MEMS无线数显角度测量仪设计_何荣华
传感器与微系统（Transducer and Microsystem Technologies）2017年第36卷第3期
DOI：10．13873/J．1000—9787（2017）03—0104—03
MEMS无线数显角度测量仪设计*
何荣华，张大兵，彭望龙
（湘潭大学机械工程学院，湖南湘潭411105）
摘要：针对双轴或单轴高精度角度测量的工况需要，采用8位单片机为主控芯片，高精度数字MEMS为
传感器芯片设计了一种体积小、功耗低的无线数显角度测量仪。远端上位机通过ZigBee无线模块对测量
仪进行操作和三维显示，同时集成OLED屏可就地显示测量数据。具有双轴?90?倾角测量和单轴绝对式
0? 360?转角测量功能。测试结果表明：该测量仪测量精度为0．1?，具有较高的推广应用价值。
关键词：MEMS传感器；ZigBee无线模块；角度测量；虚拟仪器
中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000—9787（2017）03—0104—03
Design of wireless digital display for angle measurement
meter based on MEMS*
HE Rong-hua，ZHANG Da-bing，PENG Wang-long
（School of Mechanical Engineering，Xiangtan University，Xiangtan411105，China）
Abstract：To meet the requirement of high precision double-axis or single-axis angle measurement，present a
novel wireless digital display instrument for angle measuring，high precision digital MEMS measuring instrument
with small volume and low power consumption for sensor chip by using8-bit Microcontroller as the main control chip．The measuring instrument and three-dimensional display are being operated through ZigBee wireless module
and the remote host computer．Meanwhile，integrated OLED screen can display measurement data on the spot with
the function of double-axis?90?incline angle measurement and single-axis absolute0? 360?turn angle measurement．The test results indicate that precision of this measuring instrument is0．1?，which has a high application value．
Key words：MEMS sensor；ZigBee wireless module；angle measurement；virtual instrument
0引言
角度测量仪可广泛应用于建筑、道路、桥梁和地质勘探等重力参考系下的倾角和转角测量，也是许多工业设备的一个重要组成部分，精确的测量角度对这些工业设备的正常运行具有重要意义。MEMS技术是一种新兴的技术，它将集成电路与机械装置集成于一个芯片中，与传统的机电系统相比，其体积小、功耗和成本低。吴晓鹏等人［1］基于ADI公司MEMS惯性传感器ADIS16209芯片设计了双轴倾角测量仪，与Crossbow Technology公司的高精度测量仪AHRS得到的结果进行比较分析，测量误差在1?以内，分析原因认为是没有进行滤波降噪处理；梁应选［2］采用单片机为主控单元，增量式编码器为前端传感器，外加中间四细分辨相处理电路设计出了精度为0．25?的转角测量系统；光电编码器和光栅角度传感器价格高，耐振和耐冲击性能较差，受环境因素影响较大［3］；刘建航［4］以PIC16F685单片机为主控芯片，利用ADXL345数字式传感器三轴加速度测速计测量倾角，精度误差在?0．5?之内，由此可看出，以上两种倾角测量仪精度都不太高，难以满足高精度测量要求。
在实际应用中，由于环境原因，很多测量现场不方便布线，使测量数据很难获得，因此，通过低成本高可靠性的无线通信技术获得测量数据具有很大的实用价值。ZigBee技术是一种应用于中等距离范围内低传输数据速率下电子设备之间的无线通信技术［5］，依靠ZigBee技术可实现低成本、低功耗、低复杂度和高可靠性的无线通信网络的组建。
本文将结合MEMS技术、ZigBee技术和LabVIEW软件设计一种无线数显角度测量仪，不但能实现?90?测量范围内的双轴测量，还能实现0? 360?的绝对转角测量，且均能达到0．1?的测量精度，其次还能进行加速度测量，具有多功能特点。所有测量值均可就地在OLED显示屏上显示，还能通过ZigBee无线模块传输至上位机实现图形和数字
收稿日期：2016—03—26
*基金项目：湖南省科技计划资助项目（2014FJ3070）；湘潭大学国家级大学生创新性实验计划资助项目（2014xtusj05）401
第3期何荣华，等：MEMS无线数显角度测量仪设计
显示，最后通过实验验证了该测量仪的测量精度。
1系统总体设计
如图1，无线数显角度测量仪主要由MEMS传感器、单片机、OLED显示屏、CC2530无线模块和上位机共五部分组成。角度测量采用美国ADI（亚德诺）公司的ADIS16209型MEMS传感器芯片，测量值通过SPI串行接口输出数字信号，具有双轴和单轴测量两种工作模式，双轴测量时的测量范围是?90?，单轴测量的测量范围为?180?，采用此模式可实现0? 360?的转角测量，角度测量精度为0．1?，其次，还可实现加速度和内部温度测量功能，加速度测量范围为?1．7g
n
，额定温度范围为－40 +125?［5］。该器件功能完整，灵敏度、采样速率、带宽和报警阈值均支持数字编程，还包括一个12位辅助数模转换器、2．5V精密基准电压、数字自测功能和可编程电源管理等功能。采用3．0 3．6V的单电源供电，快速模式下功耗为36mA，标准模式下为11mA，休眠模式下为140μA［6］。该器件具有精度高、功耗低和容易实现系统集成等优点。采用英飞凌公司型号为SAK—XC886—8FFA的8位单片机作为系统的数据处理单元，实现数据采集、处理、输出和显示等功能。使用OLED 屏显示双轴测量模式下的x和y轴倾角测量值和单轴测量模式下的绝对转角测量值。无线模块采用TI公司的CC2530芯片作为无线模块核心芯片，完成将单片机处理后的数据发送至上位机的功能。CC2530具有强大的RF性能，可编程的256KB闪存，更小的封装尺寸和IR产生电路，支持ZigBee PRO，ZigBee RF4CE等协议，所设计的传感器节点在空旷地区传输距离可达400M以上［7］。
图1系统总体结构框图
1．1系统硬件设计
硬件系统采用模块化设计，主要由电源模块、单片机控制模块、显示模块和无线收发模块构成。因所用芯片的供电电压均为3．3V，为便于安装和携带方便，系统采用单节18650锂电池作为电源并集成充电模块，可方便充电。正常工作时锂电池输出电压会由4．2V逐渐变化到低于3V，为使系统稳定工作，在此选用AMS1171—3V3稳压芯片给各芯片稳定供电，该芯片具有低功耗特点。采用SAK—XC886—8FFA芯片的最小系统构成单片机控制模块。为降低功耗，延长系统工作时间，显示模块使用0．96in（1in=2．54cm）白色128?64OLED液晶屏，其显示效果好，辨识度高。采用CC2530芯片构建无线收发模块，并使用串口与单片机进行数据通信，波特率为9600bps；为缩小体积，将天线印制在PCB上。测量仪实物见图2。
图2测量仪实物图
1．2系统软件设计
系统上电之后SAK—XC886—8FFA单片机先完成初始化设置，然后通过SPI接口与ADIS16209传感器建立通信连接，在默认的角度测量模式下读取x和y轴倾角以及绝对转角信号，角度信号通过CC2530无线模块发送给上位机，同时还可通过OLED屏就地显示。当在上位机中选择加速度测量模式后，单片机则读取X轴和Y轴的加速度信号并关闭OLED屏，然后由无线模块将加速度信号发送至上位机。为实现串口通信，需将数据进行打包发送，数据包格式见表1。
表1串口通信数据包格式
Byte0Byte1Byte2 7Byte8
帧头测量数据字节数测量数据校验和
0XFF0X06十六进制的测量数据Byte2 7之和
在上位机软件中，采用生产者—消费者循环结构，生产者循环中完成对串口数据包的解析，在消费者循环中完成数据的处理，并设置事件结构实现测量模式的选择。为更直观地显示被测物体的姿态，将．wrl格式的三维模型加载到三维图片控件中，并将角度数据传给三维模型，实现被测物体姿态的实时显示。图3为软件流程图，图4为上位机操作和显示界面。
图3下位机和上位机软件流程图
2测量仪精度测试实验
为检验角度测量仪的精度，使用上海台工机床有限公司生产的F11100A型万能分度头分别对x和y轴倾角及360?绝对转角进行角度精度测试，分度手柄转一圈时主轴旋转9?，其分度误差为45"，精度高于0．1?，因此，可以作为测量基准对测量仪进行精度测试。对x轴倾角进行精度测
501
传感器与微系统第36
卷
图4
上位机操作和显示界面
试的安装方式如图5所示
。
图5x 轴精度测试实验
测量时先调节分度头和底座使测量仪x 轴和y 轴输出角度为0?，然后转动分度头手轮，使其旋转一周，这时主轴回转角度为9?，记录下测量仪输出角度。经多次实验得到的测量结果见表2、表3。
表2
x 轴和y 轴角度测试结果
（?）
x 轴
分度角度
测量角度绝对误差y 轴分度角度
测量角度绝对误差00．0000．00000．0000．00098．9750．02599．0250．0251817．9750．0251818．0750．0752726．9750．0252726．9500．0503636．0000．0003636．0250．0254545．0000．0004545．0750．0755454．0250．0255454．0500．0506363．0250．0256363．0750．0757272．0500．0507272．0250．0258181．0750．0758181．0500．05090
90．000
0．000
90
90．000
0．000
表3
0? 360?绝对转角角度测试结果
（?）
分度角度
测量角度绝对误差00．0000．0004545．0250．0259090．0250．025135135．0500．050180180．0250．025225225．0250．025270270．0000．000315314．9750．025360
359．950
0．050
通过分析以上测量数据，可知测量仪具有0．1?的测量
精度，
电池充满电后可连续工作10h 以上，关闭OLED 屏的状态下可工作更长时间。3
结
论
本文将MEMS 倾角传感器芯片、单片机、ZigBee 无线模块和LabVIEW 虚拟仪器软件进行了有机结合，完成了无线数显角度测量仪的设计。所设计的测量仪既可进行双轴测
量，
也可实现单轴绝对角度测量，两种测量方式均具有0．1?的测量精度；该系统具有体积小、功耗低、精度高、安装和携带方便等优点，
不但能就地显示测量数据，还能通过ZigBee 无线网络将测量值传送至远端上位机以数字和图形化方式显示出来；其次，ADIS16209器件抗振性能高，能够承受小于3500g n 的振动加速度，
不但可以用于角度测量还可以用于振动测量，可进行x 和y 轴加速度测量，具有多功能的特点，用于振动测量时结构上需要进行抗震设计，这将是下一
步改进的方向，随着功能的增加，将具有非常广阔的应用前景。参考文献：
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120．作者简介：
何荣华（1994－），男，学士，研究方向为机电一体化系统和微机电系统。
张大兵（1970－），男，通讯作者，博士，从事机电液控制、过程控制工作，
E-mail ：zdbpost@163．com 。601
相位测量仪
辽宁工业大学 电子综合设计与制作（论文）题目：低频数字式相位测量仪 院（系）：电子与信息工程学院 专业班级：电子班 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间：2013.12.13-2014.1.10
电子综合设计与制作（论文）任务及评语
摘要 该设计是低频数字式相位测量仪，设计思路为输入一个低频正弦信号通过分支路正常输出，另一路不通过移相器输出一个相位改变频率不变的正弦波。得到上述两路频率相同相位不同的信号后就要测出两信号的相位差和频率，在做此工作前先要经过相位测量前置级信号处理电路，由阻抗变换和放大、限幅、电平转换、整形电路组成。经过相位测量前置级信号处理电路得到两路方波，通过异或门输出一个脉冲序列与晶振产生的基准脉冲波进行与操作得到调制后的波形，在一定的时间范围内对脉冲的个数进行计数通过计算得到相位差和频率。再通过单片机控制显示器显示出所需结果。 关键词：低频；正弦；移相器；异或门；整形；
目录 第1章可编程增益放大器设计方案论证 (1) 1.1可编程增益放大器的应用意义 (1) 1.2可编程增益放大器设计的要求及技术指标 (1) 1.3 设计方案论证 (2) 1.4 总体设计方案框图及分析 (3) 第2章可编程增益放大器各单元电路设计 (4) 2.1 输入调整电路设计 (5) 2.2 中间级放大电路设计 (5) 2.3 输出级电路设计 (5) 2.4 增益调整电路设计 (6) 第3章可编程增益放大器整体电路设计 (7) 3.1 整体电路图及工作原理 (7) 3.2 电路参数计算 (7) 3.3 整机电路性能分析 (8) 第4章设计总结 (9) 参考文献 (10)
经纬仪角度测量-水平角(测回法)-教学设计jx
建筑工程测量课程 --“经纬仪角度测量-水平角观测”教学设计（6课时）【授课专业】：建筑施工【授课科目】：测量放线 【授课课时】：6课时【授课教材】：高等教育出版社《测量放线》【授课对象】：11级建筑施工2班（共50人） 一、教学对象分析 教学对象为我校建筑施工专业11建筑施工（2）班学生，共50人。 （一）知识技能 1、完成测量学基础知识的学习，了解测量的基本工作 2、完成水准测量部分的学习，掌握学习思路和方法 3、完成了经纬仪结构以及经纬仪使用的学习，能熟练完成经纬仪的操作。 4、理解水平角的概念 （二）经验态度 1、部分学生在专业选择时目的明确，规划清晰 2、有个别学生在课余时间接触过测量仪器，有利于其学习，但会有自己先入为主的主观概念，有不良的操作习惯，并会影响其他学生。 3、学生能够积极思考，认真学习。 4、班级学习气氛较好，有较强的团队合作意识。 5、学生对于技能应用比较看重，不重视理论的学习。 （三）风格特点 1、大部分学生上课能够认真听讲，并能跟随教师的上课思路 2、能够主动学习，发现问题，并能通过小组讨论和请教老师等途径寻求解决方法。 3、仍有部分学生上课思想不集中，导致实际操作过程中会出现各种细节问题。 二、教学目的及要求 （一）知识目标： 1、掌握测回法测定水平角的操作过程和角度计算 2、了解水平角测量的实际应用。 （二）技能目标： 1、熟练经纬仪的操作；
2、能了解误差产生的原因并在测量过程中加以控制； 3、能评价判断测量结果。 （三）素质目标： 1、学会团队合作，能相互协作学习讨论，并在小组学习中构建自己的知识体系。 2、培养认真细致、吃苦耐劳的专业作风，严谨的工作态度。 【原由】： 对于建筑施工专业的学生而言，测量不仅仅是需要了解的技能，更可能是他们以后从事的工作，所以对于测量的基本功的要求更加严苛。 由于中职学生对于理论的轻视，使得在知识层面上的掌握浅薄，所以在理论知识上要求他们熟练记忆。 从岗位需求上看，中职学生要打破社会成见，必须有一定的技能证书，所以面向技能层面的目标是以中级测量工的基本要求为标准的。 对于学生的素质培养是所有教学的基本，先做人，后做事，所以严谨细致的作风和团队合作的精神，是贯彻教学当中的。 三、教学内容分析 （一）教学内容 根据课程要求和中职建筑施工专业学生的就业前景与职业发展，扎实完成测量的基本工作之一：水平角的测量。从基本的测回法入手，在掌握仪器使用的前提下，清晰了解水平角测量的原理和方法，清晰掌握测回法的步骤和注意事项。并通过四边形内角测回法观测这一具体测量项目考核与检查学生的概念理解能力，实际操作能力，合作组织能力以及发散思考能力。具体教学任务为: 1、熟练掌握角度的计算 2、掌握测回法测定水平角的过程 3、完成一四边形内角的观测。 4、分析项目完成过程中的不规范操作并能加以改正。 （二）教材分析 所采用的教材：《测量放线》----高等教育出版社出版 课程内容： 3.2.2 测回法测定水平角 本教材在编排上，先介绍了仪器的操作，再介绍 原理和方法，比较符合中职学生的认知顺序。通过对 教材的整理，拓展了一项综合性的小组任务：四边形内 角和的测量。从而达到理实一体化的教学效果。
光电式转速测量仪课程设计
《传感器技术》课程设计 课题：光电式转速测量仪 班级 学生姓名学号 指导教师 电子与电气工程学院 2010年12月21日
光电式转速测量仪 一、系统方案设计 1.1概述 在工业生产和科学实验中，转速的测量是一个很重要的问题。有关测量转子速度的方法有很多，但大部分比较复杂。物体运动的速度可分为线速度和加速度。随着生产过程自动化程度的提高，开发出了各种各样的检测线速度和角速度的方法，如磁电式速度计、光电速度计、测速发动机等。 由于光电测量方法灵活多样，可测参数众多，一般情况下又具有非接触、高精度、高分辨率、高可靠性和相应快等优点，加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD器件、光导纤维等的相继出现和成功应用，使得光电传感器在检测和控制领域得到了广泛的应用。 二、工作原理
2.1检测原理 1）直射型光电转速传感器的检测原理。 直射式光电转速传感器的结构见图1。它由开孔圆盘、光源、光敏元件及缝隙板等组成。开孔圆盘的输入轴与被测轴相连接，光源发出的光，通过开孔圆盘和缝隙板照射到光敏元件上被光敏元件所接收，将光信号转为电信号输出。开孔圆盘上有许多小孔，开孔圆盘旋转一周，光敏元件输出的电脉冲个数等于圆盘的开孔数，因此，可通过测量光敏元件输出的脉冲频率，得知被测转速，即n=f/N式中：n - 转速f - 脉冲频率N - 圆盘开孔数。 2）反射型光电传感器的检测原理。
反射式光电传感器的工作原理见图2，主要由被测旋转部件、反光片（或反光贴纸）、反射式光电传感器组成，在可以进行精确定位的情况下，在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸会取得较好的测量效果。在本实验中，由于测试距离近且测试要求不高，仅在被测部件上只安装了一片反光贴纸，因此，当旋转部件上的反光贴纸通过光电传感器前时，光电传感器的输出就会跳变一次。通过测出这个跳变频率f，就可知道转速n。n=f如果在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸，那么，n=f/N。N-反光片或反光贴纸的数量。 2.2传感器选择 光电转速传感器LHYF-12-A 检测距离：0～10mm 工作温度(℃)：-20～+50 工作电压/电流：DC12V 响应频率：500Hz 方法：在轴上贴上一小块1平方厘米的反光纸，通过调节传感器与轴的距离和拧传感器上的调节钮使传感器对轴不动作，对反光纸动作。 2.3测量电路介绍 光电传感器转速测量实验结构示意图如图3所示，按图示结构连接实验设备，其中光电转速传感器接入数据采集仪5通道。 三、系统软件设计 3.1系统软件 1）启动服务器，运行DRVI主程序，开启DRVI数据采集仪电源，然后点击DRVI快捷工具条上的"联机注册"图标，选择其中的"DRVI
电路的RLC测量
本科毕业设计论文 题目：工频电路的RLC测量 系别：电气与信息工程系 专业：电气工程及其自动化 班级：电气102 学号： 学生姓名：李佑辰 指导老师：申 2015 年 6月
西安交通大学城市学院本科毕业生论文
摘要 摘要 随着智能科技的不断发展，电子器件的需求急剧增加，应用范围也逐渐广泛了，在日常工作和学习中常常要检测电阻，电容，电感的大小。另外，随着测量技术和手段的飞速发展，人们对于器件参数的测量精度提高了要求，现在教学实验中普遍使用的万用表已不能满足人们需求的测量精度，因此设计可靠，安全，便捷，测量精度更高的电阻，电容，电感测试仪具有广泛的使用价值和应用前景。 本文以51单片机为核心。测量电阻和电容以NE555芯片为核心构建震荡电路，再根据电容的充放电过程，使得电路输出矩形波。测量电感的测量是采用电容三点式振荡电路，与发射级相连的两个电抗元件同为电容式的三点式振荡电路，"射同基反"的原则成为电容三点式振荡电路，同时也输出矩形波，这样把所得的波形送给单片机，通过51单片机的定时、计数功能计算出矩形波的频率，再通过公式计算出电阻、电容、电感的数值，并送于LCD1602显示。 关键词：RLC测量仪，NE555，51单片机，LCD1602
西安交通大学城市学院本科毕业生论文
ABSTRACT A B S T R A C T With the development of intelligent science and technology, the demand of electronic devices are increasing sharply ,its application much wider,and we need to detect resistance, capacity and inductance in our daily life and study. Besides, as the measurement technology and method developing fast, the measurement accuracy of block paramet ers are higher, the widely used multi-meter in teaching experiment ca n not meet the setting measurement accuracy.Therefore,it will have pr actical use and prospects to design reliable ,safer convenient, and h igher accuracy measurement devices to detect resistance, capacity and inductance. The paper is focused on 51 Microcontrollers,,building oscillatio n circuit based on NE555 chip to measure resistance and capacity,maki ng circuit exporting rectangle wave via the process of the charging and discharging of electric capacity.The detect of inductance adop t three point type oscillation circuit electric capacity,exporting re ctangle wave at the same time.thus transmitting the wave to Microcont rollers, figuring out the frequency of rectangle wave through setting, counting function of 51 Microcontrollers,and then gets the figures of the three above by formula,conveys to the LCD1602 to display. KEY WORDS：RLC measuring device，NE555，MCS-51，LCD1602
MEMS传感器项目规划方案
MEMS传感器项目 规划方案 规划设计/投资方案/产业运营
MEMS传感器项目规划方案说明 纵观全球MEMS传感器市场，美、日、德一直占据着主导地位。然而近 年来，亚太地区（含日本）受到智能手机、平板电脑、可穿戴产品等市场 需求持续增长、且全球电子整机产业不断向中国转移等因素影响，增长速 度较快，2017年MEMS市场占比达到46.8%，反超美国、欧洲等区域。 该MEMS传感器项目计划总投资7869.95万元，其中：固定资产投资6722.07万元，占项目总投资的85.41%；流动资金1147.88万元，占项目 总投资的14.59%。 达产年营业收入7724.00万元，总成本费用5814.87万元，税金及附 加135.78万元，利润总额1909.13万元，利税总额2308.24万元，税后净 利润1431.85万元，达产年纳税总额876.39万元；达产年投资利润率 24.26%，投资利税率29.33%，投资回报率18.19%，全部投资回收期7.00年，提供就业职位136个。 坚持“实事求是”原则。项目承办单位的管理决策层要以求实、科学 的态度，严格按国家《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）的要求，在全面完成调查研究基础上，进行细致的论证和比较，做到技术先进、可靠、经济合理，为投资决策提供可靠的依据，同时，以客观公正立场、科 学严谨的态度对项目的经济效益做出科学的评价。
...... 报告主要内容：项目概况、背景及必要性、市场分析预测、项目投资建设方案、项目选址可行性分析、土建工程方案、工艺先进性分析、环境保护、项目安全管理、项目风险、节能分析、项目实施进度计划、投资方案分析、经济效益可行性、项目总结、建议等。
推荐-FPGA和MCU的相位测量仪的设计 精品
存档日期：存档编号： 本科生（） 题目：基于FPGA和MCU的相位测量仪的设计 学院：电气工程及自动化学院 专业：电气工程及其自动化 XX大学教务处印制
随着社会和历史的不断进步，相位测量技术广泛应用于国防、科研、生产等各个领域，对相位测量的要求也逐步向高精度、高智能化方向发展，在低频范围内，数字式相位测量仪因其高精度的测量分辨率以及高度的智能化、直观化的特点得到越来越广泛的应用。 本文首先论述了相位测量技术的国内外发展概况，并根据现状设计了此相位测量系统。该设计包括系统设计的理论分析，系统结构设计及硬件实现，最终验证了该测量系统的可行性和有效性。 该设计采用单片机与FPGA相结合的电路实现方案,很好地发挥了FPGA的运算速度快、资源丰富、编程方便的特点,并利用了单片机的较强运算、控制功能,使得整个系统模块化、硬件电路简单、使用操作方便。文章主要介绍设计方案的论证、系统硬件和软件的设计,给出了详细的系统硬件电路图和系统软件主程序流程图。 关键词: 数字式相位测量仪单片机 FPGA 设计方案
Along with the social and historical progress, phase measurement technology is widely used in national defense, scientific research, production and other fields, on the phase measurement requirements are also gradually to high precision, high intelligent direction, in the range of low frequency digital phase measurement instrument, because of its high precision measurement resolution and highly intelligent, intuitive characteristics have been more and more widely applied. This text first discusses the phase measuring technology development in domestic and international, and according to the present situation designs the phase measuring system. The design includes system design theory analysis, system structure design and hardware realization, finally verified the feasibility and validity of the system. The bination of MCU and FPGA is adopted in the design .It has the features of FPGA high operating speed, abundant resources and convenient programming. And the use of MCU’s strong operation and control function, which makes the whole system modularized, the hardware circuit is simple and the operation is convenient. The paper mainly introduces the designs of the demonstration, hardware and software, the hardware circuits and main software program are given in detail.
光电传感器的转速测量系统设计
课程设计报告 题目：光电传感器的转速测量系统设计姓名： 学号： 专业班级： 指导老师：
目录 1引言 (1) 2系统组成及工作原理 (1) 2.1转速测量原理 (1) 2.2转速测量的一般方法 (3) 2.3转速测量系统组成框图 (3) 3系统硬件电路的设计 (3) 3.1脉冲产生电路设计 (3) 3.2光电转换及信号调理电路设计 (4) 3.2.1光电传感器简介 (4) 3.2.2光电转换及信号调理电路设计 (5) 3.3测量系统主机部分设计 (7) 3.3.1单片机 (7) 3.3.2键盘显示模块设计 (9) 3.3.3串行通信模块设计 (11) 3.3.4电源模块设计 (12) 4系统软件设计 (13) 4.1程序模块设计 (13) 4.2数据处理过程 (15) 4.3浮点数学运算程序 (16) 5制作调试 (16) 6结果分析 (18) 7参考文献 (18)
1、引言 随着社会经济的快速发展，转速测量成为了社会生产和日常生活中重要的测量和控制对象。测速是工农业生产中经常遇到的问题，人们经常需要精确测量每秒钟转轴的转速，学会对电机转速的测量和显示具有重要的意义。近年来，由于世界范围内对转速测量合理利用的日益重视，促使转速测量技术的迅速发展，各种新型的测量仪表相继问世并越来越多地得到应用。由于技术保密，厂家不会提供详细电路图和源代码，用户很难自行进行二次开发和改进。针对这种现状，使用光电传感器结合STC公司的STC 89C51型单片机设计的一种转速测量与控制系统。STC 89C51单片机采用了CMOS工艺和高密度非易失性存储器技术，而且其输入/输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容，是开发该系统的适合芯片。 2 、系统组成及工作原理 2.1 转速测量原理 在此采用频率测量法，其测量原理为，在固定的测量时间内，计取转速传感器产生的脉冲个数，从而算出实际转速。设固定的测量时间为Tc（min），计数器计取的脉冲个数m，假定脉冲发生器每转输出p个脉冲，对应被测转速为N（r/min），则f=pN/60Hz；另在测量时间Tc内，计取转速传感器输出的脉冲个数m应为 m=Tcf ，所以，当测得m值时，就可算出实际转速值[1]： N=60m/pTc (r/min) （1） 2.2 转速测量的一般方法 一般转速测量系统有以下几个部分构成，转速测量框图如图2-1所示。 图2-1 转速测量框图 1．转速信号拾取 转速信号拾取是整个系统的前端通道，目的是将外界的非电参量，通过一定方式转换
MEMS传感器项目可行性方案
MEMS传感器项目可行性方案 投资分析/实施方案
摘要 纵观全球MEMS传感器市场，美、日、德一直占据着主导地位。然而近 年来，亚太地区（含日本）受到智能手机、平板电脑、可穿戴产品等市场 需求持续增长、且全球电子整机产业不断向中国转移等因素影响，增长速 度较快，2017年MEMS市场占比达到46.8%，反超美国、欧洲等区域。 该MEMS传感器项目计划总投资12280.17万元，其中：固定资产 投资8591.57万元，占项目总投资的69.96%；流动资金3688.60万元，占项目总投资的30.04%。 本期项目达产年营业收入28329.00万元，总成本费用21777.47 万元，税金及附加233.60万元，利润总额6551.53万元，利税总额7688.79万元，税后净利润4913.65万元，达产年纳税总额2775.14万元；达产年投资利润率53.35%，投资利税率62.61%，投资回报率 40.01%，全部投资回收期4.00年，提供就业职位591个。
MEMS传感器项目可行性方案目录 第一章基本情况 一、项目名称及建设性质 二、项目承办单位 三、战略合作单位 四、项目提出的理由 五、项目选址及用地综述 六、土建工程建设指标 七、设备购置 八、产品规划方案 九、原材料供应 十、项目能耗分析 十一、环境保护 十二、项目建设符合性 十三、项目进度规划 十四、投资估算及经济效益分析 十五、报告说明 十六、项目评价 十七、主要经济指标
第二章背景和必要性研究 一、项目承办单位背景分析 二、产业政策及发展规划 三、鼓励中小企业发展 四、宏观经济形势分析 五、区域经济发展概况 六、项目必要性分析 第三章投资建设方案 一、产品规划 二、建设规模 第四章项目选址研究 一、项目选址原则 二、项目选址 三、建设条件分析 四、用地控制指标 五、用地总体要求 六、节约用地措施 七、总图布置方案 八、运输组成 九、选址综合评价
相位测量仪
目录 前言 (2) 一、功能特点 (3) 二、技术指标 (3) 三、结构外观 (4) 1.结构尺寸 (4) 2.面板布置 (4) 3.键盘说明 (5) 四、液晶界面 (6) 五、使用方法 (10) 六、打印功能 (13) 七、注意事项 (13) 附录：三相三线计量接线48种接线结果 (14) 差动保护正确矢量图 (16)
前言 随着电力行业的发展和微机综合自动化产品的推广应用，保护回路和计量回路的接线正确与否直接影响到电力系统工作的稳定性和电费计量的准确性，而这两点正是电力系统非常重要的两个方面。由于保护装置和高压计量装置的接线比较多，容易造成错误接线，而又不易被察觉，（尤其是差动保护的复杂接线，有时高低侧同时引入，又存在不同的联结组别，极易接错，而在平时运行中又可能不会误动或拒动，存在很大的隐患）。武汉华亿通电气有限公司根据现场测试需要，适时开发出SL型矢量分析仪。它集多功能于一身，即可做相位仪校验主变差动保护和母线差动的正确性，又可作为电参量测试仪测试电力系统必要的参数，还可用做三相三线电能计量接线检测仪器。采用dsp交流采样，可同时测量3路电压和6路电流模拟量，仪器首创9通道矢量同屏显示，人机对话界面友好，使用简便，大大方便了现场使用，是电力工作者的得力助手。
一、功能特点 1、大容量锂电池供电，连续工作长达4小时。 2、3路电压，6路电流矢量同屏显示，国内首创。 3、集保护矢量分析；相位伏安测试；电能计量接线矢量分析多种仪器于 一身。 4、大屏幕、高亮度的液晶显示，全汉字菜单及操作提示实现友好的人机 对话，触摸按键使操作更简便，宽温液晶带亮度调节，可适应冬夏各季。 5、用户可随时将测试的数据通过微型打印机将结果打印出来。 6、体积小重量轻：283×218×128，2kg 7、预留双USB接口，可外接优盘等移动存储设备。 二、技术指标 1、输入特性 电压测量范围：0~450V。 电流测量范围：0~6A。 2、准确度 电压、电流、频率：±0.2% 功率：±0.5% 3、工作温度：－15℃~ +40℃ 4、充电电源：交流160V~260V 5、绝缘：⑴、电压、电流输入端对机壳的绝缘电阻≥100M?。 ⑵、工作电源输入端对外壳之间承受工频2KV（有效值），历时1 分钟实验。 6、体积：32cm×28cm×13cm 7、重量：2Kg
基于AT89C52单片机的转速测量仪设计
基于AT89C52单片机的转速测量仪设计 1 引言 测量转子速度的方法很多，但多数比较复杂[1]。目前，测量转速的方法主要有四种[2]：机械式、电磁式、光电式和激光式。机械式主要利用离心力原理，通过一个随轴转动的固定质量重锤带动自由轴套上下运动，根据不同转速对应不同轴套位置获得测量结果原理简单直接，不需额外电器设备，适用 于 要求不高、接触式的转速测量场合。电磁式系统由电磁传感器和安装在轴上的齿盘组成，主轴转动带动齿盘旋转，齿牙通过传感器时引起电路磁阻变化，经过放大整形后形成脉冲，通过脉冲得到转速值。由于受齿盘加工 、齿牙 分辨间隔、电路 计数频率等限制，测量 不能保证。光电式结构类似于电磁式结构，把旋转齿盘换作光电编码盘或黑白相间的反射条纹，把电磁传感器换作光电接收器，通过对反射回来的光脉冲信号计数得到测量结果。由于受条纹 分辨间隔、电路 计数频率等限制，测量 不能保证，所测转速值和电磁式一样为两个计数脉冲间距的平均值。激光测速技术(LDV)是一种正在发展中的测速技术，通过激光多普勒效应获得转动体的瞬时角速度，理论上具有很高的瞬时转速测量 ，但目前实际产品 不够高，并且价格昂贵，在实际使用上受到限制。通过改进已有的电磁式传感器，设计一种适于瞬时转速测量的新型传感器，在旋转机械瞬时状态分析中具有一定的实际意义。 本文以传统的电磁式系统为基础，研制一种使用红外辐射技术的新型转速测量仪，安装方便，对周围环境要求不高，可以很容易地完成转速的测量。具有较宽的动态测量范围，测量 较高。
2 系统设计 测速系统总体结构如图1所示，主要包括红外测速传感器（由红外发射与接收电路和齿盘组成）、信号处理电路、单片机以及数字显示部分。其工作过程如下：当齿盘旋转时，由于轮齿的遮挡，红外发射管与接收管之间的红外线光路时断时续，信号处理电路将此变化的光信号转换为电脉冲信号，一个脉冲信号即表示齿盘转过一个齿。单片机对脉冲进行计数，同时通过其内部的计时器对接收一定数目的脉冲计时，根据脉冲数目及所用时间就可计算出齿盘的转速， 通过数字显示部分将转速显示出来。 2.1 系统硬件设计 根据红外测速的原理，系统的电路设计如图2所示。 本系统采用AT89C52单片机，它是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8KB的可反复擦写的Flash程序存储器和
传感器项目可行性方案 (1)
传感器项目 可行性方案 规划设计/投资分析/产业运营
传感器项目可行性方案说明 我国传感器行业发展痛点为：关键技术有待突破。国内传感器在高精度、高敏感度分析、成分分析和特殊应用等高端方面与国际水平差距巨大，中高档传感器产品几乎完全从国外进口，绝大部分芯片依赖国外，国内缺 乏对新原理、新器件和新材料传感器的研发和产业化能力；在设计技术、 封装技术、装备技术等方面存在的差距也较大。国内尚无一套有自主知识 产权的传感器设计软件，国产传感器可靠性比国外同类产品低1-2个数量级，传感器封装尚未形成系列、标准和统一接口，部分传感器工艺装备研 发与生产被国外垄断。我国传感器技术的核心及关键技术都有待突破，技 术研发及创新能力亟待提升。企业竞争实力不足。我国的传感器企业虽 然数量众多，但大部分都属于中小型企业，且大都面向中低端领域，基础 薄弱，研究水平不高，整体规模及效益较差。许多企业都是引用国外的芯 片加工，自主创新能力薄弱，自主研发的产品较少，产品结构缺乏合理性，在高端领域几乎没有市场份额。企业的技术实力较弱，很多是与国外合作 或进行二次封装，已经突破的科研成果转化率低，产业发展后劲不足，综 合实力较低。从目前市场份额和市场竞争力指数来看，外资或国际企业仍 占据着有利地位，国内传感器企业的发展面临巨大挑战。国际差距明显。尽管中国传感器制造行业取得长足进步，但与国际发达国家相比仍存在明
显差距。利好政策推动行业快速发展：2014年以来，我国政府出台了多项战略性、指导性政策文件，推动我国传感器及物联网产业向着融合化、创新化、生态化、集群化方向加快发展。2017年5月，工信部聚焦智能终端、物联网、智能制造、汽车电子等重点应用领域，有效提升了中高端产品供给能力，推动了我国智能传感器产业加快发展。总体目标是，到2019年，我国智能传感器产业取得明显突破，产业生态较为完善，涌现出一批创新能力较强的国际先进企业，技术水平稳步提升，产品结构不断优化，供给能力有效提高。在国家政策的大力支持下，本土传感器企业有望提升技术从而摄取更多的市场份额。2017年12月，工信部明确提出要重点发展智能传感器等相关产业，智能传感器技术产品实现突破，支持微型化及可靠性设计、精密制造、集成开发工具、嵌入式算法等关键技术研发，支持基于新需求、新材料、新工艺、新原理设计的智能传感器研发及应用。到2020年，压电传感器、磁传感器、红外传感器、气体传感器等的性能显著提高。在模拟仿真、设计、MEMS工艺、封装及个性化测试技术方面达到国际先进水平，具备在移动式可穿戴、互联网、汽车电子等重点领域的系统方案设计能力。物联网产业发展：一般来说，物联网在结构上通常划分为感知层、网络层和应用层三个部分。其中，感知层作为数据采集的源头，是物联网实现的基础。在感知层，最重要的组件就是各种各样的传感器。在物联网产业的推动下，智能手机、可穿戴、虚拟现实、智能硬件、视频交互与安防监控、机器人、3G/4G通信技术的普及，5G技术
数字相位差测量仪的设计
目录 1.设计任务书。 2.设计方案概述。 3.V/f变换测量相位差角的工作原理。 4.电路的组成及参数选择。 4.1整形电路及信号C的形成。 4.2滤波电路的参任务计划书。 4.3V/f变换电路的设计。 4.4 89C52内部资源的利用。 5.应用实例。 6.结论。 7.总结。 一、设计任务书 （一）任务 设计仿真一数字相位计 （二）主要技术指标与要求： （1）输入信号频率为0HZ～250HZ可调 （2）输入信号的幅度为0.5V （3）采用数码管显示结果，相位精确到0.1° （4）采用外部5V直流电源供电 （三）对课程设计的成果的要求（包括图表） 设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书。要求图纸布局合理，符合工程要求，所有的器件的选择要有计算依据。 二、设计方案概述 根椐设计任务书的要求，我们参考了一些相关资料书，经过小组的讨论分析，提出了一种用v/f变换测量交流电的相位差的新方法：首先产生出其幅度正比与相位差大小的直流电，再有v/f变换器转换成反映相位差大小的频率信号，在单片机的配合下，最终得到相位差。这种方法具有分辨率高，适应与大范围的各种输入频率等优点。 正弦交流电电信号相位差的测量可以用多种方法实现。比较直接的数字式测量方法是在已知信号周期的前提下用定时的方法测得相位差角对应的时间，然后根据已知的周期将其换算成相位差角度。但
是，这种方法的测量精度依赖于定时器的精度和分辨率。在信号频率较高或频率虽不高但相位差较小时，都可以出现较大的误差。另外，由于直接测量得到的是时间，相位差角要由这一中间结果与信号的周期运算后才能得到，所以周期的测量不可缺少，其测量的精度也将影响相位差的精度。 在此用一种新的思路进行相位差的测量，用v/f变换器把相位差转换成一个其频率与之成正比的脉冲列，通过计算在一定时间内的脉冲个数测量相位差角。这种测量方法与信号的周期无关，可以得到较高的精度。题达到了0.1的测量精度，与此同时工业运行控制中现场操作，修改和设置等问题也得到了很好的解决，以上这些都在工业运行中得到了厂方的认可。存在的问题主要是本仪器通用性很不强，很难在更大的范围应用和推广，只能运用与某些特定的企业。今后的工作主要硬件和软件的改进上，列入增加一些通用行很强的功能模块。 3.V/f变换测量相位差角的工作原理 首先将输入的两个同频率但存在着相位差的信号进行整形，使之变成方波。如图1示A和B 再对A,B进行异或处理, 异或输出信号C 的脉冲宽度则反映相位差角.C 的脉宽T1对应的电角度是相位差角,C 的周期T2 是信号周期T 的1/2.如果信号角频率为w 则T1= /w. C为幅值为U 的方波其平均值Ud=UT1/T2=U 由此可见,C 的平均值( 亦即直流分量)仅与相位差角和脉冲幅 度有关与信号周期无关
角度测量装置研究报告与设计方案
唐山师范学院本科毕业论文 题目角度测量装置的研究与设计 学生 222222 指导教师尹义斌高级实验师 年级 2008级 专业电子信息科学与技术 系别物理系 唐山师范学院物理系 2018年5月
郑重声明 本人的毕业论文<设计）是在指导教师尹义斌老师的指导下独立撰写完成的。如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。特此郑重声明。 毕业论文<设计）作者<签名）： 年月日
目录 标题 (1) 中文摘要 (1) 1 序言 (1) 2 系统基本方案设计 (1) 2.1各模块方案的选择 (1) 2.2系统总体概述 (5) 2.3系统结构框图 (2) 2.4系统总电路图 (3) 3 硬件系统设计 (3) 3.1单片机芯片介绍 (3) 3.2传感器芯片介绍 (4) 3.3AD转换装置 (6) 3.4四分频电路 (9) 3.5液晶显示电路 (10) 4系统程序设计 (13) 系统程序流程图 (13) 5结论 (14) 参考文献 (14) 致谢 (15) 附录 (16) 外文页 (19)
电子角度测量仪的研究与制作 李洪卫 摘要角度测量装置是某控制系统中瞄准装置的关键部件.在以往的控制系统中,多数都是仅凭设备操作人员眼睛瞄准指定目标,然后作出相应的控制,这样就带来一系列问题,如操作人员的经验、瞄准装置转盘的空回都可能会严重会影响瞄准目标的精确程度,从而严重影响控制系统的精度.为了提高控制系统的瞄准精度,在控制系统的瞄准装置中增加了角度测量装置,操作人员要求目标后所要达到的角度值能够精确定量地显示在操作面板上,帮助操作人员更加准确地实现对角度的精确需求,因此,极大地提高了控制系统的控制精确度.本系统就是角度测量装置的一个简单的应用，设计采用单片机为控制单元，用倾角传感器检测平衡板倾斜角度，采取步进电机控制平衡板角度并使其达到预置角度的目的。 关键词角度传感器单片机 AD转换分频 1 序言 现如今，角度测量装置在很多机械应用系统中都是关键的部位，而且是需要高精度的重要装置，但是在以往的一些控制系统中多数都是单凭依靠设备操作人员的主观判断来锁定目标，然后来做出相应的判断和控制，这就带来了很多问题，比如这会由于操作人员的经验，目测误差以及对装置操作问题所引起的操作误差，甚至误差过大而远远不符合实际要求。所以为了提高角度测量的精度，提高装置的可操作性，所以需要角度测量装置来帮助实现。 本设计开始利用角度传感器SCA60C的角度测量功能对其所在位置的角度输出模拟信号，然后利用模数转换芯片ADC0809将传感器所输出的将模拟量转变为数字量，然后将数字量输入到单片机89c52内部控制并通过数码管输出显示出实际的角度值。 2系统基本方案设计 2.1 各方案论证与比较
转速测量显示系统
转速测量显示系统 一、题目要求 1 . 基于 2. 3 4 5 设计任务： 二、方案选定 1 、选择实现转速测量的方法 （1）根据测量方法分类 在电机的转速测量中，影响测量精度的主要因素有两个：一是采样点的多少，采样点越多，速度测量结果越精确，尤其是对于低转速的测量。二是采样频率，采样频率越高，采样的数据就越准确。常用的数字测量方法电机转动速度的数字检测基本方法是利用与电动机同轴连接的光电脉冲发生器的输出脉冲频率与转速成正比的原理。根据脉冲发生器发出的脉冲速度和序列，测量转速和判别其转动方向。根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有:M 法（测频法）、T法（测周期法）和M/T法（频率/周期法）。 （2）根据工作原理分类 1、计数式方法是用某种方式读出一定时间内的总转数。 2、模拟式方法是测出由瞬时转速引起的某种物理量的变化。 3、同步式是用利用已知的频率与旋转体的旋转同步来测量转速。 （3）几种具体的测量方法 ①基于霍尔传感器的直流电机转速测量 ②基于光电传感器的电机转速测量 以上两种是常用的转速测量装置。此外还有傅立叶变换用于电机转速的测量、基于单片机无线电机转速测量系统、基于光电码盘的的高精度电机转速测量等方法。 综合以上所述，本次课程设计选用计数式，光电传感器，M法测量电动机转速，适用于中、低速测量。 2 、测量系统的构成 图1 转速测量框图
（1）转速信号拾取 前面通过对各种测速方法的比较，最终选用计数式，光电传感器，M法测量电动机转速。 转速信号拾取是整个系统的前端通道，目的是将外界的非电参量，通过一定方式转换成电量，通用的转速测量系统大都采用一种俗称“码盘”的传感装置，将圆形的码盘固定在转轴上，码盘上有若干规则排列的小孔，用光电偶来输出电信号，以反映转速对应关系，即是将转轴的速度以脉冲形式反映出来，通常有两种形式： ①模拟量量化后经A/D转换，由数字量反映角度，供单片机计算处理，得出转速。 ②直接由脉冲来反应转轴的角度，用每转产生的脉冲经单片机处理得出转速。 （2）整形和倍频 脉冲信号的上升沿和下降沿对数字电路的触发尤为重要，若要将转速脉冲信号直接加到计数器或外部中断的输入端，并利用其上升沿来触发进行计数，则必须要求输入的信号有陡峭的上升沿或下降沿。处理方法上可以用触发器电路来整形。 （3）单片机 单片机是整个测量系统的主要部分，担负对前端脉冲信号的处理、计算、以及信号的同步，计时等任务，其次，将测量的数据经计算后，将得到的转速值传送到显示接口中，用数码管显示数值。在本系统中考虑到计数的范围、使用的定时，计数器的个数及I，O口线，预选用89C52单片机。 （4）驱动和显示 由于LED数码管具有亮度高、可靠性好等特点，工业测控系统中常用LED数码管作为显示输出。本系统也采用数码管作显示。LED显示器是用发光二极管显示字段的，通常使用七段构成“日”字型和一只发光二极管作为小数点，称八段数码显示器。其有两种驱动方式，共阴驱动和共阳驱动，共阴驱动是各段发光二极管的阴极连在一起，并将公共端接地，在共阳结构中，将各段发光二极管阳极连在一起，并将公共端接上+5V电源，显示字符对应字型代码发光。 三、初步设计 1 .原理分析 图2 单片机系统测量转速原理图 本系统单片机采用Atmel公司生产的89C52作为主控制器，用4位LED数码管作为显示。（1）显示部分 89C52单片机的I/0口输出特性是有较大的灌入电流能力，其中P0口的灌电流能力可达20mA，但只有很弱的“吐”电流的能力。本系统中选用共阴型数码管，将并联上拉电阻后的P0口作为数码管的段驱动，P2.2、P2.3、P2.4分别接74LS138（3-8译码器）的A、B、C
简易RLC测试仪
简易RLC 测试仪 【摘要】：本文介绍了一种通用的电阻、电感和电容的测量电路，基于伏安法测阻抗原理，采用自由轴法确定相位参考基准。 【关键字】： 1.测量原理： 简易RLC 测试仪是一种用来测量元件阻抗的仪器，阻抗的测量一般包括R 、L 、C 以及电感Q 值和电容耗散参数D 等参数。本系统采用电压电流法电路，利用自由轴法来测量，其原理如下： 图1.1（电压电流法电路） Y X Z B 两端的电压U R 的关系如图2 1 2、U 3、U 4，便可以代入公式求阻抗Z X ，导纳Y X 。 341250i X B B R U U jU Z Z Z R j L U U jU ω+=?==+++ （1） 120034111150R X i B B U U jU Y Y jX U Z U jU Z Y j C ω+=+=?==+++ （2） 由此得到 1324221250B U U U U R Z U U +=-+ （3） 14232212B U U U U Z L U U ω-=+ （4） 1324022341B U U U U Y U U Z += + （5） 2314022341B U U U U X U U Z -=+ （6） 22000220050()(150)(50)Y X Y Y Y X -+=-+ （7） 02200((150)(50))X C Y X ω=-+ (8) 14231324U U U U L Q R U U U U ω-==+ （9） 22000050()Y X Y Y D C X ω-+== （10） 从计算出的电抗的正负可以判断元件是容性还是感性。 2.方案设计论证： 2.1系统的基本方案比较: 2.1. 1方案一：
高精度相位测量仪的介绍及测量
高精度相位测量仪的介绍及测量 相位介绍 相位是与电路结构有关的参数。 相位是反映交流电任何时刻的状态的物理量。交流电的大小和方向是随时间变化的。比如正弦交流电流，它的公式是i=Isin2πft。i是交流电流的瞬时值，I是交流电流的最大值，f是交流电的频率，t是时间。随着时间的推移，交流电流可以从零变到最大值，从最大值变到零，又从零变到负的最大值，从负的最大值变到零。 相位(phase)是对于一个波，特定的时刻在它循环中的位置：一种它是否在波峰、波谷或它们之间的某点的标度。是描述讯号波形变化的度量，通常以度（角度）作为单位，也称作相角。当讯号波形以周期的方式变化，波形循环一周即为360° 。常应用在科学领域，如数学、物理学等 相位调整 相位调整是指在有些超低音音箱上加装的一个控制机构。用于对超低音音箱所重放出的声音稍许加以延迟，从而让超低音音箱的输出能够和前置主音箱同相位，即具有相同的时间关系。 相位噪声 相位噪声是频率域的概念，是对信号时序变化的另一种测量方式，其结果在频率域内显示。 如果没有相位噪声，那么振荡器的整个功率都应集中在频率f=fo处。但相位噪声的出现将振荡器的一部分功率扩展到相邻的频率中去，产生了边带(sideband)。从图2中可以看出，在离中心频率一定合理距离的偏移频率处，边带功率滚降到1/fm，fm是该频率偏离中心频率的差值。 相位噪声通常定义为在某一给定偏移频率处的dBc/Hz值，其中，dBc是以dB为单位的该频率处功率与总功率的比值。一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号的总功率比值。 相位差 两个频率相同的交流电相位的差叫做相位差，或者叫做相差。这两个频率相同的交流电，可以是两个交流电流，可以是两个交流电压，可以是两个交流电动势，也可以是这三种量中的任何两个。