模电课程设计：纸张厚度检测电路设计
纸张厚度测量电路
纸张厚度测量电路
本例介绍一种纸张厚度测量器电路，它可广泛应用于造纸、印刷等行业的自动控制电路。
该纸张厚度测量电路由电源电路、红外检测电
路和控制执行电路组成。
交流220V电压经T降压、VD1～VD4整流、
IC2稳压及cJ～G滤波后，‘产生12V直流电压，供
给红外检测电路和控制执行电路。
红外检测电路由红外线发射二极管LED1、红
外线接收=极管LED2、运算放大集成电路IC1及有
关外蔼元器件组成。
控制执行电路由晶体管VT1、VT2和继电器
Kl、K2等组成。
红外线发射管Lrlbi发出的红外光透过纸张后，
被光敏二极管LED2接收。
当纸张较厚时，透射后
的光线强度较弱，LED2的导通能力较弱，导通内
阻较大，使IC1的④脚、⑦脚电压变高，当两脚电
压超过⑤脚的基准电压时，②脚输出低电平，使晶体管VT1导通，发光二极管LED3点亮，继电器Kl动
作．使控制纸张较厚的电路工作。
反之，纸张较薄时，lCl的⑦脚、④脚电压变低，当两脚电压低于⑥脚
的基准电压时，①脚输出低电平，使晶体管VT2导通，发光二极管LED4点亮，继电器K2动作，使控制
纸张较薄的电路工作。
lc1的⑤脚、⑥脚的电压分别由电位器RP1和RP2调节，。
学习情境4.电路板铜膜测厚仪的设计
检测深度与激励源频率有何关系？
等效阻抗与非电量的测量
检测深度的控制：由于存在集肤效应，电涡流只能
检测导体表面的各种物理参数。改变f，可控制检测深 度。激励源频率一般设定在100kHz-1MHz。频率越低， 检测深度越深。
传感器检测与应用
学习情境四：厚度的检测
——电路板铜膜测厚仪的设计
学习情境四：厚度的检测
——电路板铜膜测厚仪的设计
情境介绍：
敷铜电路板作为电子行业的基本材料，其敷铜厚度对某些电 子产品的质量有重要影响。敷铜板上铜膜厚度的测量一般不能 使用卡尺类测量工具，因镀层厚度很薄，也不能采用超声波这 种长距离测量方法。对这类金属镀层厚度进行测量，常常采用 电涡流测量模式。
电涡流的应用
干净、高效的电磁炉
电磁炉内部的励磁线圈
Hale Waihona Puke 电磁炉的工作原理高频电流通 过励磁线圈，产 生交变磁场，在 铁质锅底会产生 无数的电涡流， 使锅底自行发热， 烧开锅内的 食 物。
2、集肤效应
当金属导体置于变化的磁场中，产生电涡流， 而电涡流在金属导体的纵深方向并不均匀，只集中 在金属导体的表面，这种现象称为集肤效应（也称 趋肤效）。
分析上表： 探头的直径与测量范围及分辨力之间有何关系？
2、被测体材料、形状对灵敏度的影响
（1）被测体材料：
对非磁性材料：被测体的电导率越高，灵敏度越高 对磁性材料：磁导率影响是电涡流线圈的感抗，磁滞损耗 影响电涡流线圈的Q值，灵敏度视具体情况而定
（2）被测体形状
圆盘状物体：物体直径应大于线圈直径的2倍以上，否则 灵敏度降低 轴状圆柱体的圆弧表面：直径必须为线圈直径的4倍以上
电容传感器测量纸张厚度..-(37987)
摘要本次课程设计主要讲解电容式传感器的使用中的一部分，传感器技术是现代信息技术的主要内容之一。
传感器是将能够感受到的及规定的被测量按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量（输入量）的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受的或响应的被探测量转换成适于传输和测量的电信号的部分。
电容式传感器不但广泛应用于位移、振动、角度、加速度等机械量的精密测量而且还逐步地扩大应用于压力、差压、液面、料面、成分含量等方面的测量。
根据δεεSr o =C 可以把电容传感器分为极距变化型电容传感器、面积变化型电容传感器、介质变化型电容传感器。
根据实际不同的需求，可以利用不同的电路来实现所需要的功能。
电容式传感器的特点：（1）小功率、高阻抗。
电容传感器的电容量很小，一般为几十到几百微微法，因此具有高阻抗输出；（2）小的静电引力和良好的动态特性。
电容传感器极板间的静电引力很小，工作时需要的作用能量极小和它有很小的可动质量，因而具有较高的固有频率和良好的动态响应特性；（3）本身发热影响小（4）可进行非接触测量。
布料厚度测量是基于变介电常数电容传感器的一种精密测量，它可以实现简单的厚度测量，根据电容电路的特性分析可以知道所测布料的厚度。
关键词：厚度测量装置，电容传感器，运算放大电路，仿真目录第一章对布料厚度测量装置所做的调研 (3)1.1厚度测量装置在工业环境下的意义 (3)1.2 厚度测量装置的研究现状 (3)1.3 简述设计的整体思路 (4)第二章电容测厚装置的介绍 (6)2.1 详细介绍电容测厚装置 (6)2.2设计匹配电路 (8)第三章仿真设计及分析 (9)3.1 仿真电路的建立 (9)3.2 仿真结果的分析 (13)第四章对课程设计进行试验 (15)4.1 实验过程 (15)4.2 分析仿真与试验结果的差异 (15)第五章设计体会 (16)第一章对布料厚度测量装置所做的调研1.1厚度测量装置在工业环境下的意义在现代高科技社会中，发展一些厚度测量装置具有非常重大的意义，厚度测量装置的使用将会大大的减少人力的投入，更加方便快捷的得到高精度，高质量的产品，此次我们研究得课题是布料厚度的测量，我们很容易联想到我们身边的各种丝质，棉质等布匹，但是如何在生产时得到等厚度的布料呢。
电容传感器测量纸张厚度..
精心整理摘要本次课程设计主要讲解电容式传感器的使用中的一部分，传感器技术是现代信息技术的主要内容之一。
传感器是将能够感受到的及规定的被测量按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量（输入量）的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受的或响应的被探测量转换成适于传输和测量可以把根据实很小，根1.11.21.3简述设计的整体思路 (4)第二章电容测厚装置的介绍 (6)2.1详细介绍电容测厚装置 (6)2.2设计匹配电路 (8)第三章仿真设计及分析 (9)3.1仿真电路的建立 (9)3.2仿真结果的分析 (13)第四章对课程设计进行试验 (15)4.1实验过程 (15)4.2分析仿真与试验结果的差异 (15)第五章设计体会 (16)第一章对布料厚度测量装置所做的调研1.1厚度测量装置在工业环境下的意义在现代高科技社会中，发展一些厚度测量装置具有非常重大的意义，厚度测量装置的使用将会大大的减少人力的投入，更加方便快捷的得到高精度，高质量的产品，此次我们研究得课题是布料厚度的测量，我们很容易联想到我们身边的各种丝质，棉质等布匹，但是如何在生产时得到等厚度的布料呢。
这里就会用到厚度测量装置，运用电容式传感器对布料厚度进行测量，将会非常快捷，1.2经过查微波，1.3当忽略边缘效应时，平板电容器的电容为图1-1平板电容器简图δεεδεS S C O r ==（1.3-1） 式中：S ——极板面积；δ——极板间距离；o ε——真空介电常数，o ε=8.851-12-m 10F ⨯；r ε——相对介电常数；ε——电容极板间介质的介电常数。
当极板面积S 、极板间间距δ保持不变，而插入相对介电常数为r ε的介质，此时构成的电容传感器为变介电常数电容传感器，保持介电常数不变而改变介质的厚度。
如下图所示：图1-2装置测厚简图o d d -a SC εε+=（1.3-2）式中:S a d o εr ε第二章电容测厚装置的介绍2.1详细介绍电容测厚装置（1）相关器件介绍所需元件清单：1）信号发生器（1V 交流电源，频率100HZ ）2）仪用放大器OPAMP 一个3）1.5PF 电容一个4）自制0.9PF 电容一个5）电压表一个0-10V6）开关一个7）布料：棉布（含化纤）表（2.1-1）各种布料介电常数测试数据表信号发生器：信号发生器是一种能提供各种频率、波形和输出电平电信号，常用作测试的信号源或激励源的设备。
电子电路测试课程设计
电子电路测试课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握电子电路测试的基本知识和技能，能够熟练使用电子测试仪器进行电路测试，并能够分析测试结果。
具体目标如下：1.了解电子电路测试的基本概念和原理。
2.掌握电子测试仪器的基本结构和操作方法。
3.掌握电子电路测试的基本步骤和技巧。
4.能够正确选择和使用电子测试仪器。
5.能够熟练进行电子电路的测试操作。
6.能够分析测试结果，判断电路的正常与否。
情感态度价值观目标：1.培养学生的实验操作能力和团队合作精神。
2.培养学生对电子技术的兴趣和好奇心。
3.培养学生对科学实验的严谨态度和自信心。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电子电路测试的基本概念、电子测试仪器的基本原理和操作方法，以及电子电路测试的步骤和技巧。
具体内容包括以下几个方面：1.电子电路测试的基本概念：介绍电子电路测试的定义、目的和重要性。
2.电子测试仪器的基本原理：介绍常用的电子测试仪器如示波器、信号发生器、万用表等的基本原理和功能。
3.电子测试仪器的操作方法：讲解各种电子测试仪器的正确操作方法和注意事项。
4.电子电路测试的步骤和技巧：介绍电子电路测试的基本步骤，如测试前的准备、测试操作的注意事项，以及测试结果的分析方法。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体方法如下：1.讲授法：通过讲解电子电路测试的基本概念、原理和操作方法，使学生掌握相关知识。
2.实验法：学生进行电子电路测试实验，让学生亲自动手操作，培养学生的实验操作能力和团队合作精神。
3.案例分析法：通过分析具体的电子电路测试案例，使学生学会分析测试结果，判断电路的正常与否。
4.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的思考能力和交流能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威出版的电子电路测试教材，为学生提供系统性的知识学习。
(2020年整理)模拟集成电路课程设计.doc
模拟集成电路课程设计CMOS两级运放设计一、摘要本课程设计要求完成一个两级运放的设计，采用设计工艺为CMOS的0.35um工艺技术，该工艺下器件可以等效为长沟道器件，在分析计算时可采用一级模型进行计算。
本次设计主要了对于共模输入电压等指标提出了要求，详见下表。
在正文中将就如何满足这些指标进行分析与讨论，并将计算结果利用cadence进行仿真，得出在0.35um工艺电路的工作情况。
二、电路分析课程设计的电路图如下：输入级（第一级）放大电路由M1-M5组成，其中M1与M2为NMOS差分输入对管，M3与M4为PMOS有源负载，M5为第一级提供恒定的偏置电流。
输出级（第二级）放大电路由M6、M7以及跨接在M6栅漏两端（即第二级电路输入与输出两端）的电容Cc组成，其中PMOS管M6为共源极接法，用于实现信号的放大，而M7与M5功能相同，为第二级提供恒定的偏置电流，同时M7还作为第二级的输出负载。
Cc将用于实现第二级电路的密勒补偿，改变Cc的值可以用于实现电路中主极点与非主极点分离等功能。
偏置电路由恒流源IB和以二极管形式连接的M8组成，其中M8与M5，M7形成电流镜，M5和M7为相应电路提供电流的大小由其与M8的宽长比的比值来决定。
三、设计指标本模块将根据设计要求的指标逐一进行分析：开环直流增益：考虑直流增益时忽略所有电容的影响，画小信号图如下：由小信号图可以得到电路中的直流增益为：A v =−g m1r 02,4g m6r o6,7式中r 02,4=r o2||r o4，r o6,7=r o6||r o7，考虑到差分输入对管的一致性，故(W/L)1=(W/L)2，从而g m1=g m2，故上述表达式中用g m1代为表示。
同时，考虑到下式：g m =2I (V gs −V th )以及表达式：r o =1λI =V E L I 从而可以将直流增益表达式表述为：A v =−4λn λn λp λp(V gs −V th )1(V gs −V th )6(λn +λp )2 同时可以将λ用V E L 替换，可以得出增益的大小在设计时只与MOS 管的过驱动电压和沟道长度有关，当过驱动电压确定时（一般选取0.2V ），则需要通过增加沟道长度L 来提高增益。
《模拟电子技术》课程设计报告-数字式电容测量仪的设计
《模拟电子技术》课程设计报告题目：数字式电容测量仪的设计班级： 09电子信息工程1班学生姓名：学号：指导老师：日期： 2011年6月17日目录一、设计的任务与要求 (1)二、方案的选择 (1)三、系统工作原理 (2)四、实现中出现的问题 (5)五、实验数据及处理 (6)六、收获体会 (7)七、附录 (7)一、设计的任务与要求：《模拟电路课程设计》是电子信息工程专业的一门实践性要求很高的专业基础课。
因此要求学生必须熟练掌握模拟电子技术的基本原理，并且通过动手操作，达到深刻理解和掌握其原理和方法。
为结合理论课程教学的需要，设置1周的课程设计。
通过《模拟电路课程设计》的实践训练，掌握基本的模拟电路系统的设计方法，提高动手能力、培养独立分析问题和解决问题的能力。
对本次课程设计，原则上指导老师只给出大致的设计要求，在设计思路上不框定和约束同学们的思维，所以同学们可以发挥自己的创造性，有所发挥，并力求设计方案凝练可行、思路独特、效果良好。
要求学生认真查阅资料、遵守课程设计时间安排、按时到实验室完成作品制作、并认真书写报告。
报告中要求有完整的电路图，详细的电路元件列表，电路的工作原理与元器件说明，最后进行设计总结。
报告格式要求按《东莞理工学院城市学院课程设计报告》要求。
二、方案的选择：1．数字电压表的设计设计要求如下：（可采用集成电路MC14433或ICL7107）（1）三位数码管显示，具有手动调零、手动换挡功能。
（2）兼有测量电流和电阻的功能。
数字电压表主要部分是A/D转换器，若选用集成芯片MC14433作为A/D 转换，其显示方法通常采用动态扫描（工作时四个数码管轮流点亮，利用人眼的视觉残留特性能够得到整体效果，当扫描频率过低时显示的数码会有闪烁感）方式，采用这种方式较为省电，但需要字形译码驱动电路和字位驱动电路。
数字电压表框图（用MC14433）此种方案要求同学们适当考虑如何采取短路保护措施。
并在实验过程中切忌由于操作不慎，发生输出短路，烧毁变压器。
薄膜厚度自动测量课程设计
薄膜厚度自动测量课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解薄膜厚度测量的基本原理，掌握相关物理概念；2. 学生能掌握自动测量薄膜厚度的实验方法和步骤；3. 学生了解影响薄膜厚度测量准确性的因素，并学会分析。
技能目标：1. 学生能够独立操作薄膜厚度自动测量仪器，完成实验操作；2. 学生能够运用数据处理软件对测量数据进行处理，并绘制相应的图表；3. 学生能够运用所学知识解决实际测量中遇到的问题，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，培养对科学研究的兴趣和热情；2. 学生养成严谨的科学态度，注重实验数据的准确性和可靠性；3. 学生能够认识到薄膜厚度测量在现代科技领域的重要意义，提高社会责任感。
课程性质：本课程为高二年级物理选修课程，注重理论与实践相结合，培养学生的实验操作能力和科学思维。
学生特点：高二学生已具备一定的物理知识基础，具有较强的学习能力和动手操作能力，对现代科技领域具有浓厚兴趣。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，引导学生主动探究，提高学生的实践能力和创新能力。
通过本课程的学习，使学生在掌握薄膜厚度自动测量知识的基础上，提升综合素养。
二、教学内容1. 薄膜厚度测量原理：介绍光的干涉法、超声波法等薄膜厚度测量方法，重点讲解干涉法的原理和操作步骤。
教材章节：第二章第四节《光的干涉及其应用》2. 自动测量系统组成：分析自动测量薄膜厚度系统的硬件和软件组成部分，如传感器、控制器、数据采集卡、数据处理软件等。
教材章节：第三章第二节《传感器及其应用》3. 实验操作步骤：详细讲解薄膜厚度自动测量的实验步骤，包括样品准备、仪器调试、数据采集和结果分析等。
教材章节：第四章《物理实验》4. 影响因素分析：讨论影响薄膜厚度测量准确性的因素，如温度、湿度、样品表面平整度等，并提出相应的解决方法。
教材章节：第二章第五节《实验误差及其分析》5. 数据处理与图表绘制：介绍使用数据处理软件（如Excel、Origin等）对测量数据进行处理、分析，并绘制相应的图表。
光电综合课程设计报告--测量纸张厚度
3.2.2
1)该方案实现测量结果的前提依赖于其传感器在线性度、重复性、滞缓、灵敏度、分辨力、静态误差、稳定性、漂移等。因此本方案需采用较为精美的仪器才能够满足以上条件，从而使得电压满足Z位移的函数。
2)该方案中所用到的试件要求表面磨平、抛光等条件，实验室较难实现。并且该试件直接压挤纸张，使纸张发生形变使得测量结果产生一定误差。
图表3单片机处理单元
3
3.1
3.1.1
采用机械的压住方式。如图2上部触头设计在上游侧和下游侧的二纸导引之间，从下部吸住的基准面加压，压在高速移动的纸的表面上。但是用这种方式对造纸的变化出现的下列问题考虑如下：
图表4接触式测量
3.1.2
1)要求最大限度地生产纸，要求纸端边有效利用，为了不使产品的质量降低，必须放松卷绕力。此外，进行各种测定时为了减小张力，下侧单元的基准面机械压入会产生测定不稳定现象。
采用cmos工艺技术精简指令risc结构用32个通用工作寄存器代替了累加器具有较高的mipsmhz的能力具有高速度低功耗休眠功能指令执行速度可达50ns路复用的单端输入通道的ad转换具有10位精度65260微妙的转换时间路差分输入通道具有可选的256vadc的参考电压连续转换或单次转换模式adc转换结束中断352集成运放lm358tlm358p是一块双运算放大电路该电路由两个独立的高增益运算放大器组成具有内部频率补偿该电路可在较宽的电源电压范围内单电源工作亦可在双电源条件下工作在电路的实际运用中双电源正负5v的驱动电压可带来所需要的输出电压宽具有较高的输入电阻和较小的输出电阻在内部频率补偿下放大输出的电压值较稳定输出电阻若再并联一个电阻可以使得输出的电压波形更好
模电电路板课程设计
模电电路板课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握模拟电子电路的基本原理和电路分析方法。
2. 使学生了解常用电子元器件的特性和应用，如电阻、电容、二极管、晶体管等。
3. 培养学生运用所学知识设计简单的模拟电路板，并能进行功能分析和调试。
技能目标：1. 培养学生具备查阅电子元器件手册、选用合适元器件的能力。
2. 提高学生运用电路设计软件（如Protel）绘制电路原理图和PCB图的能力。
3. 培养学生动手焊接、装配和调试模拟电路板的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发学习热情和探究精神。
2. 培养学生严谨、细致、负责任的科学态度，提高团队合作意识和沟通能力。
3. 增强学生的环保意识，培养学生珍惜资源、爱护电子元器件的习惯。
课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，旨在培养学生的实际操作能力和创新意识。
学生特点：学生具备一定的电子基础知识，但对模拟电路的设计和分析尚处于初级阶段，需要通过实践提高技能。
教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高学生的动手能力和问题解决能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学设计和评估中有的放矢。
二、教学内容1. 基本原理：回顾和巩固模拟电子电路的基本原理，包括欧姆定律、基尔霍夫定律、放大电路原理等。
教材章节：《模拟电子技术》第一章至第三章。
2. 电子元器件：详细介绍常用电子元器件的参数、特性和应用，如电阻、电容、二极管、晶体管等。
教材章节：《模拟电子技术》第四章、第五章。
3. 电路分析与设计：教授电路分析方法，如等效电路、频率响应分析等，并引导学生进行简单模拟电路的设计。
教材章节：《模拟电子技术》第六章、第七章。
4. 电路仿真与绘图：指导学生使用电路设计软件（如Protel）绘制电路原理图和PCB图。
教材章节：《电路设计与仿真》第一章、第二章。
5. 动手实践：组织学生进行模拟电路板的焊接、装配和调试，培养学生的动手能力。
超声波测厚模块电路
超声波测厚模块电路超声波测厚模块电路是一种常见的电子测量设备，用于测量材料的厚度。
它基于超声波传感技术，通过发送超声波信号并测量其回波时间来确定材料的厚度。
本文将介绍超声波测厚模块电路的工作原理、主要组成部分以及应用领域。
超声波测厚模块电路的工作原理是利用超声波的特性进行测量。
当超声波传感器发射超声波信号时，这些信号会在材料表面反射，并经过一段时间后返回传感器。
根据超声波信号的回波时间，可以计算出材料的厚度。
超声波测厚模块电路的主要组成部分包括超声波传感器、信号发生器、计时器和显示器。
超声波传感器负责发射和接收超声波信号，信号发生器用于产生超声波信号，计时器用于测量信号的回波时间，显示器则用于显示测得的厚度数值。
在超声波测厚模块电路中，超声波传感器起着关键作用。
它通常由压电材料制成，具有良好的声学特性。
当施加电压到压电材料上时，它会产生机械振动，从而产生超声波信号。
当超声波信号遇到材料表面时，一部分信号会被反射回传感器，传感器会将这些回波信号转化为电信号，并发送给计时器进行处理。
超声波测厚模块电路广泛应用于各个领域。
在工业领域中，它常用于测量金属、塑料、玻璃等材料的厚度，以确保产品质量和工艺精度。
在汽车制造业中，超声波测厚模块电路可以用于检测汽车零部件的厚度，以确保其符合设计要求。
在医学领域中，超声波测厚模块电路可用于测量人体组织的厚度，如皮肤、血管等，以辅助医生进行诊断。
值得注意的是，超声波测厚模块电路在使用过程中需要根据具体情况进行调整和校准。
不同材料的声速和回波特性可能有差异，因此在测量不同材料之前，需要对设备进行合适的参数设置和校准，以确保测量结果的准确性和可靠性。
总结起来，超声波测厚模块电路是一种基于超声波传感技术的测量设备，通过发送超声波信号并测量其回波时间来确定材料的厚度。
它由超声波传感器、信号发生器、计时器和显示器等组成，广泛应用于工业、汽车制造和医学等领域。
在使用过程中，需要进行适当的参数设置和校准，以确保测量结果的准确性。
纸张厚度自动测量系统设计与实现
·纸张厚度测量·纸张厚度自动测量系统设计与实现王承林1王晓旭1，*赵治巨1王蕾2成燕平1（1.邢台学院，河北邢台，054001；2.邯郸海关，河北邯郸，056017）摘要：纸张厚度自动测量系统以STC15F2K61S2单片机为主控器，由NE555芯片与平行金属板构成的多谐振荡电路、信号采集电路、控制电路、存储电路、报警电路、按键控制电路、Nokia5110液晶显示等电路组成。
通过对振荡电路将被测电容值的变化转化为频率值的变化关系进行分析，再通过对单片机不同频率信号进行分析处理，运用多种算法精确测出纸张的实际频率，从而根据不同频率值计算出与纸张的数量对应关系。
测试系统具有频率采集、处理、计数显示和自校准功能，并将校准数据参数存储于AT24C02中。
通过WiFi 无线通信电路、专用手机APP 程序，可实现测试的纸张张数在移动终端实时显示。
该系统识别迅速、准确、适应性强，能够满足纸张厚度测试实验设计要求，为纸张测量设备智能制造提供参考。
关键词：单片机；芯片；自动校准；纸张计数；纸张厚度中图分类号：TS736文献标识码：ADOI ：10.11980/j.issn.0254-508X.2020.09.009Design and Implementation of Automatic Paper Thickness Measurement SystemWANG Chenglin 1WANG Xiaoxu 1，*ZHAO Zhiju 1WANG Lei 2CHENG Yanping 1（1.Xingtai University ，Xingtai ，Hebei Province ，054001；2.Handan Customs ，Handan ，Hebei Province ，056017）（*E -mail ：wxx4030@ ）Abstract ：STC15F2K61S2single chip microcomputer was the main controller of the automatic measuring system of paper thickness ，which was composed of RC multivibrator circuit consisted of NE555chip and parallel metal plate ，signal acquisition circuit ，control circuit ，stor‐age circuit ，alarm circuit ，key control circuit and Nokia 5110liquid crystal display circuit.The oscillating circuit transformed the change of the measured capacitance value into the change of the frequency value ，then many algorithms were used to accurately measure the actual fre‐quency of paper ，so as to calculate the corresponding relationship with the paper amount according to different frequency values.The mea‐suring system had the functions of frequency acquisition ，processing ，counting display and self -calibration ，and stores the calibration data parameters in AT24C02.The system could realize the real -time display of the tested paper data in the mobile terminal through WiFi wireless communication circuit and special mobile app program.The system had the advantages of rapid discrimination ，high accuracy and strong adaptability ，which could meet the requirements of paper test experiment design and it provided reference for intelligent manufacture of pa‐per testing equipment.Key words ：single chip microcomputer ；chip ；automatic calibration ；paper counting ；payer thickness在生活和生产中能够快速准确地给出纸张的厚度是比较困难的，如果能够设计一种操作简单、准确度高的纸张厚度自动测量系统装置，将具有非常重要的实践研究意义。
纸质电路课程设计方案范文
纸质电路课程设计方案范文一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电路的基本概念，掌握纸质电路的组成和原理；2. 学生能够描述并区分不同类型的电子元件，如电阻、电容、二极管等；3. 学生能够解释并运用欧姆定律、电路串并联等基本电路知识。
技能目标：1. 学生能够运用基本工具和材料，设计并搭建简单的纸质电路；2. 学生能够运用测量仪器，测试并分析纸质电路的性能；3. 学生能够独立解决问题，对纸质电路进行调试和优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发探索精神和创新意识；2. 培养学生合作学习的意识，提高沟通和团队协作能力；3. 培养学生环保意识，关注纸质电路的可持续发展和应用。
课程性质：本课程为实践性强的学科，结合理论知识与动手操作，培养学生的实践能力和创新能力。
学生特点：五年级学生对新鲜事物充满好奇，具备一定的动手能力，但需加强团队合作和问题解决能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，引导学生主动参与，鼓励学生提问和思考，关注个体差异，提高学生的综合素质。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述具体的学习成果。
二、教学内容1. 电路基础知识：介绍电路的定义、组成和功能，结合课本第一章内容，让学生理解电路的基本原理。
- 电路元件：讲解电阻、电容、二极管等电子元件的性质和作用。
- 电路定律：阐述欧姆定律、电路串并联原理及其应用。
2. 纸质电路设计：引导学生学习纸质电路的设计方法，结合课本第二章内容，培养学生的创新设计能力。
- 纸质电路材料：介绍常用纸质电路材料及其特点。
- 设计实例：分析典型纸质电路设计案例，让学生了解设计过程。
3. 纸质电路制作与测试：指导学生动手制作纸质电路，学会使用测量仪器进行性能测试，结合课本第三章内容。
- 制作方法：讲解纸质电路的搭建技巧，引导学生动手实践。
- 测试与调试：介绍测试方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。
4. 团队合作与展示：组织学生进行团队合作，共同完成纸质电路项目，并进行课堂展示，提高学生的沟通和协作能力。
电子电路测试课程设计
电子电路测试课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电子电路基本原理，理解电路中各元件的作用及相互关系。
2. 使学生了解测试电子电路的基本方法，掌握使用多用表、示波器等工具进行电路参数测试的技巧。
3. 引导学生运用所学知识，分析并解决实际电子电路测试中遇到的问题。
技能目标：1. 培养学生动手搭建和测试简单电子电路的能力。
2. 提高学生运用多用表、示波器等工具进行电路测试的准确性和熟练度。
3. 培养学生团队协作、沟通表达和问题解决的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子科学的兴趣，激发学生学习电子技术的热情。
2. 引导学生树立正确的科学态度，严谨、务实、创新，培养良好的实验习惯。
3. 培养学生团结协作、互帮互助的精神，增强集体荣誉感和责任感。
本课程针对初中年级学生，结合电子电路相关知识，注重理论知识与实践操作相结合，旨在提高学生的动手能力和实际问题解决能力。
课程目标具体、可衡量，以便学生和教师能够清晰地了解课程的预期成果，并为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. 电子电路基本原理：讲解电路中各元件（如电阻、电容、二极管、三极管等）的工作原理及相互连接方式，使学生掌握电路的基本组成和功能。
2. 电路测试方法与技巧：教授多用表、示波器等测试工具的使用方法，让学生学会对电路进行参数测试，并能分析测试结果。
内容包括：- 多用表的使用：电压、电流、电阻测试；- 示波器的使用：观察波形，分析信号特性；- 其他测试工具：频率计、信号发生器等。
3. 实践操作与问题解决：通过分组实验，让学生动手搭建和测试电子电路，培养实际操作能力。
教学内容包括：- 简单放大电路的搭建与测试；- 振荡电路的搭建与测试；- 数字电路的搭建与测试。
教学内容依据课程目标制定，与教材相关章节紧密结合，保证教学内容的科学性和系统性。
在教学过程中，教师需关注学生的接受程度，合理调整教学进度，确保学生能够扎实掌握所学知识。
电容测厚度课程设计
电容测厚度课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电容的基本概念，掌握电容器的构造和工作原理；2. 学会运用电容测量方法，通过实验探究，掌握利用电容测厚度的基本技能；3. 了解电容测厚度在实际应用中的重要性，如工业检测、科学研究等领域。
技能目标：1. 能够正确使用电容测量工具，进行简单的厚度测量实验；2. 能够通过观察、记录和分析实验数据，解决实际问题；3. 能够运用所学的知识，设计简单的电容测厚度实验方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理现象的好奇心，激发学习兴趣，提高探索精神；2. 培养学生具备良好的团队合作意识，学会倾听、交流、协作；3. 增强学生对科学技术的认识，培养创新意识，提高社会责任感。
课程性质：本课程为物理学科实验课程，结合理论知识，强调实践操作。
学生特点：初三学生，具备一定的物理知识基础，对实验操作充满好奇，具有一定的动手能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养学生的实验操作技能和问题解决能力。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活中，提高综合素养。
二、教学内容1. 电容基本概念回顾：电容的定义、单位、电容器的构造及其工作原理；2. 电容测量原理：介绍电容测量仪器的使用方法，阐述利用电容测量厚度的基本原理；3. 实验操作步骤：详细讲解电容测厚度实验的操作步骤，包括实验器材的准备、实验注意事项等；4. 数据处理与分析：教授学生如何观察、记录实验数据，运用科学方法对数据进行分析，得出结论；5. 实际应用探讨：结合实际案例，介绍电容测厚度在工业、科研等领域的应用，激发学生兴趣。
教学内容安排与进度：第一课时：回顾电容基本概念，学习电容测量原理；第二课时：实验操作步骤讲解，分组进行实验操作；第三课时：数据处理与分析，小组讨论实验结果；第四课时：实际应用探讨，总结课程内容。
教材章节及内容：1. 《物理》教材第三章第5节：电容器的构造与工作原理；2. 《物理实验》教材第15章：电容测量实验；3. 相关教学辅导资料：电容测厚度的实际应用案例。
电子技术模拟电路分册课程设计
电子技术模拟电路分册课程设计一、课程设计背景电子技术是现代信息技术的基础，模拟电路设计是电子技术中的重要组成部分。
随着科技的不断发展，电子技术的应用领域也越来越广泛，在工业自动化、数据采集和处理、通信、控制等领域有着重要作用。
本课程设计旨在通过模拟电路实践，培养学生对电子技术的理解和应用，提高学生的工程实践能力。
二、课程设计目标通过本课程设计，要达到以下目标：1.理解模拟电路的基本概念和原理；2.掌握模拟电路设计的方法和技巧；3.培养创新思维和解决实际问题的能力；4.提高学生的电子技术实践能力。
三、课程设计内容本课程设计共分为三个部分：1. 模拟电路仿真设计选取一款电子元器件仿真软件，学习软件的基本操作和仿真设计流程，进行三个电路的仿真设计：（1）直流放大电路设计，（2）低通滤波电路设计，（3）放大器输入和输出电路设计。
通过仿真设计，理解模拟电路的基本概念和原理。
2. 模拟电路实验设计在实验室进行三个电路的实验设计：（1）直流放大电路实验设计，（2）低通滤波电路实验设计，（3）放大器输入和输出电路实验设计。
通过实验设计，掌握模拟电路设计的方法和技巧。
3. 模拟电路创新设计在自己的领域内，选取一个实际应用场景，进行模拟电路的创新设计。
设计内容要求具有一定的难度和创新性，同时要求设计方案可行、可实现。
通过创新设计，培养创新思维和解决实际问题的能力。
四、课程设计要求1.学生按照课程设计要求，认真完成仿真设计和实验设计，并提交相关报告和设计方案；2.学生在模拟电路创新设计中，要积极思考并充分发挥自己的创新能力，设计方案具有可行性和可实现性；3.学生在课程设计过程中，要尊重知识产权，不得抄袭他人成果；4.课程设计过程中，学生要遵守实验室相关规定和注意安全。
五、课程设计评估方式本课程设计采用综合评估方式，包括以下几个方面：1.仿真设计和实验设计成果（占30%权重）；2.创新设计方案可行性和可实现性（占35%权重）；3.报告撰写和答辩表现（占20%权重）；4.课堂表现（占15%权重）。
一种基于FDC2214的纸张测量系统设计
0 引 言本文针对纸张测量方法应用的局限性，采用TI 公司最新推出的低功耗、低成本、高分辨率的非接触式电容式传感器FDC2214进行测量，在STM32中实现不同规格纸张的计数测量，最终将纸张数量由OLED 屏显示出来[1-2]。
本系统消除了噪声和常见的环境干扰[3]，具有成本低、灵活性高、便于携带等优点，拥有很好的市场前景。
1 测量原理与测量方法1.1 测量原理电容位移传感器的敏感元件是电容器，其工作原理为当被测物体的位移改变时，电容器极板间距离相应的发生变化并引起电容值的改变。
对由两个平行金属板组成的电容器，如果忽略边缘效应，电容值如下：C S d Sd==εεε0r 式中：ε为极板间介质的介电常数；ε0为真空介电常数； εr 为极板间介质的相对介电常数；S 为极板相互遮盖面积； d 为两金属平行极板间的距离[4-5]。
由上式可知，当保持S 和ε不变时，通过改变两金属极板间的距离d ，从而可以引起电容值的改变。
FDC 是一个电容数字转换器，用于测量LC 谐振器的振荡频率。
该设备输出一个与频率成正比的数字量，该频率测量可以转换为等效电容。
FDC2214通过电容的变化来测得对象的距离，或者对象材质的变化，而电容的变化可以转换为通过匹配测量电路输出的电信号[6]。
1.2 测量方案分析本文对三种不同的方案进行比较。
第一种方案为和纸张形状尺寸接近的长方形亚克力底板、直角长方形亚克力挡板、长方形亚克力覆盖板，该方案波形较明显，测量效果误差比较小；第二种方案为与纸张尺寸接近的玻璃底板和玻璃覆盖板，波形变化幅度明显，但干扰较大，误差较大；第三种方案为正方形亚克力底板，波形变化幅度较小，纸张容易弯曲带来张力变化，从而造成测量误差。
故选择第一种方案。
为了避免纸张张力引起的电容变化值不准确，通过比较大理石与实木木块，发现重物压紧后，长方体形大理石效果 更好。
1.3 测量方法本文所设计的纸张测量装置在测量时，为了避免电磁对FDC2214的干扰，采取物理屏蔽的方法，即将信号线固定，芯片放在亚克力盒子中[7]。
课程设计电容传感器测纸张厚度
目录摘要--------------------------------------2一、设计要求------------------------------3二、EWB软件的使用-------------------------3三、相关器件介绍及灵敏度------------------3四、电容式传感器的工作原理及结构形式 -----5五、电路原理分析--------------------------6六、测量结果-----------------------------11七、个人工作-----------------------------11八、课程设计心得-------------------------11摘要传感器技术是现代信息技术的主要内容之一。
传感器是将能够感受到的及规定的被测量按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成，其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量（输入量）的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受的或响应的被探测量转换成适于传输和测量的电信号的部分。
电容式传感器不但广泛应用于位移、振动、角度、加速度等机械量的精密测量而且还逐步地扩大应用于压力、差压、液面、料面、成分含量等方面的测量。
根据δεεSr o =C 可以把电容传感器分为极距变化型电容传感器、面积变化型电容传感器、介质变化型电容传感器。
根据实际不同的需求，可以利用不同的电路来实现所需要的功能。
电容式传感器的特点：（1）小功率、高阻抗。
电容传感器的电容量很小，一般为几十到几百微微法，因此具有高阻抗输出；（2）小的静电引力和良好的动态特性。
电容传感器极板间的静电引力很小，工作时需要的作用能量极小和它有很小的可动质量，因而具有较高的固有频率和良好的动态响应特性；（3）本身发热影响小（4）可进行非接触测量。
纸张厚度测量是基于变介电常数电容传感器的一种精密测量，它可以实现简单的厚度测量，根据电容电路的特性分析可以知道所测纸张的厚度。
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课题名称：纸张厚度检测电路●张骏0862310129 徐伟0862310128 朱昊进0862310131计算机及信息工程学院通信工程1班指导老师：江冰完成时间：2009年12月24日关键词：纸张厚度电压比较器Key Words:Paper thickness Voltage comparator Amplifier circuit摘要：纸张厚度检测是保证纸张品质的重要部分。
本文将介绍一种基于LM339电压比较器的纸张厚度检测电路，它能够解决如何快速有效的检测纸张厚度，以提高实际生产中产品的检测效率。
Summary:Paper thickness detection is an important part to keep the quality of the paper. This passage will introduce a common circuit of paper thickness detection based on LM339 voltage comparator, which can solve the problem that how to detect the quality of the paper quickly and effectively, that to improve the efficiency of detection in the practical production.目录Content前言关键词 2 摘要 2 目录 3 正文电路研究意义 4 应用价值 4 总体方案框架图 4 原电路分析 4 Electronic Workbench 模拟 5 方法对比6参考文献9附件电路原理图10 元器件清单10 实物照片11 LM339电压比较器介绍11电路研究意义：掌握该纸张厚度检测电路能够使学生更加深入的理解LM339电压比较器的原理，提升对于该电压比较器的实际应用能力。
应用价值：纸张厚度检测电路广泛的应用于造纸、印刷等行业的自动控制电路及各种控制光线强弱的电路，对于产品的生产自动化，工作效率和产品品质有着极为重要的作用。
总体方案框架图：原电路分析：该纸张厚度检测电路由三部分组成：电源供电电路（黄框）、红外检测电路（蓝框）和控制执行电路（红框）。
电源供电电路（黄框）由电源变压器T、整流二极管VD1～VD4、滤波电容器C1～C3和三端稳压器IC2等组成。
交流220V电压经T降压、VD1～VD4整流、IC2稳压及C1～C3滤波后，产生12V直流电压，供给红外检测电路和控制执行电路。
红外检测电路（蓝框）由红外线发射二极管VL1、红外线接收二极管VL2、运算放大集成电路IC1及有关外围元件组成。
控制执行电路（红框）由晶体管V1、V2和继电器K1、K2等组成。
红外线发射管VL1发出的红外光透过纸张后，被光敏二极管VL2接收。
当纸张较厚时，透射后的光线强度较弱，VL2的导通能力较弱，导通内阻较大，使IC1的4脚、7脚电压变高，当两脚电压超过5脚的基淮电压时，2脚输出低电平，使晶体管V1导通，发光二极管VL3点亮，继电器K1动作，使控制纸张较厚的电路工作。
反之，纸张较薄时，IC1的7脚、4脚电压变低，当两脚电压低于6脚的基准电压时，1脚输出低电平，使晶体管V2导通，发光二极管VL4点亮，继电器K2动作，使控制纸张较薄的电路工作。
IC1的5脚、6脚的电压分别由电位器RP1和RP2调节。
Electronics Workbench模拟方案对比(<X射线荧光法检测纸张厚度>---●郭伟，赖万昌，程锋---成都理工大学核技术与自动化工程学)"实验2．1材料与仪器材料：709·m-2静电复印纸(规格：182×257re．m)；809·m‘胶版印刷纸(规格：393×268mm)；1209·m。
2铜版纸(规格：443×298turn)；Fe—zn合金板。
仪器：IED--2000P型手提式多元素x射线荧光分析仪；Si--PIN电致冷半导体探测器(FWHM 为186eV@5．9keY)；同位素源采用。
甲u。
2．2最佳测量条件的选择2．2．1特征荧光吸收法的最佳测量条件试验选择zrⅨ。
特征线在纸张中的吸收来测量纸张的厚度。
在放射源和探测器的相对位置不变的情况下，实际测量合金板位置改变与ZmK。
特征荧光计数之间的关系。
实验表明：源样距为9～10mm时，ZnK。
特征荧光0柏玫最大，故测量删翅券醐耐羊距为9m．m。
所有测量均在同—条件下进行，室内温度保持在25℃；对入射射线采用书11rIuIl的准直器进行准直；调整源土亏探测器的l立置，使0。
为650；每个相揪I上量5次，单次2．2．2反散射法的最佳测量条件同样采用对合金板样品的测量，在放射源和探测器的相对位置不变的情况下，实际测量合金板位置改变与散射射线计数之间的关系。
当源样距为8～9mm时，散射射线计数最大，测量时选择源样距为9mm；0：为65。
A，其他条件同上。
2．3样品制备与仪器标定利用厚度仪(仪器符合IS0534、GB／T451．3、QB／T1055标准)测量所有纸张样品的厚度，作为实验的参考值，每一类型的纸张任意选取5张作为标准样品。
将所有纸张加工成规格为9×9cm的纸片，其中同—材质的待测纸张若干张。
采用相对分析方法，通过测量作为标准样品的纸张来标定X射线荧光分析仪。
1)特征荧光吸收法的标定公式为：其中，a，b分别为标定系数；厶(d)和厶(0)可直接测量。
通过测量标准样品，拟合求出系数a，b，然后根据(3)式则可测量待测纸张的厚度。
2)反散射法的标定公式为：其中，C为标定系数；尽(dm目为纸层达到饱合厚度所记录的计数率；砖(d)和匙(o)可直接测量。
通过测量标准样品，拟合求出系数C，然后根据(4)式则可测量待测纸张的厚度。
2．4数据获取采用成都微子科技有限公司编制的XRF解谱软件解析本次实验中有关特征线的净强度计数率。
3测量的准确性和精密度测量结果如下表所示，采用特征荧光吸收法,对于709·m2静电复印纸的厚度测量相对偏差小于4．7％，对于809,m-2胶版印刷纸、1209·m1铜版纸相对偏差则分别小于4．6％和1．3％；测量铜版纸时的平均相对误差仅为1．o％，显然测量的准确性好于前两种纸张。
反散射法对于静电复印纸、胶版印刷纸以及铜版纸的厚度测量相对偏差分别小于6．1％、4．2％TgI6．3％。
这说明两种方法对于纸张厚度测量都具有较高的准确性。
测量数据的分散性反映了测试方法和仪器的稳定性圜，实验中对两种方法，分别进行试验。
重复测量8次。
在测量厚度不同的纸张样品时，两种方法所测量数据的相对标准偏差均小于3．5％，数据的重现性很好，表明两种测量方法的精密度较高。
限于篇幅不再赘述。
通过测量的准确性和精密度试验得出：所采用的IED-2000P型XRF分析仪性能很稳定，采用特征荧光吸收法和反散射法对于纸张厚度的检测具有很高的优越性。
4结论实验表明：1)x荧光方法测纸张厚度具有方法简单、干扰少等优点，空气扰动对测量结果几乎没有影响；2)x荧光方法测量的纸张面积范围可达dp40mm，因而检测结果的代表性好，测量精度可满足生产要求；3)如改用x光管作为激发源，则分析速度可提高10--100倍；4)采用特征荧光方法测量厚度应该注意计算特征谱线选择的问题，以及由此导致对测量结果的影响；5)实验所采用的8日Pu活度虽仅为30mCi，测量过程还是应该注意辐射安全，具体的做法是：在安装、检查放射源时应避免用手直接接触放射源的活性部分，尽可能缩短操作时间，减少直接照射时间，另外在可能的情况下，配置和使用防护设备；6)实验是IED--2000P 型XRF分析仪在纸张厚度测量上的首次应用，为下一步开展x荧光方法在线测试系统的研制提供了参考"参考文献 Reference维库电子市场网/dzbbs/pic_show.asp?id=28018 电子元器件资料查询网/search.php?k=LM339 百度知道/view/790041.html?wtp=tt 源来仪器采购网/1988.html<X 射线荧光法检测纸张厚度>___郭伟 赖万昌 程锋___成都理工大学核技术与自动化工程学院___<纸和造纸>2007 26(6)___文章编号：1001—6309(2007)06—0077—03附 件 Accessories1.电路原理图2.元器件清单R1～R6选用1／4W 碳膜电阻器或金属膜电阻器。
VD1～VD6均选用1N4007型硅整流二极管。
VL1选用电视机遥控器用红外发射管；VL2选用与VL1配套的红外光敏二极管；VL3选用Φ5mm 的红色发光二极管；VL4选用Φ5mm 的绿色发光二极管。
V1和V2选用59012或58550型硅PNP 型晶体管。
IC1选用LM339型四比较器集成电路；IC2选用LM7812型集成稳压器。
K1、K2均选用直流12V 小型继电器。
T 选用8W 、二次电压为12V 的电源变压器。
电路调试元器件安装无误后，取一张厚度标准的纸，放在VL1与VL2之间，先调节电位器RP1至VL3发光、K1动作。
然后回调电位器RP1，使VL3熄灭。
再调节电位器RP2，当VL4发光、K2动作后，适量回调电位器RP2，使VL4熄灭。
由此可见，检测灵敏度与电位器RP1、RP2的回调量有关。
3.实物照片4.LM339电压比较器介绍LM339电压比较器芯片内部装有四个独立的电压比较器，是很常见的集成电路。
利用lm339可以方便的组成各种电压比较器电路和振荡器电路。
LM339的特点和一些参数：1）电压失调小，一般是2mV ；2）共模范围非常大，为0v 到电源电压减1.5v ；3）他对比较信号源的内阻限制很宽；4）LM339 vcc 电压范围宽，单电源为2-36V ，双电源电压为±1V-±18V ；5）输出端电位可灵活方便地选用。
6）差动输入电压范围很大，甚至能等于vcc ；ZBH-4纸与纸板厚度测定仪参数触压力 （100±10）kPa接触面积 （200±5）mm2测量范围 （0～4）mm ，分度值0.01mm 、0.001mm测量面平行度 ≤0.005mm示值误差 ±0.0025mm 或±0.5％示值变动性 ≤0.0025mm 或≤0.5％外形尺寸（长×宽×高） 233mm ×160mm ×120mm质量 约5.5kg四电压比较器LM339简介LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，该电压比较器的特点是：1）失调电压小，典型值为2mV；2）电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V；3）对比较信号源的内阻限制较宽；4）共模范围很大，为0~（Ucc-1.5V）Vo；5）差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；6）输出端电位可灵活方便地选用。