(完整word版)光电传感器测量系统的设计
(完整word版)系统概要设计文档
WORD 格式可编写系统纲要设计文档目录系统纲要设计文档 . (1)2 目录 ........................................................................1 前言 (3)编写目的及阅读建议 (3)系统概括 (3)文档概括 (3)设计原则与设计要求 (3)2 引用文件 (3)3 设计概括 (4)功能需求规定 (4)运转环境 . (4)4 系统系统构造设计 (4)系统整体设计 (4)概括 (4)设计思想 (5)基本办理流程 (6)系统数据构造设计 (9)接口设计 (10)用户接口 (10)外面接口 (10)内部接口 (11)5 运转设计 (11)系统初始化 (11)运转控制 (11)运转结束 (11)6 系统犯错办理设计 (11)犯错信息 (11)挽救举措 (12)7 系统保护设计 (12)12 附录 .......................................................................1前言1.1 编写目的及阅读建议由前方的需求剖析，得出了系统的基本需求，要实现整个系统，需要对用户的需求进行设计，纲要设计主假如利用比较抽象的语言对整个系统进行归纳，确立对系统的物理配置，确立整个系统的办理流程和系统的数据构造，接口设计，实现对系统的初步设计。
目的在于推进软件工程的规范化，使设计人员按照一致的纲要设计书写规范，节俭制作文档的时间，降低系统实现的风险，做到系统设计资料的规范性与全面性，以利于系统的实现、测试、维护、版本升级等。
1.2 系统概括本系统为学生信息管理系统，主要实现了对学生信息的管理，包含增添用户账号，改正用户信息、删除用户信息、改正密码等功能。
1.3 文档概括本文档为学生信息管理系统的纲要设计，主要论述了学生信息管理系统的整体构造和设计思想。
1.4 设计原则与设计要求本系统进行纲要设计的原则：●命名规则；●模块独立性原则：●数据库设计规则；●系统易操作性要求；●系统可保护性要求；2引用文件[1]张海藩主编，《软件工程导论》，清华大学第一版社[2]陆丽娜主编，《软件工程》，经济科学第一版社[3]瞿中主编，《软件工程》，机械工业第一版社。
光电传感器设计实验报告
光电传感器设计实验报告引言光电传感器是一种重要的光电转换器件，广泛应用于工业控制、自动化、光电测量等领域。
本实验旨在通过设计和验证光电传感器的原理和性能，加深对光电传感器的理解和应用。
实验目的1.了解光电传感器的基本原理；2.学习光电转换器件的电路设计方法；3.掌握光电传感器的性能测试与分析；4.实践并完善光电传感器的设计过程。
实验步骤1. 光电传感器原理分析在实验开始之前，我们首先需要了解光电传感器的基本原理。
光电传感器是利用光电效应将光能转换为电能的装置。
根据光电效应的不同类型，光电传感器主要分为光电导、光电二极管和光电三极管等。
光电导可以将可见光转换为电流，光电二极管则是将光能转换为电压。
而光电三极管不仅可以将光能转换为电流或电压，还可以增益电流或电压。
2. 设计光电传感器电路根据实验要求，我们需要设计一个能够将光能转换为电流的光电传感器电路。
根据光电传感器的工作原理，我们可以选择光电导或光电二极管作为光电转换器件。
在电路设计中，我们需要考虑到以下几个因素： - 光敏电阻的选择：根据实验需求和电路特性，选择合适的光敏电阻； - 电流放大电路设计：设计一个合适的电流放大电路，以增强光电传感器的输出信号； - 电源电压的选择：根据电路要求，选择合适的电源电压。
3. 制作光电传感器电路根据设计的电路原理图，我们可以开始制作光电传感器电路。
首先，准备所需元件，包括光电转换器件、电阻、电容等。
然后，按照电路原理图逐步完成电路的连接。
注意保持良好的焊接质量和连接稳定性。
4. 测试光电传感器电路在完成光电传感器电路的制作后，我们需要进行电路的测试和性能分析。
首先，连接电源并打开电源开关。
然后，使用光源照射光电传感器，观察输出信号的变化情况，并记录下输出电流或电压的数值。
5. 性能分析与改进根据实验结果，我们可以对光电传感器的性能进行分析。
通过对比实验数据与设计要求，评估光电传感器的灵敏度、响应时间等性能指标。
怎样设计一个光电传感器电路
怎样设计一个光电传感器电路光电传感器电路的设计是一项关键而复杂的任务，它涉及到电子工程和光学原理的应用。
一个优秀的光电传感器电路设计能够提供准确、稳定和可靠的光电信号，为后续的数据处理和分析提供可靠的基础。
本文将介绍如何设计一个光电传感器电路，从选择元器件到电路连接的具体步骤和注意事项。
一、光电传感器选取光电传感器的选择是光电传感器电路设计的第一步。
根据应用需求和环境条件选择合适的光电传感器，主要包括光敏电阻、光电二极管和光电三极管等。
不同的光电传感器在灵敏度、响应速度和工作频率等方面存在差异，需要根据具体应用需求进行选择。
二、电路设计原理光电传感器电路主要由光电传感器、信号放大器和滤波器等组成。
光电传感器将光信号转换为电信号，信号放大器将微弱的光电信号放大，并通过滤波器滤除杂散信号，最后输出符合要求的信号。
三、电路连接1. 将光电传感器正确连接到电路中，根据光电传感器的引脚布局确定连接方式，确保正极和负极正确连接。
2. 连接信号放大器和滤波器，根据电路设计原理选择适当的放大器和滤波器，并将其正确连接到电路中。
3. 如果需要对信号进行进一步处理，如AD转换等，根据需求选择合适的模块，连接至电路中。
四、电路调试电路连接完成后，需要进行调试以确保光电传感器电路的正常工作。
具体调试步骤如下：1. 提供光源以产生光信号，可以使用光源模块或者自然光源。
2. 测量光电传感器输出的电压信号，可以使用示波器或者多用表进行测量。
3. 调节信号放大器和滤波器的参数，以获得所需的信号放大倍数和频率特性。
4. 根据实际需求对电路进行优化和调整，以提高电路的性能和稳定性。
五、电路保护光电传感器电路设计完成后，需要加入适当的保护措施，以防止电路受到外界干扰或损坏。
常见的保护措施包括过压保护、过流保护和温度保护等。
六、总结设计一个光电传感器电路需要综合考虑光电传感器的选取、电路设计原理、电路连接、电路调试和电路保护等方面。
在设计过程中，要根据具体需求选择合适的元器件和模块，确保电路的稳定性和可靠性。
(完整word版)传感器课程设计(基于labview的pt100温度测量系统)
目录第一章方案设计与论证 (2)第一节传感器的选择 (2)第二节方案论证 (3)第三节系统的工作原理 (3)第四节系统框图 (4)第二章硬件设计 (4)第一节 PT100传感器特性和测温原理 (5)第二节信号调理电路 (6)第三节恒流源电路的设计 (6)第四节 TL431简介 (8)第三章软件设计 (9)第一节软件的流程图 (9)第二节部分设计模块 (10)总结 (11)参考文献 (11)第一章方案设计与论证第一节传感器的选择温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类，前者是让温度传感器直接与待测物体接触，而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离，检测从待测物体放射出的红外线,达到测温的目的.在接触式和非接触式两大类温度传感器中，相比运用多的是接触式传感器，非接触式传感器一般在比较特殊的场合才使用，目前得到广泛使用的接触式温度传感器主要有热电式传感器，其中将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器,将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。
热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电阻。
常用的热电阻材料有铂、铜、镍、铁等，它具有高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的线性输出特性等，常用的热电阻如PT100、PT1000等.近年来各半导体厂商陆续开发了数字式的温度传感器，如DALLAS公司DS18B20，MAXIM公司的MAX6576、MAX6577，ADI公司的AD7416等，这些芯片的显著优点是与单片机的接口简单，如DS18B20该温度传感器为单总线技术，MAXIM公司的2种温度传感器一个为频率输出,一个为周期输出，其本质均为数字输出，而ADI公司的AD7416的数字接口则为近年也比较流行的I2C总线，这些本身都带数字接口的温度传感器芯片给用户带来了极大的方便，但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄,一般只有-55～+125℃，而且温度的测量精度都不高，好的才±0.5℃，一般有±2℃左右，因此在高精度的场合不太满足用户的需要.热电偶是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式传感器，它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。
光电传感器检测系统设计与制作
光电传感器检测系统设计与制作光电传感器检测系统（Optical Sensor Detection System）是一种采用光学技术进行物体检测、识别的技术手段，具有精度高、响应速度快、可靠性好等优点，广泛应用于机械、电子、自动化控制等领域。
本文将介绍一种基于光电传感器的物体检测系统的设计与制作，旨在为初学者提供一些设计思路和操作指南。
一、系统组成该物体检测系统主要由以下几部分组成：1. 光源：发射光信号，一般使用红外线、激光等光源。
2. 接收器：接收被检测物体反射回来的光信号，一般使用光电二极管等器件。
3. 处理电路：对接收到的信号进行放大、滤波、计算等处理，一般使用微处理器、模拟电路等器件。
4. 显示器：将处理后的信号输出，一般使用LED灯等显示器件。
二、系统设计步骤1. 确定检测目标及检测距离：根据实际需求，确定需要检测的物体种类及其距离范围。
该步骤将有助于后续光源和接收器的选择。
2. 选择光源：根据检测需求和检测距离选择合适的光源。
例如，检测距离在5米以内，选择红外线LED灯作为光源；检测距离超过5米，选择雷达等其他光源。
3. 选择接收器：根据光源和检测目标的特点选择合适的接收器。
例如，对于红外线LED光源，选择光电二极管作为接收器。
4. 设计处理电路：根据接收到的信号进行放大、滤波、计算等处理，一般使用微处理器、模拟电路等器件。
这一步骤需要根据实际应用需求进行详细设计，确保检测系统的稳定性和可靠性。
5. 设计显示器件：将处理后的信号输出，一般使用LED灯等显示器件。
该步骤需要将处理后的信号进行转换，输出到LED灯等显示器件上。
三、系统制作要点1. 光源和接收器的布放：将光源和接收器安装在一个平面上，并且保证光源和接收器之间的距离要适当。
同时要将光源和接收器的距离对称放置，以保证信号的稳定性。
2. 处理电路的设计：承担着光电传感器检测系统中的重要组成部分，如果处理电路出现问题，将会影响整个系统的工作状态。
(完整word版)光电传感器电路
光电传感器电路设计1、设计要求利用光电传感器（光电对管）将机械旋转转化为电脉冲，光电对管实物如图1所示。
图1 光电对管实物图2、电路设计电路原理图如图2所示。
图2 光电传感器电路原理图电路由四部分组成。
光电对管U1、电阻R1、电阻R2构成发射接收电路；比较器U2A、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6构成反相输入的滞回比较器；比较器U2B、电阻R7、电阻R8构成反相器；发光二极管D1、电阻R9构成输出电路。
3、电路测试测试电路如图3所示。
由变频器带动电机工作，将光电对管对准旋转的电机（电机上贴有反光带），处理电路由12V直流电源供电。
图3 测试电路测试波形如图4所示（测试距离为4cm）。
(a)发射接收电路的输出信号(b)滞回比较器比较电压波形(c)滞回比较器输出波形(d)反相器输出波形图4 测试波形4、PCB板绘制（板子大小限定为62mm*18mm）PCB图如图5所示。
其中电阻采用0805封装，LM358采用DIP8封装。
图5 光电传感器电路PCB图5、完成实物图实物图如图6所示。
(a)未焊接的PCB板(b)焊接好的PCB板(c)板子的外加塑料壳图6 实物图6、小结在本次电路设计中，主要的难点有两个。
一是参数的整定，主要是滞回比较器上下门限的选择。
滞回比较器上下门限的选择跟发射接收电路的输出波形有关，而光电对管与旋转面的距离、旋转面的反光度、反光带所在位置、可能遇到的干扰等都会影响输出波形。
二是PCB板的绘制。
本次绘制采用的是Altium Designer Summer 09软件（Protel99SE的升级版）。
首先画好原理图，然后再导入到PCB中，没有的元件和封装要事先画好，画元件要注意引脚，画封装要注意尺寸，必要时需要查看数据资料或者自己用尺子量。
导入到PCB后，下面就要进行元件的布局，布局应合理紧凑。
布局之后，设置自动布线规则，线间距根据实际情况合理设置。
自动布线后，可以自己再进行局部修改，然后布线规则检查，看看有没有不符合要求的地方，直到修改无误。
(完整word版)测控仪器设计总结
测控仪器的概念测控仪器则是利用测量和控制的理论，采用机、电、光各种计量测试原理及控制系统与计算机相结合的一种范围广泛的测量仪器。
按功能将仪器分成以下几个组成部分：1 基准部件2 传感器与感受转换部件 3 放大部件 4 瞄准部件 5 信息处理与运算装置 6 显示部件7 驱动控制器部件8 机械结构部件测控仪器的设计要求(1)精度要求(2)检测效率要求3)可靠性要求(4)经济性要求(5)使用条件要求(6)造型要求微分法几何法能画出机构某一瞬时作用原理图，按比例放大地画出源误差与局部误差之间的关系，依据其中的几何关系写出局部误差表达式。
优点是简单、直观，适合于求解机构中未能列入作用方程的源误差所引起的局部误差，但在应用于分析复杂机构运行误差时较为困难。
作用线与瞬时臂法基于机构传递位移的机理来研究源误差在机构传递位移的过程中如何传递到输出。
数学逼近法原理误差仪器设计中采用了近似的理论、近似的数学模型、近似的机构和近似的测量控制电路所引起的误差。
它只与仪器的设计有关，而与制造和使用无关。
原始误差由机床、夹具、刀具和工件组成的机械加工工艺系统会有各种各样的误差产生，这些误差在各种不同的具体工作条件下都会以各种不同的方式(或扩大、或缩小)反映为工件的加工误差。
误差的分类及表示方法按误差的数学性质分1）随机误差2）系统误差3）粗大误差按被测参数的时间特性分1）静态参数误差2）动态参数误差按误差间的关系分1）独立误差2）非独立误差误差的来源与性质原理误差仪器设计中采用了近似的理论、近似的数学模型、近似的机构和近似的测量控制电路所引起的误差。
它只与仪器的设计有关，而与制造和使用无关。
制造误差,运行误差:仪器在使用过程中所产生的误差。
（一）力变形误差（二）测量力（三）应力变形（四）磨损（五）间隙与空程（六）温度（七）振动与干扰（八）干扰与环境波动引起的误差3.2. 归纳测控仪器的设计流程测控仪器总体设计，是指在进行仪器具体设计以前，从仪器自身的功能、技术指标、检测与控制系统框架及仪器应用的环境和条件等总体角度出发，对仪器设计中的全局问题进行全面的设想和规划。
(完整word版)超声波发射和接收电路
超声波发射和接收电路在本设计中，我们设计的发射和接收电路都是分别只有一个，通过继电器进行顺、逆流方向收发电路的切换，这样做既降低了成本，又消除了非对称性电路误差,且发射脉冲通过使用单独的继电器分别对发射和接收换能器进行控制，使换能器的发射和接收电路完全隔离，消除了发射信号对接收的影响。
4.2.1超声波发射电路接收信号的大小和好坏直接取决于发射传感器的发射信号,由于使用收发共用型超声换能器，所以除了选用性能优良的超声波传感器外,发射电路和前级信号接收电路至关重要，它决定着整个系统的灵敏度和精度.超声波测量最常用的换能器发射电路大体可分为三种类型：窄脉冲触发的宽带激励电路、调制脉冲谐振电路和单脉冲发射电路。
从早先国内进口的日本超声波流量计来看，基本都采用的是窄脉冲驱动电路.这种电路在设计上一般是用一个极快速的电子开关通过对储能元件的放电来实现，这些开关器件通常为晶闸管或大功率场效应管（MOSFET）.由于需要输出激励信号的瞬时功率大，因此开关器件必须由直流高压供电,一般要达到几十到一百伏以上,这在电池供电的系统中无法实现;此外，开关瞬间会产生高压脉冲，对整个电路的抗干扰设计不利。
而脉冲谐振电路设计起来比较简单，其基本方法是用振荡电路产生一个高频振荡，经过幅值和功率放大后接至换能器,使换能器发出超声波，确保高频振荡的频率与换能器固有频率一致，则可获得超声发射的最佳效果。
谐振电路能够使用较低的电压产生较强的超声波发射,适合使用电池供电的系统，而且它能精确地控制发射信号，效率高.在本设计中，超声发射电路采用了连续脉冲发射电路，它由脉冲发生、放大电路构成，具体电路连接如图17所示。
单片机发出的方波信号经三极管放大和变压器升压，达到足够功率后推动换能器超声超声波，这里变压器的主要用途是升高脉冲电压和使振荡器的输出阻抗与负载（超声换能器)阻抗匹配，变压器与探头接成单端激励方式。
图17超声波发射电路4.3。
2 超声波接收电路发射换能器发出超声波信号后，信号经过流体传播到接收换能器，中间有杂 质和气泡等影响，强度不断减小,并且强度也不稳定。
基于光电传感器的环境光强度检测电路设计
基于光电传感器的环境光强度检测电路设计环境光强度检测电路的设计在很多领域中都扮演着重要的角色。
光电传感器作为一种常用的传感器，可用于检测环境中的光强度，广泛应用于照明、自动化控制和环境监测等领域。
本文将围绕基于光电传感器的环境光强度检测电路的设计展开讨论。
首先，我们需要明确设计的目标。
环境光强度检测电路的设计目标是能够精确地测量环境中的光强度，并输出相应的电信号。
为了实现这一目标，我们首先需要选择合适的光电传感器。
选择光电传感器时需要考虑多种因素，例如光电传感器的类型、波长范围、检测范围和接口等。
常见的光电传感器有光敏电阻、光电二极管和光电三极管等。
根据实际需求，我们可以选择合适的光电传感器进行环境光强度的检测。
在设计环境光强度检测电路时，另一个重要的考虑因素是信号放大与滤波。
由于环境光强度较小，我们需要对传感器输出的信号进行放大，以提高检测的精确性。
这可以通过使用运算放大器来实现，将传感器输出的电压信号放大到合适的范围。
此外，由于环境中存在各种干扰源，如电磁辐射和杂散光等，我们还需要对信号进行滤波，以减小干扰的影响。
常用的滤波器包括低通滤波器和带通滤波器，可以根据实际情况选择适合的滤波器类型。
在设计中，还可以考虑加入自动调节功能，使电路能够根据环境光强度的变化自动调节输出信号的范围或增益。
这可以通过使用微处理器或可编程逻辑器件来实现。
这样设计的电路具有良好的适应性和稳定性。
另外，为了提高准确性，还可以进行校准。
通过与标准光源进行对比，我们可以根据测量结果对电路进行校准，进一步提高测量的准确性和可靠性。
最后，为了保证电路的可靠性和稳定性，在设计中需要注意电路的供电和温度等因素。
为了消除温度对测量结果的影响，可以采用温度补偿技术来校正测量误差。
综上所述，基于光电传感器的环境光强度检测电路的设计需要综合考虑多个因素，包括光电传感器的选择、信号放大与滤波、自动调节功能、校准和温度补偿等。
通过合理设计和优化，我们可以实现一个准确可靠的环境光强度检测电路，满足各种应用场景的需求。
光电控制系统的设计与优化
光电控制系统的设计与优化随着科技的发展和工业自动化的普及，光电控制系统已成为现代工业生产中不可或缺的重要环节。
它利用光学技术和控制技术实现对工业装备的自动化控制和监测，广泛应用于制造业、能源、交通、医疗等领域。
本文将介绍光电控制系统的基本原理、设计方法和优化技术，以期为相关研究提供参考和借鉴。
一、光电控制系统的基本原理光电控制系统是一种利用光信号传输和控制的自动化控制系统，它由光信号发送端、传输介质和光信号接收端三部分组成。
在工业生产中，光电控制系统主要通过光电传感器、光电开关等探测设备来实现对物体的自动检测和控制。
当传感器接收到光信号后，将信号转成电信号并传输到控制器，控制器根据接收到的信号控制执行机构完成对设备的控制操作。
光电控制系统具有灵敏度高、反应速度快、干扰小、使用寿命长等特点，可以满足工业生产自动化控制的需求。
同时，光电控制系统还可以与其他控制系统和自动化系统集成，在不同场合和领域中发挥作用。
二、光电控制系统的设计方法1.系统需求分析在设计光电控制系统前，首先需要对系统的需求进行分析和确认。
包括对于控制操作的要求、工作条件及环境因素的考虑、系统可靠性、易维护性等方面进行详细的分析和确认。
2.硬件设计硬件设计是光电控制系统设计的重要环节。
在硬件设计中需要考虑硬件设备的选型、电路的设计、接口的设计等方面。
在选定合适的硬件设备后，需要进行相应的电路设计，包括放大电路、滤波电路、控制电路等电路的设计。
3.软件设计光电控制系统的软件设计主要是设计控制程序，程序中需要包括对于输入信号的处理、数据的处理、控制流程的控制等内容。
软件设计的关键在于对于系统需求的充分理解和程序设计的合理性。
三、光电控制系统的优化技术1.系统性能优化在光电控制系统中，系统的性能是关键问题之一。
在设计系统时需要考虑系统响应时间、控制精度、抗干扰能力等因素。
有关的优化技术包括系统动态响应分析、控制参数调整、滤波算法的优化等。
光电传感器的转速测量系统设计
课程设计报告题目：光电传感器的转速测量系统设计姓名：学号：专业班级：指导老师：目录1引言 (1)2系统组成及工作原理 (1)2.1转速测量原理 (1)2.2转速测量的一般方法 (3)2.3转速测量系统组成框图 (3)3系统硬件电路的设计 (3)3.1脉冲产生电路设计 (3)3.2光电转换及信号调理电路设计 (4)3.2.1光电传感器简介 (4)3.2.2光电转换及信号调理电路设计 (5)3.3测量系统主机部分设计 (7)3.3.1单片机 (7)3.3.2键盘显示模块设计 (9)3.3.3串行通信模块设计 (11)3.3.4电源模块设计 (12)4系统软件设计 (13)4.1程序模块设计 (13)4.2数据处理过程 (15)4.3浮点数学运算程序 (16)5制作调试 (16)6结果分析 (18)7参考文献 (18)1、引言随着社会经济的快速发展，转速测量成为了社会生产和日常生活中重要的测量和控制对象。
测速是工农业生产中经常遇到的问题，人们经常需要精确测量每秒钟转轴的转速，学会对电机转速的测量和显示具有重要的意义。
近年来，由于世界范围内对转速测量合理利用的日益重视，促使转速测量技术的迅速发展，各种新型的测量仪表相继问世并越来越多地得到应用。
由于技术保密，厂家不会提供详细电路图和源代码，用户很难自行进行二次开发和改进。
针对这种现状，使用光电传感器结合STC公司的STC 89C51型单片机设计的一种转速测量与控制系统。
STC 89C51单片机采用了CMOS工艺和高密度非易失性存储器技术，而且其输入/输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容，是开发该系统的适合芯片。
2 、系统组成及工作原理2.1 转速测量原理在此采用频率测量法，其测量原理为，在固定的测量时间内，计取转速传感器产生的脉冲个数，从而算出实际转速。
设固定的测量时间为Tc（min），计数器计取的脉冲个数m，假定脉冲发生器每转输出p个脉冲，对应被测转速为N（r/min），则f=pN/60Hz；另在测量时间Tc内，计取转速传感器输出的脉冲个数m应为 m=Tcf ，所以，当测得m值时，就可算出实际转速值[1]：N=60m/pTc (r/min) （1）2.2 转速测量的一般方法一般转速测量系统有以下几个部分构成，转速测量框图如图2-1所示。
基于光电技术的自动化检测系统设计
基于光电技术的自动化检测系统设计光电技术自动化检测系统的应用随着人工智能和机器学习的不断发展，自动化检测技术已经成为工业生产过程中的一个重要组成部分。
而基于光电技术的自动化检测系统由于拥有精度高、速度快、重复性好等特点，在自动化检测领域中得到越来越广泛的应用。
基于光电技术的自动化检测系统设计的核心在于通过传感器将被测量物体的光信号转化成电信号，并通过计算机对这些电信号进行处理和判断。
这种设计能够大大提高自动化生产过程的精度和效率，进而减少人力资源的浪费。
接下来，将就光电技术自动化检测系统的设计进行详细探讨。
系统设计方案在设计基于光电技术的自动化检测系统时，首先要选择适合被测量物体的光电传感器。
其中，常用的光电传感器有光电开关、光纤传感器、热释电传感器、正电子发射断层扫描仪等。
每种光电传感器都有自己特殊的应用场景和精度要求。
在选择完合适的传感器之后，还需要将传感器和数据处理软件或者硬件连接起来。
数据的处理可以采用嵌入式系统，这样可以将传感器采集到的数据自动传输到计算机进行处理，减少人为干扰的可能性。
在软硬件连接完成后，可以使用编程语言编写程序对数据进行处理和判定。
由于光电传感器可以实时采集被测量物体的数据，因此在编写程序时，需要考虑实时处理数据的速度。
可以采用C++、Python等语言编写程序，自动调节算法和函数，提高程序的效率。
系统应用场景基于光电技术的自动化检测系统应用场景非常广泛，其中，常见应用场景有制造业的自动检测、医疗诊断等。
在机器制造行业中，自动化检测系统可以帮助工厂解决生产线过程中的自动化检测问题。
在钣金加工行业中，自动化检测系统可以用于检查车身板件的尺寸和表面平整度。
而在光学玻璃加工行业中，自动化检测系统可以用于检测光学材料的硬度和表面的光滑度和反射率等。
在医疗诊断领域中，自动化检测系统可以用于提高医生检测疾病的准确度和速度。
例如，在口腔疾病诊断中，可以采用自动化检测系统对患者的牙龈、牙齿等进行检测。
(完整word版)基于单片机的DS18B20设计实验报告
第1章引言在日常生活及工农业生产中经常要涉及到温度的检测及控制，传统的测温元件有热点偶，热敏电阻还有一些输出模拟信号得温度传感器，而这些测温元件一般都需要比较多的外部硬件支持。
其硬件电路复杂，软件调试繁琐，制作成本高，阻碍了其使用性。
因此美国DALLAS半导体公司又推出了一款改进型智能温度传感器——DS18B20。
本设计就是用DS18B20数字温度传感器作为测温元件来设计数字温度计。
本设计所介绍的数字温度计与传统温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于测温比较准确得场所，或科研实验室使用。
该设计控制器使用单片机STC89C51，测温传感器使用DS18B20,显示器使用LED.第2章任务与要求2.1测量范围-50~110°C，精确到0.5°C；2.2利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号；2.3所测得温度采用数字显示，计算后在液晶显示器上显示相应得温度值；第3章方案设计及论证3.1温度检测模块的设计及论证由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。
而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响出现较大的偏差。
进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，电路简单，精度高，软硬件都以实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，满足设计要求。
3.2显示模块的设计及论证LED是发光二极管Light Emitting Diode 的英文缩写。
LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。
光电技术系统实验报告
一、实验目的1. 了解光电技术的基本原理和应用领域；2. 掌握光电传感器的使用方法和性能测试；3. 学习光电系统的设计和调试方法；4. 培养实验操作能力和分析问题的能力。
二、实验原理光电技术是利用光与物质相互作用产生电信号的一种技术。
它广泛应用于信息获取、传输、处理、显示和存储等领域。
本实验主要涉及光电传感器、光电转换器、光电控制器等基本组件，通过实验了解光电技术的原理和应用。
三、实验器材1. 光电传感器（光敏电阻、光电二极管、光电三极管等）；2. 光源（白炽灯、激光器等）；3. 光电转换器（光电耦合器、光电倍增管等）；4. 光电控制器（放大器、滤波器、整形器等）；5. 测量仪器（示波器、万用表等）；6. 实验平台（实验桌、支架等）。
四、实验步骤1. 光电传感器性能测试（1）将光电传感器分别接入光敏电阻、光电二极管、光电三极管等；（2）调整光源强度，观察传感器输出信号的变化；（3）记录不同光源强度下传感器的输出信号，分析其特性。
2. 光电转换器性能测试（1）将光电转换器接入光电耦合器、光电倍增管等；（2）调整光源强度，观察光电转换器的输出信号；（3）记录不同光源强度下光电转换器的输出信号，分析其特性。
3. 光电控制器性能测试（1）将光电控制器接入放大器、滤波器、整形器等；（2）调整输入信号，观察光电控制器的输出信号；（3）记录不同输入信号下光电控制器的输出信号，分析其特性。
4. 光电系统设计（1）根据实验需求，设计光电系统方案；（2）选择合适的传感器、转换器和控制器；（3）搭建实验平台，进行系统调试；（4）测试系统性能，验证设计方案。
五、实验结果与分析1. 光电传感器性能测试结果通过实验，我们得到了不同光电传感器在不同光源强度下的输出信号。
结果表明，光敏电阻、光电二极管、光电三极管等传感器具有不同的响应速度和灵敏度。
在实际应用中，应根据需求选择合适的传感器。
2. 光电转换器性能测试结果实验结果显示，光电耦合器和光电倍增管等转换器在提高信号传输距离和放大信号方面具有显著效果。
传感器具与测试技术课程设计MicrosoftWord文档（3）
传感器与测试技术课程设计实施细则一、课程设计的目的：《传感器与测试技术课程设计》是中央广播电视大学机械制造及其自动化专业《传感器与测试技术》等课程学习后，进行综合实践的教学环节。
目的是在老师的指导下，使学生通过课程设计，对所学课程理论知识进行一次系统的回顾、综合和提高，并运用所学理论知识，通过分析和调研，设计一个典型机械量的传感器测试方面的课题，受到从理论到实践应用的综合训练，培养学生独立运用所学理论解决具体问题的能力，具体有以下几点：1.是通过解决实际问题，巩固和加深对常用传感器的结构、原理、特性的认识和基本知识的理解，提高综合运用课程所学知识的能力。
2.培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。
通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。
3.通过实际电路方案的分析比较，设计计算，元件选择，安装调试等环节，初步掌握简单传感器电路的分析方法和工程设计方法。
4.掌握常用仪器设备的正确使用方法，学会简单传感器控制电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。
能在教师指导下，完成课题任务。
5.了解与课题有关的电子线路以及元器件工程规范，能按课程设计任务书的要求编写设计说明书，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图等。
6.培养严肃认真的工作作风和科学态度。
通过课程设计实践，逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
二、课程设计的内容和要求：1.选题范围从信息技术的角度来看，传感器是获取和转换信息的一种工具，这些信息包括电、磁、光、声、热、力、位移、振动、流量、湿度、浓度、成分等。
传感器的核心部件是敏感元件，它是传感器中用来感知外界信息和转换成有用信息的元件。
所以有关上述信息都可以作为传感器与测试技术的选题。
对机械制造及其自动化专业而言，中央广播电视大学本着学以利用的原则，对本课程设计的要求是设计一加工过程中机械量传感器的测试电路，其中机械量包括长度、位移、速度、加速度、转角、转速、力、力矩、振动等参数。
基于光电传感器的转速测量系统设计
课程设计说明书题目基于光电传感器的转速测量系统设计课程名称电力电子技术课程设计院（系、部、中心）专业电气工程及其自动化班级学生姓名学号240102224设计时间2013. 6.3 ~ 6.14设计地点工程实践中心8—315指导教师课程设计任务书课程名称检测技术与系统课程设计院（系、部、中心）电力工程学院专业电气工程及其自动化班级电气101 起止日期13.6.3~6.14指导教师许大宇(1)给出设计说明书一份；(2)有条件的情况下尽量给出必要的实验数据；(3)在说明书中附上完整的系统电路原理图（手画或用PROTEL画）。
4．主要参考文献1、李现明，吴皓编著.自动检测技术.北京：机械工业出版社，20092、徐仁贵.单片微型计算机应用技术.北京：机械工业出版社.20013、陈爱弟.Protel99实用培训教程.北京：人民邮电出版社.2000 5．课程设计进度安排13年6月4日布置设计任务，熟悉课题，查找资料；13年6月5日结合测控对象，选择合适的传感器，理解传感器性能；13年6月6日设计传感器测量电路，选择合适的单片机，设计其外围电路；13年6月7日设计电路参数，有条件情况下，在实验室进行实验，进一步理解测量电路输入输出关系；13年6月8日继续设计论证电路参数，完善系统设计方案；13年6月9日查找资料，理解系统各部分工作原理；13年6月10日理清系统说明要点，着手设计说明书的书写；13年6月11日书写设计说明书，充分理解系统每一部分作用；13年6月12日完善设计说明书，准备设计答辩。
13年6月14日设计答辩。
6．成绩考核办法平时表现30%，设计成果40%，答辩表现30%.教研室审查意见：教研室主任签字：年月日院（系、部、中心）意见：主管领导签字：年月日目录二、课程设计正文1、光电传感器的应用概述2、系统工作原理及方案（1）系统框图（2）光电传感器原理(3)转速测量原理3、系统硬件电路设计（1）光电转换及信号调理电路（2）脉冲产生电路设计4、系统软件电路设计（1）AT89C52基本性能及最小系统（2）系统软件程序设计（3）系统仿真结果5、课程设计总结6、主要参考文献7、附录1.概述转速测量系统的发展背景随着超大规模集成电路技术提高，尤其是单片机应用技术以其功能强大，价格低廉的显著特点，使全数字化测量转速系统得以广泛应用。
(完整word版)基于STM32的红外测距系统设计
基于STM32的红外测距系统设计摘要随着现代科学技术的发展，出现了很多新的领域，为了实现对物体近距离、高精度的无线测量，本论文对红外测距领域进行了研究。
本论文采用单片机作为处理器，编写A/D转换程序及LCD显示程序,红外传感器作为工作模块,完成一套高精度显示、实时测量的红外测距系统.本系统结构简单、体积小、测量精度高、成本低、方便使用。
本论文所介绍的是一种基于STM32单片机并运用日本夏普公司型号为GP2Y0A21的红外传感器所设计的红外测距系统。
首先，介绍红外线及红外传感器的分类及应用、STM32单片机的简介与功能；其次,阐述红外测距系统工作原理及基本结构并对单片机、红外传感器、LCD 液晶显示屏的工作电路做了介绍；再次,对系统进行了整体设计构想，先后对系统硬件及软件进行设计，并对整个系统的功能进行了调试。
最后对整个设计进行总结，说明红外测距系统实现的可行性。
关键词红外测距；单片机；A/D转换；LCDSTM32-based infrared ranging system designAbstractWith the development of modern science and technology，there are many new areas, in order to achieve the object close range, high—precision wireless measurement,this topic of infrared ranging is studied。
This topic using SCM as the processor, to write A/D converter and LCD display program，an infrared sensor as a working module，complete set of precision display，real-time measurement of infrared ranging system。
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光电传感器测量系统的设计检测技术与应用课程设计报告系别自动化工程系班级姓名学号指导教师20XX年1月一、设计目的1、了解光电式传感技术的基本原理，掌握光敏二极管、光敏三极管、光敏电阻、光电池传感器等的结构、原理、特性及使用注意事项。
掌握光电效应的概念。
2、了解各种光电元件的性能参数指标及一些其他特性。
3、掌握数字光照度计的使用方法。
4、了解典型传感器的技术指标，重点掌握传感器的设计要求。
5、掌握正确调试电路的方法。
6、掌握常用仪器设备的正确使用方法，利用开放式传感器实验箱更具体的了解光电传感器的工作原理和应用，学会简单传感器控制电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。
7、掌握基本的传感器设计方法，进一步了解常规敏感元器件的工作原理和特性。
二、设计任务及要求1. 测量光照强度与电压的关系并作出正确的曲线及图表。
2. 根据所提供的设备，正确选择传感器、相关元件。
计算机、LabVIEW虚拟仪器软件和DRLAB快速可重组综合实验台为必选设备；传感器的范围已经给定，选择正确传感器并写出选择依据、其他元件可根据自己需求自行选择；尽量写出其他可以实现测量目的的其他相关传感器。
3. 论述基本原理，并画出相关电路图。
论述本次设计中所设计到的所有相关知识概念及原理；电路图参考教材电路自己设计。
4. 按照电路原理图在开放式传感器实验箱中搭建电路。
在调试电路时注意各元件的性能参数指标，避免损坏。
光电传感器在不同的光强不同的温度下所对应的电阻值均不相同，不同的环境下所得到的结果差别较大，但对结果进行分析得出的特性与光电传感器特性相一致，因所处环境的差别本结果仅作为参考。
硬件调试中注意将光电传感器靠近光源，将光照度计靠近光电传感器，操作的正确性可以有效减小误差。
注意遮蔽周围环境的强光，特别是在日光灯下进行操作时要小心谨慎。
5. 参考已完成的脚本，使用LabVIEW来设计光电传感器虚拟仪器，包括前后面板。
脚本中的控件自己任意选择。
脚本中应注出自己与合作者的姓名、班级等信息。
6. 软硬件结合验证，并调试，直到测试正确。
给出测量的结果和分析，包括数据数据表格和曲线关系等。
三、选择的仪器和设备1. 计算机。
2. LabVIEW虚拟仪器软件，使用的是LabVIEW 8.2.1。
LabVIEW虚拟仪器软件：它是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。
LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。
它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。
这是一个功能强大且灵活的软件。
利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。
LabVIEW是NI推出的虚拟仪器开发平台软件，它们能够以其直观简便的编程方式、众多的源码级的设备驱动程序、多种多样的分析和表达功能支持，为用户快捷地构筑自己在实际生产中所需要的仪器系统创造了基础条件。
LabVIEW应用程序，即虚拟仪器，它包括前面板、流程图以及图标/连结器三部分。
LabVIEW程序又称为虚拟仪器，它的表现形式和功能类似于实际的仪器；但LabVIEW程序很容易改变设置和功能。
因此，LabVIEW特别适用于实验室、多品种小批量的生产线等需要经常改变仪器和设备的参数和功能的场合，及对信号进行分析研究、传输等场合。
3. DRLAB快速可重组综合实验台。
4. 开放式传感器实验箱。
采用开放式系统结构。
5. 光敏三极管。
光敏三极管又称为光电三极管、光电晶体管，其结构与普通三极管相似，都具有电流放大作用，只是基极电流不仅受基极电压控制，还受光照的控制。
光敏三极管工作时各极所加电压与普通三极管相同，集电结反向偏置，发射结正向偏置，及集电极接正电压，其发射极接负电压。
光照射发射结产生的光电流，相当于基极电流，因此集电极电流是光电流的β倍。
当光照射时，在集电结附近产生光生电子——空穴对，载流子在内建电场作用下，电子流向集电极，空穴流向基极，相当于外界向基极注入了控制电流。
而基极、集电极、发射极又构成一个具有放大作用的三极管，完成光电流的放大。
光敏三极管的基本特性包括光谱特性、伏安特性、光照特性、温度特性和响应特性等。
光谱特性是指在入射光照度一定时，输出的光电流随光波波长的变化而变化；伏安特性显示出光敏管的光电效应性质，因为在无偏压时，光敏三极管仍有光电流输出，它在不同照度下的输出特性和普通三极管在不同基极电流时的输出特性一样；光照特性显示了光敏三极管的光电流与照度的关系；温度特性对其输出电流影响较小，但对暗电流影响却十分明显；响应速度比光敏二极管慢得多。
6. 电阻、光源、跳线等。
四、总体设计设计方案1. 传感器的选择：光敏三极管，如图1-1、1-2、1-3所示。
图 1-1 光敏三极管图 1-2 光敏三极管简单等效电路图图 1-3 光敏三极管电路图光敏三极管是光电转化半导体器件，具有NPN或PNP结构的半导体管。
为适应光电转换的要求，它的基区面积做得较大，发射区面积做的较小，入射光主要被基区吸收。
和光敏二极管一样，管子的芯片被装在带有玻璃透镜金属管壳内，当光照射时，光线通过透镜集中照射在芯片上。
它的发射结与光敏二极管一样具有光敏特性。
它的集电结与普通晶体管一样，可以获得电流增益。
光照射发射结产生的光电流相当于基极电流，因此集电极电流是光电流的ß倍，所以光敏三极管比光敏二极管有更高的灵敏度，但噪声也比光敏二极管大。
在结构上，为了保证入射光可靠地作用于发射结，基区面积做得较大，发射区面积做的较小。
将光敏三极管接在电路中时，它的集电极接正电压，发射机接负电压。
光敏三极管与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好、可靠性好、体积小、使用方便等优点。
2. 硬件实现：光敏三极管有一个对光敏感的PN结作为感光面，一般用集电结作为受光结，因此通过给光敏三极管不同的光照强度体现出其和电压的关系。
3. 软件实现：应用LabVIEW编写实验脚本。
4. 设计整体验证：通过新编写的软件与硬件及电路元件等相结合，测试验证是否可运行、是否出正确的波形、正确显示光照强度和电压的关系。
基本原理光敏三极管的等效电路如图1-4，当有光照射到基区时，激发产生的电子--空穴对增加了少数载流子的浓度，使集电结反向饱和电流大大增加，这就是光敏三极管集电结的光生电流。
该电流注入发射结进行放大，成为光敏三极管集电极与发射极间电流，它就是光敏三极管的光电流。
光敏三极管使用时，其基极通常开路，基极—集电极产生的光感生电流直接馈入基极，并被三极管放大，因此光敏三极管比光敏二极管具有更高的灵敏度。
一般光敏三极管只引出E、C俩个电极，其光电特性是非线性的，广泛应用于光电自动控制领域。
图1-4 光敏三极管等效电路图五、具体步骤硬件实现步骤1、准备相应的硬件设备，包括传感器和其它元器件。
在实验电路板上搭建好电路，按图1-5的电路图，并仔细检查接线；可参考接线图1-6；在硬件实现过程中，需要注意如下：实验时连接电路前必须正确辨认出三极管的三个引脚，光敏三极管如果引脚连接错误极易烧坏。
实验中注意遮蔽周围坏境的强光，特别是在日光灯下进行实验时要小心谨慎。
图 1-5 光敏三极管的光测量实验原理图图 1-6 电路连接图软件实现步骤1、在桌面上运行LabVIEW主程序图标,或在“开始”程序中运行快捷方式进入LabVIEW工作平面，如图1-7所示。
图1-7 LabVIEW工作平面2、点击选项，或者点击文件—>**VI，如图1-8所示。
图 1-8 **VI3、弹出前面板和程序框图，如图 1-9、1-10所示.图 1-9 前面板图1-10 程序框图4、在设计虚拟仪器界面前，需要对所设计的系统有完整的了解，知道其需要用到的VI，针对此个光敏三极管测电压系统的设计，，需要两个数值输入控件分别控制采集芯片的采样频率和采样长度，需要一个数值显示控件显示测出的电压值，需要一个布尔开关来控制界面脚本的运行与停止，需要一个波形图显示控件来实时显示信号波形，最后需要找个一个**运行；找到需要的所有控件，并将其置于前面板上，右键点击前面板弹出控件选板，点击数值控件->点击数值输入控件，如图1-11所示。
图 1-11 选择数值输入控件5、选择数值输入控件后，界面如图1-12。
图 1-12 添加有数值输入控件的界面6、如步骤5所示再次添加一个数值输入控件，如图 1-13 所示。
图 1-13 再次添加有数值输入控件的界面这俩个数值输入控件用于表示此程序中规定的数值，是固定值。
7、将这两个数值输入控件的标签分别改成其对应控制的内容，以方便系统设计和原理程序框图的连接，双击“数值”和“数值2”，分别将其更改为“采样频率”和“采样长度”，如图1-14所示。
图 1-14 更改标签后的界面8、右键点击前面板弹出控制面板，点击数值控件中的数值显示控件，同上几步添加控件，如图1-15，并将标签更改为电压值。
图 1-15 添加数值显示控件后的界面该数值显示控件用于显示当前状态下所需要的值，是测量值。
9、右键点击前面板弹出控件选板，点击布尔控件，点击开关按钮，如图 1-16所示。
图 1-16 点击布尔控件10、选择开关按钮后，将其置于合适的位置，如图1-17所示。
图 1-17 选择开关按钮开关按钮用于控制程序。
开是程序运行，关时程序停止。
11、右键点击前面板弹出控件选板，点击图形控件->点击波形图，如图1-18所示。
图 1-18所示波形图选择12、选择波形图后，将其置于合适的位置，如图1-19所示。
图1-19 添加波形图控件后的界面波形图控件用于显示程序运行状态下当前波形的显示。
13、修改波形图控件的名字及属性等，如图 1-20所示。
图 1-20 修改属性等后的界面14、右键点击前面板弹出控制面板，点击数组、矩阵中的数组，如图1-21。
图 1-21 选择数组控件15、选择数组控件放在合适的位置,修改属性后界面如图1-22所示；图 1-22所示添加数组控件后的界面数组控件用于存放程序中的**。
16、在数组控件上添加一个开关，起到**选择的作用，在本实验中我们采用3**信号采集，如图1-23所示。
图 1-23 添加**后的界面添加一个开关后。
整个可用于**选择。
如多个**需在运行时打开**。
17、最后整理初步完成的前面板，发现可以让这个程序测量更多值，所以再在前面板上添加一个数值控件中的时间标识显示，选择数值控件中的时间标识显示控件，如图1-24所示图 1-24 选择时间标识显示18、将时间标识显示控件放置在前面板上，如图1-25所示图 1-25 放置时间标识显示控件该时间标识显示控件用于显示当前时间，和表功能一样。