(gè)參觀者都將被發(fā)放一張彩色波點(diǎn)貼紙，參觀者可以根據(jù)喜好將貼紙貼在房間中的任意位置。空間中的每一個(gè)彩色波點(diǎn)都是參觀者對(duì)此次參觀經(jīng)歷的一種表達(dá)。[7]

從參觀者的行為、思想的角度進(jìn)行考慮，人類對(duì)于思想的表達(dá)具有多樣性，有顯 式的主動(dòng)動(dòng)作、行為、語言等等，也有隱式的如表情、眼動(dòng)、甚至氣味及生化物質(zhì)（如唾液、汗液、荷爾蒙等）的分泌。傳統(tǒng)的藝術(shù)作品（如圖2例）[( dylw.NEt) 專業(yè)提供專業(yè)論文寫作和發(fā)表教育論文的服務(wù),歡迎光臨]主要是從公眾顯式的主動(dòng)作為中獲得表達(dá)形成交互，所受限制較大，參與門檻較高。將多傳感器融合系統(tǒng)應(yīng)用于公共藝術(shù)，首先拓寬了公眾思想的行為來源，降低了公眾參與的門檻。目前，在國內(nèi)外已出現(xiàn)了一些基于單傳感器的公共藝術(shù)作品，但單傳感器的單一數(shù)據(jù)來源、不可靠、易受干擾、不穩(wěn)定等技術(shù)局限性使其發(fā)展受到限制。隨著先進(jìn)傳感技術(shù)的飛躍，除了人類的主要信息來源聲音、光、力等自然信號(hào)之外，甚至在人傳感器力所不及的范疇如紅外、紫外等非可見光區(qū)域，次/超聲波區(qū)域，非揮發(fā)性痕量生化物質(zhì)等，我們也能夠通過先進(jìn)傳感技術(shù)獲得所需要的信息。通過多傳感器融合技術(shù)所帶來的巨大優(yōu)勢(shì)，科技比人類更懂得人類已經(jīng)不再是夢(mèng)想。將多傳感器融合系統(tǒng)應(yīng)用于公共藝術(shù)，降低了公眾參與公共藝術(shù)的閾值。多傳感器融合系統(tǒng)對(duì)于公眾行為的捕捉不是被動(dòng)的，而是主動(dòng)地感知公眾的行為，將公眾“拉”入?yún)⑴c公共藝術(shù)的行為中，為公共藝術(shù)的設(shè)計(jì)提供了一種嶄新的思路。

以城市中某廣場(chǎng)為例，在人們進(jìn)入廣場(chǎng)時(shí)，形成參觀經(jīng)歷。假設(shè)給每個(gè)人分發(fā)一張彩色波點(diǎn)紙，通過張貼彩色波點(diǎn)紙的顯示行為進(jìn)行表達(dá)，即形成類似草間彌生潔凈之屋的效果。在沒有彩色波點(diǎn)紙的情況下，人們對(duì)其參觀經(jīng)歷產(chǎn)生隱式的表達(dá)。例如，不同的面部表情、走路的步長、速度、方向等等。公眾的這些隱式表達(dá)可以使用多傳感器融合系統(tǒng)進(jìn)行捕捉。使用彩色數(shù)字投影代替彩色波點(diǎn)紙，每一種顏色對(duì)應(yīng)多傳感器融合系統(tǒng)所得到的一致性結(jié)論。例如，紅色對(duì)應(yīng)熱情、綠色對(duì)應(yīng)平靜、不同程度的黑色對(duì)應(yīng)一些負(fù)面情緒如沮喪等，形成交互。此例的多傳感器融合系統(tǒng)中，使用攝像裝置及壓力感應(yīng)裝置對(duì)人群進(jìn)行檢測(cè)，即通過攝像裝置對(duì)公眾面部表情進(jìn)行捕捉、壓力傳感器對(duì)公眾步態(tài)進(jìn)行捕捉。二類傳感器所得數(shù)據(jù)需進(jìn)行時(shí)間、空間二個(gè)層面的融合。時(shí)間融合主要是將單傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，是指對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合?？臻g融合適用于多傳感器所得信息的一次融合處理，是指對(duì)不同位置、類型傳感器在同一時(shí)刻的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。在融合過程中，需要結(jié)合圖像識(shí)別技術(shù)、步態(tài)分析對(duì)公眾的面部表情、步態(tài)行為進(jìn)行特征數(shù)據(jù)提取、分析，從而得出對(duì)該參與個(gè)體的一致性結(jié)論，并根據(jù)設(shè)計(jì)需求予以分類。此處可分為熱情、平靜、沮喪等類別，每一個(gè)類別對(duì)應(yīng)于一種顏色，由數(shù)字投影進(jìn)行表達(dá)。該“波點(diǎn)”設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單模型如圖3所示。

隨著多傳感器融合系統(tǒng)中傳感器數(shù)量、種類的不斷增加，可根據(jù)歸屬將公共藝術(shù)裝置中使用的傳感器分為兩類：第一類傳感器從屬于裝置藝術(shù)本身，由藝術(shù)家根據(jù)藝術(shù)表達(dá)的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)安裝。第二類傳感器從屬于公眾，來自公眾隨身攜帶的電子設(shè)備，藝術(shù)裝置提供數(shù)據(jù)接口，從中獲取數(shù)據(jù)。二類傳感器協(xié)同作業(yè)，通過融合中心進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到全方位多角度的“立體信息”。將多傳感器融合系統(tǒng)應(yīng)用于公共藝術(shù)裝置，是實(shí)現(xiàn)公共藝術(shù)公共性的有力保障。

從設(shè)計(jì)目的的層面考慮，根據(jù)馬斯洛的理論，將人的需求由低級(jí)層次到高級(jí)層次依次分為5個(gè)層次：生理、安全、社會(huì)、尊重以及自我實(shí)現(xiàn)。公共藝術(shù)的實(shí)質(zhì)就是滿足人的真正需求，而不是公共藝術(shù)裝置的物質(zhì)形態(tài)本身。多傳感器融合系統(tǒng)對(duì)所得多元數(shù)據(jù)進(jìn)行多種層次上的融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)人腦綜合信息處理的高級(jí)模仿，深刻挖掘公眾[( dylw.NEt) 專業(yè)提供專業(yè)論文寫作和發(fā)表教育論文的服務(wù),歡迎光臨]表面行為背后的含義，幫助藝術(shù)家們分析、理解、滿足公眾的真正需求。隨著分布式計(jì)算、通訊、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)的共進(jìn)發(fā)展，多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)所能實(shí)現(xiàn)的功能也越來越強(qiáng)大?？梢灶A(yù)見，隨著數(shù)字化進(jìn)程的進(jìn)一步深入，多傳感器融合技術(shù)與公共藝術(shù)的結(jié)合必將帶給我們更多的驚喜。

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第3篇：傳感器設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：雙軸加速度傳感器，ADXL210E，三維鼠標(biāo)

 

一、引言

ADXL210E是美國模擬器件公司生產(chǎn)的含有用多晶硅表面微機(jī)械加工技術(shù)制作的傳感器的兩坐標(biāo)軸加速度計(jì)單片集成電路。論文寫作，ADXL210E。ADXL210E是一種低成本，低功耗，完整2軸加速度傳感器，該電路可以測(cè)量諸如振動(dòng)這樣的動(dòng)態(tài)加速度和重力之類的靜態(tài)加速度，測(cè)量范圍為±10g。ADXL210E的占空因數(shù)輸出在沒有A/D轉(zhuǎn)換器或膠著邏輯（Gluelogic）的情況下，可通過微處理器直接測(cè)量。論文寫作，ADXL210E。事實(shí)上，器件的占空因數(shù)（即脈沖寬度與周期之比值）正比于加速度。論文寫作，ADXL210E。ADXL210E常用于兩軸傾斜傳感器、信息家電、報(bào)警和移動(dòng)探測(cè)器及汽車安全等領(lǐng)域。

其性能特點(diǎn)如下：

（1）利用3V～5.25V的單電源工作，電源電流低于0.6mA；

（2）集成了兩坐標(biāo)軸采用多晶硅精細(xì)機(jī)械加工技術(shù)制作的傳感器；

（3）經(jīng)占空因數(shù)輸出端可直接與低成本的微控制器接口；

（4）加速度計(jì)的帶寬可由引腳XFILT和引腳YFILT上的電容器（CX、CY）設(shè)定；（5）滿度測(cè)量范圍為±10g，在60Hz下的分辨力是2mg；

（6）占空因數(shù)周期T2由引腳2上的電阻器RSET設(shè)定（T2=RXET（Ω）/125MΩ）。（7）有專門設(shè)計(jì)的數(shù)字輸出，通過占空因數(shù)濾波或者利用引腳XFILT與引腳YFILT輸出，也可提供模擬輸出。

二、基本結(jié)構(gòu)與原理

ADXL210E采用尺寸為5mm×5mm×2mm的8引腳LCC型封裝，引腳排列如圖1所示。各個(gè)引腳的功能見表1。

圖1 ADXL210E引腳排列圖

表1 ADXL210E的引腳功能

第4篇：傳感器設(shè)計(jì)論文范文

題目：基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上位機(jī)

1.畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)綜述(題目背景、國內(nèi)外相關(guān)研究情況及研究意義)

1.1 題目背景

水資源監(jiān)測(cè)是水資源管理與保護(hù)的重要手段，我國水資源緊缺、水污染嚴(yán)重，如何高效、實(shí)時(shí)地獲取水環(huán)境參數(shù)、研究開發(fā)水環(huán)境監(jiān)測(cè)新方法，已成為水環(huán)境管理與保護(hù)的一項(xiàng)重要任務(wù)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò) WSN(Wireless Sensor Network)是將有感知能力、計(jì)算能力和通信能力的微小傳感器節(jié)點(diǎn)采用規(guī)則或隨機(jī)方式部署在監(jiān)控區(qū)域，通過無線自組織和多跳的方式構(gòu)成的分布式網(wǎng)絡(luò)。它集傳感器技術(shù)、嵌入式技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線通信技術(shù)和分布式信息處理技術(shù)于一體，以數(shù)據(jù)處理為中心，協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸目標(biāo)區(qū)域的監(jiān)測(cè)信息并報(bào)告給用戶。它具有可快速部署、無人值守、功耗低和成本低等優(yōu)點(diǎn)。

1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究情況

在世界上我國屬于水資源貧乏國家, 對(duì)水資源的優(yōu)化使用對(duì)我國實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有十分重要的意義。強(qiáng)化對(duì)水資源環(huán)境的監(jiān)控是一個(gè)長期的任務(wù)。常規(guī)水資源環(huán)境監(jiān)測(cè)方法主要分為以下兩種:(1)利用便攜式水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀人工采樣、實(shí)驗(yàn)室分析的方式。該方式僅限于對(duì)河流、湖泊的幾個(gè)斷面采樣,采樣頻率從每月數(shù)次到每日數(shù)次。(2)采用由一個(gè)中央控制室和若干個(gè)監(jiān)測(cè)子站組成的水環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)水環(huán)境參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè), 數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程自動(dòng)傳輸, 可以實(shí)時(shí)查詢所設(shè)站點(diǎn)的水環(huán)境參數(shù)[1]。前者由于無法對(duì)水環(huán)境參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè), 存在水質(zhì)監(jiān)測(cè)周期長、勞動(dòng)強(qiáng)度大、數(shù)據(jù)采集速度慢等問題, 不能很好地反映水環(huán)境的連續(xù)動(dòng)態(tài)變化, 不易及早發(fā)現(xiàn)污染源并預(yù)警。后者能很好地解決水質(zhì)監(jiān)測(cè)周期長、勞動(dòng)強(qiáng)度大、數(shù)據(jù)采集和傳輸速度慢等問題, 但由于有鋪設(shè)電纜和建立監(jiān)測(cè)子站的施工要求, 因而存在對(duì)監(jiān)測(cè)地點(diǎn)原有的生態(tài)環(huán)境影響大、系統(tǒng)投資成本高、監(jiān)測(cè)水域范圍有限的缺點(diǎn), 同時(shí)無法進(jìn)行大面積布設(shè)監(jiān)測(cè)子站、對(duì)每個(gè)小水域?qū)嵤┒帱c(diǎn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)?；跓o線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng), 比較典型的國外代表有美國Heliosware公司的EMNET系統(tǒng)和澳大利亞CSIRO 的Fleck系統(tǒng)[2、3]。上述兩種系統(tǒng)可采集參數(shù)種類較少、不提供對(duì)水資源的視頻監(jiān)測(cè)功能且通信速率低、產(chǎn)品體積較大、功耗較高, 目前僅適合用作研究, 尚不能作為實(shí)用系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)使用。國內(nèi)已對(duì)基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究[4]。與傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)法相比, 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有對(duì)生態(tài)環(huán)境影響小、系統(tǒng)成本低等優(yōu)點(diǎn)。

近些年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是國際上非常關(guān)注的、涉及到多個(gè)學(xué)科高度交叉、知識(shí)高度集中的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究經(jīng)過了兩個(gè)階段。第一階段主要是采用MEMS技術(shù)設(shè)計(jì)微型節(jié)點(diǎn)，代表性的研究成果是智能埃及SmartDus無線集成網(wǎng)絡(luò)傳感器WINS。第二階段是研究網(wǎng)絡(luò)問題。國外設(shè)計(jì)了很多套演示系統(tǒng)取得了一系列重大的理論研究成果。在國外，Intel公司于2002年了基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的新型計(jì)算機(jī)發(fā)展戰(zhàn)略，主要研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在醫(yī)學(xué)、森林防火、環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面的應(yīng)用。在國內(nèi)，很多科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)隊(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)都進(jìn)行了相關(guān)方面的研究。有業(yè)內(nèi)專家指出，中國掌握了物聯(lián)網(wǎng)(WSN的實(shí)際應(yīng)用)的世界話語權(quán)，不僅表明我國在該領(lǐng)域上的技術(shù)領(lǐng)先，同時(shí)也在于中國式世界上少數(shù)能將WSN實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的國家之一。

1.3 研究意義

水資源是生命生存不可替代的自然資源，是生命支持系統(tǒng)之一，也是重要的環(huán)境要素。樓蘭古城的興起是由于豐富的羅布泊湖水的滋潤，富庶的樓蘭11萬平方米，人口達(dá)萬人，是樓蘭國的首邑，是我國古代一重鎮(zhèn)，也是絲綢之路南線必經(jīng)之地。后來由于種種原因?qū)е滤Y源衰竭，繁華的古城衰落，直至湮沒在茫茫的荒漠之下。

水資源危機(jī)究竟始于何時(shí)，目前學(xué)術(shù)界尚無公論。但是水資源危機(jī)引起了世界各國的關(guān)注與不安。我國是一個(gè)人口眾多，水資源絕對(duì)數(shù)量較高而相對(duì)數(shù)量較低的缺水國家。1988年7月1日《中華人民共和國水法》正式實(shí)施后，確立了每年水法宣傳周(簡(jiǎn)稱為水周)，其目的就是通過這一活動(dòng)，向公眾集中灌輸有關(guān)水資源開發(fā)利用與保護(hù)方面的知識(shí)和政策法規(guī)，以增強(qiáng)公眾節(jié)約水資源的意識(shí)。

我國的水資源價(jià)值理論受水資源是取之不盡，用之不竭的傳統(tǒng)價(jià)值觀念影響，造成了水資源長期被無償?shù)亻_發(fā)利用，不僅造成了巨大的寶貴水資源浪費(fèi)和對(duì)水資源非持續(xù)開發(fā)利用，同時(shí)對(duì)人類的生存及國民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅。盡管近幾年來對(duì)此有所認(rèn)識(shí)，采取了相應(yīng)的行政或法律手段扭轉(zhuǎn)這種被動(dòng)局面，但是，由于對(duì)水資源價(jià)值理論的研究不夠深入，致使所采取的措施缺乏廣泛的經(jīng)濟(jì)社會(huì)基礎(chǔ)，最終結(jié)果是政府干預(yù)行為過于集中和強(qiáng)硬，市場(chǎng)行為和經(jīng)濟(jì)杠桿的作用又過于薄弱，導(dǎo)致期望與現(xiàn)實(shí)相差甚遠(yuǎn)。因此，水資源價(jià)值研究在持續(xù)利用水資源過程中具有重要的地位，是實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略一個(gè)組成部分，開展此方面的研究是十分必要的。

2.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施

2.1 研究的主要內(nèi)容

根據(jù)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本理論和水資源監(jiān)測(cè)的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水資源實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠在線實(shí)時(shí)測(cè)量溫度、PH 值、電導(dǎo)率、濁度等參數(shù)的水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，此系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)采集相關(guān)數(shù)據(jù)，利用監(jiān)測(cè)區(qū)域協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心(PC 機(jī))之間的通信,把經(jīng)過處理的測(cè)量結(jié)果動(dòng)態(tài)地顯示出來。本課題完成系統(tǒng)上位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)，由串口接收協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)送來的水資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，提取出各個(gè)傳感器采集的數(shù)據(jù)并通過界面動(dòng)態(tài)的顯示出來。

2.2 研究方案

關(guān)于本次研究的課題，基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要可分為三個(gè)部分，由于本次課題的研究只涉及上位機(jī)部分，即圖一中的虛線部分，主要設(shè)計(jì)上位機(jī)的軟件界面的設(shè)計(jì)部分，其中包括有串口接收數(shù)據(jù)，解包數(shù)據(jù)，以及顯示部分，其中的解包部分包括,將PH值，濁度，在線實(shí)時(shí)溫度，電導(dǎo)率和它們各自對(duì)應(yīng)的數(shù)值一一對(duì)應(yīng)起來，這部分主要涉及用Visual C++語言將其用軟件編程，并實(shí)現(xiàn)功能，其流程圖為圖2：

實(shí)現(xiàn)過程為：先初始化軟件，再設(shè)置軟件編輯界面，設(shè)置好界面后，開始接收由協(xié)調(diào)器經(jīng)串口發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，進(jìn)而解包數(shù)據(jù)，接著處理數(shù)據(jù)，將PH值、實(shí)時(shí)測(cè)量溫度、濁度以及電導(dǎo)率的各組數(shù)據(jù)按照一定的要求計(jì)算好，顯示各組數(shù)據(jù)，最后結(jié)束程序。

在這個(gè)過程中，實(shí)現(xiàn)了串口接收數(shù)據(jù)，解包數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)以及最后將數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)的顯示出來，完成了本次研究的要求。

3.本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開展工作

要完成這次課題，即基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上位機(jī)，需要完成的內(nèi)容有：系統(tǒng)上位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)、接收由串口協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的水資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、進(jìn)行接收數(shù)據(jù)的解析、提取出各個(gè)傳感器采集的數(shù)據(jù)并且通過界面動(dòng)態(tài)的顯示出來。其中重點(diǎn)以及難點(diǎn)有：系統(tǒng)上位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)，由于對(duì)上位機(jī)不是很了解，以前也沒有接觸過上位機(jī)，對(duì)它的功能，使用不了解，也沒有接觸過Visual C++語言，屬于初學(xué)者，會(huì)有一定的難度，既是重點(diǎn)也是難點(diǎn);把接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，要進(jìn)行合理的、有效的數(shù)據(jù)分析，是一個(gè)關(guān)乎本次課題成敗的重點(diǎn);將提取出的數(shù)據(jù)通過界面動(dòng)態(tài)的顯示出來，要通過一定的平臺(tái)來顯示，即要通過一定的硬件設(shè)施顯示，這就需要能夠正確的，有效的連接到所用的平臺(tái)，是研究的最后一道門檻，也是重點(diǎn)。

目前為止，已經(jīng)開展的工作有，通過查詢相關(guān)資料以及通過互聯(lián)網(wǎng)了解到上位機(jī)的功能，以及它所需要的編輯工具-----Visual C++，對(duì)我來說這是一種新的語言，現(xiàn)在已經(jīng)開始看有關(guān)C++方面的書，開始學(xué)習(xí)使用它一些簡(jiǎn)單的使用方法。

4.完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃(按周次填寫)

第1-3周：查找借閱相關(guān)書籍資料,確定系統(tǒng)的總體方案，完成開題報(bào)告;

第4-9周：進(jìn)行上位機(jī)軟件編程學(xué)習(xí)，軟件界面設(shè)計(jì)

第10-11周：進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)、進(jìn)行數(shù)據(jù)解析;

第12-15周：系統(tǒng)調(diào)試，驗(yàn)證系統(tǒng)功能;

第16-17周：完成畢業(yè)論文,準(zhǔn)備答辯

注：

1、正文：宋體小四號(hào)字，行距22磅。

2、開題報(bào)告裝訂入畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)附件冊(cè)。

參考文獻(xiàn)

1、任豐原，黃海寧，林闖.無線傳感器網(wǎng)絡(luò).軟件學(xué)報(bào)，2003，14(7) 1282--1291

2、于海濱，曾鵬.分布式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議研究.通信學(xué)報(bào)，2004，25(10).

3、Jesse Liberty Pogers Cadenhead 著，袁國忠，朱永正譯，C++入門經(jīng)典(第五版)北京：人民郵電出版社 2011年10月

4、武萬峰, 徐立中, 徐鴻. 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)綜述[ J]. 水利水文自動(dòng)化, 2004, 22( 1) : 14-18.

5、吳金平 等編著 Visual C++編程與實(shí)踐 北京：中國水利水電出版社，2004

6、龔道禮 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研制 碩士學(xué)位論文 北京 2011

7、趙麗花、樊俊青 計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的水資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究 2010年第八期

8、高峰，俞麗，張文安等 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的作物水分狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì) 2009年2月第25卷第2期

9、高峰，俞麗，王涌等 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作物水分狀況監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的上位機(jī)軟件開發(fā) 2010年5月第26卷第6期

10、武萬峰，徐立中，徐鴻 水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)綜述[ J]. 水利水文自動(dòng)化, 2004, 22( 1) : 14--18.

11、但德忠 我國環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 中國測(cè)試技術(shù) 2005 31(5)：157--161

12、孫利民，李建中，陳瑜等 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 北京：清華大學(xué)出版社 2005 15--16

13、康紹忠，蔡煥杰，馮紹元.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生態(tài)節(jié)水的技術(shù)創(chuàng)新與未來研究重點(diǎn)陰.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004，20(1)：l一6.

軟件技術(shù)畢業(yè)生論文開題報(bào)告范文 工資管理系統(tǒng)的目的和意義

在中原大化儀表公司是一家省屬大型企業(yè)分支單位,隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,該公司下在發(fā)生著日益的變化,職工流動(dòng)速度在加快,工資增減幅度在加大,員工,職稱,績(jī)效評(píng)定等信息也隨之越來越多 ,作為工資管理和發(fā)放單靠傳統(tǒng)的手工處理已顯得力不從心,手工發(fā)放需要反復(fù)進(jìn)行抄寫,計(jì)算,不僅浪費(fèi)時(shí)間,還常因抄寫不慎出現(xiàn)張冠李戴,或者由于計(jì)算疏忽,出現(xiàn)工資發(fā)放錯(cuò)誤的現(xiàn)象.同時(shí)工資的發(fā)放具有較強(qiáng)的時(shí)間限制,必須嚴(yán)格按照公司規(guī)定的時(shí)間完成任務(wù).正是這種重復(fù)性,規(guī)律性,時(shí)間性,使得工資管理的計(jì)算機(jī)化成為可能.

使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工資發(fā)放,不僅能夠保障工資核算無誤,快速輸出,而且還可以利用工資數(shù)據(jù)庫對(duì)有關(guān)的各種信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì),服務(wù)于上級(jí)財(cái)務(wù)部門的核算與賬務(wù)處理.從而提高工資管理發(fā)放的效率,實(shí)現(xiàn)企業(yè)員工工資管理的系統(tǒng)化,規(guī)范化和自動(dòng)化.

計(jì)所達(dá)到的要求,技術(shù)指標(biāo),預(yù)計(jì)的技術(shù)關(guān)鍵,技術(shù)方案和主要實(shí)驗(yàn)研究情況

預(yù)計(jì)達(dá)到的要求:

技術(shù)指標(biāo)

(1)開發(fā)環(huán)境:visual foxpro6.0

(2)運(yùn)行環(huán)境:windows9x/windowsXX

技術(shù)關(guān)鍵:

采用foxpro編程思想,利用其強(qiáng)大而完整的功能開發(fā)這樣一套職工工資管理軟件,其主要技術(shù)有:foxpro數(shù)據(jù)庫技術(shù),新類的設(shè)計(jì)與應(yīng)用,系統(tǒng)容錯(cuò)性的處理,組合查詢技術(shù)的實(shí)現(xiàn)等.

技術(shù)方案和主要實(shí)驗(yàn)研究情況:

(1)開發(fā)職工工資管理系統(tǒng)

(2)職工工資管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

(3)職工工資管理系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)

課題研究進(jìn)展計(jì)劃:

月28號(hào):畢業(yè)設(shè)計(jì)選題

月10號(hào):開題報(bào)告撰寫

月19號(hào):對(duì)開題報(bào)告進(jìn)行改進(jìn)

月29號(hào):對(duì)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

月15號(hào):中期報(bào)告

月21號(hào):論文撰寫

月28號(hào):系統(tǒng)檢查

月4號(hào): 論文答辯

現(xiàn)有在條件,人員(姓名,職稱)及主要設(shè)備情況

已有軟件:microsoft visual foxpro 6.0,winXX平臺(tái)

設(shè)計(jì)人員:樊利清

主要設(shè)備:計(jì)算機(jī)(intel pentium 4)一臺(tái),激光打印機(jī) 一臺(tái)

參考文獻(xiàn)

(1)開發(fā)使用手冊(cè) 人民郵電出版社

(2)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論 高等教育出版社

(3)個(gè)人電腦實(shí)用基礎(chǔ)教程 寧杭出版社

(4)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及應(yīng)用基礎(chǔ) 北方交通大學(xué)出版社

(5)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 中央廣播電視大學(xué)出版社

(6)操作系統(tǒng)工程 中央廣播電視大學(xué)出版社

第5篇：傳感器設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：CC2530；SIM900A；云服務(wù)器；橋梁穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：TP277.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-1302（2016）12-00-03

0 引 言

在橋梁工程領(lǐng)域，隨著各類自然及人為災(zāi)害的增加，對(duì)橋梁穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)和預(yù)警的要求也越來越高。目前，橋梁監(jiān)測(cè)主要集中在橋面、橋墩等橋體的監(jiān)測(cè)，而對(duì)于橋梁橋墩所在基質(zhì)（基礎(chǔ)地質(zhì)條件）的監(jiān)測(cè)卻相對(duì)較少。基質(zhì)是橋梁穩(wěn)定的重要基礎(chǔ)，當(dāng)基質(zhì)經(jīng)過流水沖刷，地質(zhì)條件發(fā)生變化時(shí)，橋墩的穩(wěn)定性會(huì)隨基質(zhì)變化直接影響整個(gè)橋梁的穩(wěn)定性。

本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于CC2530無線傳感網(wǎng)絡(luò)，利用GPRS通訊及云服務(wù)器的橋梁基質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了將監(jiān)測(cè)所得的各橋墩基質(zhì)高度數(shù)據(jù)上傳至云服務(wù)器處理并預(yù)警的功能。

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含物聯(lián)網(wǎng)層、承載網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用層三個(gè)部分，其中物聯(lián)網(wǎng)層將CC2530作為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)基質(zhì)高度的無線傳感器，每個(gè)橋墩都安裝一個(gè)傳感器作為ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的終端或中繼設(shè)備。協(xié)調(diào)器與SIM900A通過串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，控制SIM900A連接GPRS，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)至服務(wù)器或接收來自服務(wù)器的指令。系統(tǒng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

根據(jù)ZigBee網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)[1]，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)使用短地址進(jìn)行通訊，而重新組網(wǎng)后短地址可能會(huì)發(fā)生變化，系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用CC2530的長地址（IEEE地址）作為區(qū)分唯一設(shè)備的ID，長地址為64位全球唯一識(shí)別碼，不會(huì)更改。服務(wù)器數(shù)據(jù)庫保存橋墩的長地址，每次終端注冊(cè)時(shí)數(shù)據(jù)庫更新長地址對(duì)應(yīng)的短地址。物聯(lián)網(wǎng)層與服務(wù)器通訊簡(jiǎn)圖如圖2所示。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)一座橋只有一個(gè)協(xié)調(diào)器和GSM模塊，即一座橋只有一個(gè)確定的IP地址和端口。如圖2所示，系統(tǒng)要與某座橋的某個(gè)橋墩進(jìn)行通訊的步驟為：查詢橋墩綁定的長地址――查詢長地址對(duì)應(yīng)的IP、端口及短地址――往IP和端口發(fā)送包含短地址的數(shù)據(jù)――IP對(duì)應(yīng)的GSM模塊收到數(shù)據(jù)――發(fā)送到協(xié)調(diào)器――通過短地址發(fā)送到終端。如此，系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與多座橋不同橋墩傳感器之間的通訊。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 基質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器設(shè)計(jì)

由于橋梁橋墩基質(zhì)測(cè)量的特殊性，沒有現(xiàn)成的即方便又經(jīng)濟(jì)的傳感器可以使用，論文以CC2530為核心芯片設(shè)計(jì)了一款綜合測(cè)量和無線通訊傳感器。傳感器采用磁環(huán)+普通的霍爾傳感器作為測(cè)量部分[2]，CC2530作為中控部分，磁環(huán)和塑料墊片相隔放置于一定長度的PVC管中，一個(gè)磁環(huán)和墊片的高度為5 mm，即測(cè)量的精度為5 mm。傳感器樣機(jī)如圖3所示。

圖中所示為橫向放置，正常安裝時(shí)為豎向安裝，傳感器底座和PVC管為一體，穿過CC2530電路板，兩者之間可以相互移動(dòng)，當(dāng)有位移時(shí)，電路板上的霍爾傳感器感應(yīng)到變化則通知CC2530產(chǎn)生一次中斷，每產(chǎn)生一次中斷移動(dòng)5 mm距離。傳感器在橋墩上安裝的示意圖如圖4所示。

由圖4可知，無線傳感器的CC2530部分與大鋼管為一體，安裝固定在橋墩上，底座、PVC管同小鋼管固定，PVC管穿過CC2530的感應(yīng)器，小鋼管套入大鋼管內(nèi)，底座沉入水底與基質(zhì)接觸。當(dāng)基質(zhì)高度降低時(shí)，小鋼管跟隨降低，當(dāng)降低高度達(dá)到分辨率5 mm時(shí)，CC2530產(chǎn)生一次中斷，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到高度變化后，傳感器計(jì)算當(dāng)前高度，將高度數(shù)據(jù)通過協(xié)調(diào)器發(fā)送到服務(wù)器。

2.2 協(xié)調(diào)器設(shè)計(jì)

協(xié)調(diào)器電路設(shè)計(jì)與常用CC2530電路設(shè)計(jì)類似，加入SIM900A模塊，利用串口與協(xié)調(diào)器通訊。其樣機(jī)如圖5所示。

2.3 供電設(shè)計(jì)

考慮到設(shè)備都在戶外運(yùn)行，系統(tǒng)設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)器和傳感器都采用太陽能板+蓄電池的供電模式。

3 CC2530程序設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)功能，程序設(shè)計(jì)分為協(xié)調(diào)器程序和無線傳感器程序兩個(gè)部分。無線傳感器可以作為終端或中繼使用。

3.1 協(xié)調(diào)器程序設(shè)計(jì)

協(xié)調(diào)器主要用于數(shù)據(jù)處理，組建ZigBee網(wǎng)絡(luò)，接收橋墩的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并通過SIM900A發(fā)送到服務(wù)器，接收服務(wù)器的控制查詢數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)下發(fā)至終端或中繼設(shè)備。程序主要分為組網(wǎng)、串口通訊、無線通訊三個(gè)模塊。

在組網(wǎng)程序方面，協(xié)調(diào)器運(yùn)行Z-Stack協(xié)議棧與終端或中繼設(shè)備組網(wǎng)，該部分程序只需在Z-Stack協(xié)議棧[3]基礎(chǔ)上稍做修改即可。

串口程序的設(shè)計(jì)主要使用AT指令與SIM900A模塊進(jìn)行通訊。通過程序設(shè)計(jì)，讓CC2530根據(jù)AT指令模式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)并判斷命令類型，實(shí)現(xiàn)GPRS連接和數(shù)據(jù)傳輸。與服務(wù)器間的數(shù)據(jù)通訊通過UDP實(shí)現(xiàn)。

無線通訊程序主要接收處理橋墩終端上傳的數(shù)據(jù)，包括注冊(cè)、心跳、高度數(shù)據(jù)、報(bào)警等，將數(shù)據(jù)按照協(xié)議格式通過串口和GPRS發(fā)送至服務(wù)器。處理串口轉(zhuǎn)換過來的相關(guān)指令并發(fā)送至橋墩終端。協(xié)調(diào)器端程序流程圖如圖6所示。

3.2 終端傳感器程序設(shè)計(jì)

終端傳感器的主要功能包括與協(xié)調(diào)器組網(wǎng)通訊，接收協(xié)調(diào)器指令進(jìn)行查詢、設(shè)置基質(zhì)初始高度等，監(jiān)測(cè)基質(zhì)高度變化，并將變化后的高度數(shù)據(jù)發(fā)送至協(xié)調(diào)器。按照功能區(qū)分，將終端程序的設(shè)計(jì)分為組網(wǎng)程序、傳感器程序和無線接收處理三個(gè)模塊。傳感器端程序流程如圖7所示。

圖7 傳感器端程序流程

終端組網(wǎng)程序同樣使用Z-Stack協(xié)議棧，在協(xié)議棧的基礎(chǔ)上稍做修改，組網(wǎng)時(shí)讀取短地址和長地址并發(fā)送到協(xié)調(diào)器。

傳感器程序主要利用I/O口中斷，每中斷一次表明基質(zhì)高度發(fā)生5 mm變化，程序根據(jù)初始設(shè)置高度值計(jì)算當(dāng)前高度并上報(bào)至協(xié)調(diào)器，若短時(shí)間內(nèi)高度變化過快則發(fā)送報(bào)警指令等。

無線數(shù)據(jù)處理模塊主要處理來自協(xié)調(diào)器的指令，包括查詢、設(shè)置高度等指令。程序接收到指令后，根據(jù)協(xié)議做相應(yīng)的處理。此外，程序還設(shè)計(jì)了1分鐘定時(shí)向服務(wù)器發(fā)送心跳的功能，以表明設(shè)備在網(wǎng)，方便服務(wù)器處理。

4 云服務(wù)器功能設(shè)計(jì)

云服務(wù)器是系統(tǒng)運(yùn)行的核心部分，論文所用系統(tǒng)將阿里云的云服務(wù)器作為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)橋梁基質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。云服務(wù)器主要包含數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)計(jì)和應(yīng)用層設(shè)計(jì)三個(gè)模塊。人機(jī)界面設(shè)計(jì)如圖8所示。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)使用SQL Server2008進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，根據(jù)系統(tǒng)功能數(shù)據(jù)庫保存橋梁各橋墩傳感器的長地址和短地址，保存每座橋梁SIM900A的IP地址和端口及每個(gè)橋墩的高度數(shù)據(jù)等。

網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)計(jì)主要用于服務(wù)器跟橋梁和橋墩傳感器之間的通訊。論文使用UDP完成，根據(jù)設(shè)計(jì)的通信協(xié)議以及數(shù)據(jù)庫功能保證通訊正常進(jìn)行。通訊指令包含注冊(cè)、心跳、高度數(shù)據(jù)、設(shè)置、報(bào)警等類型。

應(yīng)用層設(shè)計(jì)主要是人機(jī)界面設(shè)計(jì)。論文采用地圖供應(yīng)商提供的接口[4]，將監(jiān)測(cè)的橋梁以地圖模式顯示，此外，還包括設(shè)備綁定、查詢、報(bào)警等功能。

圖中左側(cè)為各橋梁以及橋墩的信息，中間為當(dāng)前橋梁的地圖位置，下方為橋梁各橋墩的基質(zhì)高度信息。菜單包括綁定傳感器、設(shè)置等功能。

5 結(jié) 語

本文設(shè)計(jì)了一種監(jiān)測(cè)橋墩基質(zhì)高度變化的傳感器，利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)+云服務(wù)器實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)橋梁橋墩基質(zhì)高度變化的功能，系統(tǒng)設(shè)計(jì)友好的人機(jī)界面將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀展現(xiàn)，系統(tǒng)無需人工值守即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、報(bào)警等功能。目前，該系統(tǒng)已在麗水市宣平港大橋投入測(cè)試階段，測(cè)試期間系統(tǒng)穩(wěn)定，各項(xiàng)功能均正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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[6]吳昊，彭懋磊，張亦梅.基于STM32和ZigBee的臺(tái)站觀測(cè)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2016，6（11）：54-56，60.

第6篇：傳感器設(shè)計(jì)論文范文

【關(guān)鍵詞】控制系統(tǒng)；PLC；溫室

農(nóng)業(yè)從古至今一直是我國經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，在國家發(fā)展中占有重要的地位。隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)農(nóng)作物的生命期、品種都有了更高的要求，如四季能吃到綠色菜以及買到想要品種的鮮花。因此溫室現(xiàn)在越建越多，建溫室的重要保證參數(shù)就是植物的生長要素，即光、溫度、濕度和CO2，本論文就是論述如何用PLC技術(shù)對(duì)溫室進(jìn)行控制。

一、確定控制系統(tǒng)方案

（一）控制對(duì)象

1.溫度

植物生長的溫度是在一個(gè)范圍內(nèi)，雖然最適宜溫度植物長得很快，但是往往因?yàn)橄挠袡C(jī)物太多，會(huì)出現(xiàn)長的細(xì)長現(xiàn)象。控制系統(tǒng)的控制溫度范圍要略低于植物最適宜溫度。

2.濕度

空氣的濕度太大會(huì)造成之無病蟲害，但是要保證空氣濕度低的同時(shí)要有充足的水分由土壤供給植物。

3.光照

植物生長需要光照，這樣才能進(jìn)行光合作用，不同植物的光補(bǔ)償點(diǎn)不同，因此事宜溫度范圍也不同，同時(shí)人們可以控制光照時(shí)間和強(qiáng)度來控制植物的生長速度。

4.CO2

植物生長需要光合作用，光合作用需要的一個(gè)物質(zhì)是CO2，植物的光合作用隨著CO2的濃度增大而增強(qiáng)，但是濃度過高反而會(huì)抑制植物光合作用，因此二氧化碳濃度的控制范圍要與農(nóng)作物相適應(yīng)。

（二）PLC控制系統(tǒng)

PLC是可編程邏輯控制器，它可以通過編程方式完成傳統(tǒng)的繼電器-接觸器的邏輯控制，PLC的控制系統(tǒng)性能穩(wěn)定，價(jià)格便宜，開發(fā)容易，性價(jià)比高，缺點(diǎn)就是人機(jī)交流困難。

（三）控制系統(tǒng)的方案確定

本控制系統(tǒng)方案為各參數(shù)的自動(dòng)控制，當(dāng)傳感器檢測(cè)的溫濕度、光照以及CO2超過范圍時(shí)，PLC控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出指令，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)如天窗的電動(dòng)機(jī)等動(dòng)作，使溫室參數(shù)達(dá)到用戶要求。

二、控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)

（一）控制要求

隨時(shí)檢測(cè)控制對(duì)象溫濕度、CO2濃度和光照參數(shù)，并保證參數(shù)在控制范圍內(nèi)?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

（二）硬件設(shè)計(jì)

1.根據(jù)控制系統(tǒng)輸入輸出的點(diǎn)數(shù)，對(duì)PLC型號(hào)進(jìn)行選擇

（1）PLC開關(guān)量點(diǎn)數(shù)確定

（2）根據(jù)PLC開關(guān)量點(diǎn)數(shù)確定PLC型號(hào)

由上表可得輸出點(diǎn)13個(gè)，輸入點(diǎn)14個(gè)，考慮到應(yīng)有輸入輸出端子的余量，選擇S7-200cpu226型，其有24/16個(gè)I/O口。

2.模擬量模塊的選型

對(duì)于溫濕度、CO2和光強(qiáng)傳感器都輸出模擬信號(hào)，需要PLC擴(kuò)展模擬量模塊。溫濕度傳感器分別要在溫室的上下南北四處檢測(cè)，因此輸入10路模擬量信號(hào)，因此選擇EM235模塊3個(gè)（此模塊4AI/1AO）。

3.溫濕度、光照以及CO2檢測(cè)元件選型

選擇HMD40溫度傳感器，Poi88-c光強(qiáng)傳感器，TGS4160型CO2傳感器以及A1203型濕度傳感器。

4.進(jìn)行電路設(shè)計(jì)

控制電路簡(jiǎn)圖如圖2所示，主電路同傳統(tǒng)繼電器-接觸器電路。

（三）軟件設(shè)計(jì)

以光照的控制為例，比較光照傳感器的值，如果超過上限，則打開遮光簾，如果在范圍內(nèi)，則遮光裝備動(dòng)作不變，低于下限值收起遮光裝備并且打開光照燈。

最后，要進(jìn)行整機(jī)調(diào)試。調(diào)試時(shí)先啟動(dòng)控制電路，斷開主電路，等確定程序和控制電路無誤后，在進(jìn)行整機(jī)調(diào)試。

參考文獻(xiàn)

第7篇：傳感器設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞：皮帶秤，移動(dòng)式裝船機(jī)，精度，計(jì)量管理，設(shè)計(jì)安裝

 

0.前言

我公司是以煤炭中轉(zhuǎn)為主要業(yè)務(wù)，是江蘇省能源儲(chǔ)運(yùn)基地，主要承擔(dān)著北煤、西煤南運(yùn)的重任。我公司有一臺(tái)伸縮移動(dòng)式裝船機(jī)，專門用于塊煤、焦炭的裝船。原來的裝船計(jì)量主要是通過汽車衡計(jì)量，存在精度低，裝船工藝流程繁瑣等缺點(diǎn)。為優(yōu)化工藝流程、提高計(jì)量精度和管理水平，我公司決定在塊煤裝船機(jī)上安裝電子皮帶秤。

電子皮帶秤是一種對(duì)散狀物料作動(dòng)態(tài)連續(xù)稱重的計(jì)量設(shè)備，它是通過稱重傳感器和速度傳感器打住皮帶所載物料的張力和運(yùn)行速度，經(jīng)顯示控制器的微處理器進(jìn)行精確數(shù)學(xué)處理來完成輸送物料的稱重。它具有快速、準(zhǔn)確、自動(dòng)稱量和即時(shí)打印等優(yōu)點(diǎn)。裝船計(jì)量是對(duì)外貿(mào)易依據(jù)，要求皮帶秤要長期穩(wěn)定、可靠、準(zhǔn)確，再加上安裝在移動(dòng)裝船機(jī)上，因此對(duì)電子皮帶秤的造型、技術(shù)設(shè)計(jì)、安裝提出了更高的要求。為此，經(jīng)過論證，我們選擇安裝ISC-14型電子皮帶秤（以下簡(jiǎn)稱皮帶秤）。

1.皮帶秤設(shè)計(jì)安裝的技術(shù)要求

1.1秤體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。免費(fèi)論文。

由于裝船機(jī)桁架長度有限，秤體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于安裝、抗偏載性能好、力值傳遞準(zhǔn)確、限位可靠等特點(diǎn)。免費(fèi)論文。由于皮帶秤安裝在移動(dòng)機(jī)架上，應(yīng)嚴(yán)格限制稱量段和過渡段托輥的徑向跳動(dòng)量和外母線的不圓度，以防止出現(xiàn)脈動(dòng)的沖擊載荷，保證秤體的穩(wěn)定而不產(chǎn)生振動(dòng)。

1.2對(duì)傳感器的要求。

皮帶秤的傳感器有稱重傳感器和測(cè)速傳感器，傳感器一般由專業(yè)廠家提供。經(jīng)過反復(fù)考評(píng)，并根據(jù)公司應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，我們提出，稱重傳感器必須具備抗疲勞性能好、高阻抗、高供橋電壓、高靈敏度、高分辨率的特點(diǎn)，測(cè)速傳感器采用脈沖數(shù)字式。由于稱量結(jié)果是重量與速度的乘積，速度信號(hào)的準(zhǔn)確性與重量信號(hào)同等重要，測(cè)速滾筒要非常靈活、可靠性要高，確保速度信號(hào)的準(zhǔn)確性。

1.3對(duì)顯示控制器要求。

顯示控制器是電子皮帶秤的心臟部分，要求其準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性要高，具有報(bào)警、自動(dòng)校零、校量程、定量輸出、溫度補(bǔ)償、自診斷、模擬標(biāo)定、斷電保護(hù)等功能。

1.4對(duì)皮帶秤的精確度要求

由于皮帶秤是作為煤炭出港計(jì)量的依據(jù)，精確的準(zhǔn)確度是港口與客戶雙方利益的根本保證。根據(jù)最新國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7721-95標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)，選擇準(zhǔn)確度為±0．25％的電子皮帶秤。

1.5對(duì)皮帶秤的安裝要求

①對(duì)安裝位置的要求。由于電子皮帶秤的精確度對(duì)安裝位置要求較高，安裝的位置既不能離落料口太近，又不能離電機(jī)和皮帶張力變化較大的頭部?；谶@種原因，秤重橋架應(yīng)安裝在距離落料點(diǎn)不小于7米處，距離裝船機(jī)頭部不得小于9米。

②對(duì)皮帶機(jī)架及環(huán)境的要求。在稱重系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，下列的撓曲量應(yīng)考慮進(jìn)去，它們是載荷傳感器的撓曲，秤架和稱重橋系統(tǒng)的撓曲，以及輸送機(jī)支承結(jié)構(gòu)的撓曲，極重要的是這些撓曲不宜過大。在皮帶秤的制造中，對(duì)載荷傳感器，秤架及秤重橋系統(tǒng)的撓曲量作好控制，只有輸送機(jī)支承結(jié)構(gòu)的撓曲是個(gè)可變量。因此，支撐著皮帶秤及其前后各四組托輥的輸送機(jī)縱梁應(yīng)有足夠的剛度，如需要,應(yīng)增加支撐，以使＋4到－4托輥間的相對(duì)撓曲不超過0.4mm。安裝皮帶秤的部位，輸送機(jī)不應(yīng)有伸縮、接頭或縱梁的拼接。由于皮帶秤是安裝在移動(dòng)的裝船機(jī)上，固定皮帶秤的輸送機(jī)機(jī)架必須具有足夠的強(qiáng)度。稱重誤差大小還受風(fēng)、雨雪及外界環(huán)境的影響，又要盡量安裝在相對(duì)濕度較小、防風(fēng)雨侵蝕及日曬的地方。為此，必須對(duì)安裝皮帶秤的機(jī)架進(jìn)行加固，并采取防風(fēng)防雨雪措施。

③帶有凹形線段的皮帶輸送機(jī)。與凹形曲線部分相切的那一點(diǎn)（向上升的）至少應(yīng)該距皮帶秤12米遠(yuǎn)，如果皮帶秤安裝在有凹形曲線段的皮帶輸送機(jī)上而又不能考慮上述尺寸界限時(shí)，則秤應(yīng)該裝在輸送機(jī)的直線段并在整個(gè)裝料區(qū)外，皮帶秤的前、后則至少有四組托輥與皮帶接觸。

④帶有凸形線段的皮帶輸送機(jī)。在曲線段相比較，皮帶輸送機(jī)的水平段稱重條件較好，但如果皮帶秤一定要在曲線段上，則應(yīng)在垂直方向上不應(yīng)有弧形的地方，弧形段必須在稱量段托輥之外6米或五倍托輥間距的地方。

⑤對(duì)卸料器的要求。在任何一個(gè)稱重精度較為重要的裝置里，稱量系統(tǒng)均不應(yīng)該裝在安有可移動(dòng)卸料器的皮帶輸送機(jī)上，如果皮帶秤必須安裝在有卸料器的皮帶輸送機(jī)上，那么對(duì)帶有凹式曲線段皮帶秤的安裝要求也適用這種情況，可將卸料器移到頭，保證上文中所提出的距離。還應(yīng)特別注意的是，各種卸料器的配置形式，均應(yīng)能保證皮帶在稱量段的中心運(yùn)行。免費(fèi)論文。

⑥勻的皮帶荷載。在應(yīng)用過程中，皮帶秤可以在30～100%的變化范圍里準(zhǔn)確地工作，但是它希望皮帶載荷應(yīng)盡可能地均勻，為了減少皮帶載荷量的波動(dòng)，可在料倉出口處裝一個(gè)高度可調(diào)整的插板。

由于在使用過程中皮帶秤的準(zhǔn)確度會(huì)下降，選擇合適的標(biāo)定周期(或叫檢定周期)是皮帶秤準(zhǔn)確的保證。如何確定標(biāo)定周期，較可靠的做法是按實(shí)際情況，經(jīng)多次標(biāo)定比較，統(tǒng)計(jì)計(jì)算出標(biāo)定周期。我們的作法是，一般情況下一到兩個(gè)月標(biāo)定一次較為合適。

2.皮帶秤的調(diào)試和應(yīng)用效果

在安裝應(yīng)用皮帶秤的初期，我們也碰到了不少問題，主要表現(xiàn)在皮帶秤的精度不穩(wěn)定，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過多次與廠家的技術(shù)溝通、現(xiàn)場(chǎng)考察、重新調(diào)試后，發(fā)現(xiàn)問題的主要原因是裝船機(jī)機(jī)架振動(dòng)明顯、皮帶跑偏等。

2.1裝船機(jī)架振動(dòng)問題

這是影響電子皮帶秤精度的最主要原因。裝船機(jī)架在伸縮移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)較大，特別是在負(fù)載狀態(tài)下，振動(dòng)尤其明顯。為此，我們采取增加伸縮機(jī)架支撐輪的辦法，從而有效解決伸縮機(jī)架的振動(dòng)問題。

2.2皮帶跑偏問題

在檢查、調(diào)試中發(fā)現(xiàn)，皮帶秤兩側(cè)托輥的水平偏差較大，按照皮帶秤的安裝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重新標(biāo)定，發(fā)現(xiàn)偏差大的地方相差28mm，以致使皮帶機(jī)產(chǎn)生最大跑偏幅度達(dá)62mm。為此，我們對(duì)前后偏差較大四組托輥進(jìn)行調(diào)整、墊高，并反復(fù)校正，減少相鄰?fù)休侀g的高度差，從而解決了皮帶跑偏問題。

在反復(fù)調(diào)試并經(jīng)過鏈碼標(biāo)定和實(shí)物標(biāo)后，最終得出的計(jì)量數(shù)據(jù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過近兩年的實(shí)際應(yīng)用，證明完全滿足港口的生產(chǎn)要求。皮帶秤在伸縮移動(dòng)式裝船的應(yīng)用，有效提高了港口計(jì)量精度和管理水平，進(jìn)一步優(yōu)化了裝船作業(yè)工藝。

3.結(jié)束語

皮帶秤是企業(yè)經(jīng)濟(jì)核算的關(guān)鍵設(shè)備，在設(shè)計(jì)時(shí)，合理地選用部件配置，提高適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的能力。使用皮帶秤裝置，應(yīng)注意提高操作管理人員的技術(shù)水平，正確地選擇、安裝調(diào)試和維護(hù)保養(yǎng)，以提高電子皮帶秤的應(yīng)用準(zhǔn)確度。

第8篇：傳感器設(shè)計(jì)論文范文

關(guān)鍵詞： 高職《傳感器原理》 教學(xué)實(shí)踐 教學(xué)改革

1.引言

我國的高等職業(yè)教育起步于上世紀(jì)80年代初期，90年代末期得到迅速發(fā)展。其區(qū)別于普通高等教育的比較流行的說法是，以職業(yè)崗位（或崗位群）的應(yīng)職應(yīng)崗能力為目標(biāo)制訂教學(xué)計(jì)劃，并實(shí)施教學(xué)；且有別于普通高校重視理論教學(xué)，而更重視實(shí)踐技術(shù)或技能培訓(xùn)，是以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用型專門人才為目標(biāo)的，其培養(yǎng)模式以能力為中心。高職高專傳感器原理課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用技術(shù)專業(yè)學(xué)科。各種傳感器及傳感技術(shù)，是人們正確獲取各種信息，解決工程、生產(chǎn)及科研中遇到的各種具體問題的手段，該課程是應(yīng)用電子、工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)的專業(yè)課，教學(xué)方式有理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)（實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)）。如何分配兩者的教學(xué)時(shí)數(shù)，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。

2.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，提高教師的實(shí)踐教學(xué)能力

有位學(xué)者說：“教師要向?qū)W生釋放知識(shí)的能量，首先自己要有豐富的寶藏；要撒布陽光到人心里，自己心中必須先有一輪太陽?！备呗氄n程教育的特點(diǎn)，要求專業(yè)教師既有教學(xué)能力，又有該專業(yè)的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。由于目前很多高職都是由原來的職業(yè)高中、中專、技校合并升格而成的，造成大多學(xué)校基礎(chǔ)課老師多，專業(yè)課老師少，尤其是“雙師型”教師奇缺，解決這個(gè)問題的主要途徑有：一是從企事業(yè)單位選調(diào)符合要求的人員到學(xué)校任教；二是聘請(qǐng)“雙師型”教師兼職教師；三是選派部分專職教師分批到企業(yè)生產(chǎn)一線鍛煉或到條件好的實(shí)訓(xùn)基地進(jìn)修；四是在高職教學(xué)的改革與實(shí)踐中，注意培養(yǎng)和造就一批“雙師型”、創(chuàng)新型、高素質(zhì)的優(yōu)秀教師。基于現(xiàn)今高職的情況，我認(rèn)為采取后兩種途徑較為實(shí)際。并且通過我校的實(shí)踐得到很好的體現(xiàn)。

3.加強(qiáng)課程建設(shè)，優(yōu)化理論教學(xué)

《傳感器原理》是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的綜合性課程，本課程系統(tǒng)地闡述了傳感器的基本原理及有關(guān)信號(hào)測(cè)量電路，內(nèi)容豐富、新穎，既有應(yīng)用廣泛的結(jié)構(gòu)性傳感器，又有正在發(fā)展的物性傳感器和光導(dǎo)纖維傳感器等。學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，可以獲得比較全面而系統(tǒng)的傳感器知識(shí)，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為了上好一門課，根據(jù)高職教學(xué)目標(biāo)，首先要選好教材。近年來隨著高等職業(yè)教育的進(jìn)一步發(fā)展，適合高職教學(xué)的教材得到飛速發(fā)展，根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐，我們選擇梁森等主編的《自動(dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)》。興趣是最好的老師。因此我非常重視每一堂課從內(nèi)容到形式的設(shè)計(jì)，往往先選擇合適的傳感器實(shí)物導(dǎo)入，首先把該類傳感器的工作原理介紹清楚，而后針對(duì)實(shí)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)介紹，由同學(xué)們來完成對(duì)傳感器實(shí)物的原理的敘述，最后作總結(jié)、補(bǔ)充。任何教材的編寫因?yàn)橐疹櫟礁鱾€(gè)層面，其內(nèi)容注重全而精。高職培養(yǎng)目標(biāo)主要是為本省和當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)，所以要求我們圍繞這一培養(yǎng)目標(biāo)，要有所側(cè)重。浙江省是自動(dòng)化、儀表制作大省，而本地汽車、摩托車儀表生產(chǎn)企業(yè)較多，汽車、摩托車儀表中所用傳感器為磁電、光電、霍爾傳感器、流量、電容等。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，在教學(xué)的安排上加強(qiáng)這方面所用到傳感器的介紹，如磁電、光電、霍爾傳感器，甚至加強(qiáng)磁、光物理知識(shí)的介紹，達(dá)到學(xué)生的理解和學(xué)習(xí)。

4.實(shí)踐性教學(xué)形式多樣，方法靈活

4.1實(shí)驗(yàn)室儀器的教學(xué)

實(shí)驗(yàn)是《傳感器原理》的基礎(chǔ)，也是實(shí)踐性教學(xué)最常用的形式。在整個(gè)教學(xué)過程中其具有舉足輕重的作用。其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)是綜合性和設(shè)計(jì)性的，首先通過綜合性實(shí)驗(yàn)了解各種傳感器的工作原理和特性，掌握各種傳感器的參數(shù)的測(cè)試方法，加深對(duì)課本理論知識(shí)的理解；其次通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)達(dá)到電路方案的分析比較、設(shè)計(jì)計(jì)算、元件選擇、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握簡(jiǎn)單傳感器電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。從元器件選擇、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)考慮，我們選擇光電傳感器實(shí)驗(yàn)為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握常用的光電器件及其基本的應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)和工作原理。

4.2參觀教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐

根據(jù)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)生產(chǎn)傳感器的情況，在學(xué)習(xí)完某類傳感器的工作原理后，選擇一次參觀教學(xué)很有必要，參觀教學(xué)也是一種學(xué)習(xí)，通過參觀進(jìn)一步了解傳感器的工作原理和在實(shí)踐中的應(yīng)用，同時(shí)通過參觀學(xué)習(xí)，既了解傳感器的生產(chǎn)工藝和過程，安裝調(diào)試的感性知識(shí)，又提高同學(xué)們學(xué)習(xí)傳感器的興趣。條件允許的話，還可讓同學(xué)親手安裝調(diào)試，體驗(yàn)生產(chǎn)實(shí)踐的操作過程。

4.3課程設(shè)計(jì)

為了更好地突出課程的應(yīng)用性特點(diǎn)， 我們安排一周時(shí)間進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容，它是綜合利用所學(xué)傳感器知識(shí)完成一個(gè)傳感器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)并在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)。

其主要目標(biāo)：

4.3.1通過解決一兩個(gè)實(shí)際問題，鞏固和加深對(duì)常用傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、特性的認(rèn)識(shí)和基本知識(shí)的理解，提高綜合運(yùn)用課程所學(xué)知識(shí)的能力。

4.3.2培養(yǎng)根據(jù)課題需要選學(xué)參考書籍，查閱手冊(cè)、圖表和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力。通過獨(dú)立思考，深入鉆研有關(guān)問題，學(xué)會(huì)自己分析解決問題的方法。

4.3.3通過實(shí)際電路方案的分析比較、設(shè)計(jì)計(jì)算、元件選擇、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握簡(jiǎn)單傳感器電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。

4.3.4掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單傳感器控制電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和整機(jī)指標(biāo)測(cè)試方法，提高動(dòng)手能力。能在教師的指導(dǎo)下，完成課題任務(wù)。

4.3.5了解與課題有關(guān)的電子線路及元器件工程規(guī)范，按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求編寫設(shè)計(jì)說明書，正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果，正確繪制電路圖等。

4.3.6培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度。通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步建立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)，獲得初步的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。其成績(jī)?cè)u(píng)定按以下標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：理論設(shè)計(jì)方案，演示所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，總成績(jī)40%；設(shè)計(jì)報(bào)告，占總成績(jī)20%；回答教師所提出的問題，占總成績(jī)的30%；考勤情況，占總成績(jī)的10%；考核成績(jī)分為優(yōu)、良、中、及格和不及格。

5.改革現(xiàn)行考核辦法，樹立全面考試觀

考試是教育效果測(cè)量的主要形式，也是教學(xué)達(dá)標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。同時(shí)其結(jié)果對(duì)教師的組織教學(xué)工作起重要的作用。

5.1在考試考核方法選擇方面

常規(guī)的考試方法是教師出題或建立試題庫，采用閉卷形式，而且所考的內(nèi)容往往是記憶的理論知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生只要死記硬背住，就能獲得較高的分?jǐn)?shù)。造成同學(xué)平時(shí)學(xué)習(xí)不用功，考前臨時(shí)抱佛腳，其結(jié)果使得很多高職高專學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)枯燥乏味。針對(duì)傳感器原理課程是一門應(yīng)用型課程，其考核也應(yīng)體現(xiàn)這一特點(diǎn)。我們采用其一，開卷筆試（期中考試、期末考試），其考核內(nèi)容為分析一些含傳感器的實(shí)際應(yīng)用電路，要求分析其工作原理；或采用學(xué)過傳感器原理畫出設(shè)置圖，畫出設(shè)計(jì)應(yīng)用電路原理框圖，簡(jiǎn)要說明檢測(cè)、控制系統(tǒng)的工作原理。其二，采取論文、設(shè)計(jì)、調(diào)研報(bào)告與答辯相結(jié)合等方法實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的考核（沒有課程設(shè)計(jì)）。

5.2學(xué)生課程成績(jī)的評(píng)判

根據(jù)以上的考核辦法，成績(jī)的組成也應(yīng)充分體現(xiàn)考核方法的多樣化，并合理分配各考核方法所占比例，組成傳感器原理課程的最后成績(jī)?nèi)缦卤怼?/p>

注：對(duì)于已安排課程設(shè)計(jì)的，論文、調(diào)研報(bào)告可以實(shí)驗(yàn)操作形式考核定成績(jī)。

6.結(jié)語

經(jīng)過對(duì)2008、2009、2010屆高職學(xué)生《傳感器原理》課程的教學(xué)實(shí)踐，可以看到學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)該課程的興趣提高了，課堂教學(xué)不再是枯燥乏味的，教與學(xué)的互動(dòng)性提高了，而且學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的大多選有關(guān)傳感器內(nèi)容的，更重要的是畢業(yè)生畢業(yè)后能較快適應(yīng)角色，受到用人單位的好評(píng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李濱孫.樹立新時(shí)代正確的人才觀，質(zhì)量觀和教學(xué)觀加快高職高專教學(xué)改革與建設(shè)[J] .柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2002（2）.

[2]劉陸平.關(guān)于高職高專電工電子課程教學(xué)改革的探討.北京，科技咨詢導(dǎo)報(bào)，2006（18）.

[3][日]高橋.清編， 顏生先，石永富譯.傳感器技術(shù)入門 . 北京，國防工業(yè)出版社，1985.

第9篇：傳感器設(shè)計(jì)論文范文

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；磁場(chǎng)檢測(cè)；磁傳感器；A/D模塊；顯示器

1.引言

管道系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)重要部門，如石油化工、天然氣、冶金、水利等，大部分都用作氣體或流體的承壓運(yùn)輸，管道系統(tǒng)的工作環(huán)境惡劣，承受運(yùn)輸?shù)臍怏w或流體的壓力、土壤和各種化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，使管道內(nèi)部的潛在缺陷逐漸變成破裂而引起泄漏，污染人民的生活環(huán)境并且影響工業(yè)生產(chǎn)，所以對(duì)現(xiàn)有的管道系統(tǒng)進(jìn)行無損檢測(cè)有很大的意義。

由于管道絕大多數(shù)采用導(dǎo)磁性能良好的高碳鋼或者合金鋼值制成，很適合于利用磁性檢測(cè)法進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí)，磁性檢測(cè)法具有現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性強(qiáng)，不受油泥等非導(dǎo)磁材料的影響，成本較低，易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，研究的焦點(diǎn)主要集中在磁性檢測(cè)法，目前，用于檢測(cè)管道的宏觀損傷的磁性檢測(cè)法主要有磁粉檢測(cè)法、漏磁場(chǎng)檢測(cè)法和磁通檢測(cè)法。

2.磁傳感器的選取

此處是檢測(cè)缺陷漏磁場(chǎng)，一般缺陷漏磁場(chǎng)在OG、4OOG范圍內(nèi)。為了檢測(cè)漏磁場(chǎng)，可以用的傳感器有線圈和霍爾元器件。霍爾元器件和線圈的靈敏度一般，霍爾器件的靈敏度一般都在10mV/mA*kG，線圈的靈敏度也差不多。線圈可以做得很小，也即它的空間分辨力可以較高，但線圈的一致性不好。而霍爾器件是現(xiàn)成的芯片，有多種芯片可以選擇，一致性會(huì)比線圈的高，很適合于多傳感器的場(chǎng)合。綜合以上的優(yōu)缺點(diǎn)，我選霍爾元器件作為漏磁場(chǎng)傳感器。本課題選用Allegro公司的線性霍爾傳感器uGN3503uA型芯片，它是一種低噪聲輸出型霍爾傳感器，5v供電時(shí)，靈敏度為1.3mv/G，量程范圍為0-900G，當(dāng)外磁場(chǎng)為零時(shí)，它的輸出電壓值在2.25v-2.75v。

3.傳感器放大濾波電路

4.單片機(jī)磁場(chǎng)檢測(cè)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

4.1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

要測(cè)量磁場(chǎng)，必須要有一套傳感器的伺動(dòng)機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)傳感器探頭移動(dòng)。根據(jù)圓形缺陷的理論模型的漏磁場(chǎng)分布，測(cè)量的最終目的是提取缺磁場(chǎng)幾何圖形的正負(fù)峰值和正負(fù)峰值的間即。由于事先不知道磁場(chǎng)的峰值在何處，所以必須在z軸方向連續(xù)測(cè)量一段區(qū)間，這就要求一個(gè)能帶動(dòng)傳感器探頭做精密移動(dòng)的裝置，結(jié)合實(shí)際，可以利用老式的繪圖儀代替，此處采用小型智能繪圖儀：SR一6602，它的步長是0.1mm，即每次最小的移動(dòng)單元是0.1mm，這完全可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。利用繪圖儀帶動(dòng)磁探頭做精密移動(dòng)，有兩種測(cè)量方式：一是連續(xù)移動(dòng)測(cè)量，一是單點(diǎn)測(cè)量，即每次測(cè)量一個(gè)點(diǎn)。連續(xù)測(cè)量就要求知道繪圖儀的移動(dòng)速度，但繪圖儀的移動(dòng)速度不好測(cè)量，且連續(xù)測(cè)量使從磁傳感器輸出的電壓信號(hào)有一定頻率，這對(duì)后面的濾波電路有一定的要求。此處采用單點(diǎn)測(cè)量，這樣可以使磁傳感器輸出的信號(hào)近似是直流，這將簡(jiǎn)化濾波電路，但它的缺點(diǎn)是測(cè)量的速度較慢。

PC機(jī)在其中其控制作用，協(xié)調(diào)繪圖儀和51單片機(jī)等其它幾個(gè)部分運(yùn)作。

（1）PC機(jī)中通過C語言編程控制串口1按照繪圖儀的命令格式向其發(fā)送命令。

（2）Pc機(jī)通過C語言編程控制串口2向8051單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)送控制命令，接收數(shù)據(jù)等信息。

4.2繪圖儀簡(jiǎn)介

繪圖儀采用一種老式的小型智能繪圖儀：SR-6602。用繪圖儀不是為了畫圖，而是利用其移動(dòng)裝置，帶動(dòng)傳感器探頭做精密移動(dòng)（步長0.1mm）。它用25針串口RS-232作為接口，所有的命令都必須通過串口來發(fā)送接受。

其它的命令都類似，首先按繪圖儀命令格式把命令定義成一個(gè)數(shù)組，然后通過串口發(fā)送函數(shù)到相應(yīng)的串口命令。

4.3硬件電路的實(shí)現(xiàn)

因?yàn)镻C機(jī)的串口電壓與單片機(jī)的串口電壓不一致，所以采用芯片ICL232來做串口電壓轉(zhuǎn)換。為了調(diào)試程序的方便直觀，還有必要加顯示電路作為輔助部分，電路原理如圖8所示，采用數(shù)碼管LED顯示管，總共有4個(gè)這種單元。

5.結(jié)束語

本文以研究各種管道及設(shè)備的磁場(chǎng)為背景，根據(jù)實(shí)際要求，用8051單片機(jī)設(shè)計(jì)了一套磁場(chǎng)的驗(yàn)證系統(tǒng)，本論文主要設(shè)計(jì)了磁場(chǎng)檢測(cè)的硬件部分，硬件部分主要有霍爾傳感器放大濾波電路和單片機(jī)電路，其中單片機(jī)電路主要有存儲(chǔ)器的擴(kuò)張、A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換、串口電路和LED顯示部分。根據(jù)對(duì)磁場(chǎng)檢測(cè)的要求設(shè)計(jì)了一整套的試驗(yàn)步驟和方法，對(duì)水利及石油管道漏磁檢測(cè)及許多磁場(chǎng)檢測(cè)方面提供了應(yīng)用方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]金建華.《基于磁性傳感器信息融合的在線檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)》華中科技大學(xué)，2001.