测控仪器设计(4).共40页文档

测控仪器第3章——第3节

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2．激光两坐标测量仪中监测导轨转角与平移的光电补偿方法图3-5为高精度激光两坐标测量仪，为了补偿由于导轨转角引起的的阿贝误差，仪器采用双层工作台。下层工作台2经滚柱在底座1的导轨上作纵向移动，上工作台3通过三个滚珠轴承4支承在下工作台上。上工作台П型框板的左右各有两个孔眼。左面两个孔眼里装有弹性顶块5，把上工作台往左拉，右面两个孔眼里装有压电陶瓷组合体6、7，其端部顶在下工作台上。利用压电陶瓷的电场压变效应，使上工作台相对于下工作台实现微小的平移或转角。转角将产生阿贝误差，故在此仅介绍导轨的转角运动。
图 3— 1 遵守阿贝原则的测量 1-导轨 2-指示器 3-标准线纹尺
共线。
4-被测件 5-工作台
4
阿贝原则的引出：
游标卡尺的阿贝误差计算：
1 S tan S
（当很小的时候）
5
导轨间隙造成运动中的摆角由于标准刻线尺与被测件的直径不共线而带来测量误差。
1 S tan S
17
补偿举例
1. 爱彭斯坦（Eppenstein，也叫爱宾斯坦）光学补偿方法
是一种结构布局，用以补偿阿贝误差。被用于高精度测长机的读数系统中。
问题是如何产生的？
问题是如何解决的？
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测长仪和测长机
测长仪和测长机结构中带有长度标尺，通常是线纹尺，也可以是光栅尺。测量时，用此尺作为标准尺与被测长度做比较，通过显微镜读数以得到测量结果。量程较短的称为测长仪。量程在500mm以上的仪器体形较大，称为测长机。测长机常用于绝对测量。
扩展阿贝原则：
美国学者布莱恩（J.B.Bryan）建议将扩展了的阿贝原则表达如下：
“位移测量系统工作点的路程应和被测位移作用点的路程位于一条直线上。如果这不可能，那么或者必须使传送位移的导轨没有角运动，或者必须用实际角运动的数据计算偏移

测控仪器设计-实验说明

实验二多路绝缘电阻测试系统
一、测试系统的组成
多路绝缘电阻测试系统由四个部分组成，分别是功能控制区、多路切换区、电源区、数据读取及传输区。图1是系统整体框图。
图 1 多路绝缘电阻测试系统原理图
功能控制区
由PC机和单片机构成，PC机为程序控制。系统选选用AT91SAM7S64 ARM 单片机，当PC机给出指令时让相应端口置低电平（常态为高电平），触发与其连接的继电器吸合。根据单片机的输入电压范围采用电脑USB接口对单片机提供5v电压，实现脱机运行。
三、微动平台组成、功能及原理
微动平台是本系统的重要组成部分。主要包含微动台，导轨和样品台。微动台产生特定模式（微动行程、频率、波形以及运行周期数）的微动。选用柔性铰链支撑，压电陶瓷驱动（型号为 MPT-1JRL104A），见图3-1、图3-2。
图 3-1 MPT-1JRL104A 微动工作台
图3-2 微动工作台工程图
2.3 主要机械结构
系统机械结构参见图2-3。
图 2-3 系统机械结构示意图
各部件作用：底板—支撑整个微动机构；减振垫脚—减小环境对微动系统的震动并调节水平；燕尾槽动滑块—固定微动台，并与导轨配合实现运动，便于实验样片的拆装；内六角锁紧螺钉－锁紧微动台；微动台—实现微动；立柱—支撑支撑板；支撑板—支撑及固定直线轴承；弹簧、滚花螺母、直线轴承与导柱—实现触头定位及加载力的传递；直线轴承—固定导柱，完成轴向运动，减小径向间隙；触头夹具—固定触头。
二、测试系统程序的软件操作
系统的操作界面如图2所示，而系统具体的软件流程图如图3所示。实验时可选择A0—A15，B0—B15总共32个通道中的30个通道（其中通道21,22作为通信口除外）采集数据。界面左侧可以设置采样个数和采样间隔，采样个数是每个通道读取的数据个数，采样间隔即是读取每个数据之间的间隔，系统默认采样个数为 3，经过1s的采样间隔后再次采样；界面右侧的扫描周期是指一次大循环的时间（若所选通道全部循环一次后尚未达到扫描周期，则程序不再读取皮安计数据存入电脑，处于空闲状态）。程序所读取的数据会自动存到excel表格中，每个通道对应一张表格。

测控仪器毕业设计论文

毕业设计（论文）题目：采用BISS0001的人体探测灯控电路设计TITLE：Design of Pyroelectric Infrared Detector学生姓名：周航学号：08022133指导教师：肖慧专业：测控技术与仪器二零一二年六月摘要红外线、热释电和超声波遥控电路由于其功耗低，可靠性高和互相干扰小等优点，已经在现实生活中得到了广泛的应用，而热释电红外控制在各类照明器件的控制和安全防护系统的检测中更有着独特的作用。

该设计是以BISS0001红外控制电路组成的热释电红外控制照明灯的工作原理为依据。

采用热释电红外探头将接收到的信号加以放大，放大的信号使电子开关VT导通而驱动固态继电器SSR开通，控制照明灯具点亮发光。

本设计的核心是通过热释电红外探头RE200B探测来自移动人体的红外辐射，只要人们进入探测区域，以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关能自动快速开启，灯泡两端有电压而点亮。

根据这一思想并且了解和掌握它们的工作原理和电路结构后设计电路。

经过仿真，焊板，调试。

不断的修改电路，直到能够实现电路所需实现的功能。

该控制器能够实现有人进入探测区域灯亮，人走灯灭的控制。

常用于许多公共场所，如办公室、楼道和厕所及浴室、储藏室、梳妆台镜前灯等的自动控制。

关键词：热释电红外传感器; 红外热释电处理芯片BISS0001; 红外辐射ABSTRACTInfrared, pyroelectric and ultrasonic wave remote control electric circuit, because of its low power loss, the high reliability and slightly mutually disturbs .It is already widespread in application in the real life, but the pyroelectric infrared control has the unique function in each kind of security warning equipments and in safety system's examination. Therefore,it is essential to understanding and grasping the working principle and the circuit structure. In this paper, it was designed a well hidden passive infrared alarm which was based on the pyroelectric infrared processing chip BISS0001.The core of the design was detecting human intrusion with Pyroelectric infrared sensor RE200B.Passive pyroelectric infrared switch is combine with Pyroelectric infrared sensor a small number of external components. It would open the sound and light alarm,which combined with light-emitting diode and the buzzer automatically and quickly, and timing controlled by the MCU. After the test,the measuring range of alarm apparatus may reach 1m, the survey angle may reach 100°-120°, the sensitivity is high, the rate of false alarm is small, antijamming ability, has served the safety protection purpose.Key words: Pyroelectric infrared sensor; Pyroelectric infrared processing chip BISS0001; Alarm目录绪论 (1)1.1课题背景及来源 (1)1.2热释电红外传感器的发展现状 (1)1.3本课题所研究的内容 (2)2热释电人体探测灯控系统的组成 (4)2.1人体热释电红外传感器 (4)2.1.1热释电人体红外线传感器的基本结构 (4)2.1.2热释电人体红外线传感器工作原理——热释电效应 (6)2.1.3菲涅尔透镜的简介 (7)2.1.4被动式红外线热释电传感器的优缺点 (8)2.2传感器信号处理集成电路 (9)2.2.1概述 (9)2.2.2BISS0001信号处理器芯片 (10)2.3固态继电器简介 (14)2.4三级管的开关作用 (15)3人体探测灯控电路的总体设计 (17)3.1设计思想 (17)3.2各模块方案选择和论证 (17)3.3总体电路的结构划分 (18)3.4电路图的设计 (20)3.4.1人体探测灯控电路框图 (20)3.4.2电路中主要元器件选择 (21)3.4.3人体探测电路工作原理 (22)4电路制作 (23)4.1整体电路制作问题 (23)4.1.1原件的散热问题 (23)4.1.2电子电路的静电保护 (23)4.2电路的焊接与调试 (24)4.2.1电路焊接与调试时注意事项 (24)4.2.2调试条件与步骤 (24)4.3仿真与试验结果 (25)4.3.1电源电路的仿真与调试结果 (25)4.3.2红外延时控制电路的仿真与调试结果分析 (25)4.3.3控制执行电路的仿真与调试结果分析 (26)总结与展望 (27)致谢 (28)参考文献 (29)绪论1.1课题背景及来源随着经济的不断发展，城市建设也随着迅速发展，节能与环保已经成为当代产品开发中的首要考虑因素和最大卖点。

(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。

测控仪器设计第4版第四章测控仪器设计方法

二、创新设计方法的训练
1）学习，掌握创造学理论的基本思想，掌握创新思维规律，面对来自于自然界生存压力、社会发展需求压力、经济竞争压力、个人工作压力及自我责任心，事业心的主客观强大压力，激发出积极、主动创造精神。
2）摸索创新设计的方法和技巧
创新设计的诀窍在于
① 充分依靠现代网络信息资源有针对性的检索相关资料，补充掌握不足的信息来达到创新构思。
② 在设计的整个过程中采用集多人智慧，互相启发来寻求解决问题的途径；也可通过有针对性、有系统地提问来激发智慧，寻找解决办法
③ 通过对现有产品的观察，优缺点分析，或采用数学建模，或采用系统分析及形态学矩阵的理论分析方法寻求各种解决办法。
举例子说明：采用系统分析方法解决防止螺纹松动的结构措施。
螺钉锁紧力矩公式为
➢ 敢于标新立异。创新思维的特点不仅是要突破“思维定势”的束缚，而且要敢于标新立异，即敢于提出与前人甚至多数人不同的见解，敢于对似乎完美的现实事物提出怀疑，寻找更合理的解法。
➢ 善于从不同角度思考问题，探索多种解法，设想多个可供选择的方案，这样，成功的几率必然成倍增长。我们称这种思维方法为多向思维或扩散思维。
解决了齿轮测量参数多、测量仪器复杂、测量精度不高的难题。使一台仪器实现了多台仪器和量具才能达到的测量功能，体现了设计者在仪器功能上的创新成就。 3）开关（新技术和新方法的创新）
机械式开关是最早的通断控制形式，但其反映的频率低，定位精度差，结构复杂，惯性大，寿命短。随着科技的发展，人们开发出触摸式、感应式、声控式、光控式、红外线式等多种新的开关。这些新的开关设计反映出设计者对各种新技术和新方法的创新研究。
第三节测控仪器工作原理的选择和系统设计
消除了操作者的人为误差，实现了自动化、数字化、微米级的测量精度。

2016测控仪器设计复习

第一章测控仪器设计概论1．测控仪器的概念、分类分类：（1）计量测试仪器（2）工业自动化仪器及仪表（3）科学仪器（4）医疗仪器（5）自动化与网络化测试系统（6）各种传感器2．计量测试仪器的测量对象计量测试仪器的主要测量对象是各种物理量3．测控仪器的组成部分按功能将仪器分成以下几个组成部分：（1）基准部件，仪器中与被测量相比较的标准量（2）传感器与感受转换部件，感受被测量，拾取原始信号并将它转换为易于放大或处理的信号。

（3）放大部件，提供进一步加工处理和显示的信号。

（4）瞄准部件，用来确定被测量的位置或零件。

（5）信息处理与运算装置，用于数据加工、处理、运算和校正等，（6）显示部件，将测量结果显示出来的部件。

（7）驱动控制部件，用来驱动测控系统中的运动部件。

（8）机械结构部件，用于对被测件、标准器、传感器的定位、支承和运动。

4．测控仪器发展趋势（1）高精度、高可靠性（2）高效率（3）高智能化（4）多维化、多功能化（5）研究新原理的新型仪器（6）研究多学科融合的新的测控技术（7）拓宽探测的新领域（8）基于量子物理的计量基准研究5．测控仪器现代设计方法的特点（1）程式性（2）创造性（3）系统性（4）优化性（5）计算机辅助设计（一）计算机辅助设计3个方面（二）优化设计步骤（三）测控仪器的可靠性设计目的、理论基础和特点6．可靠性定义可靠性设计是以实现产品的可靠性为目的的设计技术。

可靠性设计理论的基础是概率论和数理统计，所以可靠性又概率设计。

所谓可靠性，是指产品在规定的条件下河规定的时间内完成规定功能的能力。

测控仪器产品的可靠性是衡量测控仪器产品质量的一个重要指标。

7．通用术语定义（1）测量仪器：测量仪器又称计量器具，指单独地或同辅助设备一起用以进行测量的器具。

测量仪器是将被测量转换成指示值或等效信息的一种计量器具。

（2）测量传感器：提供与输入量有确定关系的输出量的器件。

测控仪器设计教案

测控仪器设计教案测控03《测控仪器设计》教案第一章绪论1.1、仪器发展过程仪器：是对物质世界信息进行测量与控制的设备。

1、按所采用的电子器件：真空管-→晶体管-→集成电路(三个时代)2、按组成结构、工作原理和功能特点：模拟式-→数字式-→智能化(三个发展阶段)第一代：模拟式仪器。

如指针式的电压表、电流表、功率表。

机械式特点：功能简单、精度低、响应速度慢。

第二代：数字式仪器。

如数字万用表、数字频率计。

数电基本特点：是将待测的模拟信号转换成数字信号进行测量，测量结果以数字形式输出显示并向外传送。

精度高，响应速度快，读数清晰、直观。

第三代：智能仪器。

概念：是计算机技术与测量仪器相结合的产物，是含有微型计算机或微处理器的测量仪器，由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定智能的作用(表现为智能的延伸或加强等)，因而被称之为智能仪器。

(1)是在数字化的基础上发展起来的，是计算机技术与测量仪器相结合的产物。

微处理器在智能仪器中的作用主要体现在以下两方面：①对测试过程的控制：接受键盘或通信接口的命令，解释并执行这些命令，控制各部分的工作过程，同时对工作状态进行监测。

②对测试数据的处理：表现为硬件电路只需具备最基本的测试能力，能向微型计算机提供原始数据即可。

对数据的进一步处理如滤波、运算等可由软件完成。

(2)智能仪器基本技术指标测量的准确度和可靠性是智能仪器的两项基本技术指标。

对仪器的误差进行校准可以保证仪器具有规定睥准确度。

而对仪器的故障进行检测和诊断则可及进发现错误、排除故障，使仪器可靠的工作。

保证仪器准确度(精度)措施：温度补偿、非线性校正、滤波；保证仪器可靠性措施：冗余设计、故障诊断。

故障诊断方法：给被测对象施加一定的检测信号，根据其输出响应信号来判断是否存在故障。

由于具有数字存储、运算、逻辑判断能力，可根据被测参数的变化自动选择量程，具有自动校正、自动补偿、自寻故障等功能，可以完成需要人类的智慧才能胜任的工作，即具备了一定的"智能"，故称之为智能仪器。

《测控仪器设计》(第4章)《测控仪器设计(第3版)》精选全文

（3）滚动轴承导轨
– 摩擦力矩小 – 运动灵活 – 承载能力大 – 调整方便 – 用于大型仪器（如万工显、三座标、测长机等）
（二）滚动摩擦导轨的组合应用
（1）滚动与滑动摩擦导轨的组合应用
– 滚动轴承导轨摩擦力小，运动灵活，用做
导向
滚动轴承和滑动导轨的组合 1—平面滑动导轨 2—滚动轴承导轨
导轨的几何精度包括导轨在垂直平面内与水平面内的直线度，导轨面间的平行度和导轨间的垂直度
（2）导轨的接触精度
垂直面内的直线度
水平面内的直线度
导轨面间的平行度
（二）导轨运动的平稳性
爬行现象：在其低速运动时，导轨运动的驱动指令是均匀的
而与动导轨相连的工作台却出现一慢一快，一跳一停的现象产生爬行现象的主要原因有： ①导轨间的静、动摩擦系数差值较大； ②动摩擦系数随速度变化； ③系统刚度差
高
液体静压
高
导轨
空气静压
高
导轨
较好较好
好好
大较低较大较低
差较好
好
要求不高
要求较高
要求高
好要求高
成本
低较高
高高
（二）标准导轨的选用
b） a）
直线球滑座系列导轨 a）直线球滑座导轨 b）球滑座LSP型结构示意图
• 1．滚珠导轨
▪ （1）双V形滚珠导轨
▪ 运动灵敏度较高，能承受不大的倾复力矩
▪ (2)双圆弧滚珠导轨
▪ 计量光学仪器中（如小型工具显微镜、投影仪等）使用
▪ 接触面积较大，接触点应力较小，变形也较小，承载能力强、寿命长。
V形滚珠导轨 a）常用双V形滚珠导轨 b）V形小圆弧导轨
c）双圆弧导轨

测控仪器设计第4版第六章测量仪器电路设计

31
(1) 信号通道干扰的抑制措施：
1、开关量信号通道中干扰的抑制措施滤除开关通道干扰的方法很多，但最为常用的是采用隔离措施，采用的器件主要是光电耦合器件
2、模拟量信号通道中干扰的抑制措施用于模拟量通道抗干扰的器件很多，主要有耦合变压器、扼流圈和光电耦合器等。
转换时间
准电源稳定
数
度
哈工大仪器学院光电测控与智能化研究所
18
二、中央处理系统设计
1、中央处理系统的作用与组成中央处理电路的作用是对测量电路系统送来的信号进行运算和处理，然后按照仪器的功能要求，向控制电路系统发出控制命令，并通过控制电路和执行器对被控参数实行控制。它同时连结着测量电路和控制电路，即连接着信息流的输入通道和输出通道，因此它是整个电路系统的中心，同时也是整个测控仪器的神经中枢。 2、传统的中央处理电路组成：
• （1）运算电路 • （2）特征值检测电路 • （3）补偿电路
19
三、控制电路设计
1、控制电路的作用
信号转换
放大驱动
作用
信号隔离
20
2、信号转换电路
信号转换电路
数/模转换电路
D/A
脉冲宽度调制电路
PWM
脉宽调制技术是基于“冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同”的原理工作的。
工作的关键。
27
噪声源
• 表征系统干扰主要指标:信噪比 S/N=10lg（PS/PN）=20lg(US/UN)
干扰源 (1) 来自信号通道的干扰
（主要是由传感器、开关量输入输出、模拟量输入输出、电路本身的固有噪声产生。）
(2) 来自电源的干扰 (3) 来自空间的辐射干扰

测控技术与仪器(课程介绍)PPT课件

主要内容
一. 测控专业简介二. 专业教学内容和知识体系三. 主要课程简介四. 课程与就业的关系五. 考研的相关学校简介
1
一、测控专业简介
测控技术与仪器隶属于仪器科学与技术一级学科。
1998年教育部颁布新的本科专业目录，把仪器仪表类11个专业（精密仪器、光学技术与光电仪器、检测技术与仪器仪表、电子仪器及测量技术、几何量计量测试、热工计量测试、力学计量测量、光学计量测量、无线电计量测试、检测技术与精密仪器、测控技术与仪器）归并为一个大专业——测控技术及仪器。
嵌入式系统设计
8/2/2024
21
实践环节
智能仪器课程设计电气控制综合实验嵌入式系统设计实验控制系统仿真实验
凌阳及PIC单片机应用 Proteus 软件及应用
必修选修
8/2/2024
金工实习
计算机技能培训计算机组装
英语翻译与写作电工电子设计
认识实习传感器课程设计单片机课程设计
生产实习控制原理仿真实验单片机应用电路设计测控专业综合实验
8/2/2024
12
本专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架
C语言、Matlab 语言、数据库技术、计算机文化基础等课程
计算机技术类课程
电工电子技术类课程
电路、模电、数电、电子 EDA、测控电路等课程
信息流
获取
处理
传输
控制
学科公共基础课
传感器技术电子测量技术
等课程
数字信号处理信号与系统、
文献检索
8/2/2024
18
知识体系
工程技术基础
主干非主干
课程体系
画法几何与工程制图电路

(完整版)测控仪器设计__总复习题和考试题

测控仪器设计试题库一、填空题1.仪器误差的来源有原理误差、制造误差和运行误差。

2、动态偏移误差和动态重复性误差在时域表征动态测量仪器的瞬态和稳态响应精度，，分别代表了动态仪器响应的和。

3.表征测量结果稳定地接近真值的程度的是正确度4.测控仪器的设计六大原则是阿贝原则、变形最小原则、测量链最短原则、坐标系基准统一原则、精度匹配原则、经济原则。

5.温度的变化可能引起电器参数的改变及仪器特性的改变，引起温度灵敏度飘移和温度零点飘移。

6.在设计中，采用包括补偿调整、校正环节等技术措施，则往往能在提高仪器精度和改善仪器性能方面收到良好的效果。

7.造型设计中常用的几何形状的尺寸比例：黄金比例、均方根比例、和中间值比例。

8.标准量的细分方法有光学机械细分法、光电细分法。

9、仪器中的支承件包括基座、立柱、机柜、机箱等。

它起着联接和支承仪器的机、光、电等各部分零件和部件的作用，其结构特点结构尺寸较大，结构比较复杂。

10、导轨是稳定和灵活传递直线运动的部件，起着确保运动精度及部件间相互位置精度的作用。

其由运动导轨（动导轨）和支承导轨（静导轨）组成。

11、导轨种类很多，按照导轨面之间的摩擦性质可分为：滑动摩擦导轨、滚动导轨、静压导轨、弹性摩擦导轨。

12、在微位移机构中，微工作台的驱动方法有步进电动机直流电动机同步电动机测速电动机。

13、测控仪器中的光电系统的组成14、光电系统的设计主要是研究中的核心技术的设计问题。

15、直接检测系统：相干检测系统：16、在光电系统设计时，针对所设计的光电系统的特点，遵守一些重要的设计原则。

17、光电系统的核心是光学变换与光电变换，因而光电系统的光学部分与电子部分的匹配是十分重要的。

这些匹配包括、。

匹配的核心是如何正常选择光电检测器件。

18、照明的种类、、、。

19. 光电系统中的光学部分与电子部分的匹配十分重要，这些匹配包括光谱匹配、、。

二、简答1、名词术语解释：灵敏度与鉴别力；示值范围与测量范围；估读误差与读数误差；分度值与分辨力极限示值界限内的一组数。

测控仪器课程设计-小车智能自动避障系统

西安郵電學院测控仪器课程设计报告书系部名称：自动化学院学生姓名：专业名称：测控技术与仪器班级：测控08042011年9月19日至时间：2011 年9月30日小车智能自动避障系统一、设计要求：以红外传感器ST188或ST178作为小车的测距传感器，进行障碍物探测。

当发现障碍物时，给出报警信号，自动适当改变行进方向继续前行。

二、设计方案分析2.1 方案设计：该系统中我们设计一个小车，以STC89C52单片机为主控制芯片，由L298N 芯片控制直流电机转动从而使小车向前跑动；通过一个红外传感器ST188实现小车自动检测障碍物。

系统中主控制器的多个I/O口作为通用I/O口分别连接L298N输出控制信号、ST188输入信号，蜂鸣器报警。

系统硬件总体设计框图如图1所示。

图 1 系统硬件框图2.2背景知识介绍：2.2.1主控制器介绍：80C51单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。

如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器、数据存储器、程序存储器、并行I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。

它们都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。

但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。

1 .微处理器该单片机中有一个8位的微处理器，与通用的微处理器基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，只是增加了面向控制的处理功能，不仅可处理数据，还可以进行位变量的处理。

2 .数据存储器片内为128个字节，片外最多可外扩至64k字节，用来存储程序在运行期间的工作变量、运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等，所以称为数据存储器。

3. 程序存储器由于受集成度限制，片内只读存储器一般容量较小，如果片内的只读存储器的容量不够，则需用扩展片外的只读存储器，片外最多可外扩至64k字节。

4. 中断系统具有5个中断源，2级中断优先权。

测控仪器设计第4版第七章光电系统设计

测控仪器设计
光源系统的选择要点
测控仪器设计
▪ 光谱能量分布：光谱匹配 ▪ 光度特性：足够的照度，如高速摄像系统、投影仪 ▪ 发光面的形状、尺寸及光源的结构 ▪ 满足功能要求：稳定性、功率、单色性、寿命 ▪ 发热少
测控仪器设计
第五节直接检测系统的设计
（一）直接检测系统的组成
光
光学
源
变换
光功率检测
测控仪器设计
第三节光电系统设计原则
▪ 三、共光路原则
在光电系统中为了实现精密测量和减小共模干扰，经常采用差动测量系统，以实现被测量与标准量的比较。
测控仪器设计
测控仪器设计
第四节、光电测量系统中的光源及照明系统
一. 常用的光源 1）太阳光，白炽灯 2）气体放电光源 3）半导体发光器件 4）激光光源
测器件输出（电压V或电流I）与入射光通量之比，即
SV
V
VW
SI
I
A/W
测控仪器设计
第二节、光电系统特性
（四）频率响应特性
即当入射光照是以一定频率变动的交换光信息时，光照频率的变化将会引起光电器件响应率的变化。一般地，响应率随光照频率升高而降低
s f
so
1
1 2
f
2
2
测控仪器设计
第二节、光电系统特性
第二节、光电系统特性
测控仪器设计
（二）光谱特性及光谱匹配为了提高光能的利用效率，要求检测器件的光谱灵敏度分布和辐射源的辐射度分布及各传输环节的透过率分布相覆盖。检测器件的输出可表示为：
I
(
)
பைடு நூலகம் 2 1
s
a
o
d
测控仪器设计

测控系统设计第4章--测控系统设计应用实例

⑷ ⑸ ⑹ ⑺

%Create a 10-point averaging FIR filter，filter x using both filter and filtfilt for comparison: Fs = 100; t = 0:1/Fs:1; x = sin(2*pi*t*3)+.25*sin(2*pi*t*40); % 10 point averaging filter b = ones(1,10)/10; y = filtfilt(b,1,x); % non-causal filtering yy = filter(b,1,x); % normal filtering plot(t,x,t,y,’—‘,t,yy,’…’)
频谱分析如果信号 x (t ) = x (t + nT ) ，则称其为周期信号；周期信号可以用付里叶级数表示为：
x (t ) = a0 + ∑ ( an cos nω 0t + bn sin nω 0 t )
n =1
∞
其中：
ω 0 = 2πf 0 =
a0 =
2π 为基波角频率； f 0 为基波频率； T 为信号的周期； T

N N max
非线性标度特性
非线性标度的分段线性化；数据校准数据校准的目的是消除系统的零点漂移、偏移、误差等；校准分为静态较准和动态较准；零点校准、量程校准、读数校准；
⑵ ຫໍສະໝຸດ ⑶零均值化处理零均值处理：红色：非零均值，黑色：零均值为便于以后的处理，常常需要将采样信号变成零均值的数据；设采样序列为 u ( n ) ，经零均值化处理后的数据序列为 x ( n ) ，则： x( n ) = u( n ) − u n = 0,1, K , N − 1 1 N −1 其中 u 为序列 u( n ) 的均值， u = ∑ u( n ) N n =0 ⑷ 零趋势化处理迭加在测量信号上的慢变信号称为趋势项；设有原始测量记录信号 u ( n ) ： x ( n ) = u ( n ) − (u + k ( n ) ) n = 0,1, K , N − 1 其中 u 为 u( n ) 的均值；而 k 则是序列 u( n ) 的平均斜率； k ( n ) = k n 为 u( n ) 序列的零趋增量； x ( n ) 是消除了趋势后，均值及斜率都为零的记录：对于线性的趋势项，可以计算出平均斜率，然后按上述方法加以滤除；对于非线性的趋势项，可以用预测算法计算 k ( n ) ，也零趋势化处理可以采用分段拟合技术滤除；