滑动变阻器论文参考文献

1 引言近年来, 随着汽车产业的迅速发展和人们生活水平的不断提高, 我国的汽车数量正逐年增加。 同时汽车驾驶人员中非职业汽车驾驶人员的比例也逐年增加。在公路、 街道、 停车场、车库等拥挤、 狭窄的地方倒车时, 驾驶员既要前瞻, 又要后顾,稍微不小心就会发生追尾事故。据相关调查统计, 15%的汽车碰撞事故是因倒车时汽车的后视能力不良造成的。 因此, 增加汽车的后视能力, 研制汽车后部探测障碍物的倒车雷达便成为近些年来的研究热点。 安全避免障碍物的前提是快速、 准确地测量障碍物与汽车之间的距离。 为此, 设计了以单片机为核心, 利用超声波实现无接触测距的倒车雷达系统。2 整体设计及原理超声波一般指频率在 20 kHz 以上的机械波, 具有穿透性强,衰减小,反射能力强等特点[1]。工作时, 超声波发射器不断发射出一系列连续脉冲, 给测量逻辑电路提供一个短脉冲。最后由信号处理装置对接收的信号依据时间差进行处理, 自动计算出车与障碍物之间的距离。超声波测距原理简单,成本低,制作方便, 但其传输速度受天气影响较大, 不能精确测距; 另外, 超声波能量与距离的平方成正比衰减,因此, 距离越远, 灵敏度越低,从而使超声波测距方式只适用于较短距离。目前, 国内外一般的超声波测距仪, 其理想的测量距离为 4～ 5 m, 因此大都用于汽车倒车雷达等近距离测距中。该倒车雷达系统采用单片机控制, 如图 1 所示。利用超声波实现无接触测距, 并考虑测量环境温度对超声波波速的影响, 而且通过温度补偿法对速度进行校正。使用由集成数字传感器 DS18B20 构成的温度测量电路, 可直接读取温度值, 再根据温度补偿得出超声波在某一温度下的波速, 由单片机计数脉冲个数获得传播时间, 根据超声波测距原理测得并显示距离, 再根据显示的距离控制蜂鸣器的发声频率。图 1 整体设计框图基于超声波测距的倒车雷达系统设计王红云(军械工程学院, 河北 石家庄 050003)摘要: 介绍了以单片机为核心的倒车雷达系统, 它利用超声波实现无接触测距。 系统主要包括超声波发射接触以及温度测量电路, 突出点是利用数字传感器 DS18B20 对温度进行测量, 并利用声速与温度之间的校正公式对声速进行校正, 提高了渡越时间的测量精度, 进而提高了测量距离的准确度。适合测量的距离在 5 m以下, 可以满足倒车安全的要求。关 键 词: 汽车; 超声波; 倒车雷达; 温度补偿; 单片机中图分类号: TP368 文献标识码: A 文章编号: 1006- 6977(2008)08- 0070- 03Design of automobile- r ever sing r ader system based on ultr asounddistance- measur ementWANG Hong- yun(Ordnance Engineering college, Shijiazhuang 050003, China)Abstr act:In this paper,the automobile- reversing rader system which uses the single chip as core is introduced.The systemuses the ultrasound to realized distance measurement without contract.The system mainly includes the blast - off receivingand temperature measurement electric circuit.The temperature measurement circuit which uses a digital sensor DS18B20 isgiven.The accurate degree of distance is compeleted.This system is suited to mesure distance which below 5 meterses canmeet the safety requestment of reversing a car.Key words: automobile; ultrasound; automobile- reversing rader; temperature compensate; MCU收稿日期: 2008- 05- 16 稿件编号: 200805048作者简介: 王红云(1980- ), 女, 河北衡水人, 教师。研究方向: 测量控制。自动控制与仪器仪表 基于超声波测距的倒车雷达系统设计- 69-《 国外电子元器件》 2008 年第 8 期2.1 超声波测距原理目前, 利用超声波测距的方法[2]有相位检测法、 声波幅值检测法、 渡越时间检测法三种。 相位检测的精度高, 但检测范围有限; 声波幅值检测易受反射波的影响; 渡越时间检测工作方式简单、直观, 在硬件控制和软件设计容易实现, 其原理是检测从发射传感器发射超声波到经气体介质传播后接收传感器接收超声波的时间差, 即渡越时间 t。距离 s=ct/2( c 为声速) ,t 可由单片机计脉冲个数的方法实现。2.2 温度与声速的关系由于超声波也是一种声波, 其声速 v与温度 T有关。表1 列出了几种不同温度下的声速[2- 3]。使用时, 若温度变化不大, 则可视声速基本不变; 若测距精度要求很高, 则应通过温度补偿法予以校正。一般情况下, 利用 v=331+0.60T进行温度补偿, 以适应不同温度下的工作要求。表 2 给出补偿后声速与温度的关系。可以看出, 0℃以下时声速值完全吻合;0℃以上最大误差不超过 5%。由上述分析可知, 温度测量的精度不仅直接影响了速度的测量精度, 而且也间接影响距离的测量精度, 所以温度的测量很关键。3 硬件电路设计倒车雷达系统主要由超声波发射电路、超声波接收电路、 温度测量电路及显示报警电路构成。3.1 超声波发射电路在单片机控制下, 使脉冲发生器输出超声波。脉冲发生器由 555 构成, 其连接如图2 所示。7 引脚和 6、 2 引脚的上下为 R 和 C; 中间 R 与RP 并联, RA=R1+RA’ , RA=R2+RB’ , 且 T1=0.693RAC , T2=0.693RBC, 通过调节 RA 和RB 的阻值, 实现输出波形的占空比的可调。但是, 这里需要 50%占空比的方波, 因此调节滑动变阻器, 使 T1=T2, 频率的计算公式为:f=1.443/( RA+RB) C ( 1)合理选择 R,C可使超声波获得 40 kHz的输出脉冲。因为超声波的传输要有一段距离, 为了使信号便于传输, 通常要在发射电路的后面加上一个调制电路。3.2 超声波接收电路因为超声波测距只用于近距离, 当距离较远时, 衰减较为严重, 反射回来的信号相对也比较微弱, 因此接收端应先设置一个放大电路, 然后通过检波电路对其输出信号进行解调, 最后对检波输出信号进行比较整形。超声波接收电路的需要考虑以下几个方面:( 1) 环境噪声、 干扰、 温度等影响图 3 给出放大电路图。它选择一个自举组合电路, 该电路通过减小向输入回路索取的电流来提高输入阻抗, 其值为Rin=R1R2/(R1- R2), 该值可根据前序电路确定 R1 和R2, 使其与前序电路级间匹配。电路中用到的是反相比例放大电路, 增益比较稳定, 通常 K=-R3/R1 不会引起自激, 可降 低 干 扰 对 电 路 的 影响。因此, 合理地选择 R3和 R1, 可使输出电压达到 V级。( 2)检波精度设计中采用了图 4 所示的全波精密检波电路。为了提高电路的信噪比, 衰减掉不需要的频率信号, 在输入端加上谐振回 路 。二 极 管 VD1 和 VD2 选 择 高 频 性 能 比 较 好 的IN60。 这种检波方式可以使二极管的死区电压和非线性得到很大的改善。( 3) 比较整形电路图 5 示出比较整形电路。 首先在静态下测量距离等于 5 m,检波器的输出电压值(该电压同样是经过放大检波电路 得 到的) , 并以此电压值作为比较器的参 考 电压 uR。比 较 器选 用LM339, 具有失调电压小, 电源电压范围宽, 其单电源电压为2～ 36 V, 双电源电压为± 1～ ± 18 V,而且对比较信号源的内阻限制较宽等优点。对于 LM339 来说, 当两个输入端电压差大于 10 mV 时, 就能确保其输出从一种状态可(下转第 73 页)图 5 比较整形电路图 2 占空比可调脉冲振荡电路图 3 放大电路图 4 精密全波检波电路- 70-(上接第 70 页)靠地转换到另一种状态。因此, 把 LM339 用在弱信号检测等场合是比较理想的。一般情况下, 比较电路的输出波形的上升沿和下降沿都有延时, 可在其后面加一个与门, 以改善输出特性。 将比较整形电路的输出送到单片机, 对脉冲计数, 得到渡越时间。单片机选用 AT89C52。3.3 温度测量电路目前, 大多数温度测控系统在检测温度时,都采用温度传感器将温度转化为电量, 经信号放大电路放大到适当的范围, 再由 A/D 转换器转换成数字量来完成。这种电路结构复杂, 调试繁杂, 精度易受元器件参数的影响。为此, 利用一线性数字温度计即集成温度传感器 DS18B20 和单片机,构成一个高精度的数字温度检测系统。 DS18B20 数字式温度传感器与传统的热敏电阻温度传感器不同, 能够直接读出被测温度值, 并且可根据实际要求, 通过简单的编程, 实现 9～ 12 位的A/D 转换。 因而,使用 DS18B20 可使系统结构更简单, 同时可靠性更高。温度测量范围从- 55~+125℃, 在- 10~+85℃检 测 误 差 不 超 过0.5℃[4], 而在整个温度测量范围内具有± 2℃的测量精度, 其电路连接如图6 所示。3.4 显示及报警电路显示电路采用 4 位共阳LED 数码管, 码段由 74LS244驱动电路驱动; 驱动电路由PNP 晶体管 8550 驱动。图 7给出报警电路。它采用晶体管驱动。4 结语该倒车雷达系统利用超声波实现了无接触测距; 采用高精度温度传感器实现了对超声波测距系统的温度测量和补偿, 即根据 v=331+0.60T, 对声速进行了补偿, 提高了测量精度。具有电路设计简单, 价格便宜, 测量精度比较高的优点,目前已批量生产。参考文献:[1]冯 诺.超声手册[M].南京: 南京大学出版社, 2002.[2]肖质红.超声波测距仪在汽车安全系统中的应用[J].浙江万里学院学报,2007, ( 5) : 43- 46.[3]徐国华.超声波测距系统的设计与实现[J].电子技术应用,1995,( 12) :6- 7.[4]田胜军 ,秦宣云,何永强.基于超声波测距系统的温度补偿电路设计[J].微计算机信息, 2007, ( 22) : 307- 309.图 7 报警电路图 6 DS18B20 温度采集电路作电压 30 min。 电解电容器应储存在正常大气条件的环境下。7.8 焊锡不适当的焊锡温度及时间均可造成表面胶管的异常收缩破裂, 有时高温也会由导针及端子导热至素子内部, 对产品造成不良影响。 因此必须尽量避免过高温度及过长时间的焊锡。8 电解电容在冰箱电源电路中的实际应用图 3 给出电解电容在冰箱电源电路中的应用实例。输入电压经过压敏电阻保护电路、 变压器变压、 整流桥电路整流后, 将交流变成脉动的 12 V直流, 在整流电路之后接入较大容量的电解电容 E101/E102, 利用其充放电特性, 使整流后的脉动直流电压变成相对稳定的直流电压。实际应用中, 为了防止电路各部分供电电压因负载变化而改变时, 通过计算峰值电压和电解电容的纹波电流, 选用两级滤波电解电容器。第一级为 2 200 μ F/35 V; 第二级为 470 μ F/35 V。 由于大容量电解电容一般都具有一定的电感, 不能有效地滤除高频及脉冲干扰信号, 因此, 应在其两端并联一只容量为 0.1 μ F 的C102/C103 电容器, 用以滤除高频及脉冲干扰。9 结语为了更好地应用并提高电路设计的可靠性, 这里介绍了铝电解电容器的相关技术参数和使用知识。目前, 新型电解电容的发展非常快, 正向小型化、 低阻抗化、 片式化、 高速制造化、 宽温度化、 高电压化、 长寿命化以及环保绿色化方向发展, 因此铝电解电容器应用前景广阔。参考文献:[1] 于安红.简明电子元器件手册[M]. 上海: 上海交大出版社,2005.[2] 沈任元, 吴 勇.常用电子元器件简明手册[M].北京: 机械工业出版社, 2004.[3] 舒正国. 高效、 高容、 低阻抗、 长寿命的表面安装电容的选型[J]. 世界电子元器件, 2006( 11) : 55- 57.图 3 电解电容在冰箱电源电路中的应用基于铝电解电容器的技术详解及应用原则- 73-

本科论文啊 你到你们学校的图书馆外文论文库去找找

我也求啊

关于大学物理实验教学实践与思考摘要：实验在物理教学中有着不可替代的重要地位。通过实验提高学习物理的兴趣，培养实践能力、分析能力，形成严谨的、实事求是的世界观，同时还培养学生的实验观察和操作能力，全面提高物理教育教学质量。关键词：物理；实验；教学 实验在物理教学中有着不可替代的重要地位，通过实验提高学习物理的兴趣，培养实践能力、分析能力，形成严谨的、实事求是的世界观。如何进行物理实验教学是教师们研究的问题，下面谈此观点仅供参考。 1.提高教师自身素质是上好实验课的前提 教学中要真正运用好物理实验，提高教学质量，发挥独特的作用，需要提高教师自身素质是上好实验课的前提：①教师要有物理学理论和实验知识；有教育学、心理学和教学法的知识；亲手实践；②具备良好的实验能力和实验技能，通过不断学习实验教学能力和知识水平提高；③有钻研和创新精神；对疑难实验进行专题学习和研究、改进方法，接受新的教育理论和思想，指导教学实践；④积极参加针对物理实验中对实验的设计，测量操作技巧、改进方法及排除故障的创造性能力，实验考核的命题能力等培训及各级物理实验研讨会，提高自身素质。 2.利用实验史和事例，激发氛围 实验教学中：①对物理史上著名实验介绍。如：《科学之旅》中介绍了“伽利略对摆动的探究”从而发现“摆的等时性原理”，并根据这个原理制作“机械摆钟”。点评：展示科学发现、技术发明的过程；展示科学家创造思维和创新精神，同时对学生进行科学精神和创新意识的培养。②介绍典型物理实验事例，培养创新意识和欲望。如：教学凝固后，介绍“姆潘巴”现象及其发现过程，同时介绍中央电视台《走近科学》栏目的片段：上海某中学三位学生在物理老师的指导下，经历几个月、做了上百次实验，获得上万个数据，最后论证“姆潘巴”现象不存在。向学生介绍此事例：A要求学生向坦桑尼亚中学生姆潘巴和上海的几位中学生学习，学习他们敢于质疑、有实验探究的精神；B用榜样的示范作用来激励学生的创新意识和创新精神，从而激发创新氛围。 3.实验教学中需强调的注意事项 动手实验是学生参与实践的具体过程，师在实验前强调实验室规则和要求：(1)实验前必须完成预习内容；(2)按分好的组坐好，不得乱动器材；(3)实验时不能大声喧哗；(4)实验完后将器材摆放整齐，经检查后可离开；(5)不能将器材带出实验室，如有损坏及时说明：另外带危险性或损坏性的实验，要先检查，避免损坏和意外。如：①在用电流表测量电路时，开关应断开，电流表应与被测部分串联，注意电流必须从电流表的正极流入负极流出，被测电流不超过电流表的量程，不能将电流表不经过用电器而直接接在电源的两端。在此检查后闭合开关进行实验：②在“做”观察水的沸腾实验时，注意酒精灯的正确使用。即：不允许用酒精灯去引燃另一盏酒精灯，使用完后不能用嘴去吹灭酒精灯，应用灯帽盖灭，操作过程如果不当，洒出的酒精燃烧，用湿抺布盖灭。 4.提倡动手实验，掌握其方法 学生动手实验的作用：①学生动手实验有利于调动学习兴趣和积极性。据统计：喜欢物理的占84％，不喜欢占3％。②学生对学习内容的巩固程度与学习的方式关系很大。据统计：通过听讲授，能记住25％；能看到实物或现象能记住40％；双方都做到能记住65％；看到实物或现象自己又描述过，能记往83％；既动手边做边描述能记住97％。所以在物理实验教学中让学生动手实验，在实验的基础上讨论、分析，归纳概念和规律，有利于学生理解和掌握知识。③教育家陶行知提倡手脑并用的学习方式，教学中提倡动手实验，正是遵循陶行知先生的教育理论去实践的，培养实验能力。 ④动手实验是学习研究过程，在直接参与动手实验过程中，逐渐认识到实验是获得物理事实的根据；是检验假设真理性的标准；逐步领会科学家是如何通过物理实验获得物理事实，得出概念和规律的。点评：通过长期动手实验的训练，能掌握学习和研究的基本方法。 5.实验教学有利于培养观察能力，提高分析能力 观察是人们对客观事物、现象感知过程中的一种最直接的方法。物理课本中的每个概念和规律一般由观察、实验、分析、归纳概念、规律应用、实际问题等构成，为了提高观察能力，在引导观察实验现象时应注意：①从什么地方观察，发生什么现象？现象发生变化过程的条件是什么？②观察同时思考、分析、比较、归纳此现象有什么特征？说明什么问题？③如何判断推理，概括有关性质和规律？逐步形成边观察边思考的习惯、掌握观察方法和提高观察能力。如：观察水被加热至沸腾时，提出问题让学生边实验、边思考：A、开始加热的烧杯底和内壁是否有小气泡？怎样产生的？B、初始阶段如水温度有什么变化？为什么？小气泡在上升至水面过程中其体积有什么变化？C、当水中有大量气泡产生，并迅速上升过程中，体积不断增大，到水面破裂时，温度是否变化？瓶口出现的“白气”是什么？D、如果沸腾时间较长，还会看到水位比加热前有些下降为什么？这将膨胀、热传递、气化、液化等知识有机地联系起来，从而提高观察和思维分析能力。 6.把“测量、验证”型实验变为探究性实验 目前中考实验设计题需要学生具有探究性实验能力的有力体现，这就要求学生具备多种机智或具备发散思维、换元思维、转向思维和创优思维等思维能力。这些能力都靠平时培养。如：教学“恒定电流”后，根据学生以学知识，将“伏安法测电阻”实验改为：有5种不同测量电阻实验的分套器材，请根据各套器材设计不同的实验并比较哪种方法测得电阻值较准确，分析其原因。器材：共用器材为待测电阻R(10Ω，0.5A)，电源，电键，滑动变阻器，导线若干。测量方法；①伏特表、安培表各1 个，共用器材；②伏特表2 个，电阻箱1 个，共用器材；③安培表2 个，电阻箱1 个，共用器材；④伏特表1 个，电阻箱1 个，共用器材；⑤安培表1 个，电阻箱1 个，共用器材。评析：改进后的实验称为物理教学中的实验探究，此方法的特点是：培养学生创造思维的多向选择性，使学生积极主动地探究知识。 7.借助多媒体将实验达到效果 造成学习物理知识困难的原因是学生缺乏物理实验和分析、概括规律的能力。如：教学《惯性》时，借助多媒体运用抽拉活动片模拟演示小车遇到障碍物阻力而停止运动，而小车上的木块没有受到障碍物的阻力，由于惯性保持原来的运动状态仍向前运动，而因木块底部与小车面的摩擦，使木块底部受到摩擦力作用不能继续向前运动，只好倒向前方，利用多媒体图像再用“慢镜头”展示在学生面前，同时对小车、木块及两者之间的关系进行逐个分析，由于图像清晰，模拟逼真，讲解和观察、理解，能收到良好的效果。 8.开展课外动手实验，发展创造力 教师在物理实验教学中开设课外实验，以开阔视野，拓展知识面，发展动手实验的创造力。如：①组织物理课外兴趣活动小组，指导动手搞小制作。如：制作橡皮测力计、潜望镜、土电话等；②组织用物理知识解决实际问题，培养分析、解决实际问题的能力，如：开展实地测量、电路安装等社会实践活动；③开展科技活动，如：举办物理晚会、撰写物理论文等。在这些活动中，教师悉心辅导，帮助克服困难，让学生有表现的机会，互帮互学，逐步培养有趣的爱好和创造能力及团结协作精神，从中领略到成功的喜悦，同时能发展创造力。 总之，实验教学过程中，不断地激发学习兴趣，培养实验观察能力和操作能力，充分能挖掘各种智力因素，全面提高教育教学质量。 参考文献 [1] 林立，新课标和初中物理教材中学物理,2008.[2] 浦荣.开发型物理实验的研究和探索 2009.10.30[3]探究式教学在物理实验中的应用[J].中学物理,2007. [4]袁冬媛.大学物理实验教程[M].长沙:中南大学出版社，2002.