压力检测系统设计论文
压力检定毕业论文
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压力检定毕业论文压力检定毕业论文摘要:本文主要通过对压力检定的介绍和分析,介绍了压力检定的基本原理及其在工业生产中的重要性,并详细阐述了压力检定的三种方法。
最后结合实际案例,说明了压力检定在工业生产中的应用。
关键词:压力检定、基本原理、方法、应用。
一、引言随着工业技术的不断进步和社会经济的快速发展,各种工业设备的使用和维护越来越受到重视。
而在工业生产中,压力检定是非常重要的环节之一,对于保障设备的运行安全和生产质量有着至关重要的作用。
因此,了解压力检定的基本原理和方法,以及其在实际应用中的具体操作流程,对于提高工业生产的效率和可靠性具有重要意义。
二、压力检定的基本原理压力检定是指利用各种现代检测技术和仪器设备,对压力设备、容器、管道等进行定量的测量,从而确定其实际的压力值,并与标准数值进行比较,以判断设备的性能是否符合要求。
其中,压力检定的基本原理是利用压力传感器或压力计等设备对被测物体上的压力进行测量,并将其与标准值进行比较,从而得出其误差大小。
通常情况下,压力检定的误差允许范围为正负0.5%,如果误差超过了这个范围,就需要对设备进行维修或更换,以保证工业生产的安全和正常运行。
三、压力检定的方法1、对比法对比法是最基本的压力检定方法之一,它是通过将被测仪器和标准仪器进行对比,从而得出其误差值。
其中,标准仪器通常是指有较高准确度的压力计或压力传感器等设备。
在进行对比之前,需要对标准仪器进行校准,以确保其准确度和稳定性。
对于被测仪器的检定,需要将其连接到标准仪器上,并进行相应的操作和测量。
通过对两者的差异进行计算,就可以得出被测仪器的误差值。
2、比重法比重法是一种基于液体比重的压力检定方法,它是通过将被测装置浸入已知密度的液体中,根据液面的上升或下降量来计算出被测装置所受的压力大小。
其中,比重法的误差主要影响因素是测量方式和被测仪器的密度,因此在实际操作中需要特别注意。
3、移位法移位法是一种通过比较两位置的压力差来确定被测物体所受压力大小的方法。
远程压力监测系统设计与实现电气工程及其自动化学士学位论文
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xx学院HUIZHOU UNIVERSITY毕业论文(设计)中文题目:远程压力监测系统设计与实现英文题目:The Design And Implementation of The Remote Pressure Detection System姓名学号专业班级10电气工程及其自动化1班指导教师讲师提交日期2014年5 月11 日远程压力监测系统的设计与实现作者: 专业班级: 10电气(1)班指导老师: 职称: 讲师(惠州学院电子科学系, 广东, 惠州, 516007)摘要远程通信技术是现代实现智能化的重要技术之一,在未来具有广阔的应用和发展的空间。
而压力测量技术在军事,工业,生活中随处可见,占据着不可忽视的地位。
因此,将压力测量技术与远程通信技术相结合成的远程压力监测系统具有重要的研究价值。
本文介绍了基于STC89C51单片机的一种远程压力监测系统。
采用压力传感器以及远程通信模块,利用Labview这一个基于图形化的编程语言的虚拟仪器集成开发环境,将在下位机测量的压力值远程的在上位机实时的显示出来,从而实现远程压力的监测。
其具有系统简单,灵活性高,实时性好等特点。
关键词:压力监测远程 Labview 单片机The design and imjplementation of the remote pressure detectionsystemAuthor: Chen Pingyang Professional classes: 10 Electrical Engineering and Automation classes (1)Instructor: Xie Heng Title: Lecture(Huizhou University, Department of Electronic Science, Guangdong, Huizhou, 516007)AbstractRemote communication technology is an important technology of the modern intelligent, has broad application and development space in the future. The pressure measurement technology in military, industrial, life everywhere, occupy the position can not be ignored. Therefore, the pressure measurement technology and telecommunications technology combined into a remote pressure monitoring system has important research value.This paper describes a remote pressure monitoring system based on SCM STC90C51. Using pressure sensors and remote communications module, this one based on the use of Labview graphical programming language integrated development environment of virtual instrument, will be displayed in real time on a remote host computer the next bit machine pressure values measured, enabling remote monitoring of pressure. It has a system of simple, high flexibility, good real-time characteristics.Keywords: Pressure Monitoring Remote Labview SCM目录第一章绪论 (1)1.1 本课题的提出及意义 (1)1.2 研究现状 (1)1.2.1 数据采集系统 (1)1.2.2 虚拟仪器 (2)1.2.3 无线通信 (3)1.3 本课题的研究内容 (3)第二章监测系统的硬件设计 (5)2.1 硬件设计的整体方案 (5)2.2 器件的选择 (5)2.2.1 处理器 (5)2.2.2 传感器 (6)2.2.3 AD转换芯片 (7)2.2.4 无线模块 (9)第三章测量系统的软件设计 (11)3.1 软件的整体设计方案 (11)3.2下位机编程 (11)3.2.1下位机软件开发环境——Keil C51简介 (11)3.2.2 编程思路和整体流程 (12)3.3 上位机编程 (14)3.3.1 上位机软件开发环境——LabVIEW简介 (14)3.3.2编程思路和流程 (14)第四章远程压力监测系统调试 (18)4.1 调试过程 (18)4.2 调试结果 (20)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)附录1:单片机程序 (24)附录2:Labview程序 (27)第一章绪论1.1 本课题的提出及意义远程通信技术是现代实现智能化的重要技术之一,在未来具有广阔的应用和发展空间。
智能压力检测系统的设计
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题目:智能压力检测系统的设计基于单片机的智能压力检测系统的设计摘要压力是工业生产过程中的重要参数之一。
压力的检测或控制是保证生产和设备安全运行必不可少的条件。
实现智能化压力检测系统对工业过程的控制具有非常重要的意义。
本设计主要通过单片机及专用芯片对传感器所测得的模拟信号进行处理,使其完成智能化功能。
介绍了智能压力传感器外围电路的硬件设计,并根据硬件进行了软件编程。
本次设计是基于AT89C51单片机的测量与显示。
是通过压力传感器将压力转换成电信号,再经过运算放大器进行信号放大,送至8位A/D转换器,然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号,再经单片机转换成LED显示器可以识别的信息,最后显示输出。
而在显示的过程中通过键盘,向计算机系统输入各种数据和命令,让单片机系统处于预定的功能状态,显示需要的值。
本设计的最终结果是,将软件下载到硬件上调试出来了需要显示的数据,当输入的模拟信号发生变化的时候,通过A/D转换后,LED将显示不同的数值。
关键词:压力;AT89C51单片机;压力传感器;A/D转换器;LED显示;Design of pressure detecting system based on single-chipAbstractPressure is one of the important parameters in the process of industrial production. Pressure detection or control is an essential condition to ensure production and the equipment to safely operating, which is of great significance. The single-chip is infiltrating into all fields of our lives, so it is very difficult to find the area in which there is no traces of single-chip microcomputer. In this graduation design, primarily through by using single-chip and dedicated chip, handling of analog signal measured by the sensor to complete intelligent function. This design illustrates external hardware circuit design of intelligent pressure sensor, and conduct software development to the hardware.The design is based on measurement and display of AT89C51 single-chip. Thisis the pressure sensors will convert the pressure into electrical signals. After using operational amplifier, the signal is amplified, and transferred to the 8-bit A/D converter. Then the analog signal is converted into digital signals which can be identified by single-chip and then converted by single-chip into the information which can be displayed on LED monitor, and finally display output. In the course of show, through the keyboard to input all kinds of data and commands into the computer, the single-chip will locate in a predetermined function step to display required values.The end result of this design is that by downloading software to the hardware, it will get the data which is required to display by debugging. When the input analog signals change, the LED monitor will display different values through the A/D converting.Key words:pressure; AT89C51 single-chip; pressure sensor; A/D converter; LED monitor;目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 基于单片机的智能压力检测的原理 (2)1.2.1 压力的概念 (2)1.2.2 测量压力的意义 (3)第二章基于单片机的智能压力检测系统的硬件设计 (4)2.1 压力传感器 (4)2.1.1 压力传感器的选择 (4)2.1.2金属电阻应变片的工作原理 (4)2.1.3电阻应变片的基本结构 (6)2.1.4 电阻应变片的测量电路 (6)2.2 信号放大电路 (8)2.1.2 放大器的选择 (8)2.2.4 三运放大电路 (9)2.3 A/D转换器 (10)2.3.1 A/D转换模块器件选择 (10)2.3.2 A/D转换器的简介 (10)2.3.3 配置位说明 (11)2.3.4 ADC0832工作时序图 (12)2.3.3 单片机对ADC0832的控制原理 (13)2.4 单片机 (14)2.4.1 AT89C51单片机简介 (14)2.4.2主要特性.... (15)2.4.3 管脚说明 (15)2.4.5 芯片擦除 (17)2.5 单片机于键盘的接口技术 (18)2.5.1 键盘功能及结构概述 (18)2.5.2 键盘抖动及去除 (18)2.5.3 单片机与键盘的连接 (19)2.6 LED显示接口 (21)2.6.1发光二极管及LED显示器 (21)2.6.2七段数码显示器 (22)2.6.3 LED数码管静态显示接口 (24)第三章软件设计 (26)3.1 A/D转换器的软件设计 (26)3.1.1 ADC0832芯片接口程序的编写 (26)3.2 单片机与键盘的接口程序设计 (27)3.4 LED数码管显示程序设计 (28)第四章总结 (30)参考文献 (31)附录A (32)附录B (33)致谢 (38)第一章绪论1.1 研究背景近年来,随着微型计算机的发展,他的应用在人们的工作和日常生活中越来越普遍。
强力推荐:基于虚拟仪器的压力监测系统(毕业设计)
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摘要生产过程参数的智能监测是实现自动化的重要标志,监测到的数据需要进行实时采集、传送、处理。
随着计算机技术、通信技术的迅速发展,虚拟仪器率先由美国于20世纪80年代末研制成功,它是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物。
其运用配套的虚拟仪器开发软件,借助PC机超强的计算处理能力而被广泛的运用于工厂的各种数据监测与处理。
本设计为多通道压力监测系统,用来监测来自各处不同的压力变化情况。
实现4路压力的实时监测、波形显示。
具体为应用LabVIEW 图形化编程软件和LabJackU12数据采集卡设计4通道压力监测系统,采用压力传感器,对4路压力数据进行采集、分析处理、存储显示,实现压力数据的曲线和数字实时显示,并具有超限报警功能,并对数据进行统计分析,利用EXCEL工具箱实现报表输出。
本系统包括三个基本硬件部分:压力传感器,数据采集卡,PC机。
其中,压力测量利用AK-4型数字压力传感器,传感器输出的4-20mA信号送入调理电路转换为1-5V电压信号,再送入LabJack U12数据采集卡将模拟量到数字量的转换,并输入到PC机中,然后利用PC机中的LABVIEW图形化编程软件将输入的电压信号处理输出并且显示,并对信号进行分析对超限信号起到报警功能。
关键词:压力监测 LABVIEW 数据采集ABSTRACTIntelligent monitoring of the production parameters is an important symbol to automate. The monitoring of the data requires real-time acquisition, transmission, processing. With computer technology, communication technology, the rapid development of the first virtual instrument was developed in the late 80 by the United States in the late 20th century, the successful development of computer systems and equipment, it is the product of the combination system technology. Its application supporting the development of virtual instrument software, with PC-super-computing processing power has been widely used in a variety of plant data monitoring and processing.The design for the multi-channel pressure monitoring system, used monitor the pressure from changes in various parts. Pressure to achieve 4-way real-time monitoring, waveform display. Specifically for the application of LabVIEW graphical programming software and LabJackU12 Data Acquisition Card Design 4-channel pressure monitoring system, using pressure sensors, pressure on the 4-way data collection, analysis and processing, storage, display, realization of the curve of pressure data and digital real-time display, and has The more limited alarm functions, and statistical analysis of data using EXCEL toolbox to achieve report output.The system consists of three basic hardware components: pressure sensors, data acquisition card, PC machine. Among them, pressure measurement using AK-4 type digital pressure sensor, the sensor output 4-20mA signal into the conditioning circuit is converted to 1-5V voltage signal, and then into the LabJack U12 data acquisition card will be analog to digital conversion, and enter the to a PC machine and then use the PC, the LABVIEW graphical programming software to input the output voltage signal processing and displays, and signal analysis of the overrun alarm signal to play.Key words: Pressure monitor Labview Data acquisition目录第一章绪论 (5)1.1 引言 (5)1.2课题的提出与意义 (6)1.3课题的实现 (6)第二章压力监测系统总体设计 (7)2.1设计思路 (7)第三章压力传感器 (9)3.1压力传感器定义 (9)3.2压力传感器分类 (9)3.3传感器的使用原则 (9)3.4传感器的选用 (11)3.4.1 传感器的选用 (11)3.4.2 AK-4型压力传感器特点 (12)3.4.3 AK-4型压力传感器性能技术指标 (12)第四章数据采集 (13)4.1数据采集 (13)4.2L ABJACK数据采集卡 (13)4.2.1LabjackU12简介 (14)4.2.2数据采集硬件配置 (15)4.2.3数据采集的软件驱动 (15)第五章虚拟仪器的概述 (17)5.1虚拟仪器的概念 (17)5.2虚拟仪器的组成 (18)5.3虚拟仪器的特点及优势 (20)5.4虚拟仪器与传统仪器的比较 (21)第六章软件设计 (23)6.1程序主界面 (23)6.2程序各部分设计 (25)6.2.1存盘程序的后面板界面 (25)6.2.2 Labjack信号采集 (26)6.2.3 信号采集的通道设置 (27)6.3压力监测功能的实现 (28)总结 (30)谢辞 (31)参考文献 (32)第一章绪论1.1引言压力是人们所熟知的名词,在认知中的压力定义有很多,施加在物体上的力则是普遍认为。
基于单片机压力检测系统设计
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学号: xxxxxxxxx 大学毕业设计(论文)(xxxx届)题目基于51单片机的压力检测系统设计学生 xxxx学院 xxxxxxxxxxxxxxxx 专业班级 xxxxxxxx校内指导教师 xxxx 专业技术职务 xxxxxx校外指导老师专业技术职务二〇xxx年六月基于51单片机的压力检测系统设计摘要:本设计借助压力传感器将压力信号转换成电信号,经过信号放大,使用高精度A/D转换器件,将模拟信号转换成数字信号,再经单片机运算处理转换成LCD液晶可以识别的信息,最后显示输出。
初始化后可以重设阈值,系统能够实现手动存储八个以内的数据,并可以查询历史记录,对存储的数据进行统计分析,并且在实时压力检测的过程中,预警电路一直监视系统的运行。
本设计根据压力传感器零点补偿与非线性补偿原理,设计出了测量压力传感器的硬件电路。
采用单片机设计实现,具有精度高、功能强等特点。
但是由于自身的稳定性其测量结果仍存在误差。
本课题设计的压力检测系统具有压力测量、超重报警、压力存储及历史数据查阅和压力值数据的统计分析。
该系统的压力检测范围为0-10Kg,测量精度可以达到10g,具有高精度,低成本,易携带的特点。
采用LCD12864液晶显示测量结果,比传统压力检测系统的精确度更高和直观性更好。
另外,该系统电路简单,成本低,使用寿命长,应用范围广等优点。
关键词:压力传感器;A/D转换器;LCD12864Design of pressure detection system based on MCU 51Abstract:Using pressure sensor converts the pressure signal into electrical signal, after amplification, using high precision A/D conversion device that converts analog signals into digital signals in this design, then through single chip microcomputer processing into the information that LCD can identify, at last displaying and outputting information. After initialization the system can reset the threshold, achieve storing within eight data manually, and can query the history records, the the stored data and in the process of real-time pressure detection, early warning circuit has been monitoring the operation of the system.This paper according to the principle of zero compensation and nonlinear compensation for pressure sensor, designing measuring pressure sensor hardware. Single-chip implementation has the characteristics of high precision, strong function. Because of its stability errors still exist in the measurement. The topic functions for pressure detection system are overweight alarm, storage, statistical analysis of historical data access and pressure value. The measurement range of the system is from 0 to 10 kg, measurement accuracy can reach to 10 g. It has the advantage of high precision, low cost, easy to carry. Measurement results display with LCD 12864 , Contrast to the traditional pressure test system, it has higher accuracy and intuitive. In addition, the system circuit is simple, low cost, long service life and wide scope of application.Key words:Pressure sensor; A/D converter; LCD12864目录1 引言研究背景及意义近年来,微型计算机越来越普遍地应用于人们的日常工作、生活中。
压力检测与控制试验系统设计报告大学论文
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青岛理工大学自动化工程学院检测技术与控制仪表课程设计报告题目压力检测与控制实验系统设计专业班级姓名学号指导教师2016 年12 月28 日压力检测与控制试验系统设计设计任务1、设计参数上位水箱尺寸:800×500×600mm,上位水箱离地200mm安装,通过直径为20mm的PVC管道与其他设备相连,设备离地30mm,要求测量设备入口处的压力。
测量误差不超过压力示值的±1%。
2、设计要求(1)上位水箱通过水泵供水,通过变频器控制水泵的转速;(2)通过查阅相关设备手册或上网查询,选择压力传感器、调节器、调节阀、变频器、水泵等设备(包括设备名称、型号、性能指标等);(3)设备选型要有一定的理论计算;(4)用所选设备构成实验系统,画出系统结构图;(5)列出所能开设的实验,并写出实验目的、步骤、要求等。
摘要压力参数指标在工业化生产中有着广泛的应用,诸类仪表中,变送器的应用最为广泛、普遍,变送器大体分为压力变送器和差压变送器。
压力测量对于保障正常的工业化生产有着重要的意义,对于本测控电路的设计,通过智能微压力(差压)变送器将物理型号变成电信号后,在经过模数转换芯片ADC0809输送到单片机中所进行的硬件电路设计。
通过80C51单片机的编程设计,完成对硬件电路的控制作用。
ADC0809是美国国家半导体公司生产的CMOS工艺8通道,8位逐次逼近式A/D模数转换器。
然后连接LED显示器,显示测量时的动态数据。
本次课题设计最终结果是对输入信号进行显示与对比,而后输出最终结果,并且在LED 上显示最终结果。
关键词:WLY-KC微压力(差压)变送器,ADC0809转换器,压力传感器,A/D转换器,LED显示器ABSTRACTThe pressure parameter index is widely used in industrial production, and the transmitter is widely used in all kinds of instruments. Pressure measurement is of great significance to guarantee the normal production of industrialization, for the design of measurement and control circuit, through the intelligent micro pressure (differential pressure) transmitter physical models into electrical signals, after analog-to-digital conversion chip ADC0809 delivered to the hardware circuit design of MCU in the. Through the 80C51 microcontroller programming, to complete the control of the hardware circuit. ADC0809 is produced by National Semiconductor Corporation Ns CMOS process 8 channel, the 8 bit successive approximation A/D analog to digital converter. Then connect the LED monitor to display the measured dynamic data. The final result of the design of the subject is to display and contrast the input signal, and then output the final results, and display the final results on the LED.KEY WORDS:WL Y-KC micro pressure (differential pressure) transmitter, ADC0809 converter, pressure sensor, A/D converter, LED display目录前言 (6)一、系统结构 (7)1.1压力检测与控制试验系统的结构图: (7)1.2 总体结构设计的思路: (7)1.3一个完整的压力检测系统包括:取压口;引压管路和压力检测仪表 (8)1.31系统结构图 (8)1.32一个简单的压力检测系统示意图(下图) (8)二、方案设计与模块选择 (9)2.1传感器输出电路 (9)2.2变频器选型 (9)2.2.1变频器的工作原理 (9)2.2.2变频器选型时要确定以下几点 (9)2.2.3变频器所选型号: (10)2.3水泵的选型 (10)2.4 压力传感器的选型 (11)2.5调节器 (11)2.5.1 DDZ-III型调节器电路结构图: (11)2.5.2 基型调节器PD控制规律图: (12)2.6 调节阀: (12)2.7 设计的控制系统回路 (12)三、具体硬件电路实现 (13)3.1供电电路 (13)3.2压力感应电路 (14)3.3放大和滤波电路 (15)3.4压力显示电路与反馈控制 (16)四、开设的试验项目应变式压力传感器特性实验 (16)4.1、实验目的: (16)4.2、实验仪器: (17)五、课程设计总结 (17)参考文献 (18)前言随着科学技术的发展与生产技术的提高,传感器技术已经渗入日常生活之中。
一种压力检测系统设计与实现
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一种压力检测系统的设计与实现[摘要]本文研究了一种精密数字气压计的软硬件实现方法。
此数字气压计能够实时显示所测气压值。
该方法通过气压传感器获得与大气压相对应的模拟电压值,并经过v/f变换输入到单片机进行处理,从而实时显示相应的气压值。
用本文所述的方法制成的气压计携带方便,操作简单,精确度高,完全符合设计要求。
[关键词]压力检测系统设计实现中图分类号:tp29 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)07-0078-011.引言传统的气压测量方法有很多,例如水银气压计和机械震筒式空盒气压计,但它们的结构复杂、体积庞大、测量精度低,不便于自动遥测。
目前,气压传感器正朝着小型化、集成化、智能化、标准化的方向发展,在性能上追求高稳定性、高灵敏度、高分辨率、低功耗、宽温度范围等。
本文提出了一种基于压力传感器实现高度测量的设计方案,其系统体积小、质量轻、精度高、数据稳定、响应快、功耗低。
2.基于单片机的数字气压计的发展和应用2.1 关于单片机单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器cpu随机存储器ram、只读存储器rom、多种i/o口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、a/d转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
2.2 单片机的特点及应用单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。
由于单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、功耗低、控制功能强及运算速度快等等特点。
因而在国民经济建设、军事及家用电器等各个领域均得到了广泛的应用。
按照单片机的特点,其应用可分为单机应用与多机应用。
2.3 关于气压计气压计是利用压敏元件将待测气压直接变换为容易检测、传输的电流或电压信号,然后再经过后续电路处理并进行实时显示的一种设备。
其中的核心元件就是气压传感器,它在监视压力大小、控制压力变化以及物理参量的测量等方面起着重要作用。
《基于皮电和脉搏波的心理压力检测系统设计与研究》范文
![《基于皮电和脉搏波的心理压力检测系统设计与研究》范文](https://img.taocdn.com/s3/m/ad66aa16ce84b9d528ea81c758f5f61fb736288a.png)
《基于皮电和脉搏波的心理压力检测系统设计与研究》篇一一、引言随着现代社会节奏的加快和工作压力的增加,心理压力已经成为一个普遍存在的健康问题。
因此,研究一种准确、高效的心理压力检测方法具有重要的实践意义。
本论文主要研究基于皮电和脉搏波的心理压力检测系统设计与研究,以期通过科学的手段准确反映个体心理压力的变化。
二、背景及意义近年来,皮电和脉搏波等生理参数与心理压力的关系日益受到研究者的关注。
心理压力通常与人体神经系统的兴奋程度有关,这会影响皮肤电导水平和脉搏波动的变化。
因此,通过实时监测和分析这些生理参数,我们可以对个体的心理压力进行评估和预测。
本论文旨在设计并研究一种基于皮电和脉搏波的心理压力检测系统,其意义在于:首先,有助于实现个体心理压力的实时监测和评估;其次,有助于个体更好地了解自身心理压力状态,以便及时调整情绪状态;最后,该系统可以用于医学、教育、心理治疗等多个领域,具有重要的实用价值。
三、系统设计(一)硬件设计本系统主要包含传感器模块、信号处理模块、通信模块等部分。
传感器模块负责实时监测皮电和脉搏波等生理参数;信号处理模块负责对采集到的生理信号进行预处理和特征提取;通信模块负责将处理后的数据传输至计算机端进行分析和存储。
(二)软件设计软件部分主要包含数据采集、信号处理、特征提取、心理压力评估等模块。
数据采集模块负责从传感器中获取生理信号;信号处理模块负责对信号进行滤波、放大等处理;特征提取模块从处理后的信号中提取出与心理压力相关的特征;心理压力评估模块则根据提取的特征对个体心理压力进行评估。
四、研究方法本研究采用理论分析、实验验证等方法进行研究。
首先,对皮电和脉搏波与心理压力的关系进行理论分析,探讨其可行性;其次,通过实验验证系统的准确性和可靠性;最后,对实验结果进行统计分析,得出结论。
五、实验结果与分析(一)实验结果通过实验验证,本系统能够实时监测和提取皮电和脉搏波等生理参数,并从这些参数中提取出与心理压力相关的特征。
毕业设计(论文)汽车轮胎压力监测报警系统
![毕业设计(论文)汽车轮胎压力监测报警系统](https://img.taocdn.com/s3/m/b5e83dd8227916888486d7f6.png)
毕业设计(论文)汽车轮胎压力监测报警系统大学电子工程毕业设计论文学生姓名专业电子信息工程班级学号指导教师2 年月摘要随着汽车工业的发展和道路交通网络的扩大由此而引起的安全问题在人们的生活中也是曰益严重引发的交通事故也在不断增多其中由轮胎气压引起的事故比例非常之高使得人们对的轮胎气压的关注日益密切汽车轮胎压力监测技术是一种能切实有效的防止和减少由于轮胎引起的交通事故的方法本设计介绍轮胎压力监测系统TPMS的电路设计和相关技术问题TPMS系统由压力传感器模块和中央接收机组成压力传感器SP12微控制器和433 MHz收发一体射频IC nRF401 组成了压力传感器模块负责轮胎压力的采集和发射然后接收机接收压力信息并进行处理该系统可随时测定每个轮胎内部的实际温度压力值及时报警有效避免事故的发生关键词TPMS轮胎压力监测射频压力传感器微控制器ABSTRACTAlong with the development of the automobile industry and the extension of the road transportation network the resulting security problems in peoples lives is also became serious day by dayand the amount of traffic accidents has increasedThe accidents caused by tire pressure takes a large percent of total amount so that people have to concentrate on tire pressureTire pressure monitoring technique is a possible way to decrease the amount of traffic accidents caused by tire pressure Introduced emphatically realize tire pressure monitoring system TPMS circuit design and related technical problems TPMS system is consists of pressure sensor module and central receiver module Pressuresensor module which is used to collect tire pressure and send it out is consists of pressure sensor SP12 micro controller and 433 MHz send and receive an IC nRF401 of rf Receiver module receive pressure information and work on itThe module can catch each tires pressure and the real temperature inside the tires in any time and give out alarm in time it helps drivers avoid accidents effectivelyKeywords TPMS tire pressure monitoring RF pressure sensor MCU目录第1章绪论- 1 -11 课题研究的背景和意义 112 本课题研究的热点及发展现状 1com究和发展概况 2com究和发展的概况 2第2章系统设计 421 方案论证 4com胎压力监测报警系统的基本工作原理 4com案 4com方案比较 6com 722系统硬件电路设计 7com 单片机控制模块 7com路 10com线的结构 14com电路 15com LCD显示 17com耗 23第3章汽车轮胎压力监测系统的软件设计 243 1 采样端的软件设计 24com意的问题 24com工作流程介绍 25com的软件流程设计 26com步串行通讯 2732接收端软件设计 29com的通信流程介绍 30com的软件流程设计 3133 PROTEUS 仿真 33第四章结论 35第5章社会效益和经济效益 37 致谢 39参考文献 40附录1 系统硬件原理图 43附录2 部分程序清单 45第1章绪论11 课题研究的背景和意义随着汽车工业的不断发展交通越来越便利而随之引发的交通事故也在不断增多其中由于轮胎的气压引起的比例非常高这就使得人们需要对行驶中的轮胎气压进行关注轮胎气压影响着汽车的使用性能和轮胎的寿命当前轮胎爆胎疲劳驾驶超速行驶已经成为高速公路事故的三大杀手其中轮胎爆胎由于其不可预测性和无法控制而成为首要因素有人曾经用一句话来概括轮胎的重要性当一个人坐到汽车里面以后这个人实际上就交给了汽车一旦汽车行驶起来这个人实际上就全部交给了汽车在汽车的高速行驶过程中轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的也是突发性交通事故发生的重要原因据统计在中国高速公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起的而在美国这一比例则高达80%怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题据国家橡胶轮胎质量监督中心的专家分析保持标准的汽车轮胎气压正常与稳定和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键而汽车轮胎压力监视系统 Tire Pressure Monitoring System简称TPMS 毫无疑问将是理想的工具在客车和轻型卡车上必须安装轮胎气压监测系统 TPMS 以便在轮胎气压低于规定值时发出警报于是汽车轮胎气压监测技术应运而生在未来汽车上加装轮胎压力监测系统TPMS也必将和ABS安全气囊一样是必然的发展趋势轮胎压力监测系统全天候对轮胎里的压力进行监测对轮胎的漏气和低压高压进行报警使车辆始终处于安全运行状态12 本课题研究的热点及发展现状伴随着城市交通技术的不断发展人们在享受高速公路高效便捷方式的同时随之引发的交通事故率也在提高其中由于轮胎的气压引起的比例高达80%这种现象使得人们要对行驶中的轮胎气压进行监测一些发达国家陆续推出了相关法案美国的TREAD法规要求新车装配中必须装配能够对行驶中的轮胎气压实时监测的安全电子装置因此在未来汽车上加装轮胎压力监测系统TPMS也必将和ABS 安全气囊一样是必然的发展趋势轮胎压力监测系统全天候对轮胎里的压力进行监测对轮胎的漏气和低压高压进行报警使车辆始终处于安全运行状态com究和发展概况早在2001年美国就通过了TRAD法案法案要求到2007年所有在美国销售的新车都必须将TPMS作为标准配置美国国家公路交通安全管理局 NHTSA 2002年颁布的法规要求监控器在轮胎气压低于生产商推荐值的25%~30%时向司机报警建议从2004年开始薪车应安装轮胎气压监控系统 TPMS 继美国之后欧洲也制定相应的法规要求其国内的汽车厂商安装TPMS在2004年美国印地安纳波利斯博览会上.加拿大斯马轮胎设备公司推出了世界上第二套摩托车轮胎专用TPMS第一套是由英国Metasystem公司2002年推出的该产品能够在摩托车行驶中监测和显示每条轮胎的充气内压和温度信息如果出现偏差就会通过报警灯提醒骑乘者注意日本阿尔卑斯电气公司开发的不需电池的汽车轮胎气压监测系统最近通过有关试验验证符合欧洲及美国的电磁波相关法律规定今后将以行驶条件及轮胎种类等因素的影响为中心进行评测计划在欧美日本等地进行实地试验2004年8月开始提供样品2006年投入批量生产国外的TPMS产品已经相当成熟能够经受57万公里的使用测试现在国外的TPMS的研发重点在于开发无源的TPMS如采用SAW这类无源器件的频率变化来监测轮胎压力的变化com究和发展的概况在2003年11月24日颁布的中华人民共和国国家标准《机动车运行安全技术条件征求意见稿》中对安装轮胎压力检测装置作出了说明车长大于6米的长途客车和旅游客车最大设计总质量大于1.2吨的载货汽车和载货牵引车应安装轮胎压力报警装置有关部分机动车应安装轮胎压力报警装置的要求自本标准发布之日起第25个月开始对新注册车实施由于目前国家没有强制性规定必须安装TPMS装置而载货汽车的所有权大多属于货运公司载货汽车轮胎数量多安装TPMS 装置费用高昂一般货运公司不愿意承担如此高的费用而家用轿车轮胎使用环境远比载货汽车好且城市路面质量高轮胎可能造成的威胁比较小私家车主通常不够重视因此无论前装市场还是后装市场TPMS都处于尴尬的地位但是着眼未来国家迟早会颁布强制性TPMS安装规定尤其大型载货汽车安装TPMS是非常必要的因此市场前景广阔目前大部分厂家都处在研究开发阶段出货量不高全国开展TPMS研究的厂家接近200家专业的TPMS厂家大约为30家TPMS的研究在中国刚刚起步目前各厂家的重点并非是如何开拓市场而是如何提高产品性能和质量目前国内的TPMS系统问题不少车内需配备专用的主机显示屏需要在车内固定和接线安装繁琐影响美观整车厂难以配装不能设定标准胎压无法保障轮胎合理使用不具备抗干扰的清晰语音提示报警功能会造成驾驶员视线转移因射频效率编码纠错性能差在恶劣环境下漏报严重直接式TPMS产品无线信号传输的稳定性可靠性不足电池寿命问题传感器寿命和耐久性问题此外TPMS零组件主要靠进口缺乏自主知识产权的产品第2章系统设计21 方案论证com胎压力监测报警系统的基本工作原理本系统通过全天候对轮胎里的压力进行监测对轮胎的漏气和低压高压进行报警使车辆尽可能始终处于安全运行状态图21 系统原理方框图⑴在数据采集及发射这部分系统中数据采集模块首先将汽车轮胎内压力温度等情况通过传感器采集给MCU经MCU编码后由射频发射给驾驶室内的接收系统⑵在数据接收及处理这部分系统中数据接收模块将数据进行解调以便将模拟信号转换成数字信号然后交由MCU进行解码处理后将信息传送到显示报警模块在显示报警模块中系统将经过处理的数据显示在显示电路中并对危险情况进行报警com案方案1本方案如图22所示该方案采用MC33594作为RF接收芯片采用MC68HC908RF2作为轮胎结点主控芯片和发射芯片方案采用的传感器为MPXY8020属于硅集成式压力传感器由于生产工艺的限制硅集成电容式压力传感器往往测量精度比较低MC68HC908RF2发送部分的基本参数可工作在315434868MHz发射功率5dBm116-135mAT 85℃315MHz434MHzMC33594图22 方案一原理方框图方案2本方案采用的轮胎压力传感器选用MicrochiP公司的PICl6F628A低功耗8位MCU压力传感器选用英飞凌的SPl2射频IC选用N0rdic公司的nRF40l 图23方案二原理方框图com方案比较⑴精确度方案一中MPXY8020是硅集成电容式压力传感器测量精度比较低而方案二中英飞凌的SPl2是一种硅压阻式压力传感器测量精确度较高内部同时具有一个温度传感器一个加速度传感器和一个电量检测器此外英飞凌TPMS 传感器最大的一个优势是有SPI接口设计上将更有弹性⑵功耗MPXY8020为了实现低功耗运动开关或是内部加速度传感器必不可少所以方案一的传感器需要外扩运动开关而方案二中SPl2内建惯性传感器可侦测车轮运转多数时间汽车处于静止状态通过惯性传感器的辅助可大幅度节省电量相对于方案一中的两种芯片PICl6F628A具有更卓越的低功耗工作能力能提供ICSP编程方式能够完全满足设计要求⑶抗干扰性因为在方案一中轮胎模块的发射器与微处理器是集成在一个芯片上的所以抗干扰能力比较强在轮胎这种恶劣的工作环境中稳定性较强方案二的传感器虽然精度较高但是轮胎模块的集成度不够高抗干扰能力相对较弱com通过上述方案的比较最终确定选择方案二方案二具有更高的测量精确度低功耗性能和较高灵活度虽然集成度的提高可以缩短产品的研发周期但却会增加研究的被动性将MCU脱离出来一则增加的了选择的灵活度二则更有利于了解系统的局部构架分离器件的系统一旦设计出来再要设计集成器件系统就不存在障碍了虽然方案二的干扰性相对方案一较弱但总体来说设计方案二要优于方案一因此最终方案选择方案二22系统硬件电路设计com 单片机控制模块PIC16F628A单片机是18引脚的8位CMOS闪存单片机具有多用途低成本高性能和全静态的特点所有PICmicro单片机均采用先进的RISC架构PIC16F628A 具有增强的内核功能8级深度的堆栈以及多种内部和外部中断源哈佛架构独立的指令总线和数据总线允许同时取14位宽指令字与独令需要两个周期以外的所有指令都能在单个周期内执行总共有35条指令精简指令集可用PIC16F628A单片机与同类的其他8位单片机相比通常能实现21的代码压缩率和4倍的速度提升其引脚如图24所示图24 PIC16F628A的引脚图PIC16F628A器件集成了很多功能部件从而减少了外部元件的使用因此降低了系统成本提高了系统可靠性并降低了功耗PIC16F628A有8种振荡器配置单引脚的RC振荡器提供了低成本的解决方案LP振荡器可将功耗降至最低XT是标准晶振而INTOSC是独立的高精度双速内部振荡器HS模式是高速晶振EC模式则是采用外部时钟源休眠断电模式可以节能用户可以通过几种外部中断内部中断以及复位将芯片从休眠状态唤醒高可靠性的看门狗自带了片上RC振荡器能够避免程序锁死PIC单片机的特点如下1高性能 RISC CPU1 工作速度可从DC到20MHz2 中断能力3 8级深度硬件堆栈4 直接间接和相对寻址模式5 35条单字指令6 除了转移指令以外所有指令均为单周期指令2单片机的特殊功能1 内部和外部振荡器选择- 高精度的内部4MHz振荡器出厂时精度校准为±1 - 低功耗内部48kHz振荡器- 可使用晶振和谐振器作为外部振荡器2 节能的休眠模式3 PORTB上有可编程的弱上拉功能4 主复位输入引脚复用5 看门狗定时器带有独立的振荡器能保证可靠的运行6 低电压编程7 在线串行编程8 可编程代码保护9 欠压复位10 上电复位11 上电延时定时器和振荡器起振定时器12 宽工作电压范围com13 工业级和扩展级温度范围14 高耐用性闪存EEPROM单元- 闪存可经受10万次写操作- EEPROM可经受100万次写操作- 数据保持期为40年3低功耗功能1 待机电流- 当电压为20V时典型值为100nA2 工作电流- 当频率为32kHz电压为20V时典型值为12μA - 当频率为1MHz电压为20V时典型值为120μA 3 看门狗定时器电流- 当电压为20V时典型值为1μA4 Timer1振荡器电流- 当频率为32kHz电压为20V时典型值为12μA 5 双速内部振荡器- 有4MHz和48kHz两种频率可供选择- 从休眠状态唤醒4μs30V典型值4外设功能1 16个具有独立方向控制的IO引脚2 较高灌拉电流用于直接驱动LED3 模拟比较器模块带有- 两个模拟比较器- 可编程的片上参考电压 VREF模块- 可选择的内部或外部参考电压- 可外部访问比较器输出4 Timer0带8位可编程预分频器的8位定时器计数器5 Timer1带有外部晶振时钟源功能的16位定时器计数器6 Timer2带8位周期寄存器预分频器和后分频器的8位定时器计数器7 捕捉比较PWM模块8 可寻址的通用同步异步收发器USARTSCIcom路在图25所示的射频信号电路中采用Nordic公司的nRF401器件该器件是433MHz ISM频段的单片UHF无线收发IC它采用FSK的调制解调技术其最高工作速率可达20kb发射功率可调最大达10dBm基本技术指标如下中心载频点为4339243433MHz最大发射功率为10dBm工作电压为27525V接收时消耗电流为250μA发射时最大为28mA待机电流为8μA图25发射接收模块电路NRF401的ANT1和ANT2是天线的输入输出复用脚在输入模式时射频信号通过将该脚连接到低噪音放大器后解调同样在输出模式时调制的信号在功率放大后通过该脚输出4脚为nRF401的PLL锁相环滤波器输入该脚正常工作时的电压是11V±02V5脚和6脚为压电晶振控制的外围电路此两脚间接一个Q 45在433MHz值的22 μH电感7脚和8脚分别为数据输入脚和输出脚配合18脚PWR_UP 和19脚TXEN上的电位时序完成信息的发送和接收11脚外接射频功率控制电阻如图2中的R3该值在22~100kΩ之间一般在30kΩ左右达到7dBm重要的时序参数NRF401在不同工作模式下的时序如表21所示表21 nrf401的工作时序表模式控制名称最大延时条件TX→RX t 3 ms 连续工作RX→TX t 1 ms Stdby→TX t 2 ms Stdby→RX t 3 ms VDD 0→TX t 4 ms 上电VDD 0→RX t 5 ms TX RX 的切换当从 RXTX 模式时数据输入脚DIN必须保持为高至少1ms才能发送数据时序如图a所示当从 TXRX 模式时数据输出脚DOUT要至少3ms以后有数据输出如图所示TX RX 的切换Standby RX 的切换从待机模式到接收模式当PWR_UP输入设成1时经过时间后DOUT脚输出数据才有效请看表对nRF401来说最长的时间是3ms如图所示Standby TX 的切换从待机模式到模式请看表21图27Standby RX 和Standby TX 切换Power Up TX 的切换从加电到发射模式过程中为了避免开机时产生干扰和辐射在上电过程中TXEN的输入脚必须保持为低以便于频率合成器进入稳定工作状态当由上电进入发射模式时TXEN 必须保持1ms以后才可以往 DIN 发送数据见图a Power Up RX 的切换从上电到接收模式过程中芯片将不会接收数据DOUT也不会有有效数据输出直到电压稳定达到27V以上并且至少保持5ms如果采用外部振荡器这个时间可以缩短到3ms见图28 Power Up TX和Power Up RX的切换时序图com线的结构由于天线有不同类型应根据具体应用要求来选择本应用中天线位于汽车轮毂内紧靠气门嘴在高速行驶中天线不断变换方向为了尽可能扩大接收的角度选用螺旋天线螺旋天线的圈数N直径D和圈距S决定了天线的增益和方向性天线的总长为LN NLo Nsqrt S2C2 这里C πD是螺旋的园周Lo sqrt S2C2 是一圈导线的长度另一个重要参数是螺旋角α它是螺旋线切线和螺旋轴垂直平面的夹角螺旋角的定义为α tan-1 SC 螺旋天线有以下2种工作模式1 常态模式在常态工作模式天线辐射场在相对于螺旋轴的法线平面有极大值对于该模式NLo λ2 轴向端射模式这种工作模式只有一个主瓣它的最大辐射强度沿着螺旋轴副瓣与轴间有一个倾斜角度为激励这种模式其直径D和空间S必须是波长的一个大分数本设计采用单端天线时匹配网络的设计图的180nH电感要求自谐振频率大于433MHz根据具体应用不同在RF输入输出处可能需要 LC 匹配网络单端天线到nRF401的连接也可以采用一个81的RF线圈匹配阻抗图29 单端天线时匹配网络英飞凌公司的SP12传感器整合了硅显微机械加工的压力与加速度传感器温度传感器和一个电池电压监测器提供四合一传感功能并配有一个能完成测量信号补偿与调整及SPI串行通信接口CMOS大规模集成电路英飞凌的SP12传感器测量范围 1 压力范围100kPa到450kPa分辨率137kPalsb 2 加速度范围-12g到115g分辨率05glsb 3 温度范围-40到125分辨率1lsb 4 传感器供电电压com分辨率184mVlsb英飞凌的SP12传感器的优点1 检测精度方面硅压阻式压力传感器SP12是采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换测量电路的其测量精度能达001~003FS 2 测量可靠性方面SP12设有补偿功能可以对压力加速度温度供电电压信号进行检测和补偿准确提供不同型号轮胎在不同环境时的正确补偿值有效地保证了测量可靠性 3 低功耗方面英飞凌的SP12传感器首先是采用了唤醒瞬态工作模式当它工作在睡眠工作模式时其功耗仅06微安秒器件所有数字模拟部分全部工作时的电流消耗是6mA大大地降低系统功耗延长了电池的使用寿命图210传感器电路SP12传感器引脚NCS片选使能输入信号当NCS接收到低电平信号时SP12被选中工作否则SP12不工作SCLK串行时钟输入输出用于输出或者接收数据传输的串行时钟本例中用于接收来自单片机的串行时钟 SDI串行数据输入信号用于接收单片机的串行数据输入SDO串行数据输出信号用于向单片机串行输出SP12的测量数据对数据进行处理由于SP12测量的压力温度加速度以及电压并不能直接用来表示实际的压力温度加速度以及电压需要进行二次处理才能转化为实际检测值所以需要单片机对接收到的SP12响应数据进行处理后才能送到液晶显示器进行显示 1 压力数据处理实际压力温度字节数据×137 100kPa 2 温度数据处理温度字节中的内容T50反映了测量到的温度T单位是摄氏度其范围是10175对应于-40125的温度范围即实际温度温度字节数据–50由于温度测量存在非线性误差因此必须进行修正修正公式为- 1-09200400022式中为修正后的温度为实际温度为非线性误差 3 加速度数据处理实际加速度加速度字节数据×05– 12g 4 电压数据处理实际电压电压字节数据×00184 173V1602LCD分为带背光和不带背光两种带背光的比不带背光的厚是否带背光在应用中并无差别如图所示图211 1602LCD11602LCD主要技术参数显示容量16×2个字符芯片工作电压4555V工作电流20mA 50V模块最佳工作电压50V字符尺寸295×435 W×H mm引脚功能说明1602LCD采用标准的14脚无背光或16脚带背光接口各引脚接口说明如表所示22 1602LCD引脚说明编号符号引脚说明编号符号引脚说明 1 VSS 电源地9 D2 数据 2 VDD 电源正极10 D3 数据 3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据 4 RS 数据命令选择12 D5 数据 5 RW 读写选择13 D6 数据 6 E 使能信号14 D7 数据7 D0 数据15 BLA 背光源正极8 D1 数据16 BLK 背光源负极引脚接口说明第1脚VSS为地电源第2脚VDD接5V正电源第3脚VL为液晶显示器对比度调整端接正电源时对比度最弱接地时对比度最高对比度过高时会产生鬼影使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度第4脚RS为寄存器选择高电平时选择数据寄存器低电平时选择指令寄存器第5脚RW为读写信号线高电平时进行读操作低电平时进行写操作当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据第6脚E端为使能端当E端由高电平跳变成低电平时液晶模块执行命令第7~14脚D0~D7为8位双向数据线第15脚背光源正极第16脚背光源负极1602LCD的指令说明及时序1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令如表所示23 1062指令及时序表序号指令RS RW D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清显示 00 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光标返回0 0 0 0 00 0 0 1 3 置输入模式0 0 0 0 0 0 0 1 IDS 4 显示开关控制0 0 0 0 0 0 1 D C B 5光标或字符移位0 0 0 0 0 1 SC RL 6 置功能0 0 0 0 1 DL N F 7 置字符发生存贮器地址 00 0 1 字符发生存贮器地址8 置数据存贮器地址0 0 1显示数据存贮器地址9 读忙标志或地址0 1 BF 计数器地址10 写数到CGRAM或DDRAM 1 0 要写的数据内容11 从CGRAM或DDRAM读数 1 1 读出的数据内容控制命令1602液晶模块的读写操作屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的说明1为高电平0为低电平指令1清显示指令码01H光标复位到地址00H位置指令2光标复位光标返回到地址00H指令3光标和显示模式设置 ID光标移动方向高电平右移低电平左移 S屏幕上所有文字是否左移或者右移高电平表示有效低电平则无效指令4显示开关控制 D控制整体显示的开与关高电平表示开显示低电平表示关显示 C控制光标的开与关高电平表示有光标低电平表示无光标 B控制光标是否闪烁高电平闪烁低电平不闪烁指令5光标或显示移位 SC高电平时移动显示的文字低电平时移动光标指令6功能设置命令 DL高电平时为4位总线低电平时为8位总线 N低电平时为单行显示高电平时双行显示 F 低电平时显示5x7的点阵字符高电平时显示5x10的点阵字符指令7字符发生器RAM地址设置指令8DDRAM地址设置指令9读忙信号和光标地址 BF为忙标志位高电平表示忙此时模块不能接收命令或者数据如果为低电平表示不忙指令10写数据指令11读数据与HD44780相兼容的芯片时序表如下24 1602芯片时序表读状态输入RS LRW HE H 输出D0D7 状态字写指令输入RS LRW LD0D7 指令码E 高脉冲输出无读数据输入RS HRW HE H 输出D0D7 数据写数据输入RS HRW LD0D7 数据E 高脉冲输出无读写操作时序如图和所示图读操作时序图写操作时序1602LCD的RAM地址映射及标准字库表液晶显示模块是一个慢显示器件所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平表示不忙否则此指令失效要显示字符时要先输入显示字符地。
压力表密封性检测系统控制软件设计论文
![压力表密封性检测系统控制软件设计论文](https://img.taocdn.com/s3/m/a7f5274fb307e87101f696da.png)
压力表密封性检测系统控制软件的设计摘要:本文根据压力表密封性检测系统的工作循环,详细讨论了压力表密封性检测系统的工作原理,并分析了控制编程的一些情况,采用步进指令编程方式及相关编程软件,设计系统控制梯形图并编制控制程序。
关键词:密封性检测 plc 控制软件压力表密封是保证产品可靠作用的重要措施。
随着现代工业的快速发展,对密封性产品的需求越来越多,要求也越来越严格。
因此,本文介绍的新压力表密封性检测系统控制软件,就是以plc为基础设计的。
一、压力表密封性检测系统的工作原理1、工作原理。
本压力表密封性检测系统,采用全自动电控系统,可以同时对6个工件进行检测。
其工作过程依次是工件夹紧、疲劳试验、双管检测、单管检测,最后便是松开工件完成检测。
具体的气动原理如下图。
压力表密封性检测系统的工作过程比较简单,下面依次对各道工序进行讲解:1.1首先需要夹紧工件。
将5dt通电启动压力表密封性检测系统,进行空气压缩,然后经过气动三联件1、减压阀4、二位四通电磁换向阀8,进入到夹紧气缸11(一共含6个气缸)的无杆腔,推动活塞快速向上移动,同时夹紧6个工件。
1.2疲劳试验中双管进气、排气流程。
要想冲掉工件中可能存在的虚焊点、碎屑和灰尘,必须经过3次双管进气和管排气。
在双管进气时,通过2dt、4dt通电后,迫使电磁换向阀6进入工作状态,空气在压缩后,依次经过气动三联件1、减压阀3、二位四通电磁换向阀6,进入三位多路供气阀10中的左端薄型气缸的有杆腔,然后推动活塞使三位多路供气阀10的进气腔开启。
气体由于4dt通电,开始分两进入工件。
在双管排气时,将2dt停电,二位四通电磁换向阀7在3dt的通电作用下处于运转状态,使压缩空气经过气动三联件1、减压阀3和二位四通电磁换向阀7,进入三位多路供气阀10的右端薄型气缸的有杆腔中,并启动排气腔,工件两管经三位多路供气阀10排气。
1.3进行双管、单管检测。
首先,2dt、4dt通电,双管进气;然后,在2dt断电的情况下,二位四通电磁换向阀6迅速复位,三位多路供气阀10的进气腔关闭,整个系统中6个各自独立的密闭容腔形成,通过观察6个压力表的表值是否下降,可以对相应的6个工件进行双管密封性检测;最后,在4dt断电、1dt通电的情况下,二位四通电磁换向阀5启动工作并压缩空气,然后经过减压阀2和二位四通电磁换向阀5,使二位多路供气阀9进入运转状态,工件一管经过二位多路供气阀9排气。
基于单片机的矿山压力检测系统的设计毕业设计论文
![基于单片机的矿山压力检测系统的设计毕业设计论文](https://img.taocdn.com/s3/m/40268a49227916888586d755.png)
题目:基于单片机的矿山压力检测系统设计学生姓名:学号:系(部):专业:入学时间:年月导师姓名:职称/学位:助教/硕士导师所在单位:毕业设计(论文)提交时间:目录1.绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2 矿山压力监测系统研究概况及发展趋势 (2)1.3 矿山压力监测系统研究内容概述 (3)2.矿山压力检测系统组成与要求 (4)2.1矿山压力检测系统的结构与组成 (4)2.2系统功能 (4)2.3系统技术特点 (4)2.4压力传感器优点 (5)2.5井下监控基站 (5)3.压力检测系统的硬件设计 (6)3.1 89C52单片机功能描述与外部引脚定义 (6)3.1.1功能描述 (6)3.1.2外部引脚定义 (6)3.2 检测系统硬件设计 (7)3.2.1系统原理设计总方案 (7)3.2.2各种芯片功能介绍 (8)3.2.3系统设计原理图 (8)4 压力检测系统软件设计 (12)4.1压力检测系统软件流程图 (12)4.2单片机的中断系统简介 (13)4.3系统C语言驱动程序 (13)结论 (17)参考文献 (18)致谢.....................................................19摘要矿山压力监控系统是煤矿信息管理的基础设施,它依托工业企业网的建设而存在,是企业信息化建设最重要的一个组成部分。
它是一种综合的集成技术,涉及现场总线技术、计算机技术、通信技术、数据库技术、多媒体技术、控制技术和网络技术等。
从网络结构上,煤矿井下压力监控系统可分为信息网和控制网两层。
信息网处于工业企业网的上层,使企业数据共享与传输的载体:控制网处于工业企业网的下层,与信息层紧密地集成在一起,服从信息网的操作,同时具有独立性和完整性。
矿山压力监测系统主要研究采煤工作面矿山压力观测和巷道矿山压力观测。
采煤工作面主要监测工作面四周围岩的应力变化、顶底板变形与破坏、支柱压缩与载荷、煤壁片帮、支架变形与折损等,并进行记录、整理分析。
基于单片机的压力检测系统设计
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基于单片机的压力检测系统设计在工业生产和日常生活过程中,压力检测是一项极其重要的任务。
无论是气体、液体还是固体的压力检测,都对我们的生产和生活有着极大的影响。
因此,设计一种基于单片机的压力检测系统,具有很高的实用价值。
基于单片机的压力检测系统主要由压力传感器、信号调理电路、单片机和显示模块组成。
其中,压力传感器负责检测压力,信号调理电路负责将压力传感器的输出信号进行放大和滤波,单片机用于处理和存储数据,显示模块则用于实时显示压力值。
系统的软件部分主要负责数据的处理和传输。
单片机通过AD转换器读取压力传感器的模拟信号,然后进行数字处理,得到压力值。
通过串口将压力值传输到显示模块进行实时显示。
在基于单片机的压力检测系统中,单片机的选择至关重要。
考虑到系统的性能和成本,我们推荐使用STM32系列的单片机。
STM32系列的单片机具有处理速度快、内存容量大、价格适中等优点,非常适合用于这种压力检测系统。
压力传感器的选择直接影响到压力检测的准确性和稳定性。
本系统推荐使用硅压阻式压力传感器,这种传感器具有灵敏度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点。
显示模块用于实时显示压力值,因此要求具有显示清晰、易于观察等特点。
本系统推荐使用LED数码管作为显示模块,LED数码管具有价格低廉、易于维护等优点。
基于单片机的压力检测系统具有结构简单、操作方便、性能稳定等优点,可广泛应用于气体、液体和固体等各个领域的压力检测。
通过使用STM32系列单片机和硅压阻式压力传感器,以及LED数码管显示模块,我们可以实现高精度、高稳定性的压力检测,为工业生产和日常生活提供强有力的支持。
在现代科技领域,温度检测和控制的重要性不容忽视。
在许多应用中,如工业生产、医疗设备和环境监控等,都需要对温度进行精确、实时地监控。
为了满足这一需求,单片机被广泛应用于温度检测系统中。
本文将探讨基于单片机的温度检测系统设计的各个方面。
我们需要选择一个适合的温度检测单片机。
基于AI技术的压力监测与调节系统设计
![基于AI技术的压力监测与调节系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/554c2554571252d380eb6294dd88d0d233d43cb5.png)
基于AI技术的压力监测与调节系统设计一、引言随着社会的不断发展和进步,人们的生活方式和工作模式也在发生着变化。
在这个高效率和高速度的时代,压力成为了每个人都需要面对的事情。
面对巨大的工作压力和生活压力,如果不能有效地管理和调节自身压力,就会对身体和心理造成不良影响。
本文将介绍基于AI技术的压力监测与调节系统的设计,来帮助人们更好地管理自身的压力。
二、压力的危害过高的压力会对身体和心理造成不良的影响。
长时间的高强度工作和生活压力会导致身体疲劳、免疫力下降、抑郁等问题。
同时,这些问题也可能会进一步影响工作和生活的质量和效率。
因此,如何管理和调节好自己的压力是非常关键的。
三、基于AI的压力监测系统设计1. 系统架构基于AI技术的压力监测系统由三个部分组成:传感器、数据处理模块和用户界面。
其中传感器的作用是收集用户的生理信号,如心率和呼吸等。
传感器将采集到的数据传输到数据处理模块进行处理,数据处理模块根据用户历史记录和当前状况预测用户的压力情况,并根据预测结果推荐相关的压力管理方法。
用户可以通过用户界面了解自身的压力情况和推荐的压力管理方法,从而更有效地管理自己的压力。
系统的基本架构如下图所示:2. 数据处理模块数据处理模块主要是AI算法的实现部分,它通过对用户历史记录和当前生理信号的分析来预测用户的压力情况。
数据处理模块中包括三个部分:生理信号采集、预处理和基于机器学习的压力预测。
其中生理信号采集是由传感器完成的,预处理是将采集到的数据进行处理,包括平滑、滤波和降噪等,以保证预测的准确性。
基于机器学习的压力预测是通过对历史数据的分析和建模来预测当前用户的压力状态。
3. 用户界面设计用户界面是用户与系统交互的一部分,它可以显示用户的生理信号和压力状态,并给出相应的压力管理建议。
用户可以通过用户界面设置偏好和使用不同的压力管理工具来帮助自己有效地管理压力。
用户界面设计要兼顾简洁易用和可视化的特点,提供可靠准确的压力管理建议,同时要保护用户隐私和数据安全。
【完整版】汽车轮胎压力监测系统设计毕业论文设计
![【完整版】汽车轮胎压力监测系统设计毕业论文设计](https://img.taocdn.com/s3/m/f2b23e58a8956bec0975e363.png)
摘要随着社会经济和科学技术的发展,公路交通已经成为关系国民经济命脉和社会、经济发展的重大系统,但随之而来的交通事故给人的生命安全和经济发展造成了重大损失。
爆胎是引起交通事故的主要原因,保持标准的车胎气压行驶是防止爆胎的关键,胎压检测系统TPMS(Tire Pressure Monitoring System)是由此应运而生的一项汽车安全防范系统。
胎压检测系统主要用于汽车行驶过程中对汽车胎压与温度的实时检测,当出现异常状态时进行报警,从而保障驾乘者的行车安全。
本课题主要研究的是一种用于机动车辆上的轮胎压力与温度监控系统。
文中提出了一种基于无线技术的轮胎压力与温度监控系统的方案,设计综合运用了检测技术、单片机技术及无线通信技术,其中发射模块能实时检测、处理轮胎的压力和温度参数,并运用无线方式将处理后的数据传输到接收模块;接收模块能校验数据并显示结果,用以告知驾驶员各个轮胎的情况。
本系统采用了有效的节能措施,不仅在硬件上选用了具有睡眠功能的芯片,而且在软件设计上通过将判断功能置于发射模块中,减小了系统的发射频率,从而降低了能耗,保证了不会因为更换能源问题而频繁的拆装轮胎,提高了系统的实用性,因而具有广阔的应用前景。
关键词:轮胎;无线通信技;抗干扰;节能AbstractAlong with the development of social economy and science and technology, social and economic development of important system, but the resulting traffic accidents to the life security and economic development a car. Tire pressure monitoring system is mainly used for the car of automobile tire pressure and temperature in the process of real-time detection, and alarm when abnormal state, thus ensuring the driving safety. The purpose of this research is to develop a kind of applied to motor vehicle tire pressure and temperature monitoring system.This paper presents a temperature of tire pressure monitoring system based on wireless technology. Integrated use of the of detection technology, micro-controller technology and wireless communication technology, the launch module can real-time tire pressure and temperature parameters detection, processing, and use wireless way to transmit data after processing to receiving module; Receiving module can check data and display the results to inform the driver of each tire.This system adopted the effective energy saving measures, not only on , but also on the software design of transmission module, by will judge function in reducing the transmission frequency of the system, reducing the energy consumption and ensure the won't change the energy problem and frequent disassembling tire, improve the practicability of the system, thus prospects.Key words:tire;wireless communication technology sensor;anti-jamming;save energy目录摘要 (I)Abstract .................................................................. I I 目录..................................................................... I II 1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 轮胎压力与温度监控系统现状 (2)1.3 轮胎压力与温度监控系统研究意义 (3)1.4.2 论文的结构安排 (4)2系统总体设计 (5)2.1 TPMS 系统分类及其工作原理 (5)2.1.1 间接式 TPMS (5)2.1.2 直接式 TPMS (5)2.1.3 间接式和直接式TPMS的比较与选择 (6)2.2 直接式 TPMS 总体设计............................... 错误!未定义书签。
环刷刷丝接触压力检测系统设计
![环刷刷丝接触压力检测系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/5dcf26e3172ded630b1cb614.png)
力 检 测 系统 , 实 现 了对 环 刷 刷 丝 接 触 压 力 的 自动 精 密 测 量 。
关 键 词 : 导 电 滑 环 ; 环 刷 刷 丝 ; 接 触 压 力 中 图分 类 号 :T 9 5 B 3 文 献 标 识 码 :B 文 章 编 号 :1 7 6 4—5 9 ( 01 ) 0 75 2 1 3—0 1 —0 04 3
不 0
伺服
图 3 专用量块结构示意图
图 2 检 测 装 置 结 构 示 意 图
基 于本 系统所选 用 的测力 传感 器量 程小 ,灵 敏度
高 ,抗扭性 能 较差 等特性 参数 ,需 保证 当把探 针安 装 到测 力传 感器 上后 ,不应 有探 针 的 自重 所 引起 的对 测
三轴位 移定 位平 台为检测 系 统 的机 械 主体 ,由两 个 可做 向滑 动 的上 滑 板 和 一个 可 做 y向滑 动 的下 滑 板组 成 。两 只力传 感器 分别 安装 在上 滑板 上 ,被带 动 进行 向和 y向运 动 至各 个 检 测 点测 量环 刷 刷 丝 接触 压 力值 的 大小 。为满 足概 述 中所列 出 的环刷 刷丝
压力 ,故而须依此检测值对比环刷正常工作过程中所 要求的接触压力值 ,判断其接触压力值是否合格。接
触 压 力值 不合格 的环 刷刷 丝经 过调试 后 再进行 同样 过 程 的检测 ,直 至环刷 刷 丝 的接 触压 力值 满足使 用要 求
图 1 环刷产品结构示意 图
为止 。此 种型 号 环 刷 的专 用量 块 外 形 结 构 如 图 3所
人体压力状态检测系统的设计与实现
![人体压力状态检测系统的设计与实现](https://img.taocdn.com/s3/m/556caa28640e52ea551810a6f524ccbff121ca33.png)
人体压力状态检测系统的设计与实现随着社会的发展,人们的生活节奏越来越快,工作压力和生活压力也越来越大,影响着人们的身体健康和心理健康。
如何及时发现和解决人体压力状态,成为了一个亟待解决的问题。
本文就是要探讨设计一种人体压力状态检测系统,并实现它的功能。
一、设计系统的硬件部分人体压力状态检测系统是由硬件和软件两部分组成。
硬件部分主要包括传感器、运放、单片机、显示器等核心元器件。
1、传感器传感器是人体压力状态检测系统中最核心的组成部分,它的功能是实时检测人体所处的压力状态。
在传感器选择的时候需要注意以下几点:①检测压力的范围要与人体的压力范围匹配;②检测压力的灵敏度要适中,不能太高也不能太低;③传感器的精度要高,可以保证检测数据的准确性。
2、运放运放是一种电子器件,可以对传感器输出的信号进行放大和处理,使得传感器的信号变得更加稳定和可靠。
在选择运放时需要注意以下几点:①运放的放大倍数要适中,不能过高或过低;②运放的噪声和失真要小,确保处理后的信号质量高;③运放的带宽要宽,可以保证信号传输的稳定性和质量。
3、单片机单片机是人体压力状态检测系统中另一个核心元器件,它可以对传感器和运放输出的信号进行处理和控制,并且可以将处理后的数据传输到显示器上显示。
在选择单片机时需要注意以下几点:①单片机的计算能力要强,可以处理大量数据;②单片机的存储空间要足够,可以存储大量数据;③单片机的功耗要低,可以延长使用寿命。
4、显示器显示器是人体压力状态检测系统的显示部分,它的功能是将单片机处理后的数据展示出来。
在选择显示器时需要注意以下几点:①显示器的显示效果要好,不会出现模糊、花屏等问题;②显示器的分辨率要高,可以清晰展示数据;③显示器的功耗要低,可以延长使用寿命。
二、设计系统的软件部分人体压力状态检测系统的软件部分主要包括单片机程序设计和数据处理设计。
1、单片机程序设计单片机程序设计是人体压力状态检测系统中最核心的部分,它可以对从传感器和运放输出的信号进行处理和控制,并且可以将处理后的数据传输到显示器上显示。
一种井下压力监测系统的设计和实现
![一种井下压力监测系统的设计和实现](https://img.taocdn.com/s3/m/5d3e7c5f3b3567ec102d8a7d.png)
开发设计一种井下压力监测系统的设计和实现*田文鹤 周 静(西安石油大学井下测控研究所 陕西西安)摘 要:为了对钻杆在井下工作时的液体压力变化进行实时监测,设计实现了一套压力监测系统,它可实时监测出液压的变化情况,并将压力数据传输到地面显示系统,从而对井下系统失压、系统压力波动与不稳等与压力相关的故障进行相应的处理。
关键词:可控偏心器;监测;液压;系统失压;压力波动中图法分类号:TE271 文献标识码:B 文章编号:1004 9134(2010)06 0007 020 引 言在油田勘探、开发过程中,常常需要对温度,压力等参数进行连续的、动态的监测,以便及时准确地掌握井下液压系统的变化状况,同时把测量数据实时准确地传送到地面,以实施人工监控[1]。
这样就需要把采集温度、压力信息的传感器安装在井下工作的钻柱上,使其获得准确、及时的数据信息。
这些传感器随着钻机的钻进在井下进行测量,同时传感器采集到的数据实时传输到地面,使工程技术人员可以及时了解导向工具的液压变化状况。
1 压力检测系统设计1.1 可控偏心器结构本设计方案以可控偏心器为通道研究其内部液体的压力变化,压力检测系统与可控偏心器的连接结构图如图1所示。
图1 可控偏心器与传感器连接简图1.2 压力检测系统的结构该压力数据采集系统主要由四部分组成:压力传感器、信号调理电路、下位机数据采集板、上位机显示界面。
系统的结构框图如图2所示。
1)压力传感器:采用美国Honeywell公司生产的图2 压力检测系统原理框图S 型压力传感器,它内部采用电桥式结构,可以提高输出灵敏度。
通过连接可控偏心器来监测其中的压力变化,并将压力信号转换为电信号后送到信号调理电路;2)信号调理电路:该信号调理电路采用自动稳零功能的AD8230[2]取代分立器件构成的运算放大器,具有线性度好、稳定性高、体积小、可靠性高等特点。
由于压力传感器送到调理电路的电信号非常微弱,所以需要经过调理电路放大处理和滤波后送入到数据采集板;3)数据采集板:采用C8051F060单片机[3]作为下位机主控芯片,它含有一个16路的模拟数据选通开关,上位机程序中设定有一路用于采集压力信号。
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目录1 压力检测系统总体方案 (2)1.1设计方案 (2)2 检测硬件系统 (2)2.1 压力的测量装置 (2)2.2 CB-68LP连接模块 (3)2.3 TDS1012示波器 (3)2.4 DH1715A-3型双路稳压稳流电源 (3)2.5 其他 (4)3 系统中的软件 (3)3.1 软件支持 (4)4 压力检测系统的设计 (5)4.1 压力检测装置前面板设计 (5)4.2 压力检测装置后面板设计................................. .84.3 测量调试 (8)5 实验数据处理及误差分析 (8)5.1 数据采集程序 (8)5.2 数据回放滤波程序及数字滤波器的设计理论 (8)5.3 对传感器的压力标定 (9)5.4 误差分析 (10)6 心得体会 (11)参考文献 (11)1 压力检测系统总体方案1.1设计方案该系统的总体设计方案,主要由软件和硬件两大部分组成。
传感器先将被测信号转换成电压信号,经过信号调理电路,由数据采集与传输模块进行A/D 转换和数据采集,再通过串口与计算机通信。
应用LabVIEW 虚拟仪器开发工具编写软件,实现对信号的显示、存储和分析。
1.2 实验原理在现代包括检测在内的绝大多数信息处理的思路都是将采集的信号转化为电压值(因为电压值便于处理),再将电压值转化为我们要的对象。
压力传感器测量压力也不例外。
本实验是通过压力传感器采集压力,再通过采集卡,由电脑进行数据处理,最后转化为压力值。
2检测硬件系统2.1 压力的测量装置小量程测力/称重传感器,型号:BK—3;量程:120kg;供电:12V;输出:0~5V 精度:0.2%,弹性体为三片梁、复合悬臂梁结构,结构小巧,用于拉伸力和压缩力测量。
精度高,性能稳定可靠,安装使用方便。
拉式或压式承载。
适用于建材行业的电子秤、皮带秤、小量程测力/称重的工业自动化测量控制系统。
2.2 CB-68LP 连接模块68针数字和触发I/O 接线盒垂直安装的68针连接器。
带有68个螺旋接线端子的低价位终端附件,能轻松连接总线I/O 信号和68针DAQ 产品。
接线盒配有金属支架,方便桌面使用。
规格:7.6×16.2cm 。
2.3 TDS1012示波器 带宽:60MHz 、100 MHz 、200 MHz ;取样速率:2GS/s ;2.4 DH1715A-3型双路稳压稳流电源电压0~32V 电流0~2A6221引脚图压力传感器与电源接法:1个结接输入电源正极,2个结接输入电源负极,3个结接输出信号正极,4个结接输出信号负极。
2.5 其他万用表、PCI 6221数据卡、屏蔽电缆、函数信号发生器、LabVIEW7.1开发平台。
2.6 具体接线介绍用labview7.1软件和数据采集卡 PCI-6221来检测压力传感器的压力,压力传感器的线一个结为输入电源“+”接12V电源正极,两个结为“-”接电源负极,三个结为输出信号“+”接数据采集卡 PCI-6221的68管脚,四个结为输出信号“-”接数据采集卡 PCI-6221的67管脚。
3 系统中的软件3.1 软件支持本次试验采用LabVIEW编程。
LabVIEW是一种程序开发环境,由美国国家仪器(NI)公司研制开发的,类似于C和BASIC开发环境,但是LabVIEW 与其他计算机语言的显著区别是:其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码,而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序,产生的程序是框图的形式。
与C和BASIC一样,LabVIEW也是通用的编程系统,有一个完成任何编程任务的庞大函数库。
LabVIEW的函数库包括数据采集、GPIB、串口控制、数据分析、数据显示及数据存储,等等。
LabVIEW也有传统的程序调试工具,如设置断点、以动画方式显示数据及其子程序(子VI)的结果、单步执行等等,便于程序的调试。
由于它在一个硬件的情况下,可以通过改变软件,就可以实现不同的仪器仪表的功能,非常方便,是相当于软件即硬件。
所以被广泛使用。
4 压力检测系统的设计4.1 压力检测装置前面板设计通过示波器,形象直观的显示出压力的变化波形及输出电压的变化波形,形象直观的分析出压力值与电压值的关系。
用一个仪表板和数字指示窗直观的显示出当前压力值;设有报警环节;能对采集结果及时进行存盘,根据需求实现信号回放。
无重量9940g318929g27875 g后面板控制4.2 测量调试在没有测量物体且未对电压进行校正时,滤波器滤出的信号电压值为0.02V,显然,这个值不是我们所需要的,所以需要加入校正部分,即利用减法器将误差减小为0.0001。
使校正电压在没有物体被测量时,值显示为0.00V,达到减小误差的目的,令系统的设计更加稳定。
在报警处理时,当被测物体质量超过120Kg时,由P f=mg(g=9.8N/kg)可得,P f不得超过1176N,当P f值为1176N时,因为存有不可避免的误差,报警可能会出错,所以该设计中我们取P f为1150N。
5 实验数据处理及误差分析5.1 数据采集程序传感器将压力转换为弱电信号,再将弱电信号变成数据采集卡需要的电压,最后再由数据采集卡完成数模信号转换。
数据采集卡的采样方式为伪同步采集,在AD采样的过程中,以通道数分组,组内各个通道树节点之间按一种较短的周期进行转换,一组数据采集完成后,暂停一段时间,在进行下一组数据的采集。
为尽量保证各个通道间尽量小的相位差,保证不同通道间的同步性,需要较高的组内频率和较长的组间间隔,同时由于该数据采集系统需要进行在线分析和离线分析,也要求较高的数据采集频率。
根据数据采集卡的运行频率,选定数据的采样组内频率为10 kHz,组间间隔为1 ms。
5.2 数据回放滤波程序及数字滤波器的设计理论滤波器特性按照其频率响应不同来分析,可分为低通滤波器,高通滤波器,带通滤波器和带阻滤波器等。
理想的低通滤波器应该能使所有低于截止频率的信号无损通过,而所有高于截止频率的信号都被无限衰竭,从而在幅频特性曲线上呈现矩形。
但是,理想的特性是无法实现的,所有的设计只能无限地逼近矩形滤波器。
LabV IEW 数字滤波器直接利用计算机,将所需要的运算编成程序,通过软件来实现。
数字滤波器的特点是:1) 软件可编程,易于搭建和测试;2) 只需加、减、乘3 种基本数学操作;3) 不随外界环境变化而漂移,也不会老化;4) 有较高的性价比5.3 对传感器的压力标定用电子称分别测出一个电压源,两个电压源,三个电压源,三个电压源和一瓶水的质量,用Labview虚拟软件编程如下(图一),在传感器受力为零时看显示电压值为0.015V,此电压为误差,应在显示电压中减去误差电压,最终测出在电压源,两个电压源,三个电压源,三个电压源和一瓶水时的电压,用电压和其对应的不同质量用EXCEL表格做出其曲线的斜率和C值,得出质量和电压的关系Y=25.764X+0.3443.在用质量乘以9.8的出压力值5.4 误差分析初始误差由以下几个部分组成:1.灵敏度误差:产生误差大小与压力成正比。
如果设备的灵敏度高于典型值,灵敏度误差将是压力的递增函数。
如果灵敏度低于典型值,那么灵敏度误差将是压力的递减函数。
该误差的产生原因在于扩散过程的变化。
2.偏移量误差:由于在整个压力范围内垂直偏移保持恒定,因此变换器扩散和激光调节修正的变化将产生偏移量误差。
3.滞后误差:在大多数情形中,滞后误差完全可以忽略不计,因为硅片具有很高的机械刚度。
一般只需在压力变化很大的情形中考虑滞后误差。
4.线性误差:这是一个对初始误差影响较小的因素,该误差的产生原因在于硅片的物理非线性,但对于带放大器的传感器,还应包括放大器的非线性。
线性误差曲线可以是凹形曲线,也可以是凸形曲线。
设压力为I,单位牛;设电压为Q,单位伏,则压力与电压的关系为I=(25.764Q+0.3443)*9.8,若电压变化1伏,压力就变化255.86134伏,可见电压很小的变化就会引起压力很大的变化。
压力位零时,电压本应为零,但实际上,在压力位零时,电压为0.0015到0.001652间变化,前三位是固定不变的,从第四位开始发生变化,故误差为百分之0.1。
6 心得体会通过此系统,测试人员能将压力传感器采集的数据经过调理,最终存储到文件中,再通过读取数据文件,对采集到的信号进行滤波分析,达到数据平滑显示的功能。
此系统也作为复杂表面压力测试平台的一个子系统,以子V I 的方式集成到该平台中,完成其应有功能。
在做课程设计的过程中,我熟悉了labview的使用方法。
对于采集和显示波形,滤波,使用加窗等等,操作更加熟练。
和小组成员一起讨论和研究,设计出所需的方案,其中我学到了许多,并对labview软件操作逐渐熟悉。
最后,感谢老师在实验中的大力帮助,感谢每个小组成员付出的努力。
参考文献[1] 现代检测技术与系统北京:高等教育出版社. 2002[2] 自动检测技术及应用北京:机械工业出版社. 2006[3] 传感器原理及应用西安:西安电子科技大学出版社. 2007[4] 传感器集成电路手册北京:化学工业出版社. 2002[5] 传感器原理及工程应用西安:西安电子科技大学出版社. 2000[6] LabVIEW程序设计与应用北京:电子工业出版社.2001。