54009字硕士毕业论文基于单片机的涡流小位移传感器测量结构探讨

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：54009字

论点：传感器,系统,测量

论文概述：

本文是单片机论文，主要致力设计了一套包含数据采集、按键和显示电路的智能传感测试系统。也对该传感器进行了重复性和迟滞性误差分析，给出了该电涡流传感器的总测量精度。

论文正文：

第一章引言

1.1引言
传感器技术是现代科学技术中的前沿技术。如果把计算机比作处理和识别信息的“大脑”，把通信系统比作传递信息的“神经系统”，那么传感器就是感知和获取信息的“感觉器官”。传感器能否正确感知信息并根据相应的规律将其转换成可用信号，对系统的测量和控制质量起着决定性的作用。系统的自动化和智能化程度越高，系统对传感器的依赖性越大，传感器在系统的功能中起着决定性的作用。我们对传感器的需求和缺乏加固已经渗透到人们的日常生活和国民经济的各个部门。可以说，从海洋到太平洋空，从各种复杂的工程系统到人类的日常生活必需品，我们所有人都离不开各种传感器和传感技术，它们在国民经济发展中发挥着巨大作用。

1.2国内外传感器技术的现状与发展
国外，传感器技术主要是在各国不断完善。以日本、欧洲、美国等西方发达国家为代表的传感器技术的研发和相关技术产业的发展逐渐占据了国际市场的重要份额。我国从20世纪60年代开始研究和发展传感器技术。通过从“八五”到“九五”的国家重点研究，传感器研发、设计、制造和可靠性提高取得了巨大的长期进展。传感器研究、开发、生产和应用系统初步形成。在数控机床的重点研究中，取得了一系列成果，占世界发明专利拱工作状态监测的3.5%-3.0%。然而，总的来说，中国的传感器技术不能适应科学、技术和经济的快速发展。中国的许多传感器、信号处理和识别系统仍然主要是进口的。与此同时，我国传感技术产品的市场竞争优势尚未形成，产品的改进和创新速度缓慢，生产和应用系统的创新和改进少于[5】。
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第二章液滴传感器工作原理和算法描述

2.1简介
目前，常用的位移传感器包括电容式位移传感器、感应式位移传感器霍尔位移传感器[17%、光栅位移传感器[18]。电容式位移传感器基于运算放大器的测量电路原理。当恒定频率的正弦激励电流通过传感器电容时，传感器上产生的电压幅度与电容板之间的间隙成比例。电容式传感器具有低功耗、高阻抗和非接触测量等一系列优点。电容式传感器也有许多缺点，如分布电容和寄生电容，这将直接影响测量精度。目前，我们常用的可变间隙电容式传感器存在非线性误差和测量范围小等一系列缺点。霍尔位移传感器主要根据其在磁场中的位移X具有梯度磁场节能电位V，霍尔元件的净位移可以通过测量霍尔电位的大小来获得。霍尔位移传感器具有惯性小、频率响应高、使用寿命长的优点。缺点是易受不相等电势的影响，并且受大直流或强磁场的干扰很大。光栅位移传感器的基本工作原理是利用测量光栅的莫尔条纹现象来测量位移。光栅传感器具有测量精度高、量程大、安装调整方便、抗干扰能力强的优点，但缺点是价格高、工艺复杂、抗冲击和振动能力弱、对工作环境敏感、易受油污和灰尘的影响。电灾害流型位移传感器属于感应式位移传感器之一，是一种基于电灾害流效应工作的传感器。其优点是结构简单，分辨率高，长期工作可靠性高，频响宽，灵敏度高，测量线性范围大，抗干扰能力强，不受油污等介质的影响。它克服了其他传感器在对不相等电势的敏感性、非线性误差、对工作环境的敏感性和价格方面的缺点。它是一种具有广阔发展前景的传感器，已广泛应用于位移、表面温度、速度、金属板厚度的非接触测量和故障诊断。

2.2电润湿流量传感器的测量原理
图1-1是电润湿流量传感器[19]的等效电路。电灾害电流传感器类似于次级短路空铁芯变压器。变压器的初级线圈是传感器空铁芯线圈。线圈的电阻是，电感是变压器的次级，是金属导体中的灾难电流回路。回路中的电流、回路中的电阻和电感是灾难电流产生的磁场对传感器线圈产生的磁场的“反射效应”。可以理解，在传感器线圈和环形电灾难电流之间存在互感。互感的大小取决于线圈和金属导体的接近程度，并且随着线圈和金属导体之间距离的减小而增加。

第三章微位移传感器功能关系的建立……13
3.1 br/] 3.1导言.........13
第四章系统硬件设计.........25
4.1导言.........25
第五章系统软件设计……41 [/溴/] 5.1导言........41

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第6章系统调试

6.1简介
图1-1是电气灾害流量传感器[19]的等效电路。电灾害电流传感器类似于次级短路空铁心变压器。变压器的初级线圈是传感器空铁芯线圈。线圈电阻为，变压器电感次于金属导体。手术成功的可能性很小。会有一些软件和硬件错误。这就要求我们借助单片机仿真开发工具进行调试，发现错误并加以纠正。首先，应进行硬件调试，以检测硬件电路板和部件，消除硬件故障的干扰。然后调试软件，将编译后的程序下载到相应的模块，逐模块调试，每个模块调试成功后对整个系统进行调试。

6.2硬件调试
在硬件系统组装前市场短路的前提下，用万用表测试各模块电路的电气连接是否正确，特别注意电源线的连接。在所有正常情况下，开始组装。当硬件设计从布线到摆动连接安装完成时，它开始进入硬件调试阶段。硬件调试主要包括硬件静态调试和组合模拟调试[54]。
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第七章结论和前景

本课题主要致力于智能传感和测试系统的设计，包括数据采集、按键和显示电路。主要工作内容如下:1 .给出了最小二乘曲线拟合算法的理论推导、涡流智能传感器系统过程模型的建立、最小二乘拟合算法阶数的建立、实验数据的测量以及最小二乘曲线拟合函数关系与实验数据之间的误差。本文还分析了传感器的重复性和磁滞误差，给出了涡流传感器的总测量精度。理论和实验验证了涡流微位移测量系统的可行性和实用性。1.本课题利用单片机的数据处理功能，将涡流传感器和单片机结合起来。该系统将算法模型应用于AT89C51单片机进行数据处理，结合采样保持电路、模数转换电路、报警电路、复位电路、按键选择电路和显示电路等外围电路，设计了一套涡流位移传感器智能传输和传感器测量系统。实验表明，该系统具有一定的自适应能力。3.系统的软件部分由KeilC51编程。系统的应用程序分为几个功能模块。这些模块可以任意更改，而不影响程序的其余部分。每个功能模块的程序打开后，所有功能模块组合在一起进行联合调整。这大大减少了调试时间，提高了程序的通用性，方便了程序的修改和检查。提高了系统的抗干扰性能。工业现场不可避免地存在各种抗干扰因素。因此，除了硬件复位和硬件电容滤波之外，系统。软件采用指令冗余技术、延时去抖技术和位移采样值中值滤波的数字滤波方法，进一步提高了系统的抗干扰能力。
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参考文献(省略)