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虚拟经纱张力测试仪技术 前言 虚拟仪器技术是测试技术和计算机技术相结合的产物,是两门学科最新技术的结晶,融合了测试理论、仪器原理和技术、计算机接口技术、高速总线技术以及图形软件编程技术于一体。 虚拟仪器是由计算机硬件资源和用于数字分析与处理、过程通讯以及图形界面的软件组成的测控系统,它把仪器生产厂家定义仪器功能的方式转变为由用户自己定义仪器功能,也就是说传统测试中使用厂家生产的仪器,仪器的性能及功能在出厂时已被厂家定义,用户只能根据自己的要求和需要选择和使用;而虚拟仪器是在一定的硬件基础上,用户可根据测试的需求,编写软件定义自己的仪器功能。同样的硬件配置可开发出不同的仪器,例如在仪器面板上显示采集信号在时域的波形,那么该仪器为虚拟示波器;如果在程序中对采集信号进行FFT变换,那么该仪器就是虚拟频谱分析仪。笔者则用LabWindows/CVI来开发虚拟经纱张力测试仪,用来测试织机在工作时经纱张力的变化情况。 1 经纱张力传感器 织机在织造过程中,经纱动态张力对织造的,顺利进行有着很大的影响,张力过大,易引起断头,影响织造效率;张力不足易造成梭口不清,形成三跳疵点,使布面及纹路不够清晰。当经纱穿过轴时,经纱对两侧传力杆有压力,通过传力杆将压力传给弹性梁,使之产生应变,利用应变片将其应变转化为电阻的变化,然后再通过转化电路将电阻的变化转化为电压的变化,测量出电压值,根据传感器的标定就可求出相应的经纱张力。 2 虚拟经纱张力测试仪系统 2.1 系统结构 虚拟经纱张力测试仪的测试系统由传感器、数据采集卡、接口总线、硬件驱动程序和开发的测试软件构成,数据采集卡采用6024E,LabWindows/CVI平台开发测试软件,在Windows98操作系统下运行。 2. 2 信号采集 由于要测出经纱张力与主轴转角的关系,所以用了3个传感器。传感器1是经纱张力传感器,把经纱张力物理信号转化为电信号;传感器2是光电脉冲传感器,用来测量主轴转角;传感器3是霍尔传感器,将霍尔电压作为测量触发信号。各个传感器输出的信号都要经过一个信号调理电路对信号进行处理(如滤波、放大等),从混合信号中取出待测的有用信号,送人数据采集卡,并要适合数据采集卡的电压范围,通过总线结构送进计算机进行处理。 数据采集借助软件来控制整个DAQ系统,包括采集原始数据、分析数据等,调理后的信号经多路开关在软件设定采样率的控制下,巡回采集并放大,再经采样与保持及A/D转换器单元被量化成数字信号,成为计算机可以处理的信号,由虚拟仪器软件对测试信号进行计算、分析、显示,并储存结果。 3 虚拟经纱张力测试仪的设计 3.1 经纱张力测试仪的面板结构 虚拟经纱张力测试仪的面板右边的七个文本框输入内容,是用户根据实际测量的需求以及与采集卡的连接通道在开始测试前设定的。测量时,打开测试仪器开关,仪器就可以工作;按下采集数据,稍等几秒,面板上就会显示出经纱张力的波形图。保存数据就是对测量的原始数据、信号处理后的数据以及需要提供给用户的数据存取;读数据是读取事先已经测量的数据,然后在仪器面板上绘出曲线,这有利于事后分析;关闭仪器则退出测试状态。 3.2 虚拟经纱张力测试仪的软件 面板上的数据采集、关闭仪器、保存数据等命令按钮通过回调函数来实现各自的功能,整个源代码中数据采集的回调函数caiji是程序的关键。 4 虚拟经纱张力测试仪的应用 用所设计的虚拟经纱张力测试仪系统对YC—425型喷气织机测试,织机主轴每转一转,经纱张力周期变化一次,在0°附近,经纱张力最大,有利于打纬,最小张力出现在280°附近。在理论上来讲,下一个最大值出现在开口满开的位置,且一般只有两个峰值,在曲线上除了打纬点外,还有两个峰值,这说明在后梁装有张力缓解机构。最小张力也就是经纱的上机张力曲线的重复性不很好,说明织机工作状况不够稳定。 5 结束语 虚拟仪器是今后仪器仪表、测试控制研究与发展的方向,用NI公司的LabWindows/CVI作为软件开发平台,比常用的面向对象软件编程难度大大降低,使得软件开发效率高,界面友好,功能强大,且扩展性好,对采集到的数据可用于高级分析库进行信号处理,也可以为了使所得测试曲线符合实际情况,进行拟合处理。总之,虚拟仪器有强大的功能,它强调“软件就是仪器”,用软件代替硬件,易开发、易调试,可有效节约资金。
声卡的mic接口可以作为AI,扬声器接口可以作为AO。使普通电脑不用买专用的采集板卡也能实现简单的模拟量输入输出。明白了吗?输入输出用到的函数看图,波形信号处理的你应该知道在哪。
文摘随着计算机技术的发展,传统仪器开始转向计算机化。虚拟仪器是现代计算机技术、仪器技术以及其他新技术完美结合的产物,其强大的功能已完全超出了仪器概念本身。本文首先叙述了虚拟仪器的概念、发展、组成等,接着采用图形化编程软件Labview设计了虚拟示波器以及它的虚拟频谱分析功能,重点介绍了Labview中使用第三方板卡——研华PCL-812PG实现外部模拟信号采集的方法。最后总结了本文所做的主要工作并提出了进一步研究的设想:虚拟仪器在internet网中的远程测控。关键词:虚拟仪器、PCL-812PG、 the development of computer, traditional instrument has developed into computerize instrument. Virtual Instrument is a perfect combination of modern computer technology, instrument technology and other new technology. Its strong function is beyond the instrument itself. This paper first introduce the development, concept, form of the virtual instrument, design the virtual scope, virtual-frequency-analysis instrument by using the programming software Labview, then gather the analogue signal outsides by PCL-812PG, transferred into digital signal, show in the computer. At last, this paper put forward the further research: the distance-usage of the virtual instrument in the : Virtual Instrument、PCL-812PG、Labview.目录第一章绪论1. 1虚拟仪器的概述----------------------------------------------(1)1. 2软件开发工具的简介----------------------------------------(1)1. 3本文的主要工作----------------------------------------------(2)第二章 虚拟示波器的实现2. 1图形化的编程语言Labview---------------------------------(3)2. 2虚拟示波器实时波形显示界面的实现和框图程序-----(3)2. 3快速傅立叶变换(FFT)和Labview分析库中的FFT VI-(6) 2. 4虚拟频谱分析功能软面板和方框图的实现--------------(7)第三章声卡的作用和主要技术参数3. 1声卡的作用-------------------------------------------------(10)3. 2声卡的主要技术参数--------------------------------------(10)3. 3 LabVIEW中相关声卡操作函数简介------------------(10)四章 实验分析结果4. 1实验设备-------------------------------------------------------(14)4. 2实验内容-------------------------------------------------------(14)4. 3实验步骤-------------------------------------------------------(14)第五章 结束语----------------------------------------------------------(16)参考文献--------------------------------------------------------------------(17)第一章绪论随着计算机技术的发展,传统仪器开始向计算机化的方向发展。虚拟仪器是20世纪90年代提出的新概念,是现代计算机技术,仪器技术及其他新技术完美结合的产物。虚拟仪器技术的提出与发展,是21世纪自动测试与电子测量仪器技术发展的一个重要方向。1. 1虚拟仪器的概述 虚拟仪器是现代技术与计算机技术结合的产物。随着计算机技术特别是计算机的快速发展,CPU处理能力的增强,总线吞吐能力的提高以及显示器技术的进步,人们逐渐认识到,可以把仪器的信号分析和处理、结果的表达与输出功能转移给计算机来完成。这样,可以利用计算机的高速计算能力和宽大的显示屏更好地完成原来的功能。如果在计算机内插上一块数据采集卡,就可以把传统仪器的所有功能模块都集中在一台计算机中了,而软件就成了虚拟仪器的关键,任何一个使用者都可以通过修改虚拟仪器的软件来改变它的功能,这就是美国NI公司“软件就是仪器”一说的来历[1]。 所谓虚拟仪器,就是在通用的计算机平台上定义和设计仪器的功能,用户操作计算机的同时就是在使用一台专门的电子仪器。虚拟仪器以计算机为核心,充分利用计算机强大的图形界面和数据处理能力,提供对测量数据的分析和显示功能。虚拟仪器的最大特点是其灵活性,用户在使用过程中,可以根据需要添加或删除仪器功能,以满足各种需求和各种环境,并且突破了传统仪器在数据处理、表达、传送以及存储方面的限制。虚拟仪器的组成与传统仪器一样,由数据采集与控制、数据分析与处理、结果显示三部分组成。对于传统仪器,三部分几乎均由硬件完成,对于虚拟仪器,后两部分主要由软件来实现。与传统仪器相比,虚拟仪器设计日趋模块化、标准化,设计的工作量和复杂性都大大减小。1. 2软件开发工具的简介应用软件开发环境是设计虚拟仪器所必需的软件工具。应用软件开发环境的选择,可以开发人员的喜好不同而不同,但最终都必须提供给用户一个界面友好、功能强大的应用程序。软件在虚拟仪器中处于重要的地位,它肩负着对数据进行分析处理的任务,如数字滤波,频谱变换等。通常在编制虚拟仪器软件时,有两种方法:一种是传统的编程方法,采用高级语言,如VC、C++,C++ Buider;另一种是采用流行的图形化编程方法,如采用NI公司的labview。这次的毕业设计我主要是采用labview编程方法,因为它是图形化的编程语言,界面形象直观,有很多按钮、控件可以直接用来表示实际的仪器。虚拟仪器系统的软件主要包括仪器驱动程序、应用程序和软面板程序。仪器驱动程序主要用来初始化虚拟仪器,设定特定的参数和工作方式,使虚拟仪器保持正常的工作状态。应用程序主要对采集来的数据信号进行分(1)析处理,用户可以根据编制应用程序来定义虚拟仪器的功能。软面板程序用来提供与虚拟仪器的接口,它可以在计算机屏幕上生成一个和传统仪器相似的图形界面,用于显示测量和处理的结果;另一方面,用户也可以通过控制软面板上的开关和按钮,模拟传统仪器的操作,通过键盘和鼠标,实现对虚拟仪器系统的控制。1. 3本文的主要工作数字示波器是实验、教学、科研中常用的电子仪器,可以采集信号并进行分析,但传统仪器都具有设备更新慢、功能单一、价格贵等缺点。本文主要是实现虚拟示波器的功能:从外界采样模拟信号,转化为相应的数字信号,在计算机上实现波形的显示,并能够进行简单的波形处理,比如说,可以延时采样,可以显示波形的最大值、最小值、平均值,并能够根据需要放大波形的倍数,在采样的任何时期可以结束采样。另外,还利用快速傅立叶变换实现了简单的频谱分析功能的实现。具体如下:(1)具有声卡采集参数设定功能;具有录音和重放功能;可以实现声音数据的采集;能够完成功率谱信号的显示与分析;(2)声音采集数据能够储存并根据需要调用;(3)具有声音信号滤波及处理功能。(4) 基于LABVIEW的声卡虚拟示波器应具有美观实用的用户界面。音频格式设置数据采集(声卡)数据处理波形显示频谱分析数 据 储 存虚拟示波器结构框图第二章虚拟示波器的具体实现2. 1图形化的编程语言labviewlabview主要用于仪器控制、数据采集、数据分析等领域,它是一种基于图形编程语言(G语言)的开发环境,主要是以框图形式编写程序。它与C等传统编程语言有着诸多相似之处,如:相似的数据类型、数据流控制结构、程序调制工具,以及层次化、模块化的编程特点。但二者最大的区别在于:传统编程语言用文本语言编程;而labview使用图形语言(即:各种图标、图形符号、连线等),以框图的形式编写程序。用labview编程无须太多的编程经验,因为labview使用的都是测试工程师熟悉的术语和图标,如各种旋钮,开关,波形图等,界面直观形象。labview是一个功能强大的集成开发环境,它完整的集成了与GPIB、VXI、RS-232和内插式数据采集卡等硬件的通讯。Labview还具有内置程序库,提供了大量的连接机制,通过DLLs、共享库、OLE等途径实现与外部程序代码的连接。使用labview开发环境,用户可以创建32位的编译程序,从而为常规的数据采集、测试等任务提供了更快的执行速度。labview是真正的编译器,用户可以创建独立的可执行程序,能够脱离开发环境而单独运行[2]。 一个labview程序包含三个主要部分:前面板、框图程序、图标/连接端口。前面板是labview程序的交互式图形化用户界面,用于设置用户输入和显示程序输出,目的是仿真真实仪器的前面板。框图程序则是利用图形语言对前面板上的控制量和指示量进行控制。图标/连接端口用于把labview程序定义成一个子程序,以便在其他程序中加以调用,这使labview得以实现层次化,模块化编程。2. 2虚拟示波器的界面实现 图2-1是虚拟示波器的主界面:上半部分是波形显示部分,用于显示采集的波形,下半部分是对波形的频谱分析。图2-1 示波器主界面的实现采集来的信号首先要在图2-1的波形实时显示部分进行显示,即图2-2。图2-2 波形实时显示界面如图2-2的软面板是实时波形显示窗口,可以显示实时采样波形。右上边可以直接得到采样数据的最大值、最小值、平均值。右下边包含了放大倍数、采样延迟时间两个旋钮。通过这两个旋钮,可以调整实时波形在屏幕上的显示效果。另外,面板上还有采样结束按钮,用于结束采样。波形实时显示面板下面是一个工具面板:用X和Y按钮可以改变X、Y轴的比例。如果想让绘制的图形自动适应变化的坐标比例,可以单击每个按钮左边的锁定(4)开关,使其自动锁定。第二列的两个是设置X、Y轴刻度值数字表示方式的快捷方式,单击后可以对精度等特性进行设置。第三列的第一个是波形缩放工具,当用赋值工具单击它时,可弹出波形缩放方式的选择项,如图2-3所示:各功能如下:第一个按钮是矩形缩放。选择该项后,在显示区上,按住鼠标左键可以拉出一个方框,方框内的波形将被放大。横着第二个是水平缩放按钮:波形只在水平方向上被放大,垂直方向上保持不变。第三个是垂直缩放按钮:波形只在垂直方向上被放大,水平方向上保持不变。第二行第一个是取消缩放:取消最近的一次缩放操作。接下来的两个是连续缩放按钮。选中该项后,在显示区内按住鼠标左键,波形将以鼠标指针停留位置为中心进行连续缩放。图2-3 工具面板的演示(5)2-4 实时波形的框图程序2-4的框图中,左面是一个while循环框,图框中随机采样信号与面板上的放大倍数旋钮对应的图标相乘(板卡的驱动先不考虑),然后输入到实时波形屏幕中,接着信号流向图框外,并变成数组型数据。框图下方,设置采样延迟时间,由面板上的旋钮控制。另外还有采样结束的控制按钮。 右边循环框外是对数组信号进行处理。通过labview 6i本身提供的子程序,可以得到数据的最大值、最小值和平均值。 该虚拟示波器是单通道虚拟示波器,要想设计多通道的示波器,只需在这个基础上,在面板上加上几个屏幕显示控件,框图程序类似上图即可。当需要把信号进行其他的处理时,我们可以选择labview自带的信号处理部件,也可以把编好的C程序或是matlab程序加入到系统中,扩充系统的功能。2. 3快速傅立叶变换(FFT)和labview分析库中的FFT VI 从DAQ板上获得的采样信号是时域信号,这种信号给出了采样时刻信号的幅度,但是很多情况下,更想了解的是频率成分,而不是幅度值。频域表示法就表示了单个频率成分,这种表示法可以给出更多关于信号和系统的信息。 从时域的采样数据变为频域的算法,称为离散傅立叶变化(DFT)。DFT将采样信号的时域跟频域联系起来。DFT广泛应用于谱分析、应用力学、光学、医学图像、数据分析、仪器及远程通信等方面[2]。(6)假设从DAQ板上获得N个采样信号,对这N个样本进行DAT变换,结果仍将为N个样本,但它却是频域表示法。时域的N个样本与频域的N个样本之间的关系如下:假设信号采样率为fs,采样间隔为t,有t=1/fs,采样信号表示为Xi,0<i<N-1(即有N个样本),对这N个样本进行傅立叶变换,公式如下:Xk=X1*e(-j2**0/N)+X2*e(-j2**1/N)+……+Xi*e[-j2**(N-1)/N]注意时域跟频域中均有N个样本。同时域中的时间间隔对应的频率间隔f为:f=fs/N=1/Nt,f也称为频率分辨率,增多采样次数N或减小采样频率fs均能减小f(提高频率分辨率)。对N个采样数据进行DFT是个非常耗时的过程,大约需要n的平方次复数运算;但如果N是2的幂,假设N=2m,对N进行DFT就只需要m*N/2次操作,大大提高了速度,这种算法叫做快速傅立叶变换(FFT),它其实就是当采样N是2的幂时,进行DFT的一种快速算法。FFT的优点在于速度快,且节省内存,这是因为当VI操作FFT时,无需额外的存储缓冲区,但它要求输入序列N必须是2的幂。而DFT速度比FFT慢得多,这是由于它需要额外的缓冲区来存储中间的结果,但是DFT对任一个序列都适用。FFT中为了使采样次数N等于2的幂,可以在输入序列末尾加0。例如:若N=10,可以在输入序列末尾加6个0,使得采样次数的总数为16(2的4次方)。分析库中有两种VI用来计算信号的FFT,即Real FFT VI和Complex FFT VI。两者的区别在于,Real FFT对实信号进行FFT,Complex FFT对复信号进行FFT,值得注意的是,两者的输出均为复数。由于大多数信号都是实数值,因此可以用 Real FFT VI,当然也可以用Complex FFT VI,只是将虚数部分置为0。由于远程通信中的信号一般都为复数信号(实部、虚部均不为0),此时应该使用Comlex FFT VI,对复电位进行调制将产生复信号。2. 4虚拟频谱分析功能软面板和方框图的实现图2-5中,按界面上的运行按钮,在显示界面上分别会显示时域波形和经过FFT以后的频域波形。(7)2-5虚拟频谱分析功能软面板的实现2-6 虚拟频谱分析功能框图的实现(8)图2-6中: Arbitrary Wave—— 用于产生一个随机的波形,RealFFT —— 对输入的采样数据进行FFT,Complex To Polar —— 将FFT的复数输出分为实、虚两部分(幅值和相位),相位部分以弧度为单位,但屏幕上只显示FFT的幅值。(9)第三章声卡在虚拟示波器设计与实现1.认识声卡随着计算机技术和虚拟仪器技术的发展,虚拟仪器逐渐成为现代仪器的发展方向,其中大部分虚拟仪器都是基于各种数据采集卡的,如NI公司的PCI-6221数据采集卡,研华公司PCL-1800型数据采集卡,ISA型数据采集卡AC1820。在对采样频率要求不高的情况下,可以利用计算机的声卡进行数据的输入和输出。声卡是一个非常优秀的音频信号采集系统,其数字信号处理包括模数变换器ADC(Analogue Digital Converter)和 数模变换器DAC(Digital Analogue Converter),ADC用于采集音频信号,DAC则用于重现这些数字声音。声卡已成为多媒体计算机的一个标准配置,因此基于声卡的虚拟仪器具有成本低,兼容性好,通用性和灵活性强的优点,可以不接受硬件限制,安装在多台计算机上。本文利用中的数字声音记录节点,编程实现了基于声卡的虚拟双踪数字存储示波器,采样速率为,线路输入端口最高电压限制为1V,对高于1V的信号采用比例运算放大电路衰减后输入,能适合
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PLC在粮食存储物流控制系统设计中的应用81. 变频调速式疲劳试验装置控制系统设计82. 基于PLC的贮料罐控制系统83. 基于PLC的智能交通灯监控系统设计1.基于labVIEW虚拟滤波器的设计与实现2.双闭环直流调速系统设计3.单片机脉搏测量仪4.单片机控制的全自动洗衣机毕业设计论文电梯控制的设计与实现6.恒温箱单片机控制7.基于单片机的数字电压表8.单片机控制步进电机毕业设计论文9.函数信号发生器设计论文变电所一次系统设计11.报警门铃设计论文单片机交通灯控制13.单片机温度控制系统通信系统中的接入信道部分进行仿真与分析15.仓库温湿度的监测系统16.基于单片机的电子密码锁17.单片机控制交通灯系统设计18.基于DSP的IIR数字低通滤波器的设计与实现19.智能抢答器设计20.基于LabVIEW的PC机与单片机串口通信设计的IIR数字高通滤波器22.单片机数字钟设计23.自动起闭光控窗帘毕业设计论文24.三容液位远程测控系统毕业论文25.基于Matlab的PWM波形仿真与分析26.集成功率放大电路的设计27.波形发生器、频率计和数字电压表设计28.水位遥测自控系统 毕业论文29.宽带视频放大电路的设计 毕业设计30.简易数字存储示波器设计毕业论文31.球赛计时计分器 毕业设计论文数字滤波器的设计毕业论文机与单片机串行通信毕业论文34.基于CPLD的低频信号发生器设计毕业论文变电站电气主接线设计序列在扩频通信中的应用37.正弦信号发生器38.红外报警器设计与实现39.开关稳压电源设计40.基于MCS51单片机温度控制毕业设计论文41.步进电动机竹竿舞健身娱乐器材42.单片机控制步进电机 毕业设计论文43.单片机汽车倒车测距仪44.基于单片机的自行车测速系统设计45.水电站电气一次及发电机保护46.基于单片机的数字显示温度系统毕业设计论文47.语音电子门锁设计与实现48.工厂总降压变电所设计-毕业论文49.单片机无线抢答器设计50.基于单片机控制直流电机调速系统毕业设计论文51.单片机串行通信发射部分毕业设计论文52.基于VHDL语言PLD设计的出租车计费系统毕业设计论文53.超声波测距仪毕业设计论文54.单片机控制的数控电流源毕业设计论文55.声控报警器毕业设计论文56.基于单片机的锁相频率合成器毕业设计论文57.基于Multism/protel的数字抢答器58.单片机智能火灾报警器毕业设计论59.无线多路遥控发射接收系统设计毕业论文60.单片机对玩具小车的智能控制毕业设计论文61.数字频率计毕业设计论文62.基于单片机控制的电机交流调速毕业设计论文63.楼宇自动化--毕业设计论文64.车辆牌照图像识别算法的实现--毕业设计65.超声波测距仪--毕业设计66.工厂变电所一次侧电气设计67.电子测频仪--毕业设计68.点阵电子显示屏--毕业设计69.电子电路的电子仿真实验研究70.基于51单片机的多路温度采集控制系统71.基于单片机的数字钟设计72.小功率不间断电源(UPS)中变换器的原理与设计73.自动存包柜的设计74.空调器微电脑控制系统75.全自动洗衣机控制器76.电力线载波调制解调器毕业设计论文77.图书馆照明控制系统设计78.基于AC3的虚拟环绕声实现79.电视伴音红外转发器的设计80.多传感器障碍物检测系统的软件设计81.基于单片机的电器遥控器设计82.基于单片机的数码录音与播放系统83.单片机控制的霓虹灯控制器84.电阻炉温度控制系统85.智能温度巡检仪的研制86.保险箱遥控密码锁 毕业设计变电所的电气部分及继电保护88.年产26000吨乙醇精馏装置设计89.卷扬机自动控制限位控制系统90.铁矿综合自动化调度系统91.磁敏传感器水位控制系统92.继电器控制两段传输带机电系统93.广告灯自动控制系统94.基于CFA的二阶滤波器设计95.霍尔传感器水位控制系统96.全自动车载饮水机97.浮球液位传感器水位控制系统98.干簧继电器水位控制系统99.电接点压力表水位控制系统100.低成本智能住宅监控系统的设计101.大型发电厂的继电保护配置102.直流操作电源监控系统的研究103.悬挂运动控制系统104.气体泄漏超声检测系统的设计105.电压无功补偿综合控制装置型无功补偿装置控制器的设计电机调速频段窄带调频无线接收机109.电子体温计110.基于单片机的病床呼叫控制系统111.红外测温仪112.基于单片微型计算机的测距仪113.智能数字频率计114.基于单片微型计算机的多路室内火灾报警器115.信号发生器116.基于单片微型计算机的语音播出的作息时间控制器117.交通信号灯控制电路的设计118.基于单片机步进电机控制系统设计119.多路数据采集系统的设计120.电子万年历121.遥控式数控电源设计降压变电所一次系统设计变电站一次系统设计124.智能数字频率计125.信号发生器126.基于虚拟仪器的电网主要电气参数测试设计127.基于FPGA的电网基本电量数字测量系统的设计128.风力发电电能变换装置的研究与设计129.电流继电器设计130.大功率电器智能识别与用电安全控制器的设计131.交流电机型式试验及计算机软件的研究132.单片机交通灯控制系统的设计133.智能立体仓库系统的设计134.智能火灾报警监测系统135.基于单片机的多点温度检测系统136.单片机定时闹钟设计137.湿度传感器单片机检测电路制作138.智能小车自动寻址设计--小车悬挂运动控制系统139.探讨未来通信技术的发展趋势140.音频多重混响设计141.单片机呼叫系统的设计142.基于FPGA和锁相环4046实现波形发生器143.基于FPGA的数字通信系统144.基于单片机的带智能自动化的红外遥控小车145.基于单片机AT89C51的语音温度计的设计146.智能楼宇设计147.移动电话接收机功能电路148.单片机演奏音乐歌曲装置的设计149.单片机电铃系统设计150.智能电子密码锁设计151.八路智能抢答器设计152.组态控制抢答器系统设计153.组态控制皮带运输机系统设计154..基于单片机控制音乐门铃155.基于单片机控制文字的显示156.基于单片机控制发生的数字音乐盒157.基于单片机控制动态扫描文字显示系统的设计158.基于LMS自适应滤波器的MATLAB实现功率放大器毕业论文160.无线射频识别系统发射接收硬件电路的设计161.基于单片机PIC16F877的环境监测系统的设计162.基于ADE7758的电能监测系统的设计163.智能电话报警器164.数字频率计 课程设计165.多功能数字钟电路设计 课程设计166.基于VHDL数字频率计的设计与仿真167.基于单片机控制的电子秤168.基于单片机的智能电子负载系统设计169.电压比较器的模拟与仿真170.脉冲变压器设计仿真技术及应用172.基于单片机的水温控制系统173.基于FPGA和单片机的多功能等精度频率计174.发电机-变压器组中微型机保护系统175.基于单片机的鸡雏恒温孵化器的设计176.数字温度计的设计177.生产流水线产品产量统计显示系统178.水位报警显时控制系统的设计179.红外遥控电子密码锁的设计180.基于MCU温控智能风扇控制系统的设计181.数字电容测量仪的设计182.基于单片机的遥控器的设计电话卡代拨器的设计184.数字式心电信号发生器硬件设计及波形输出实现185.电压稳定毕业设计论文186.基于DSP的短波通信系统设计(IIR设计)187.一氧化碳报警器188.网络视频监控系统的设计189.全氢罩式退火炉温度控制系统190.通用串行总线数据采集卡的设计191.单片机控制单闭环直流电动机的调速控制系统192.单片机电加热炉温度控制系统193.单片机大型建筑火灾监控系统接口设备驱动程序的框架设计195.基于Matlab的多频率FMICW的信号分离及时延信息提取196.正弦信号发生器197.小功率UPS系统设计198.全数字控制SPWM单相变频器199.点阵式汉字电子显示屏的设计与制作200.基于AT89C51的路灯控制系统设计200.基于AT89C51的路灯控制系统设计201.基于AT89C51的宽范围高精度的电机转速测量系统202.开关电源设计203.基于PDIUSBD12和K9F2808简易USB闪存设计204.微型机控制一体化监控系统205.直流电机试验自动采集与控制系统的设计206.新型自动装弹机控制系统的研究与开发207.交流异步电机试验自动采集与控制系统的设计208.转速闭环控制的直流调速系统的仿真与设计209.基于单片机的数字直流调速系统设计210.多功能频率计的设计信息移频信号的频谱分析和识别212.集散管理系统—终端设计213.基于MATLAB的数字滤波器优化设计214.基于AT89C51SND1C的MP3播放器215.基于光纤的汽车CAN总线研究216.汽车倒车雷达217.基于DSP的电机控制218.超媒体技术219.数字电子钟的设计与制作220.温度报警器的电路设计与制作221.数字电子钟的电路设计222.鸡舍电子智能补光器的设计223.高精度超声波传感器信号调理电路的设计224.电子密码锁的电路设计与制作225.单片机控制电梯系统的设计226.常用电器维修方法综述227.控制式智能计热表的设计228.电子指南针设计229.汽车防撞主控系统设计230.单片机的智能电源管理系统231.电力电子技术在绿色照明电路中的应用232.电气火灾自动保护型断路器的设计233.基于单片机的多功能智能小车设计234.对漏电保护器安全性能的剖析235.解析民用建筑的应急照明236.电力拖动控制系统设计237.低频功率放大器设计238.银行自动报警系统
传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。这是我为大家整理的传感器技术论文 范文 ,仅供参考!传感器技术论文范文篇一 传感器及其概述 摘 要 传感器(英文名称:transducer/sensor)是直接作用于被测量、并能按一定规律将其转化为同种或别种量值输出的器件。目前,传感器转换后的信号大多是电信号,因而从狭义上讲,传感器是把外界输入的非电信号转换为电信号的装置。 【关键词】传感器 种类 新型 1 前言 传感器是测试系统的一部分,其作用类似于人类的感觉器官,也可以认为是人类感官的延伸。人们借助传感器可以去探测那些人们无法用或不便用感官直接感知的事物,如用热电偶可以测量炽热物体的温度;用超声波换能器可以测海水深度;用红外遥感器可从高空探测地面形貌、河流状态及植被的分布等。因此,可以说传感器是人们认识自然界事物的有力工具,是测量仪器与被测量物体之间的接口。通常情况下,传感器处于测试装置的输入端,是测试系统的第一个环节,其性能直接影响着整个测试系统,对测试精度有很大影响。 2 传感器的分类 按被测物理量的不同,可以分为位移、力、温度、流量传感器等;按工作的基础不同,可以分为机械式传感器、电气式传感器、光学式传感器、流体式传感器等;按信号变换特征可以分为物性型传感器和结构型传感器;根据敏感元件与被测对象直接的能量关系,可以分为能量转换型传感器与能量控制型传感器。 3 常见传感器介绍 电阻应变式传感器 电阻应变式传感器又叫电阻应变计,其敏感元件是电阻应变。应变片是在用苯酚,环氧树脂等绝缘材料浸泡过的玻璃基板上,粘贴直径为左右的金属丝或金属箔制成。敏感元件也叫敏感栅。其具有体积小、动态响应快、测量精度高、使用简单等优点。在航空、机械、建筑等各行业获得了广泛应用。电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应,即金属导体在外力作用下产生机械形变,其电阻值随机械变形的变化而变化。其可以分为:金属电阻应变片和半导体应变片式两类。金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。它们的主要区别在于:金属电阻应变片式是利用导体形变引起电阻变化,而半导体应变片式则是利用电阻率变化引起电阻的变化。 电容式传感器 电容式传感器是将被测物理量转换成电容量变化的装置,它实质是一个具有可变参数的电容器。由于电容与极距成反比,与正对面积和介质成正比,因此其可以分为极距变化型、面积变化型和介质变化型三类。极距变化型电容传感器的优点是可进行动态非接触式测量,对被测系统的影响小,灵敏度高,适用于较小位移的测量,但这种传感器有非线性特性,因此使用范围受到一定限制。面积变化型传感器的优点是输出与输入成线性关系,但与极距型传感器相比,灵敏度较低,适用于较大的直线或角位移的测量。介质变化型则多用于测量液体的高度等场合。 电感式传感器 电感式传感器是将被测物理量,如力、位移等,转换为电感量变换的一种装置,其变换是基于电磁感应原理。电感式传感器种类很多,常见的有自感式,互感式和涡流式三种。 电感式传感器具有以下特点:结构简单,传感器无活动电触点,因此工作可靠寿命长。灵敏度和分辨力高,能测出微米的位移变化。传感器的输出信号强,电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。线性度和重复性都比较好,在一定位移范围(几十微米至数毫米)内,传感器非线性误差可达~。同时,这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制,它在工业自动控制系统中广泛被采用。但不足的是,它有频率响应较低,不宜快速动态测控等缺点。 磁电式传感器 磁电式传感器是把被测物理量转换为感应电动势的一种传感器,又称电磁感应式或电动力式传感器。其工作原理是一个匝数为N的线圈,当穿过它的磁通量变化时,线圈产生了感应电动势。磁通量的变化可通过多种方式来实现,如磁铁与线圈做切割磁力线运动、磁路的磁阻变化、恒定磁场中线圈面积的变化,因此可制造出不同类型的传感器用于测量速度、扭矩等。 压电式传感器 压电式传感器是一种可逆传感器,是利用某些物质的压电效应进行工作的器件。最简单的压电式传感器是在压电晶片的两个工作面上进行金属蒸镀,形成金属膜,构成两个电极。当晶片受压力时,两个极板上聚集数量相等而极性相反的电荷,形成电场。因此压电传感器可以看成是电荷发生器,又可以看作电容器。 4 新型传感器 生物传感器 生物传感器是用生物活性材料(酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等)与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科,是发展生物技术必不可少的一种先进的检测 方法 与监控方法,也是物质分子水平的快速、微量分析方法。各种生物传感器有以下共同的结构:包括一种或数种相关生物活性材料(生物膜)及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器(传感器),二者组合在一起,用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工,构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。生物传感器的原理:待测物质经扩散作用进入生物活性材料,经分子识别,发生生物学反应,产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电信号,再经二次仪表放大并输出,便可知道待测物浓度。 激光传感器 激光传感器:利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表,它的优点是能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。激光传感器原理:激光传感器工作时,先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,因此它能检测极其微弱的光信号,并将其转化为相应的电信号。 5 结束语 随着科技的飞速发展,人们不断提高着自身认知世界的能力。传感器在获取自然和生产领域中发挥着巨大上的作用。目前,传感器技术在发展经济、推动社会进步方面起到重要的推动作用。相信未来,传感器技术将会出现一个飞跃。 作者简介 杨天娟(1991-),女,河北省邯郸市人。现为郑州大学本科生,主要研究方向为机械工程及自动化。 作者单位 郑州大学机械工程学院 河南省郑州市 450001 传感器技术论文范文篇二 温度传感器 摘 要:温度传感器是最早开发、也是应用最广泛的一种传感器。据调查,早在1990年,温度传感器的市场份额就大大超出了 其它 传感器。从17世纪初,伽利略发明温度计开始,人们便开始了温度测量。而真正把温度转换成电信号的传感器,是1821年德国物理学家赛贝发明的,也就是我们现在使用的热电偶传感器。随后,铂电阻温度传感器、半导体热电偶温度传感器、PN结温度传感器、集成温度传感器相继而生。也使得温度传感器更加广泛的应用到我们的生产和生活中。本文主要介绍了温度传感器的分类、工作原理及应用。 关键词:温度传感器;温度;摄氏度 中图分类号:TP212 文献标识码:A 文章 编号:1674-7712 (2014) 02-0000-01 温度传感器(temperature transducer),利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类。现代的温度传感器外形非常得小,这样更加让它广泛应用在生产实践的各个领域中,也为我们的生活提供了无数的便利和功能。 一、温度的相关知识 温度是用来表征物体冷热程度的物理量。温度的高低要用数字来量化,温标就是温度的数值表示方法。常用温标有摄氏温标和热力学温标。 摄氏温标是把标准大气压下,沸水的温度定为100摄氏度,冰水混合物的温度定为0摄氏度,在100摄氏度和0摄氏度之间进行100等份,每一等份为1摄氏度。热力学温标是威廉汤姆提出的,以热力学第二定律为基础,建立温度仅与热量有关而与物质无关的热力学温标。由于是开尔文 总结 出来的,所以又称为开尔文温标。 二、温度传感器的分类 根据测量方式不同,温度传感器分为接触式和非接触式两大类。接触式温度传感器是指传感器直接与被测物体接触,从而进行温度测量。这也是温度测量的基本形式。其中接触式温度传感器又分为热电偶温度传感器、热电阻温度传感器、半导体热敏电阻温度传感器等。 非接触式温度传感器是测量物体热辐射发出的红外线,从而测量物体的温度,可以进行遥测。 三、温度传感器的工作原理 (一)热电偶温度传感器。热电偶温度传感器结构简单,仅由两根不同材料的导体或半导体焊接而成,是应用最广泛的温度传感器。 热电偶温度传感器是根据热电效应原理制成的:把两种不同的金属A、B组成闭合回路,两接点温度分别为t1和t2,则在回路中产生一个电动势。 热电偶也是由两种不同材料的导体或半导体A、B焊接而成,焊接的一端称为工作端或热端。与导线连接的一端称为自由端或冷端,导体A、B称为热电极,总称热电偶。测量时,工作端与被测物相接触,测量仪表为电位差计,用来测出热电偶的热电动势,连接导线为补偿导线及铜导线。 从测量仪表上,我们观测到的便是热电动势,而要想知道物体的温度,还需要查看热电偶的分度表。 为了保证温度测量结果足够精确,在热电极材料的选择方面也有严格的要求:物理、化学稳定性要高;电阻温度系数小;导电率高;热电动势要大;热电动势与温度要有线性或简单的函数关系;复现性好;便于加工等。根据我们常用的热电极材料,热电偶温度传感器可分为标准化热电偶和非标准化热电偶。铂铑-铂热电偶是常用的标准化热电偶,熔点高,可用于测量高温,误差小,但价格昂贵,一般适用于较为精密的温度测量。铁-康铜为常用的非标准化热电偶,测温上限为600摄氏度,易生锈,但温度与热电动势线性关系好,灵敏度高。 (二)电阻式温度传感器。热电偶温度传感器虽然结构简单,测量准确,但仅适用于测量500摄氏度以上的高温。而要测量-200摄氏度到500摄氏度的中低温物体,就要用到电阻式温度传感器。 电阻式温度传感器是利用导体或者半导体的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度的。大多数金属在温度升高1摄氏度时,电阻值要增加到。电阻式温度传感器就是要将温度的变化转化为电阻值的变化,再通过测量电桥转换成电压信号送至显示仪表。 (三)半导体热敏电阻。半导体热敏电阻的特点是灵敏度高,体积小,反应快,它是利用半导体的电阻值随温度显著变化的特性制成的。可分为三种类型:(1)NTC热敏电阻,主要是Mn,Co,Ni,Fe等金属的氧化物烧结而成,具有负温度系数。(2)CTR热敏电阻,用V,Ge,W,P等元素的氧化物在弱还原气氛中形成烧结体,它也是具有负温度系数的。(3)PTC热敏电阻,以钛酸钡掺和稀土元素烧结而成的半导体陶瓷元件,具有正温度系数。也正是因为PTC热敏电阻具有正温度系数,也制作成温度控制开关。 (四)非接触式温度传感器。非接触式温度传感器的测温元件与被测物体互不接触。目前最常用的是辐射热交换原理。这种测温方法的主要特点是:可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象,也可用来测量温度场的温度分布,但受环境温度影响比较大。 四、温度传感器的应用举例 (一)温度传感器在汽车上的应用。温度传感器的作用是测量发动机的进气,冷却水,燃油等的温度,并把测量结果转换为电信号输送给ECU.对于所有的汽油机电控系统,进气温度和冷却水温度是ECU进行控制所必须的两个温度参数,而其他的温度参数则随电控系统的类型及控制需要而不尽相同。进气温度传感器通常安装在空气流量计或从空气滤清器到节气门体之间的进气道或空气流量计中,水温传感器则布置在发动机冷却水路,汽缸盖或机体上上的适当位置.可以用来测量温度的传感器有绕线电阻式,扩散电阻式,半导体晶体管式,金属芯式,热电偶式和半导体热敏电阻式等多种类型,目前用在进气温度和冷却水温度测量中应用最广泛的是热敏电阻式温度传感器。 (二)利用温度传感器调节卫生间的温度。温度传感器还能调节卫生间内的温度,尤其是在洗澡的时候,能自动调节卫生间内的温度是很有必要的。通过温湿度传感器和气体传感器就能很好的控制卫生间内的环境从而使我们能够拥有一个舒适的生活。现在大部分旅馆和一些公共场所都实现了自动调节,而普通家庭的卫生间都还是人工操作,尚未实现自动调节这主要是一般客户不知道能够利用传感器实现自动化,随着未来人们的进一步了解,普通家庭的卫生间也能实现自动调节。 参考文献: [1]周琦.集成温度传感器的设计[D].西安电子科技大学,2007.
毕业设计(论文)报告 系 别: 电子与电气工程学院 专 业: 电子信息工程 班 号: 电子 0 8 5 学 生 姓 名: 傅浩 学 生 学 号: 080012212 计 论 ) 目 设 ( 文 题 : 基于AT89C51 的数字温度计的设计 指 导 教 师: 傅浩 设 计 地 点: 起 迄 日 期: 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 毕业设计(论文)任务书 专业 电子信息工程 班级 电子 085 姓名 傅浩一、课题名称:基于 AT89C51 的数字温度计的设计二、主要技术指标: 1、测温范围-50℃-110℃ 2、精度误差小于 ℃ 3、LED 数码直读显示 4、可通过人机接口任意设定温度报警阀值三、工作内容和要求:(1)、要求数字温度计能对环境的温度进行实时监测。(2)、数字温度计要能够实时显示环境的温度信息,使用户及时了解到环境温度情况。(3)、数字温度计能够在程序跑飞的情况下自动重启,对环境温度进行正确的测量。 四、主要参考:1.李勋.刘源单片机实用教程M.北京航空航天大学出版社,20002.李朝青.单片机原理及接口技术(简明修订版)M.杭州:北京航空航天大学出版社,19983.李广弟.单片机基础M.北京:北京航空航天大学出版社,19944.阎石.数字电子技术基础(第三版)M.北京:高等教育出版社,19895.廖常初.现场总线概述J.电工技术,19996.王津.单片机原理与应用M.重庆大学出版社,2000 学 生(签名) 年 月 日 指 导 教师(签名) 年 月 日常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 教研室主任(签名) 年 月 日 系 主 任(签名) 年 月 日 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 毕业设计(论文)开题报告设计(论文)题目 基于 AT89C51 的数字温度计的设计一、选题的背景和意义: 随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研等各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计,它给人带来的方便也是不可否定的。要为现代人生活提供更好、更方便的设施就需要从数单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。 本文将要设计的数字温度计具有性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等优点,广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度的测量和控制中,为人们生活水平的提高做出了巨大的贡献。二、课题研究的主要内容: 1.本文是以单片机 AT89C51 为核心进行设计。 2.通过 DALLAS 公司的单总线数字温度传感器 DS18B20 来实现环境温度的采集和 A/D转换。 3.其输出温度采用数字显示,用 3 位共阳极 LED 数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。 4.此温度计属于多功能温度计可以用来测量环境温度,还可以设置上下报警温度,当温度不在设置范围内时,可以报警。 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文三、主要研究(设计)方法论述: 1. 通过查阅书籍了解数字温度计的基本概念等信息,结合以前所学的电子专业知识认真研究课题。 2. 借助强大的网络功能,借鉴前人的研究成果更好的帮助自己更好地理解所需掌握的内容。 3. 通过与老师与同学的讨论研究,及时地发现问题反复地检查修改最终完成。 四、设计(论文)进度安排:时间(迄止日期) 工 作 内 容 ~ 查找资料,确定论文题目 ~ 根据选题方向查资料,确定基本框架和设计方法 ~ 完成开题报告 ~ 完成初稿并交指导老师审阅 ~ 根据指导老师意见修改论文 ~ 根据模板将论文排版 ~ 仔细阅读论文并作细节完善后上交 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文五、指导教师意见: 指导教师签名: 年 月 日六、系部意见: 系主任签名: 年 月 日 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 目录摘要Abstract第 1 章 前言 ...................................................... 1第 2 章 数字温度计总体设计方案 .................................... 2 数字温度计设计方案.......................................... 2 总体设计框图................................................ 2第 3 章 数字温度计的硬件设计 ...................................... 3 主控制器 AT89C51 ............................................ 3 AT89C51 的特点及特征 .................................... 3 管脚功能说明............................................ 3 片内振荡器.............................................. 5 芯片擦除................................................ 5 单片机的主板电路............................................ 6 温度采集部分的设计.......................................... 6 温度传感器 DS18B20 ...................................... 6 DS18B20 温度传感器与单片机的接口电路 ................... 10 显示部分设计............................................... 10 74LS164 引脚功能及特征 ................................. 10 温度显示电路........................................... 11 报警系统电路............................................... 12第 4 章 数字温度计的软件设计 ..................................... 13 系统软件设计流程图......................................... 13 数字温度计部分程序清单..................................... 15第 5 章 结束语 ................................................... 20答谢辞参考文献 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 摘 要 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的,其中数字温度计就是一个典型的例子。 本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,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。该设计控制器使用单片机 AT89C51,测温传感器使用 DS18B20,用 3 位共阳极 LED 数码管以串口传送数据,实现温度显示。本温度计属于多功能温度计,可以设置上下报警温度,当温度不在设置范围内时,可以报警。 此外本文还介绍了数字温度计的硬件设计和软件设计,硬件设计主要包括主控制器、单片机的主板电路、温度采集部分电路、显示电路以及报警系统电路。 软件设计包括系统软件的流程图和数字温度计的部分程序清单。关键词:AT89C51 单片机,数字控制,测温传感器,多功能温度计 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 Abstract As peoples living standard rising SCM is undoubtedly one of theobjectives pursued by the people the convenience it brings is equallynegative and one digital thermometer is a typical example. The design presented in the traditional thermometer digitalthermometer and compared with a reading convenience a wide range oftemperature measurement temperature measurement accuracy the output ofthe temperature digital display. The design of the controller usingmicrocontroller AT89C51 temperature sensor uses DS18B20 with threecommon anode LED digital tube to serial transmission of data to achievetemperature display. The thermometer is multi-functional thermometeryou can set the upper and lower alarm temperature range when thetemperature is not set you can alarm. Besides the paper also describes the digital thermometer in hardwaredesign and software design hardware design includes the main controllermicrocontroller circuit board the temperature acquisition part of thecircuit display circuit and the alarm system circuit. Software designincluding system software flow chart and the digital thermometer in thepart of the program words: AT89C51 microcontroller digital control temperature sensormulti-function thermometer 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文第1章 前言 随着时代的进步和发展,单片机技术已经普及到我们生活,工作,科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计,本温度计属于多功能温度计,可以设置上下报警温度,当温度不在设置范围内时,可以报警。 现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现。 能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。热敏电阻的成本低,但需后续信号处理电路,而且可靠性相对较差,测温准确度低,检测系统也有一定的误差,所以传统的温度计有反应速度慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大等缺点。 本文是以单片机 AT89C51 为核心,通过 DALLAS 公司的单总线数字温度传感器 DS18B20 来实现环境温度的采集和 A/D 转换,用来测量环境温度,温度分辨率为 ℃,并能数码显示。因此本文设计的数字温度计具有读数方便,测温范围广,测温精确,数字显示,适用范围宽其电路简单,软硬件结构模块化,易于实现等特点。 数字式温度计的设计将给人们的生活带来很大的方便, 为人们生活水平的提高做出了贡献。数字温度计在以后将应用于我们生产和生活的各个方面,数字式温度计的众多优点告诉我们:数字温度计将在我们的未来生活中应用于各个领域,它将会是传统温度计的理想的替代产品。 -1- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文第2章 数字温度计总体设计方案 数字温度计设计方案方案 一: 采用热敏电阻器件,利用其感温效应,再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,利用单片机进行数据的处理,然后在显示电路上,将被测温度显示出来。 方案 二: 利用温度传感器,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,进行转换就可以满足设计要求。 分析上述两种方案可以看出方案一是使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,进行 A/D 转换后,利用单片机进行数据的处理,在显示电路上被测温度显示出来,这种设计需要用到 A/D 转换电路,感温电路比较麻烦。方案二是利用温度传感器直接读取被测温度,读数方便,测温范围广,测温精确,适用范围宽而且电路简单易于实现。 综合方案一和方案二的优缺点,我们选择方案二。 总体设计框图 温度计电路设计总体设计方框图如图 2-1 所示, 控制器采用单片机 AT89C51,温度传感器采用 DS18B20,用 4 位 LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。 L 单片机复位 E D 主 显 控 示 报警点按键调整 制 器 温 度 时钟振荡 传 感 器 图 2-1 总体设计方框图 -2- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文第3章 数字温度计硬件设计 主控制器 AT89C51 的特点及特性: 40 个引脚,4K Bytes FLASH 片内程序存储器,128 Bytes 的随机存取数据存储器(RAM) ,32 个外部双向输入/输出(I/O)口,5 个中断优先级 2 层中断嵌套中断,2 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口,看门狗(WDT)电路,片内时钟振荡器。 此外,AT89C51 在空闲模式下,CPU 暂停工作,而 RAM 定时计数器,串行口,外中断系统可继续工作,掉电模式冻结振荡器而保存 RAM 的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 等三种封装形式,以适应不同产品的需求。 主要功能特性: 兼容 MCS-51 指令系统 4k 可反复擦写gt1000 次)ISP FLASH ROM 32 个双向 I/O 口 工作电压 2 个 16 位可编程定时/计数器 时钟频率 0-33MHZ 全双工 UART 串行中断口线 128X8 BIT 内部 RAM 2 个外部中断源 低功耗空闲和省电模式 中断唤醒省电模式 3 级加密位 看门狗(WDT)电路 软件设置空闲和省电功能 灵活的 ISP 字节和分页编程 双数据寄存器指针 管脚功能说明: AT89C51 管脚如图 3-1 所示: -3- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 图 3-1 AT89C51 管脚图 (1)VCC:供电电压。 (2)GND:接地。 P0 P0 (3) 口: 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口, 每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时,被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时,P0 口作为原码输入口,当 FIASH 进行校验时,P0 输出原码,此时 P0 外部必须被拉高。 (4)P1 口:P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后,被内部上拉为高,可用作输入,P1 口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH编程和校验时,P1 口作为第八位地址接收。 (5)P2 口:P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P2 口缓冲器可接收,输出 4 个 TTL 门电流,当 P2 口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时,P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 (6)P3 口:P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口,可接收输出 4个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口,如下所示: RXD(串行输入口) TXD(串行输出口) /INT0(外部中断 0) /INT1(外部中断 1) T0(记时器 0 外部输入) T1(记时器 1 外部输入) /WR(外部数据存储器写选通) /RD(外部数据存储器读选通) -4- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 (7)RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。 (8)ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 FLASH 编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时,ALE 只有在执行 MOVX,MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止,置位无效。 (9)/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN 有效。 但在访问外部数据存储器时, 这两次有效的/PSEN信号将不出现。 ( 10 ) /EA/VPP : 当 /EA 保 持 低 电 平 时 , 则 在 此 期 间 外 部 程 序 存 储 器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时,/EA 将内部锁定为 RESET;当/EA 端保持高电平时,此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期间,此引脚也用于施加 12V 编程电源(VPP)。 (11)XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 (12)XTAL2:来自反向振荡器的输出。 片内振荡器: 该反向放大器可以配置为片内振荡器,如图 3-2 所示。 图 3-2 片内振荡器 芯片擦除: -5- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合, 并保持ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成。在芯片擦操作中,代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前,该操作必须被执行。 此外,AT89C51 设有稳态逻辑,可以在低到零频率的条件下静态逻辑,支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下,CPU 停止工作。但 RAM、定时器、计数器、串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下,保存 RAM 的内容并且冻结振荡器,禁止所用其他芯片功能,直到下一个硬件复位为止。单片机 AT89C51 具有低电压供电和体积小等特点,四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要,很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。 单片机 AT89C51 具有低电压供电和体积小等特点,四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要, 很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。 单片机主板电路 单片机 AT89C51 是数字温度计的核心元件,单片机的主板电路如图 3-3 所示,包括单片机芯片、报警系统电路、晶振电路、上拉电阻以及与单片机相连的其他电路。 图 3-3 单片机的主板电路 温度采集部分的设计 温度传感器 DS18B20 DS18B20 温度传感器是美国 DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器,与传统的热敏电阻等测温元件相比,它能直接读出被测温度,并且可根据实际要求通过简单的编程实现 9~12 位的数字值读数方式。 -6- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 TO-92 封装的 DS18B20 的引脚排列见图 3-4,其引脚功能描述见表 .
温度相关的毕业设计 ·基于单片机的数字温度计的设计·基于MCS-51数字温度表的设计·单片机的数字温度计设计·基于单片机的空调温度控制器设计·基于数字温度计的多点温度检测系统·设施环境中温度测量电路设计·DS18B20数字温度计的设计·多点温度采集系统与控制器设计·基于PLC和组态王的温度控制系统设计·温度监控系统的设计·用单片机进行温度的控制及LCD显示系统的设计·单片机电加热炉温度控制系统·全氢罩式退火炉温度控制系统·数字温度计的设计·基于单片机AT89C51的语音温度计的设计·基于单片机的多点温度检测系统·基于51单片机的多路温度采集控制系统·基于单片机的数字显示温度系统毕业设计论文·基于MCS51单片机温度控制毕业设计论文·西门子S7-300在温度控制中的应用·燃气锅炉温度的PLC控制系统·焦炉立火道温度软测量模型设计·温度检测控制仪器·智能温度巡检仪的研制·电阻炉温度控制系统·数字温度测控仪的设计·温度测控仪设计·多路温度采集系统设计·多点数字温度巡测仪设计·LCD数字式温度湿度测量计·64点温度监测与控制系统·温度报警器的电路设计与制作·基于单片机的数字温度计的电路设计·全氢煤气罩式炉的温度控制系统的研究与改造·温度检测与控制系统·红外快速检测人体温度装置的设计与研制·具有红外保护的温度自动控制系统的设计·基于单片机的温度测量系统的设计·数字温度计设计·DS18B20温度检测控制·PN结(二极管)温度传感器性能的实验研究·多功能智能化温度测量仪设计·软胶囊的单片机温度控制(硬件设计)·空调温度控制单元的设计·大容量电机的温度保护——软件设计·大容量电机的温度保护 ——硬件电路的设计·基于DS18B20温度传感器的数字温度计设计·热轧带钢卷取温度反馈控制器的设计·基于单片机的温度采集系统设计·多点温度数据采集系统的设计·基于单片机的数字式温度计设计·18B20多路温度采集接口模块·基于单片机的户式中央空调器温度测控系统设计·单片机电阻炉温度控制系统设计·基于单片机的电阻炉温度控制系统设计·基于ARM的嵌入式温度控制系统的设计·基于DS18B20的多点温度巡回检测系统的设计·基于单片机的多点无线温度监控系统·基于MSC1211的温度智能温度传感器·用集成温度传感器组成测温控制系统·室内温度控制报警器·自动温度控制系统·烤箱温度控制系统·基于单片机的电加热炉温度控制系统设计·基于PLC的温度监控系统设计·基于无线传输技术的室温控制系统设计——温度控制器软件设计·温度箱模拟控制系统·基于无线传输技术的室温控制系统设计——温度控制器硬件设计·数字式温度计的设计·温度监控系统设计·基于单片机的电阻炉温度控制系统·基于plc的温度湿度检测和显示系统设计·基于单片机的3KW电炉温度控制系统的设计·腔型肿瘤热疗仪温度控制系统设计·基于AT89S51单片机的数字温度计设计·吹塑薄膜挤出机温度控制与检测系统设计·电加热炉PLC温度自适应控制系统的研究·高压母线温度自动监测装置的设计·高压母线温度自动检测装置·小型热水锅炉单片机温度控制系统·消毒柜单片机温度控制·嵌入式系统在多点温度控制中的应用·单片机温度控制系统·上下限温度报警器的设计·基于单片机的饮水机温度控制系统设计·基于单片机的温度测量系统设计
我做的课程设计,用的数码管,也做了protues仿真,你有需要的话,我邮箱是。希望对你有帮助,#include<>sbit P11=P1^1;sbit P12=P1^2;sbit P13=P1^3;sbit P14=P1^4;/////数码管1断码控制///////////////sbit P15=P1^5;sbit P16=P1^6;sbit P17=P1^7;sbit P32=P3^2;/////数码管2段码控制////////////////sbit up=P3^7;sbit down=P3^6; ////按键操作端口//////////////////sbit P35=P3^5; ////////控制晶闸管端口/////////sbit DQ =P3^3; ///////温度传感器端口///////// #define THCO 0xee#define THLO 0x00unsigned char code duan[]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0XD8,0x80,0x90,0x88,}; //////////////////////////////////////////int b=0;char pwm=0;int k;char r=0,q=0;static char wendu_1;char hao=20;//////////////////////////////////////////////void delay(unsigned int i){while(i--);}//////////////////////////////////////////Init_DS18B20(void){unsigned char x=0;DQ = 1; //DQ复位delay(8); //稍做延时DQ = 0; //单片机将DQ拉低delay(80); //精确延时 大于 480usDQ = 1; //拉高总线delay(14);x=DQ; //稍做延时后 如果x=0则初始化成功 x=1则初始化失败delay(20);}////////////////////////////////////////////ReadOneChar(void){unsigned char i=0;unsigned char dat = 0;for (i=8;i>0;i--){DQ = 0; // 给脉冲信号dat>>=1;DQ = 1; // 给脉冲信号if(DQ)dat|=0x80;delay(4);}return(dat);}////////////////////////////////////////////////WriteOneChar(unsigned char dat){unsigned char i=0;for (i=8; i>0; i--){DQ = 0;DQ = dat&0x01;delay(5);DQ = 1;dat>>=1;}//delay(4);}/////////////////////////////////////////////////DS18B20程序读取温度ReadTemperature(void){unsigned char a=0;unsigned char b=0;unsigned int t=0;float tt=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器等(共可读9个寄存器) 前两个就是温度a=ReadOneChar();b=ReadOneChar();t=b;t<<=8;t=t|a;tt=t*;return(t);}xianshi(){/////////////////当前温度显示///////////////////////////// P11=1; P0=duan[wendu_1/1000]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P12=1; P0=duan[wendu_1/100%10]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P13=1; P0=duan[wendu_1%100/10]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P14=1; P0=duan[wendu_1%10]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0; ///////////////////////////目标电压显示/////////////// P15=1; P2=duan[hao/1000]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P16=1; P2=duan[hao/100%10]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P17=1; P2=duan[hao%100/10]; for(k=0;k<1000;k++); P1=0;P32=1; P2=duan[hao%10]; for(k=0;k<1000;k++); P32=0;////////////////////////////////////////////////////////// }/////////////////////////////////////////////////////////// main(void){ P11=0; P12=0; P13=0; P14=0; P15=0; P16=0; P17=0; P32=0; P35=0; /////////////////////////////////////////////////////////// while(1){ wendu_1=ReadTemperature()/16;//读温度 xianshi(); ///显示系统数据/////////////////////////////////////操作函数//////////////////////////////////// if(down==0) {hao--;} if(up==0){hao++;} ///////////////////////////////////////////////////////////////////hao为理想温度/////wendu_1为实际环境温度/////////////////////////////////////////////////////////////////P35为高时 led灯工作///////////////////////////////////// P35=0; pwm=hao-wendu_1; if(pwm>0) {P35=1;} if(pwm<0) {P35=0;} if(pwm==0) {P35=0;}///////////////////////////////////////////////////////////////// }}
用DS18B20做的电子温度计,非常简单。#include <> #include\"\"#include <>#include <>//********************************************************#define Seck (500/TK) //1秒中的主程序的系数#define OffLed (Seck*5*60) //自动关机的时间5分钟!//********************************************************#if (FHz==0) #define NOP_2uS_nop_()#else #define NOP_2uS_nop_();_nop_()#endif//**************************************#define SkipK 0xcc //跳过命令#define ConvertK 0x44 //转化命令#define RdDs18b20K 0xbe //读温度命令//*******************************************extern LedOut(void);//*************************************************sbit PNP1=P3^4;sbit PNP2=P3^5;sbit BEEP=P3^2;//***********************************#defineDQ PNP2 //原来的PNP2 BEEP//***********************************static unsigned char Power=0;//************************************union{ unsigned char Temp[2]; //单字节温度 unsigned int Tt; //2字节温度}T;//***********************************************typedef struct{ unsigned char Flag; //正数标志 0;1==》负数 unsigned char WenDu; //温度整数 unsigned int WenDuDot; //温度小数放大了10000}WENDU; //***********************************************WENDU WenDu;unsigned char LedBuf[3];//----------------------------------//功能:10us 级别延时// n=1===> 6Mhz=14uS 12MHz=7uS//----------------------------------void Delay10us(unsigned char n){ do{ #if (FHz==1) NOP_2uS;NOP_2uS; #endif }while(--n);}//-----------------------------------//功能:写18B20//-----------------------------------void Write_18B20(unsigned char n){ unsigned char i; for(i=0;i<8;i++){ DQ=0; Delay10us(1);//延时13us 左右 DQ=n & 0x01; n=n>>1; Delay10us(5);//延时50us 以上 DQ=1; }}//------------------------------------//功能:读取18B20//------------------------------------unsigned char Read_18B20(void){ unsigned char i; unsigned char temp; for(i=0;i<8;i++){ temp=temp>>1; DQ=0; NOP_2uS;//延时1us DQ=1; NOP_2uS;NOP_2uS;//延时5us if(DQ==0){ temp=temp&0x7F; }else{ temp=temp|0x80; } Delay10us(5);//延时40us DQ=1; } return temp;}//-----------------------------------void Init (void){ DQ=0; Delay10us(45);//延时500us DQ=1; Delay10us(9);//延时90us if(DQ){ //0001 1111b=1f Power =0; //失败0 }else{ Power++; DQ=1; }}//----------------------------------void Skip(void){ Write_18B20(SkipK); Power++;}//----------------------------------void Convert (void){ Write_18B20(ConvertK); Power++;}//______________________________________void Get_Ds18b20L (void){ [1]=Read_18B20(); //读低位 Power++;}//______________________________________void Get_Ds18b20H (void){ [0]=Read_18B20(); //读高位 Power++;}//------------------------------------//规范化成浮点数// sssss111;11110000// sssss111;1111()//------------------------------------void ReadTemp (void){ unsigned char i; unsigned intF1=0; char j=1; code int Code_F[]={6250,1250,2500,5000}; ; if ([0] >0x80){ //负温度 =~; //取反+1=源吗 +符号S ; } <<= 4; //左移4位 [0]; // 温度整数 //************************************************** [1]>>=4; //--------------------------- for (i=0;i<4;i++){ //计算小数位 F1 +=([1] & 0x01)*Code_F; [1]>>=1; } ; //温度的小数 Power=0;}//----------------------------------void Delay1S (void){ static unsigned int i=0; if (++i==Seck) {i=0ower++;}}//----------------------------------void ReadDo (void){ Write_18B20(RdDs18b20K); Power++;}/**********************************函数指针定义***********************************/code void (code *SubTemp[])()={ Init,Skip,Convert,Delay1S,Init,Skip,ReadDo,Get_Ds18b20L, Get_Ds18b20H,ReadTemp};//**************************************void GetTemp(void){ (*SubTemp[Power])();}//---------------------------------------------------//将温度显示,小数点放大了 GetBcd(void){ LedBuf[0]= / 10; LedBuf[1]= % 10 +DotK; LedBuf[2]=()%10; if(LedBuf[0]==0)LedBuf[0]=Black; if() return; if(LedBuf[0] !=Black){ LedBuf[2]=LedBuf[1]; LedBuf[1]=LedBuf[0]; LedBuf[0]=Led_Pol; //'-' }else{ LedBuf[0]=Led_Pol; //'-' }}/*//---------------------------------------------------void JbDelay (void){ static long i; if (++i>=OffLed){ P1=0xff; P2=0xff; PCON=0x02; }}*//*****************************************************主程序开始1:2002_10_1 设计,采用DS18B20测量2:采用函数数组读取数码管显示正常!3:改变FHz可以用6,12MHz工作!******************************************************/code unsigned char Stop[3] _at_ 0x3b;void main (void){ P1=0xff; ; while (1){ GetTemp(); GetBcd(); // JbDelay(); LedOut(); }}复制代码 20091012_8b1ef92155560c13b5807ZmoDVSacjwD[1].jpg (12 KB) 2009-10-21 23:21 上传下载次数:0
用手写啊,不过我在替一个同学做毕业设计,也是温度计的,采用DS18B20的,液晶显示屏,几百元,带实物!
这是我们学校的机电系的一篇,看看行不行!【论文摘要】机械传动式轮胎定型硫化机横梁运动形式已知有三种,即升降翻转运动,升降平移运动,直接升降运动。三种运动都是由曲柄滑块机构实现的。由于在前两种运动中横梁必须通过一拐点,因而其滑块变异为导轮,而直接升降运动,既可使用滑块,也可使用导轮。曲柄由减速机经减速齿轮获得转。曲柄的固定支点为机架,运动支点与主连杆下端活销连接,主连杆上端与横梁端轴活销连接。曲柄转动时,经由主连杆推动横梁端轴沿既定的轨迹运动。三种运动形式中,前两种运动的轨迹基本相同,但辅助运动不同,而第三种只是前两种运动的一部分。由此,在硫化机开模到终点时,横梁处于三种不同的状态。因而适用于不同类型的硫化机。 一、升降翻转型运动 据文献介绍,升降翻转运动形式分为:间接导向的升降翻转运动;直接导向的升降翻转运动;单槽杠杆导向的升降翻转运动。其中最常用也最简单的是直接导向的升降翻转运动。单槽杠杆导向的升降翻转运动在大规格B型定型硫化机如1900B,2160B等机型上曾经使用过,但已逐渐被直接导向的升降翻转运动取代。而间接导向的升降翻转运动在国内的定型硫化机上尚未见使用。本文介绍的升降翻转型运动就是直接导向的升降翻转型运动。梁端轴外的主导轮和副连杆上的副导轮,直接讨论横梁端轴的运动。 横梁的运动轨道由一竖直开式主导槽和与其相接且夹角小于90°的开式导轨组成。为保持横梁运动的平稳性并实现横梁的自转,还有一个与开式主导槽平行的闭式副导槽。开模时,横梁端轴在开式主导槽中上升,与横梁固定连接的副连杆 下 端中心轴在闭式副导槽中同步上升,此时横梁做平动。当横梁端轴离开竖直开式主导槽进入开式导轨后,横梁端轴的运动轨迹便不再与闭式副导槽平行。此时,在主连杆和副连杆的共同作用下,横梁端轴在开式主导轨上边移动边自转。在横梁运动极限位置,主连杆两活销中心连线与曲柄支点中心连线重合。实际运动中,一般不会到达极限位置。Φ=α+β 其中α为副连杆与横梁竖直中心线间的夹角 β=arcSin 上式中,h,l是由横梁本身结构决定的,它们也决定了α的值。由此式可知,横梁的翻转角度首先取决于其自身的结构。在其结构确定之后,与硫化机的开模长度有关。开模到极限时,其翻转角度达到最大值。 直到二十世纪末,几乎所有的B型定型硫化机都使用升降翻转运动。这是由B型硫化机的特点和它的适用范围决定的。首先,B型中心机构在装胎和卸胎时,胶囊都是完全拉直的,这使得上环升得很高。其次,早期使用的硫化机的抓胎爪都是长式的,而且当时的轮胎主要是斜交胎,其生胎高度也较大。为了将生胎顺利地装入下模,中心机构上方必须有足够的空间。使用升降翻转的运动形式,在完全开模的状态下,中心机构上方是完全敞开的,使装胎,卸胎操作十分方便。再次,我们知道,轮胎硫化后,与硫化模型间的粘着力是很大的。其值不仅与轮胎和模型间的接触面积成正比,而且随着接触面积的增大,单位面积的粘着力也随着增大。这就使得大型轮胎如载重轮胎,工程轮胎等的粘着力非常之大,从而极大地增加了脱模的难度,甚至将轮胎拉伤。为了减小粘着力,目前最常用的方法是往模型上喷洒隔离剂(硅油与水的混合液)。而要进行这种操作,只有在上模翻转一定的角度之后才便于进行。 一般地说,规格在1525以上的定型硫化机应该有自动喷洒隔离剂装置。国外企业对此比较重视,国内企业似乎不太在意。 几乎所有的轮胎定型硫化机的调模机构都使用螺纹副结构。在保持良好润滑的条件下,这种结构调整方便、可靠,承载能力也较大。但螺纹副较其它配合的间隙偏大。尤其是调模机构受硫化室高温的影响,其螺纹副的间隙较常温下使用的又偏大。硫化机开模合模时,螺蚊副由竖直状态转入接近水平状态或反过来由近水平状态转入垂直状态时,其间隙的分布是不断变化的。随着硫化机不断地开模、合模,这种间隙分布的变化周而复始地进行。很显然,它不但影响运动的平稳性,也损害了螺纹副的配合精度,进而影响上下模间,上模和中心机构间的同轴度。在使用活络模时,横梁翻转后,活络模操纵缸的活塞杆压向一侧。活塞杆与活络模的上胎侧模连接,又会影响模型的精度和寿命,还会影响活塞杆与缸的配合,甚至引起缸的泄漏。 二、升降平移型运动 采用升降平移运动形式时,横梁端轴的运动轨迹与采用升降翻转运动形式基本相同。根本区别在于,它的副导槽是一个中心线与横梁端轴中心运动轨迹完全相同的封闭式导槽。因而在横梁的整个运动过程中,其端轴中心轨迹与副连杆轴中心的轨迹完全相同。横梁保持平动。图2为其机构运动简图。 不考虑装胎机构固定在横梁前面的结构,与升降翻转型运动一样,完全开模时,中心机构上方也是完全敞开的。由于横梁没有翻转,调模机构的螺纹副始终处于竖直状态。与升降翻转型运动相比,它不但提高了运动的平稳性,而且极大地提高了开合模的重复精度,更容易保证上下模型及其与中心机构间的同轴度,也改善了模型尤其是活络模型及其操纵缸的使用条件。 到二十世纪末,如同所有的机械传动式B型定型硫化机都使用升降翻转运动一样,B型以外的所有机型,如A型、AB型、C型等,则全都采用升降平移运动。这是因为A型、AB型、C型等机型一般都只用于硫化中小型轮胎,通常不需要喷洒隔离剂。尤其对于硫化中小型子午线轮胎,使用升降平移运动在一定程度上能提高轮胎的硫化质量。 根据前面的论述,大型B型硫化机由于需要喷洒隔离剂而采用升降翻转运动是合理的。而所有的B型硫化机包括硫化小胎的1030B型硫化机也使用升降翻转运动则有些让人费解。能让人接受的解释只能是为了设备的标准化、系列化,便于管理。 三、直接升降型运动 直接升降型运动实际上只是升降翻转和升降平移运动的一部分。它借鉴液压传动式轮胎定型硫化机的运动方式,横梁只在中心机构的正上方升降。很显然,直接升降型运动较前两种运动形式更简捷,也更容易实现。同时由于横梁只在一个方向做上下运动,其运动精度也得以大大提高。 在升降翻转和升降平移运动中,曲柄绕固定支点在一定的角度范围内摆动,整个传动装置做正反转运动。而直接升降型运动,曲柄旋转一周,横梁便完成一个升降周期,传动装置无须反转。 采用直接升降型运动,横梁的最大升降高度等于两倍的曲柄长度。由于设备体度的限制,曲柄不可能做的很长,因而开模的高度就非常有限。它不适用于B型硫化机,只能用于A型、AB型、C型等硫化机中硫化乘用子午胎、轿车子午胎。 直接升降的运动形式,使机械传动式轮胎定型硫化机的精度达到一个新的高度。当前,在液压传动式轮胎定型硫化机还不普及的条件下,它可以部分地代替液压硫化机用以硫化高等级小型子午胎。 综上所述,机械传动式轮胎定型硫化机三种运动形式的应用应该这样划分:硫化大型轮胎的B型硫化机(一般为1525B以上规格),使用升降翻转运动;一般的B型硫化机,使用升降平移运动;B型以外的其它类型硫化机,尤其是用于硫化子午线轮胎的,优先采用直接升降运动,不能使用的,用升降平移运动。 随着科学技术的进步,轮胎硫化技术也将不断发展。如果能取消往上模喷洒隔离剂的工序,则可以予言,升降翻转运动将从轮胎定型硫化机的运动中消失。那时,机械传动式轮胎定型硫化机将只有升降平移和直接升降两种运动形式。所有的B型硫化机都使用升降平移运动,其它类型的硫化机则两种运动形式兼而用之。若是这样,则机械传动式轮胎定型硫化机的运动精度将会得到极大的改善
机电毕业设计目录 001CA6140车床主轴箱的设计 002DTⅡ型固定式带式输送机的设计 003FXS80双出风口笼形转子选粉机 004MR141剥绒机锯筒部、工作箱部和总体设计 005PLC在高楼供水系统中的应用 006Φ3×11M水泥磨总体设计及传动部件设计 007车床变速箱中拔叉及专用夹具设计 008乘客电梯的PLC控制 009出租车计价器系统设计 010电动自行车调速系统的设计 011多用途气动机器人结构设计 012机油冷却器自动装备线压紧工位装备设计 013基于AT89C51的锁相频率合成器的设计 014基于普通机床的后托架及夹具的设计开发 015减速器的整体设计 016金属粉末成型液压机的PLC设计 017可调速钢筋弯曲机的设计' 018螺杆空气压缩机 019膜片式离合器的设计 020全自动洗衣机控制系统的设计 021生产线上运输升降机的自动化设计 022双铰接剪叉式液压升降台的设计 023四层楼电梯自动控制系统的设计 024万能外圆磨床液压传动系统设计 025卧式钢筋切断机的设计 026锡林右轴承座组件工艺及夹具设计 027新KS型单级单吸离心泵的设计 028压燃式发动机油管残留测量装置设计 029用于带式运输机传动装置中的同轴式二级圆柱齿轮减速器 030知识竞赛抢答器设计 031自动洗衣机行星齿轮减速器的设计 本文来自: 一流设计吧() 详细出处参考:
文献综述的范文
在学习、工作生活中,大家都经常接触到论文吧,论文是指进行各个学术领域的研究和描述学术研究成果的文章。写起论文来就毫无头绪?下面是我为大家收集的文献综述的范文,仅供参考,欢迎大家阅读。
本科毕业论文(设计)文献综述范例
论文题目: 温室环境测控系统及其发展趋势
摘要 :本文阐述了温室环境测控系统在国内外的发展情况,包括从温室诞生起,美国、日本、荷兰等温室测控技术发展比较先进的国家在各自领域内的研究成果,以及国内引进温室技术后,各个高校及专业人员就自己擅长的方面进行探索并取得一定的研究成果。其次浅谈了温室测控系统的发展前沿,即该领域的先进技术,如无线电监控系统、GPRS技术、远程温室大棚控制系统等。最后具体讲述了温室测控中主要的影响因素,包括温度、湿度、光照、CO2浓度,以及当下比较适宜的处理办法。
关键词 : 温室环境测控;无线电监控;远程监控
Greenhouse environment controling systems and its
development
Abstract : This paper said the development of the greenhouse environment control system at home and aborad , since the birth of greenhouse , United States , Japan , the Netherlands and other greenhouse monitoring and control technology more advanced countries in their respective areas of research , and after the introduction of greenhouse technology as well as domestic , various universities and professionals to explore their own good and have made certain aspects of the research results . Second ,on the forefront of the development of the greenhouse control system , such as radio control system , GPRS technology , remote control system of greenhouse and so on . Finally , Specific about the main factors of greenhouse monitoring and control , Including temperature, humidity , light , CO2 concentration and the more appropriate approach at present Keyword: greenhouse monitoring and control technology ; radio control system ; remote control system of greenhouse.
引言
目前,我国农业正处于从传统农业向以优质、高效、高产为目标的现代化农业转化新阶段。而温室作为现代化设施农业的重要产物,在国内多数地区得到了广泛应用。温室可以模拟成一个由人工智能监测的半封闭生态系统,它可以避开外界种种不利因素的影响,人为控[1]制或创造适宜农作物生长的气候环境。由于温室中各种环境因素是可以人为控制的,因此控制技术直接决定着温室中农作物的产量和质量。
温室测控系统一般包括三个模块:环境信息采集模块、数据处理模块和执行模块。在目前的测控系统中,环境因子的采集主要包括温度、湿度、CO2浓度、光照强度、土壤湿度等。
1温室环境测控在国内外的发展
自二十世纪七十年代温室诞生以来,各国对测控技术的研究越来越多,也越来越深入,逐步向着网络化、智能化、综合化的方向发展[2]
国外温室技术发展概况
美国是最早发明计算机的国家,也是将计算机应用于温室控制和管理最早、最多的国家之一。美国开发的温室计算机控制与管理系统可以根据温室作物的特点和要求,对温室内光照、温度、水、气、化肥等诸多因子进行自动调控,还可利用温差管理技术实现对花卉、果蔬等产品的开花和成熟期进行调节及控制。
在日本,作为设施农业主要内容的设施园艺建设相当发达,比如塑料温室和其它人工栽培设施达到普遍应用,设施栽培面积位居世界前列,蔬菜、花卉、水果等普遍实行设施温室生产,并针对种苗生产设施的高温、多湿等不良环境进行了若干设施项目的研究[3],主要有设施内播种装置、苗接触刺激装置、苗灌水装置和遮光装置的开闭装置、缺苗不良苗的检测及去除和补栽装置、CO2施肥装置等方面的自动化研究[4]。
2002年,英国伦敦大学农学院利用计算机遥控技术,可以观测50km以外温室内的温度、湿度等环境状况并远程控制。另外针对CO2浓度对作物的影响这一点,温室中通常安装通风机,搅动空气使温室中的CO2浓度一致[5]。
荷兰园艺温室发展较早,由于地处高纬度地区,日照短,全年平均气温较低等不利于作物生长的气候因素,因此集中较大力量发展经济价值高的鲜花和蔬菜,大规模地发展玻璃温室和配套的工程设施并且全部采用计算机控制,大大提高了作物的产出及品质要求。
现今随着科技的不断发展,国外温室业正致力于高科技的广泛应用。遥测技术、网络技术、控制局域网已逐渐应用于温室的管理与控制中,近几年各国温度控制技术提出建立温室行业标准并朝着网络化,大规模,无人化的方向发展[6]。
国内温室技术发展概况
国内的计算机应用开始于70年代中期,当时主要用于数据的统计分析和计算。自70年代末起,我国陆续从美国、日本、荷兰等国引进了许多先进的现代化温室技术,在借鉴及学习发达国家高科技温室技术的基础上,我国农业科研工作人员进行了温室内部温度、湿度、光照、CO2浓度等环境因子控制技术的综合研究,在边学习边发展的道路上我国温室技术也有了长足的进步。
早期温室技术引进是1987年中国农业科学院引进了FELIXC 512系统,并建立了全国农业系统的第一个计算机应用研究机构[7]。到了90年代初期,计算机开始用于温室的管理和控制领域。
2000年,金钰研究了工业控制机IPC在自动化温室控制中的应用[8]。该研究是以工业控制机为核心采集环境信息,控制外围设施执行控制。实现了温室的封闭环境控制,但该系统布线复杂,维护困难且成本过高。
2005年,杜辉等研究了基于蓝牙技术的分布式温室监控系统[9]。该系统将蓝牙技术和现场总线技术相结合运用于温室群的监控,提高了系统的可靠性、降低了数据传输过程中干扰。但由于蓝牙技术本身的不成熟,与其他技术相结合以后会导致系统的紊乱,难以调控,顾该系统的实际应用仍需要深入研究。
2007年,唐娟等研究了基于新型AVR单片机的温室测控系统[10]。该系统把个体生产和规模化生产相结合,在单个温室大棚生产实现智能自动化的基础上实现连栋温室大棚的规模化生产。
2008年,周茂雷,郭康权研究出了基于ARM7微处理器的温室控制器系统[11]。该系统能通过AD算法实现温室各路模拟量、开关量实时动态采集,将采集到的数据经处理后定时保存并送出控制量。
2 温室技术新型发展
现代化农业设施技术得到了极大的发展,利用不同的先进科技创造了利于作物生长的温室环境,下面讲述了五种新型温室技术。
无线电监控系统
随着生产规模的不断扩大,大棚数量的增多,有线监测系统布线复杂、维护困难、不能任意增加节点等缺点就暴露出来了. 随着电子技术的发展,出现了一体化的无线收发芯片nRF905,该芯片体积小巧,外围只需添加少量几元件即可工作,而且编程简单,可实现信息的无线传输, 以上位机为信息处理终端,构成了温室大棚环境参数监控系统, 该系统具有无需布线、可以任意增减采集点、结构简单、功耗低及组网方便等特点,因而具有较高的实用价值[12]
GPRS技术的应用
GPRS (General Packet Radio Service)是通用分组无线业务的简称,是一种基于GSM (Global System for Mobile Communications)系统的无线分组交换技术。同一无线信道又可以由多个用户共享,只有当某个用户需要发送或接收数据的时候才会占用信道资源,从而有效地利用了信道资源。监控中心服务器通过GPRS 可以在移动状态下使用各种采集到的信息数据, 在移动通信服务商提供的GPRS业务平台上构建温室大棚环境监控信息数据传输系统, 实现智能化温室控制信息采集点的无线数据传输,监控系统同时可以实现资料、指令的.反向传输,以达到远程控制的目[13]。的温室大棚环境监控中心也可以通过服务器来浏览各个温室大棚的作物生长状况。
基于CAN和Profibus总线的温室分布式监控系统
CAN(controller area network)总线是一种分布式实时控制系统的串行通信局域网[14-15],其信号传输采用短帧结构,具有传输时间短、受干扰的概率低、实时性强、性能好和可靠性高等优点,广泛应用于各种控制系统中的检测和执行机构之间的数据通信。
Profibus总线的温湿度分布式测控系统也和CAN总线的功能差不多。在现有的各种现场总线中, Profi2bus 总线占有很大的市场份额, 并提供了DP、PA3和FMS三种协议类型。
虚拟仪器的应用
温室大棚测量系统的发展经过了模拟仪器、分立元件仪器、数字化仪器和智能化仪器,到现在发展到了虚拟仪器。虚拟仪器以计算机为核心组成的虚拟仪器平台,可以通过不同的虚拟仪器软件实现多种测试功能,能由虚拟仪器代替部分传统的仪器硬件,并利用虚拟仪器强大的数据采集和数据分析功能,进行各种信息的处理,然后将结果送出显示或控制调节机构,调节大棚的环境参数[16]。
远程温室大棚控制系统
为实现农民对大棚的简捷控制,实现农民增产增收,远程温室大棚控制系统显然是一项值得研究和推广的工程。该系统实时要求很高, 传输距离较远, 对稳定性以及抗干扰性的要求也很高, CC2Link造价低廉, 能满足现场环境的通讯要求而成为主要的新型现场通讯方式,另外以太网实时、高速且传输距离较远, 而成为主流的远程通讯方式。两者相结合便实现了温室大棚远程控制网[17]。
3 影响作物生长的各项因素及处理办法
作物的生长发育,一方面取决于作物本身的遗传特性,另一方面取决于外界环境条件。在生产上,则要通过优良的栽培技术及创造适宜的环境条件来控制生长和发育。
影响作物生长发育的主要环境条件包括:温度(空气温度及土壤温度)、光照(光的强度和光周期)、水分(空气湿度和土壤湿度)、土壤(土壤肥力及土壤溶液的反应)、空气(大气及土壤中空气的特性,CO2的含量,有毒气体的含量)、生物条件(土壤微生物及病虫害)等。下面就温度、湿度、光照、CO2浓度这四方面进行具体的论述。
温度
作物的生长发育环境中以温度最为敏感,也是最重要的。自然环境下,温度在时间上随
四级变化而周期变化,在空间上随纬度和海拔的升高而降低。
另外在室内的话,由于作物的茂密生长会使得温度的空间变得比较复杂,实际上温度的空间分布受室外气候因子、室内调控方式、植物群体结构的综合影响,空气温度不论在水平方向还是在垂直方向往往都不均匀。
处理办法:
目前温室的温度调控主要包括增温、保温、降温[18]。加温有热风采暖系统、热水采暖系统、土壤加温三种形式;保温包括减少贯流放热和通风换气量、增大保温比、增大地表热流量;降温最简单的途径是通风.
湿度
适宜的空气湿度和土壤湿度是温室内作物健康生长的重要条件。根据研究发现,除了阴雨天以外,室内午后过低的空气湿度会导致作物发生光合作用的午休现象。
一般情况下,作物适宜的相对湿度是60%~80%。所以温室内空气相对湿度的大小直接影响作物的光合作用,影响作物生产的质量;另外,空气湿度过大,作物植株也易于生病。
土壤湿度对植物的影响也很大,若温室内排水不良,灌水不当,土壤渗水性不好,造成土壤水分过剩,使土壤中的氧气减少,植物根部呼吸的水分减少,从而影响植物的水分代谢,阻滞植物的生长或者发生根部腐烂的情况[19]。
处理办法:
除湿的方法有通风换气、加温除湿、覆盖地膜、使用除湿机、除湿型热交换通风装置。 加湿的方法包括喷雾加湿、湿帘加湿、温室内顶部安装喷雾系统[20]。这几种方法除了有加湿功能还可以达到降温的功效.
光照强度
光照是作物生长发育的关键条件之一。没有光照,就谈不上植物的生长,光照不足,势必影响植物的生长发育。
光照的强度直接影响到作物光合作用的强度。与室外相比较,室内光明显的差异表现在数量减少,光质改变及光分布不均匀等三个方面,从而形成独特的温室光环境[21]。
处理办法:人工调节大棚外部设施的方法来改变温室内的光照强度
随着计算机技术的发展和系统科学的全面开发,结合计算机技术、控制技术、图像技术、三维技术等技术的进步,衍生了一门全新的科学技术——计算机仿真技术。下面是我为大家整理的计算机仿真技术及应用本科 毕业 论文,供大家参考。
《 化工中计算机仿真技术研究 》
摘要:目前,计算机逐渐被普及到生活生产各个方面,并逐渐被拓展至化工行业内应用,计算机仿真技术化工行业内应用范围渐渐被扩大,某种特殊程度上促进化工行业可持续发展。本文由计算机仿真技术化工行业应用角度阐述该技术优势,以及对其应用必要性,希望可以对相关工作者带来一些启示。
关键词:计算机仿真技术;化工;应用
伴随科学技术逐渐发展进步,化工行业设施装置逐渐趋于大型化、复杂化发展,自动化水平逐渐提升,操作要求更加严格。需要相关操作人员与技术人员渐渐提升自身业务能力与水平,不单确保生产设备能够稳定安全与长期运行,还需要有关工作者对于发现事故做到尽快合理处理,争取避免有所损失。在化工行业里,传统培训体系偏向于师傅带领徒弟传帮带形式,而有关工作人员对于故障处理的能力,通常要靠长时间实践积累为主,还要具备资历师傅将其所掌握的原封不动传授给徒弟。该方式比较真实,但却受到授培训时间与周期限制,培训内容缺少丰富性,某种程度上有可能增加相关工作者独立上岗时间,不符合生产技术可持续发展与生产装置更新所需。
1应用计算机仿真技术重要性
化工行业常需要针对部分具体工程设备与工艺流程予以操作,才逐渐深入至岗位操作人员,然后通过培训,培训工作通常结合实物挂图与微缩器具将知识传授出去,传授过程比较枯燥。实物挂图与教具基于实用因素与经济因素,并不选择大尺寸,致使所有培训工作人员详细掌握相关操作与原理。结合3D技术绘制能够让设备形象更趋于逼真化,可做任意旋转,使培训工作人员可实现全方位观察工艺与设备[1]。结合Flash技术制作设备动画有效代替挂图,对设备动态进行演示的时候更为生动形象,帮助相关人员针对设备工作原理予以掌握,能够很好带动培训人员热情。并且,使用设备较为方便,对使用要求可以很好满足。
2基于计算机仿真技术化工数据模型
结合计算机做仿真模拟,是把化工过程数理带入计算机当中,接下来经计算机把工艺过程进行模拟与反映。所有原理基于人为因素转变,可以得到与之匹配反应过程与反应结果变化值。通常情况下它存在下述优势。其一,友好人机交互界面。当前,诸多化工业模拟软件设计规则都以微软公司为基础,使相关工作者能快速上手并投入相关操作中,让相关人员感到轻松便捷,培养浓厚实验兴趣,并充分调动起工作积极性与能动性。其二,对工程装备的性能反应较为真实[2]。要充分分析化工设备反应过程,建立同它相互匹配模型,凭借实验把所有过程全权反映出来,对操作工人熟练快速掌握操作技能非常有利。我们在下述 文章 中列举一个化工工业常会涉及到的一个模型,希望可以供相关操作人员参考。计算机仿真系统具有许多特点,如重复、复杂性和多个,20世纪50年代初,西方国家一直在计算机仿真系统的动态和静态特性进行了研究,并取得了非常重要的影响。仿真系统对我国化工行业也进行了一系列的设计和研究,但也限于静态研究范畴。
3针对电子数字方面的研究
基于计算机仿真系统的特点,可以把它看作是非线性的本质,及其相对高阶的时候,分析 方法 和经典控制理论,计算机模拟在化工系统动态性能研究是非常困难的[3]。本文通过计算机在电子数字计算机系统微积分方程,计算,介绍了结合时域动态性能指标体系,这将最终调整方案出来。第一,系统是稳定的;第二,在数值计算时,系统的输入值等于;第三,在排除干扰因素,把化学工作在正常状态;第四,干扰因素考虑在内的情况下,各种干扰因素也作为单独的个体来处理。本文通过预测校正格式,欧拉方法是迭代微分方程数值积分计算。
4计算机仿真系统的改进方案
当前,化工仿真系统应用范围很广,但由于化工设备操作和较大的工艺流程不同,当前的仿真软件,仿真机器,更好的培训新员工无法满足,因此,未来的新的仿真技术和仿真软件的发展空间仍然是大[4]。未来,应该与自动控制理论相结合,适当参考校正环节能有效地改善系统动态性能的质量,使其有较高的稳定性和抗干扰能力。可以连接到气体的输入端仿真系统的微分和积分负反馈环节,最终会使动态性能大大提高,它相当于系列的介绍和链接。我们计算的结果可以看出,只要相应的参数选择正确获得超出预期的效果。微分和积分部分的结构可以被视为一种天然气供应预感桥,放置在相同的速度管道温度传感器已经变成一座桥两个手臂,表达时间常数很小,时间常数相对较长。仿真系统的输入结构的负面反馈链接到系统具有更好的动态性能。基于基本知识理论,修正的链接对系统控制精度的影响,通过计算结果我们可以看到,只要精心挑选的组件参数,达到理想的效果是指日可待。我们提倡这项计划的最明显的特征是它简单易操作,换句话说,只要其中一个传感器连接到导管,同时本文串并联在同一桥臂上面的。连接到放大器的输入和先进的网络,结合线性系统的自动控制原理做提前修正原则,与放大器的输入电阻和电容组成先进的网络,可以很好的改善系统的动态品质。讨论上述3种改进方案是基于先进的理论为基础,由计算结果可以看到,他们所有的3种基本上可以改善系统的动态品质。第一种和第二种的系统还可以明显改善方案来提高抗干扰能力。和改进项目的这些类是基于现有技术的前提下,没有相对比较容易实现的障碍。当然,想把他们对实际系统的引用,还需要很长一段时间。
5结语
目前,计算机仿真技术生产与培训方面应用比较多,所以,要着重强化对仿真软件与仿真机器开发设计,计算机仿真技术进一步推广,要对该项技术加速深化,让它的应用范围与性能得以提升。计算机仿真技术应用,促进高新技术更进一步发展,促进科学技术加速发展,同一时间为化工行业提供更为广阔发展空间。未来可持续发展当中,化工行业把握计算机仿真技术应用 措施 ,为企业赢得更多收益。
参考文献:
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[2]李晶,侯倩倩,田彬.浅谈计算机仿真技术在我国公铁联运物流系统中的应用[J].通讯世界,2014(22):3-4.
[3]杜静.关于计算机模拟仿真技术在物流自动化系统的相关研究[J].物流工程与管理,2015(1):97-98.
[4]赵冉,朱西方.仿真技术在高职计算机网络教学中的应用探讨[J].河南科技,2014(1):282.
《 计算机仿真技术及其应用 》
随着计算机技术的发展和系统科学的全面开发,结合计算机技术、控制技术、图像技术、三维技术等技术的进步,衍生了一门全新的科学技术——计算机仿真技术。计算机仿真技术在近些年不断的发展,而且科学家在众多的领域都联合计算机机仿真技术进行开发,并取得了良好的成果。本文通过对计算机仿真技术的概况进行阐述,探讨计算机仿真技术的应用。
一、计算机仿真技术的定义
计算机仿真技术通过对科研工程人员和系统操作管理人员进行研究,利用计算机多种软件分析、设计、模拟实际环境,进行仿真的科学实验的技术。计算机仿真技术比真实试验更加省时省力,大大节约科研成本。所以计算机仿真技术一经推出,就受到人们极大的喜欢。
二、计算机仿真技术各阶段的发展及未来发展的趋势
计算机仿真技术根据计算机、图形图像、建模、三维、系统等技术的发展可以分为以下四个阶段发展:
(1)模型试验阶段
(2)数字化仿真阶段
(3)图像化仿真阶段
(4)虚拟现实技术阶段计算机仿真技术在这四个阶段里,每个阶段的发展都各种特色及侧重点。如模型试验阶段就是注重试验建模;数字化仿真就是对计算机数字化设计;图像化仿真注重运用图像进行表达设计;虚拟现实技术采用特色设置配备三维技术,是仿真技术更加逼真。随着社会的发展,计算机 网络技术 的进步,结合人们的生活需求,计算机仿真技术越来越趋于人性化。在未来,计算机仿真技术会朝着几个趋势进行发展:分布式、协同式、沉浸式、网络环境式的计算机仿真技术。如分布交互仿真就是运用计算机网络技术把各地分散的仿真实验进行串联起来构建一个网站的仿真实验环境。协同式仿真就是建立配合生产协同作用。沉浸式仿真就是满足纵向信息分享的要求,使得数据更加直观,更便于分析。网络环境式仿真就是建立在虚拟网络的仿真模式,这种就更具有普遍性。这几个计算机仿真技术发展的方向,从纵向和横向都有发展,至于多方位的满足人们多计算机仿真技术的要求,这也加快了计算机仿真技术的推广。
三、计算机仿真的步骤及技术核心
计算机仿真技术研发的步骤可以分为三大步:一是建立数学模型二是数据模型的程序化三是仿真实验。第一步建立数学模型,即是科研这通过多方面的考究分析,建立起一个特定的具有边际的数据模型来进行对象研究。第二步数据模型的程序化,即是对数据模型进行数字化及编程化。第三步仿真实验即是对已经建好的模型,进行仿真式的模拟实验,形成一个系统的仿真模式。经过这三大步奏,便能得到想要的仿真数据。计算机仿真的关键技术有面向对象的仿真、分布交互仿真、智能仿真三个主要关键技术。这三大关键技术,纵横相互关联的,而且是逐层递进的关系。智能化仿真将是未来的发展趋势,更能满足人们的需求。
四、计算机仿真技术的应用
计算机仿真技术由于它的优越性且高性能多样性,越来越被各行各业看好,并应用与实际的生产中。如航空航天、航海、企业生产、地理勘探、交通运输、农业、 教育 、军事国防、还有各项的科研设计等等,都应用了计算机仿真技术。我们可以根据计算机仿真技术使用的功能及范围,把计算机仿真技术的应用分为:系统的研发及理论研究应用、产品研发应用、人才培育应用。
(一)系统的研发及理论研究应用
在开发研究新的项目是,都需要到对各种数据进行分析,而计算机仿真技术就能应用在这些项目的研发中,通过仿真建模,便能对各个系统的研究,还有理论分析,收集各种数据。如:对航空航天技术的研究应用,主要是对火箭、航天飞船等模拟实验,收集需要的数据等。军事军方领域应用,多先进的军事设备、战地环境进行模式实验。()产品研发应用计算机仿真技术应用于企业产品生产或者各种产业研发生产中,比如工业制造行业的仿真,根据企业生产的产品、建立产品模型、测量产品功能、外观是否能满足需求。医学领域的仿真,对医疗设备或者仿真医疗试验。这些技能节约研发成本,节约人力物力。而且还能提高科技人员的整体技能水平。
(三)人才培育及教育应用
计算机仿真在训练和教育领域中的应用可以是多方面的,比如,在学校的实践教学中,可以仿真虚拟的企业见习,丰富了实践教学的内容,提高的效率、节约能源。在如航天员训练等仿真实验,一方面保证安全、而且还减低了成本,达到预期的效果。计算机仿真技术还在进一步的开发中,在未来,计算机仿真技术在更多的领域得到应用。
五、 总结
随着计算机技术、网络技术、系统知识科学、控制技术的再发展,计算机仿真新技术会发展的突飞猛进。而且计算机仿真技术隐藏着巨大的效益,不管对于哪行哪业,未来计算机仿真技术必将达到产业化,这就使得计算机仿真技术在各个领域越来越广泛的应用,为人类的发展,又翻开了一个全新的篇章。
《 汽车理论教学中计算机仿真技术的应用 》
1课程 教学方法 探讨
汽车理论是一门涉及内容较多、理论性很强、综合多个学科的专业课程,不同于其他汽车专业课程那么形象直观,学生普遍反映难以掌握。根据课程教学内容及其特点,选择适用的教学方法是提高教学效果的关键。对于基本概念、工作原理、受力分析图、曲线图、数据表以及一些结论性的知识点,可以采用多媒体中的文字、图表和动画等方法展示,既可达到直观明了的效果,又可提高教学效率。涉及公式推导和受力分析内容的,宜采用传统的黑板板书教学方式。因为传统的黑板推演过程更能容易引导学生进行 逻辑思维 和 抽象思维 ,对得到的结论印象也会更加深刻。对于比较复杂、抽象的教学内容,可以应用计算机仿真平台通过动画视频,以及现场调取模型进行分析等方式辅助教学,将其形象化以提高学生的感性认识,避免了让教师空洞地陈述、学生想象地去理解的局面,从而提高教学效果。对于汽车性能实验,特别是汽车的操纵稳定性和平顺性实验,由于实验条件的限制多数无法开展。而通过应用计算机仿真技术可以设计与实施一些虚拟仿真实验,从而弥补了实验教学内容的不足。汽车理论课程除理论教学和实验教学内容之外,一般还附带课后作业、课外大作业、课堂演讲以及后续汽车理论课程设计等环节,由于课后题目一致、项目任务单一、可用的计算工具也比较局限(常用 Excel 或Matlab),往往造成大量抄袭,不利于学生能力的培养与公正的评价。可以考虑以项目为驱动将多种计算机仿真技术融入实践教学环节,以加深学生对理论知识的理解,并激发学习和研究的兴趣。在教学过程中,需要根据具体的教学内容选择恰当的教学手段,结合传统教学方法与现代教学方法,使其发挥各自优势才能获得更好的教学效果。
2计算机仿真技术应用方法探讨
在汽车理论教学中,合理应用计算机仿真技术将对课程的教学和学生的学习效果、对后续课程设计与毕业设计,以及对学生工程软件应用能力的培养带来很大的帮助。下面将从如下几点探讨其应用方法:
建立汽车性能仿真分析辅助教学模型库
首先应根据汽车理论教材,结合学生的具体理解情况,合理选择应用点,对某些重点、难点以及不易讲述的地方,考虑能否应用计算机仿真技术进行辅助教学。应用计算机仿真软件建立汽车性能仿真分析实例库与模型库,在课程教学中可以随时调用视频录像与仿真模型,将汽车的一些结构运动、参数调整、性能分析、曲线变化等复杂问题在课堂中进行动态仿真演示。这样老师就可以方便地进行讲解,并给学生提供了直观、形象的过程与结论,学生理解起来会更容易。同时在教学过程中,向学生展示计算机仿真技术在汽车领域的应用,还可激发学生利用相关软件对理论知识进行学习和应用,为后续课外实践、课程设计、毕业设计等环节打下基础。由于课程所涉及的应用点可能较多,所以模型库建设之初,工作量较大,不过这对学校精品课程建设和直接改善课程教学效果来说是十分必要且一劳永逸的。
各种仿真软件在专业教学中的优势
根据不同计算机仿真软件的专业优势,合理应用于汽车理论教学中,使复杂问题的分析变得直观、清晰,并能激发学生的学习兴趣。Matlab软件是进行汽车性能计算的常用工具,具有强大的数值计算和图形功能,可以方便地完成各种汽车性能的计算;同时,利用Matlab的数值计算函数和Simulink模块,可以对汽车理论中复杂的过程进行仿真分析和求解。这些计算和分析的结果都可以通过Matlab提供的可视化手段呈现给学生,有助于清晰地阐释抽象的概念。[4]车辆性能仿真软件CRUISE是一款专门为汽车传动系统匹配而设计的整车性能仿真软件。模块化的建模方式将整车分为发动机、离合器、变速箱、主减速器等汽车模块,同时设有循环行驶工况、爬坡性能分析、稳态行驶性能分析等计算任务,可方便地进行传统汽车、新能源汽车整车动力性、经济性计算与动力装置参数的匹配分析。与Matlab软件不同的是,该软件建模方便,不同的模块参数和计算任务可以详细、方便地进行设置,更加接近汽车实际模型,计算结果也更加精确。该软件在汽车动力传动系统仿真方面具有其他仿真软件无法比拟的专业性和灵活性,在国内外汽车行业应用十分广泛。ADAMS是一款在汽车行业应用较为广泛的机械系统多体动力学仿真软件,其中ADAMS/CAR模块为一款整车设计软件包,它能够快速建造高精度的整车虚拟样机模型,通过高速动画,直观地再现各种虚拟实验工况下整车的动力学响应,大大减少了对物理样机的依赖。在汽车理论教学中,可通过ADAMS/CAR在虚拟环境中实现悬架、转向系统的运动分析,同时还可进行汽车操纵稳定性和平顺性等相关的仿真实验,解决了由于客观条件限制不能进行的实验教学环节。另外,在汽车仿真技术研究领域还有ADVISOR,CarSim/TruckSim等工程软件,凭借自身的优势和特点,应用也较为广泛。计算机仿真技术在项目驱动实践教学模式中的作用目前多数汽车理论教学进行的课后作业、课外大作业和汽车理论课程设计,以Matlab软件应用较为广泛。通过Matlab软件进行编程计算可对汽车的多项性能进行分析,但是应用Matlab使学生过多偏重于公式计算与编程,具有一定的局限性。而且,单一的课题任务往往伴随大量的抄袭,不利于学生独立解决问题与公正的评价。以多类课题项目为驱动将不同计算机仿真软件应用于汽车理论各个实践教学环节,可解决上述问题。[5]实施过程中,需要构建多个贴合汽车实际使用性能的课题项目,并以同类型仿真软件的应用进行分组学习和指导,使学生在项目学习及完成过程中加深对理论知识的理解及实际应用,激发学生实际分析问题、解决问题的能力。
3计算机仿真技术应用实例
软件应用实例
汽车的动力性是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。其中,在绘制一下曲线图,如驱动力-行驶阻力平衡图时,以往的教学方法基本是课堂讲授曲线的作图方法,给一个课本已经绘制好的某车型的曲线,然后由曲线分析汽车各档的驱动力的变化。可根据发动机转矩拟合公式、驱动力计算公式、行驶阻力计算公式及车速计算公式,
软件应用实例
利用CRUISE软件模块库,可快速搭建传统汽车及新能源汽车动力传动系统仿真模型,通过设置计算任务,对整车动力性、经济性等进行仿真计算。同时,软件自身也提供了多种汽车模型模板,便于初学者进行学习。图3为软件自身提供的传统后轮驱动汽车(FR)动力传动系统仿真模型,通过设置计算任务,可得到丰富的有关汽车动力性、经济性的文本和图表结果分析文件。为设置UDC循环工况后,计算得到的发动机工作点分布示意图,可对发动机与整车动力装置参数进行匹配分析提供依据。
软件应用实例
在汽车理论教学中,可通过ADAMS/CAR在虚拟环境中实现汽车操纵稳定性和平顺性等相关的仿真实验,解决实际实验条件限制带来的问题。在ADAMS/CAR中用户可以通过模板自行创建模型,也可调用共享数据库中的系统或整车模型进行仿真分析。以汽车操纵稳定性中的单移线实验为例,对某车整车操纵稳定性进行了虚拟仿真。可根据标准设置实验条件,通过仿真计算,将实验结果以动画、曲线图等方式展现。ADAMS/CAR所提供的仿真实验平台,可使学生方便地进行各种有关操纵稳定性、制动性、平顺性虚拟实验,弥补了实验教学内容的不足。
4结束语
将计算机仿真技术应用到汽车理论教学,可以使教学质量得到明显提高。形象、生动的仿真模型分析与演示,既便于老师的讲述,又使学生对理论知识有了深刻的理解,克服了客观实际条件对理论教学的制约,同时也能培养学生对相关软件学习的兴趣与应用能力。当然充分利用多种计算机仿真工程软件的优势来辅助教学,还需要大量的准备工作,但考虑到对教学效果的提高改善与学生理论知识的学习,这将是十分必要。
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