姿态传感器采集测试系统的设计与实现_毕盛

姿态传感器采集测试系统的设计与实现_毕盛
姿态传感器采集测试系统的设计与实现_毕盛

计算机测量与控制.2011.19(7)

Computer Measurement &Control

自动化测试

收稿日期:2010-11-06; 修回日期:2010-12-16。

基金项目:国家自然科学基金资助项目(60873078);广州市科技计划项目(2009KP008)。

作者简介:毕 盛(1978-),男,甘肃天水人,博士研究生,主要从事机器人及姿态传感器信息处理方向的研究。

文章编号:1671-4598(2011)07-1562-03 中图分类号:T P212

文献标识码:A

姿态传感器采集测试系统的设计与实现

毕 盛,闵华清,李 淳,黄斐全,陈必强

(华南理工大学计算机科学与工程学院,广东广州 510640)

摘要:设计了一套基于ST M 32单片机的姿态传感器无线采集测试系统,大大方便了姿态传感器的研究与应用。首先设计了姿态传感器采集测试系统的整体框架;接着对测试系统的各部分硬件电路进行了说明,描述了ADXL204加速度和ADXRS150陀螺仪传感器的电路和计算公式,并说明了ST M 32单片机和PC 上位机程序的结构和流程;最后利用本测试系统对ADXL204和ADXRS150传感器进行了测试和分析;通过对这两种传感器数据进行卡尔曼滤波,消除陀螺仪的漂移,同时减少了加速度传感器有害的噪声,从而得到精确的角度。

关键词:陀螺仪;加速度传感器;姿态传感器

Design and Realization of Attitude Sensor Estimation System

Bi Sheng,M in H uaqing,Li Chun,H uang Feiquang,Chen Biqiang

(School of Computer Science and Eng ineer ing,South China U niver sity o f T echno log y,Guangzhou 510640,China)

Abstract:A w ireless attitude s ensor acquisition an d estimation sy stem w as designed based on the n ew gen eration m icroprocessor called S TM 32,w hich made attitude sensor easily u sed.Firstly,the fram ew ork of th e s ystem w as proposed.T hen the system hardw are,tw o kin ds of attitude sensors (ADXL204and ADXRS150)hardw are and equation w ere described.And th e s oftw are proces ses and s tru cture of ST M 32M CU an d PC w ere presented.Finally ADXL204and ADXRS150w ere tested in our system.T hrough the Kalm an filtering fus ion equ ation of th e tw o kinds of s ens or s,th e noise w as reduced.

Key words :gyros cope;acceler om eter;attitude s ens or

0 引言

在机器人平衡控制、汽车定位和捷联惯导等许多领域中需要获得载体姿态信息,姿态传感器应用越来越广泛[1-2]。需要专门的测试平台来对姿态传感器的性能进行测试和分析,而针对这方面的设计和研究还很少。本文设计出一套姿态传感器测试系统,通过无线蓝牙模块实现对姿态传感器的控制和数据的采集,方便对移动物体上的姿态传感器数据进行分析和研究。

1 系统框架

姿态传感器主要包括加速度传感器和陀螺仪。加速度传感器也叫倾角传感器,通过重力加速度可得到姿态倾斜角。陀螺仪也叫做角速度传感器用来测量姿态的角速度。目前,A DI 公司、Freescale 公司和ST 公司等都开发出了一系列的姿态传感器芯片。

文中主要对A DI 公司的A DXL 204加速度传感器和ADX RS150陀螺仪传感器的数据处理进行了分析和研究。

整个系统采用Cortex -M 3核的ST M 32单片机

[3]作为主芯片,控制舵机使姿态传感器转动到设定的角度,同时采集姿态传感器的数据到主芯片

,然后利用蓝牙模块把姿态传感器测量的姿态数据无线传送给上位机,最后上位机把测量到的姿态数据处理后和设定的姿态数据进行比较,从而可对姿态传感器数据采集和处理方法进行分析和研究,如图1所示。

图1 姿态传感器测试系统

姿态数据采集测试系统框架图如图2所示。

图2 姿态数据采集测试系统框图

上位PC 机通过蓝牙模块向ST M 32单片机发送指令,使ST M 32单片机控制舵机带动姿态传感器以一定的速度转到一定的角度,同时通过ST M 32单片机采集姿态传感器数据,最后通过蓝牙模块把采集到的数据送给上位PC 机,PC 机会把采集的数据保存下来。最后可利用M atlab 软件对采集到的数据进行处理从而可计算出姿态转动的角度,并和设定的姿态角度进行比较。从而对姿态传感器的测量数据和处理方法进行分析和比较。

2 系统的硬件设计

系统硬件整体框图,如图3所示。211 MC U 模块

ST M 32单片机[3]是ST 公司采用A RM Cortex -M3体系结构

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第7期毕 盛,等:姿态传感器采集测试系统的设计与实现

图3 系统硬件框架图

的32位单片机。本系统采用具体型号是ST M 32F103ZCT ,它工

作频率为72MH z,片上集成了Flash 是512kB,SRA M 64kB,处理速度快适合对姿态传感器的数据进行处理。由于处理器接口丰富,适用于对各种传感器模块数据的采集,所以采用ST M 32F 103ZCT 作为整个系统的处理芯片。212 蓝牙通信模块

蓝牙通信模块采用CSR 公司的BlueCor e4-Ex ter nal 蓝牙芯片,V210协议标准,工业级标准,体积尺寸紧凑,自带高效板载天线,工作电压:217~313V 。通过RS232串行口(T T L 电平)与连接在PC 机的各种蓝牙适配器通信。波特率最高可达到1382400。213 姿态传感器接口

目前姿态传感器输出主要是模拟输出,所以采集系统提供多路模拟A D 输入口。在每路传感器模拟接口电路处,为了抗干扰都有RC 低通滤波电路,同时为满足多种传感器电平的需要都有电平转换电路。如有的传感器芯片电源是5V,模拟输出是0~5V 的电平;而单片机芯片电源是313V,只能接收0~313V 的模拟信号。所以就要通过电平转换电路把模拟电压从0~5V 转到0~313V ,本文采用电压分压电路来实现电平转换。

有些姿态传感器采用数字输出,主要是采用I 2C 或SP I 接口作为输出口,所以电路中引出了I 2C 和SPI 接口。

214 舵机控制电路

舵机是一个伺服系统,本文利用韩国R obotis 公司的RX64高精度舵机控制姿态传感器到一定的角度。RX64采用RS485总线和单片机通信,单片机根据R X64的通信协议,通过RS485总线可控制R X64以设定的速度转动设定的角度。电路是单片机的U A RT 2串行通信接口通过RS485芯片和RX64舵机连接。215 电源电路

电源电路采用锂电池供电(716~814V ),并利用LM 1117-313和LM 1117-5电源芯片分别产生313V 电源和5V 电源。其中313V 电源向ST M 32F103ZCT 芯片和其它313V 电源芯片供电,5V 电源主要是为有些是5V 的传感器芯片提供电源。

3 姿态传感器

姿态传感器的型号很多,本文主要对ADI 公司的ADX L204加速度和A DXRS150陀螺仪传感器的数据进行采集

和处理。

311 ADXL204加速度传感器[4]

AD XL204是一个双轴的加速度传感器,供电电压是313V ,量程?117g 。

加速度电路主要由A DXL 204构成,并辅助一些滤波电

路,如图4所示。其中Cx 和Cy 与A DXL 204芯片内部的

R FI LT (32k)构成了低通滤波器,带宽是015Hz~215kHz 。在本电路中Cx 和Cy 是011L F 。X out 和Y o ut 是ADX L204在x 轴和y 轴加速度的输出,输出0~313V 的模拟量。

图4 ADXL204传感器电路图

X a 和Y a 沿x 轴和y 轴方向上的加速度值可根据X o ut 和Y o ut 求得,见式(1)和式(2)。

X a =(X out *V DD /2d -V 0g )/K a v

(1)Y a =(Y out *V DD /2d -V 0g )/K av

(2)

其中,V DD 是芯片的供电电压313V ;d 是ST M 32芯片A DC 位数,是12位;V 0g 是AD XL204在重力加速度为0g 时的电压值,通过查手册可得1165?011V ;K av

是加速度值与测

量电压比例系数:620?25mV/g 。

根据传感器数据手册得到加速度和倾斜角度的关系,见式(3)(4)。可求得沿x 轴和y 轴的倾斜角度。

X =AS I N (X a /1g )(3)Y =AS I N (Y a /1g)

(4)

312 ADXRS150陀螺仪[5]

A DXR S150是一款陀螺仪芯片,供电电压5V,量程是150度/秒。具体电路如图5所示。

图5 ADXRS150传感器电路图

其中C4和C5结合传感器内部电路构成了两个低通滤波器,主要用来抗干扰。C1和C2主要是用来升压用,把5V 升到传感器内部要用的14~16V 电压。

角速度值可以通过下式求得:

w =((OUT *V DD /2d )*(R 1+R 2/R 1)-V 0w )/K wv

(5)

其中,OUT 是角速度传感器的模拟输出数据;V DD 是单片机供电电压313V ;R1和R2是采集电路分压电阻,由于A DXR S150电压是5V ,通过R 1和R 2把传感器输出转换到0~313V ,R 1=313k 8,R 2=117k 8;V 0w 是A DXR S150在角速度为0时的电压值,通过查手册可得215?013V ;K w v 是角速度值与测量电压比例系数:1215?1125mV /(o /S)。

4 系统软件设计

411 单片机软件设计

ST M 32单片机程序主要是通过蓝牙接收上位机P C 的控制指令,可控制舵机运动,并随时把采集到的数据通过蓝牙送给PC 。具体的程序流程如图6所示。

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计算机测量与控制 第19卷

图6 ST M 32单片机程序流程

412 PC 机软件设计

PC 机主要的工作是通过蓝牙控制单片机使舵机以一

定的速度转动到一定的角度,并随时接收单片机通过蓝牙送上来的传感器数据,并保存起来。

图7 PC 机程序流程

5 ADXL204和ADXRS150姿态传感器测试实验

控制舵机从10度到130度来回绕姿态传感器A DXL 204的x 轴和A DXRS150的测量轴转动,同时单片机把传感器的

数据进行采集并送给上位PC 机。根据A DXL 204数据和式(3)可得到偏转角度;根据ADX RS150数据和式(5)得到偏转角速度,接着通过梯形积分得到角度,如图8所示。从图8可看出,采集到的A DXL204数据和ADX RS150数据并不理想。A DXL 204数据容易受到噪声的影响,ADX RS150数据容易造成积分累计误差,所以单独使用陀螺仪或者加速度计,都不能得到可靠的姿态信息。

通过卡尔曼滤波[6-7],对采集到的加速度传感器A DXL 204数据和陀螺仪ADX RS150数据进行融合。通过多次实验选取合适的模型和测量过程的噪声矩阵Q 和R 对卡尔曼滤波进行

图8 传感器测试数据

校正。其中取Q 和R 如下:

Q =

01

800017

R =015

通过卡尔曼滤波得到最终k 时刻的最优角度值,其递推公式如下:

x ^k =5k ,k-1x ^k -1+K (y k -C k x ^k |k-1)

(6)

式中,5k,k-1为转移矩阵,K 为卡尔曼增益,C k 为测量矩阵,

x ^k-1为第k -1时刻最优角度值,x ^k|k-1表示在k -1时刻对k 时刻的预测值,y k 为观测值。初始值为采集到的第一个数据。经过卡尔曼滤波的处理,用加速度传感器测量的倾斜角度来消除陀螺仪的漂移,同时加速度传感器有害的噪声也被最小化了,从而得到精确的角度,如图8所示。

6 总结

设计了一套基于ST M 32处理器的姿态传感器无线采集测试系统。并利用本系统对A DXL 204加速度传感器和A DXR S150角速度传感器进行了数据采集和处理。并把在采集测试系统上获得的数据处理用在了仿人机器人姿态稳定控制上,使仿人机器人实现稳定行走。本套系统不仅对A DXL204和A DXRS150芯片进行测试过,还针对ENC03、XC3500、EW T S08N 和LY 530A L 等多种模拟和数字姿态传感器测试过,获得了良好的效果。

参考文献:

[1]彭荆明,徐良波,舒旭光.基于FPGA /DS P 的捷联惯导系统设计

[J].计算机测量与控制,2008,16(2):179-180.

[2]日本机器人学会.新版机器人技术手册[M ].宗光华,程君实,

等译.北京:科学出版社.2007.

[3]王永虹,徐 炜,郝立平.S TM 32系列ARM Cortex -M 3微控制器

原理与实践[M ].北京:北京航空航天大学出版社,2008.[4]Analog Device.ADXL 204Datasheet [Z].2006:1-12.[5]Analog Device.ADXRS150Datas heet [Z].2003:1-12.

[6]秦永元.卡尔曼滤波与组合导航原理[M ].西安:西北工业大学

出版.1998.

[7]秦 勇,臧希喆,王晓宇,等.基于M EM S 惯性传感器的机器人

姿态检测系统的研究[J ].传感技术学报,2007,20(2):298-301.

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胎压监测系统的设计论文

密级公开学号 衡水学院 毕业论文(设计) 胎压监测系统的设计 论文作者: 指导教师: 系别: :物理与电子信息系 专业电子信息工程 年级: 提交日期: 答辩日期:2017年5月05日

毕业论文(设计)学术承诺 本人郑重承诺:所呈交的毕业论文(设计)是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文(设计)中不存在抄袭情况,论文(设计)中不包含其他人已经发表的研究成果,也不包含他人或其他教学机构取得的研究成果。 作者签名:日期: 毕业论文(设计)使用授权的说明 本人了解并遵守衡水学院有关保留、使用毕业论文(设计)的规定。即:学校有权保留或向有关部门送交毕业论文(设计)的原件或复印件,允许论文(设计)被查阅和借阅;学校可以公开论文(设计)的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文(设计)及相关资料。 作者签名:指导教师签名: 日期:日期:

论文题目:胎压监测系统的设计 摘要:现代社会的安全问题日益突出,其中汽车的安全性问题是较为严重的问题,而且随着车辆的日益增多,这种现象就更为明显,而这安全性问题主要发生在车辆的零件轮胎上。 基于单片机的胎压监测系统是使用微型处理器以及一些简单模块的压力测试来实现一些基本功能。这款检测装置可以进行胎压压力的测量。本设计采用的是直接测量压力值来监测轮胎压力,而且这套监测装置的主控制器的芯片用STC89C52来代替,采用BMP180传感器将相应的数据测量出来。而软件部分是由C语言进行程序的编写和调试,使其达到胎压监测的目的。 关键词:STC89C52;BMP180传感器;汽车胎压;C语言 I

传感器设计

泡沫液位传感器课程设计 摘要:泡沫是一种特殊的两相流形态,其力学、热学、光学等多种性能均与单相气体或液体有很大区别,由于泡沫的形成机理多样、性质变化复杂,至今尚无完善的研究理论体系,泡沫的液位测量在国内外也是一个空白,本文主要设计了一种液位控制器,它以8051作为控制器,通过8051单片机和模数转换器等硬件系统和软件设计方法,实现具有液位检测报警和控制双重功能,并对液位值进行显示,一种基于传热原理的测量泡沫液位的传感器,介绍了传感器的构造和原理,以及测量误差和动态响应的计算分析。 关键词:泡沫;液位检测;传感器;两相流; Abstract:The foam is a special phase com pared w ith liqu id and gas.It ha s m any dif f erent cha r acters in m ech anics,therm oties,photology and soon,For different methods to generate fo amsand its special mechanism,even today there have not created a perfect theory system to deal with foam mediums.Foam level meas urement is also nearly to be all unreachable field by now.A kind of foam level sensor based on thermoties theory has be endeveloped,Introduces its structure 、principle 、analyses error and dynam icresponse of sensor. Key Words : Foam ;Level Detecting ;Sensor;8051Single chip microcomputer;

汽车胎压监测系统原理

汽车胎压监测系统原理 汽车胎压监测系统(Tyre Pressure Monitoring System,TPMS)是一种能对汽车轮胎气压、温度进行自动检测,并对轮胎异常情况进行报警的预警系统。目前直接式TPMS发射模块较多采用以下两种方案:1)电池+单片机+传感器+射频芯片,2)是电池+内部集成MCU的传感器+射频芯片。前一种方案由于集成度低、体积和功耗大而被市场逐渐淘汰,后一种方案是当前市场上较为先进的产品设计形式。随着半导体及硅显微机械加工技术的快速发展,一种新的设计方案即电池+内部集成MCU和RF的专用传感器正成为TPMS发射模块设计的主流。这种方案集成度更高,体积和功耗更小,使用寿命更长,产品竞争力也更强。 胎压监测系统组成,轮胎压力传感器分别安装在4个车轮轮毂上,负责测量轮胎内部的压力、温度和电池电压等物理状况,并将测量数据通过无线形式按照一定的规律发给胎压控制器。驾驶员通过胎压控制器上的显示屏和按键可查看4个轮胎的压力值、温度值。当某一个轮胎的温度、压力或电池电压超过了报警阀值,胎压控制器能够准确识别轮胎的位置,并且发出图形、声音、文字报警。胎压监测仪内置式和外置式的都可以,价格从400多到1000多都有。功能都差不多的。安装铁将军外置式的话比较方便,城区使用足够了。安装不用再拆轮胎了,不用做动平衡,不用另外接线,这样仪表盘看起来比较干净。自己动动手都能搞定,不用去店里请别人帮忙。内置式的适合野外使

用。胎压监测大体分两种:一种是间接式胎压监测系统又称WSB,是通过轮胎的转速差来判断轮胎是否异常;一种是直接式胎压监测系统,通过在轮胎里面加装四个胎压监测传感器,在汽车行驶过程中对轮胎气压和温度进行实时自动监测,并对轮胎高压、低压、高温进行及时报警,避免轮胎故障引发的交通事故,以确保行车安全。现市面上大多都是直接式胎压监测系统产品,而直接式胎压监测系统产品又分内嵌式和外挂式。 具体性能指标如下: 1)可监测胎压范围为0~4.5 bar,分辨率25 mbar,通常轿车的轮胎气压在2.2~2.8 bar之间; 2)可监测温度范围:-40~125℃,分辨率2℃,轿车的轮胎温度一般约75℃; 3)轮胎压力传感器发射功率用频谱分析仪测得在-40 dBm左右,胎压控制器接收灵敏度在-100 dBm; 4)采用500 mAh的电池,若每天正常行车12 h,发射模块可正常工

14温度传感器特性测量及应用

实验14 温度传感器特性测量及应用 温度是科学研究中一个重要的基本物理量,在物理学、化学、热力学、飞行力学、流体力学等科学的研究中,都离不开对温度的测量和控制,许多工业产品的质量和产量都与温度有直接关系。随着科学技术的发展,各种新型的集成电路温度传感器器件不断涌现,并大批量生产和扩大应用。这类集成电路测温器件有以下几个优点:(1)温度变化引起输出量的变化呈现良好的线性关系;(2)不像热电偶那样需要参考点;(3)抗干扰能力强;(4)互换性好,使用简单方便。因此,这类传感器已在科学研究、工业和家用电器温度传感器等方面被广泛使用于温度的精确测量和控制。本实验要求测量电流型集成电路温度传感器的输出电流与温度的关系,熟悉该传感器的基本特性,并采用非平衡电桥法,组装一台0~50o C数字式温度计。 实验目的和学习要求 1.学习和掌握AD590电流型集成电路温度传感器的特性; 2.测量集成温度传感器AD590在某恒定温度时的伏安特性曲线; 3.测量AD590输出电流和温度的关系; 4.用AD590传感器设计并组装数字式摄氏温度计。 实验原理 集成温度传器将温敏晶体管与相应的辅助电路集成在同一芯片上,它能直接给出正比于绝对温度的理想线性输出,一般用于-50℃-+120℃之间温度测量。集成温度传感器有电压输出型和电流输出型二种,电流输出型集成温度传感器,在一定温度下,它相当于一个恒流源,因此它具有不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰,具有很好的线性特性。 本实验采用的是AD590电流型集成温度传感器,该器件的两端当加有某一直流工作电压时(一般工作电压可在4.5V~20V范围内),其输出电流(I)与温度(T)成正比。 I=BT+A 式中,I为其输出电流,单位μA;T为摄氏温度;B为传感器的灵敏度(一般AD590的B=1μA/o C,即如果该温度传感器的温度升高或降低1o C,则传感器的输出电流增加或减少1μA);A为摄氏零度时的电流值,该值恰好与冰点的热力学温度273K相对应。(对市售的一般AD590,其A值从273~278μA略有差异)。所以只要串接一只取样电阻R(1k?)即可实现电流1μA到电压1mV的转换,组成最基本的温度(T)测量电路(1mV/o C)。 利用AD590集成电路温度传感器的上述特性,可以制成各种用途的温度计。采用非平衡电桥线路,可以制作一台数字式摄氏温度计,即AD590器件在0o C时,数字电压显示值为“0”mv,而当AD590器件处于t o C时,数字电压表显示值为“t”mv。 实验仪器 智能式数字恒温控制仪;量程0~19.999V四位半数字式电压表;直流1.5V~12V 稳压输出电源;可调式磁性搅拌器以及加热器、玻璃管、和AD590集成温度传感器;ZX21型电阻箱,保温杯,水银温度计等。

信息科学与工程学院综合性设计性实验报告

重庆交通大学信息科学与工程学院 综合性设计性实验报告 专业:通信工程专业11级 学号:0204 姓名:何国焕 实验所属课程:宽带无线接入技术 实验室(中心):软件与通信实验中心 指导教师:吴仕勋 一、题目 OFDM系统的CFO估计技术 二、仿真要求 要求一:OFDM系统的数据传输 ①传输的数据随机产生; ②调制方式采用16QAM; 要求二:要求对BER的性能仿真 设计仿真方案,比较两个CFO的性能(基于CP与基于训练符号Moose),并画出不同SNR下的两种估计技术的均方差(MSE)性能。

三、仿真方案详细设计 1、首先OFDM技术的基本思想和现状了解。认真学习OFDM技术的基本原理,包括OFDM系统的FFT实现、OFDM系统模型、OFDM信号的调制与解调、OFDM信号的正交性原理,根据PPT及网上查阅资料加以学习。其次,了 解OFDM的系统性能,包括OFDM系统的同步技术及训练序列等。 2、同步技术:接收机正常工作以前,OFDM系统至少要完成两类同步任务: ①时域同步,要求OFDM系统确定符号边界,并且提取出最佳的采样时钟,从而减小载波干扰(ICI)和码间干扰(ISI)造成的影响。 ②频域同步,要求系统估计和校正接收信号的载波偏移。在OFDM系统中,N个符号的并行传输会使符号的延续时间更长,因此它对时间的偏差不敏感。对于无线通信来说,无线信道存在时变性,在传输中存在的频率偏移会使OFDM 系统子载波之间的正交性遭到破坏。 3、载波频率的偏移会使子信道之间产生干扰。OFDM系统的输出信号是多个相互覆盖的子信道的叠加,它们之间的正交性有严格的要求。无线信道时变性的一种具体体现就是多普勒频移引起的CFO,从频域上看,信号失真会随发送信道的多普勒扩展的增加而加剧。因此对于要求子载波严格同步的OFDM 系统来说,载波的频率偏移所带来的影响会更加严重,如果不采取措施对这种信道间干扰(ICI)加以克服,系统的性能很难得到改善。 OFDM系统发射端的基本原理图OFDM信号频谱 4、训练序列和导频及信道估计技术 接收端使用差分检测时不需要信道估计,但仍需要一些导频信号提供初始的相位参考,差分检测可以降低系统的复杂度和导频的数量,但却损失了信噪

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基于单片机及传感器的机器人设计与实现 摘要:本设计基于单片机及多种传感器,完成了一个自主式移动机器人的制作。单片机作为系统检测和控制的核心,实现对机器人小车的智能控制。反射式红外光电传感器检测引导线,使机器人沿轨道自主行走;使用霍尔集成片,通过计车轮转过的圈数完成机器人行走路程测量;接近开关可探测到轨道下埋藏的金属片,发出声光信息进行指示,并能实时显示金属片距起点的位置。 关键词:单片机; 机器人; 传感器 1前言 机器人技术是融合了机械、电子、传感器、计算机、人工智能等许多学科的知识,涉及到当今许多前沿领域的技术。一些发达国家已把机器人制作比赛作为创新教育的战略性手段。如日本每年都要举行诸如“NHK杯大学生机器人大赛”、“全日本机器人相扑大会”、“机器人足球赛”等各种类型的机器人制作比赛,参加者多为学生,旨在通过大赛全面培养学生的动手能力、创造能力、合作能力和进取精神,同时也普及智能机器人的知识.[1] 开展机器人的制作活动,是培养大学生的创新精神和实践能力的最佳实践活动之一,特别是机电专业学生开展综合知识训练的最佳平台。本文针对具有引导线环境下的路径跟踪这一热点问题,基于单片机控制及传感器原理,通过硬件电路制作和软件编程,制作了一个机器人,实现了机器人的路径跟踪和自动纠偏的功能,并能探测金属,实时显示距离。 2机器人要完成的功能 选取一块光滑地板或木板,上面铺设白纸,白纸上画任意黑色线条(线条不要交叉),作为机器人行走的轨迹,引导机器人自主行走。纸下沿黑线轨迹随机埋藏几片薄铁片,铁片厚度为0.5~1.0mm。机器人沿轨迹行走一周,探测出埋藏在纸下铁片,发出声光报警,并显示铁片距离起点的位置。 3 硬件设计方案 机器人总体构成

传感器与自动检测技术课后习题答案余成波主编

读书破万卷下笔如有神 一、1.1什么是传感器?传感器特性在检测技术系统中起什么作用? 答:(1)能感受(或响应)规定的被测量,并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。(2)传感器是检测系统的第一个环节,其主要作用是将感知的被测非电量按一定的规律转化为某一种量值输出,通常是电信号。 1.2画出传感器系统的组成框图,说明各环节的作用。 答:(1)被测信息→敏感元件→转换元件→信号调理电路→输出信息 其中转换元件、信号调理电路都需要再接辅助电源电路;(2)敏感元件:感受被测量并输出与被测量成确定关系的其他量的元件;转换元件:可以直接感受被测量而输出与被测量成确定关系的电量;信号调理电路与转换电路:能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录和控制的有用电路。 1.3什么是传感器的静态特性?它有哪些性能指标?如何用公式表征这些性能指标? 答:(1)指检测系统的输入、输出信号不随时间变化或变化缓慢时系统所表现出得响应特性。(2)性能指标有:测量范围、灵敏度、非线性度、回程误差、稳定度和漂移、重复性、分辨率和精确度。(3)灵敏度:s=&y/&x;非线性度=B/A*100%;回程误差=Hmax/A*100%;不重复性 Ex=+-&max/Yfs*100%;精度:A=&A/ Yfs*100%; 1.4什么是传感器的灵敏度?灵敏度误差如何表示? 答:(1)指传感器在稳定工作情况下输出量变化&y对输入量变化&x的比值;(2)灵敏度越高,测量精度就越大,但灵敏度越高测量范围就越小,稳定性往往就越差。 1.5什么是传感器的线性度?常用的拟合方法有哪几种? 答:(1)通常情况下,传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线,在实际工作中,为使仪器(仪表)具有均匀刻度的读数,常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线,线性度就是这个近似程度的一个性能指标。(2)方法有:将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为一条拟合直线;将与特性曲线上个点偏差的平方和为最小理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。 二、2.1什么是测量误差?测量误差有几种表示方法?各有什么用途? 答:(1)由于测量过程的不完善或测量条件的不理想,从而使测量结果偏离其真值产生测量误差。(2)有绝对误差、相对误差、引用误差、分贝误差。(3)绝对误差用来评价相同被测量精度的高低;相对误差可用于评价不同被测量测量精度的高低;为了减少仪器表引用误差,一般应在满量程2/3范围以上进行测量。 2.2按测量手段分类有哪些测量方法?按测量方式分类有哪些测量方法? 答:(1)按测量手段分类:a、绝对测量和相对测量;b、接触测量和非接触测量;c、单项测量和综合测量;d、自动测量和非自动测量;e、静态测量和动态测量;f、主动测量和被动测量。(2)按测量方式分类:直接测量、间接测量和组合测量。 2.3产生系统误差的常见原因有哪些?常见减少系统误差的方法有哪些? 答:原因有:a、被检测物理模型的前提条件属于理想条件,与实际检测条件有出入;b、检测线路接头之间存在接触电动势或接触电阻;c、检测环境的影响;d、不同采样所得测量值的差异造成的误差;e、人为造成的误读等等。 2.4什么是准确度、精密度、精确度?并阐述其与系统误差和随机误差的关系? 答:测量的准确度是指在一定的实验条件下多次测定的平均值与真值相符合的程度,以误差来表示;它表示系统误差的大小。精密度是指在相同条件下,对被测量进行多次反复测量,测得值之间的一致程度。反映的是测得值的随机误差。精密度高,不一定正确度高。精确度是指被测量的测得值之间的一致程度以及与其真值的接近程度,即精密度与正确度的综合概念。从测量误差的

大学物理实验-温度传感器实验报告

关于温度传感器特性的实验研究 摘要:温度传感器在人们的生活中有重要应用,是现代社会必不可少的东西。本文通过控制变量法,具体研究了三种温度传感器关于温度的特性,发现NTC电阻随温度升高而减小;PTC电阻随温度升高而增大;但两者的线性性都不好。热电偶的温差电动势关于温度有很好的线性性质。PN节作为常用的测温元件,线性性质也较好。本实验还利用PN节测出了波 尔兹曼常量和禁带宽度,与标准值符合的较好。 关键词:定标转化拟合数学软件 EXPERIMENTAL RESEARCH ON THE NATURE OF TEMPERATURE SENSOR 1.引言 温度是一个历史很长的物理量,为了测量它,人们发明了许多方法。温度传感器通过测温元件将温度转化为电学量进行测量,具有反应时间快、可连续测量等优点,因此有必要对其进行一定的研究。作者对三类测温元件进行了研究,分别得出了电阻率、电动势、正向压降随温度变化的关系。 2.热电阻的特性 2.1实验原理 2.1.1Pt100铂电阻的测温原理 和其他金属一样,铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化,并且具有很好的重现性和稳定性。利用铂的此种物理特性制成的传感器称为铂电阻温度传感器,通常使用的铂电阻温度传感器零度阻值为100Ω(即Pt100)。铂电阻温度传感器精度高,应用温度范围广,是中低温区(-200℃~650℃)最常用的一种温度检测器,本实验即采用这种铂电阻作为标准测温器件来定标其他温度传感器的温度特性曲线,为此,首先要对铂电阻本身进行定标。 按IEC751国际标准,铂电阻温度系数TCR定义如下: TCR=(R100-R0)/(R0×100) (1.1) 其中R100和R0分别是100℃和0℃时标准电阻值(R100=138.51Ω,R0=100.00Ω),代入上式可得到Pt100的TCR为0.003851。 Pt100铂电阻的阻值随温度变化的计算公式如下: Rt=R0[1+At+B t2+C(t-100)t3] (-200℃

什么是汽车胎压监测系统

什么是汽车胎压监测系统(TPMS)? TPMS是汽车轮胎压力监视系统“Tire Pressure Monitoring System”的英文缩写形式,主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压进行自动监测,对轮胎漏气和低气压进行报警,以保障行车安全。 汽车为什么要安装汽车胎压监测系统? 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,保持标准的车胎气压行驶和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。而TPMS——汽车胎压监测系统毫无疑问将是理想的工具。 汽车轮胎压力监视系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压,并对各轮胎气压进行显示及监视,当轮胎气压太低或有渗漏时,系统会自动报警。 当年,由于凡世通(Firestone)轮胎的质量问题,造成了超过100人死亡和400人受伤,此事引起了业界和美国政府的高度关注,普利斯通/凡世通公司被迫收回650万只轮胎。据美国汽车工程师学会最近的调查,美国每年有26万交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的,另外,每年75%的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。由于每年造成的经济损失巨大,美国政府要求汽车制造商加速发展TPMS系统,以求减少轮胎事故的发生。2000年11月1日美国总统克林顿签署批准了国会关于修改联邦运输法的提案,要求2003年后所有的新车都需把这种系统作为标准配置。 许多欧洲的汽车厂商已将TPMS装配于自己的车型之中,随着中国汽车市场的发展壮大,汽车越来越多地进入普通家庭,汽车的使用安全性更成为有车一族重点考虑的因素。 安装汽车胎压监测系统有什么好处? (1)有效防止爆胎 (2)有效避免缺气行驶造成的轮胎损毁 (3)有效避免油耗增加 (4)确保车辆最佳操控性能 (5)避免车辆部件非正常磨损 汽车胎压监测系统(TPMS)的分类 目前装置于车辆上的胎压监测系统分为两种,一种使用ABS传感器的间接量测系统,另一种为使用设置在轮胎上的无线接口传感器的直接量测系统。

铁将军胎压监测内置传感器更换电池教程

铁将军胎压监测内置传感器更换电池教程 转自:汽车之家论坛https://www.360docs.net/doc/fe9852192.html,/bbs/thread-c-565-33200759-1.html zl1969发表于 2014-8-27 00:06:14 无聊ing,发个给铁将军胎压传感器换电池的帖子 我的车装有T161,5个传感器(包括备胎),大概前年(2012年)8月份购买,去年10月后开始,只要温度低于18度,就显示“电池低电”,5个已经有4个,其中一个还是备胎(本人观察到3个,备胎是老婆开车时出现过一次,装上后还没下过地,可能偶发,此次未更换,有一个已经换好电池备用,等再次出现再去轮胎店更换),不是号称电池可以用7年的以色列电池?怎么才用一年多点就这样?这个玩意产于中山,在广州使用都水土不服? 下面是TB购买T161截图,去年10月出现低电告警后新购一传感器

低电告警的证据 1、购买电池的截图,第一个买的同样品牌的以色列电池,网上有很多,但大多是07年到10年的电池,价格20元左右,看过一个追评:换了多次还是没电......找了一家是13年出产的,但价格比较贵,45元,加上快递10元,买了一块试试,后来发现另一国产品牌,买了两颗,一块已经用上,另一块也装上胎压监测传感器中,现做为备用(3个没电的,一个用的 是新购买的原装,一个用的换了以色列电池的,一个用的是国产电池的,现换上的3个胎压传感器正常使用,没出现低电量告警)

2、用到的工具:用于眼镜的小螺丝刀、吸锡器、焊枪、玻璃胶等

5、下图中3个略带金色的大焊点(已经上了松香),是我们要操作的地方,首先用吸锡器吸掉左边焊点,然后找人配合撬下电路板(世嘉论坛上有人发帖换电池,在这个地方失败,估计是一个人操作,详:https://www.360docs.net/doc/fe9852192.html,/bbs/thread-c-639-28686248-1.html) 6、撬开后的样子

温度传感器实验设计概要

成都理工大学工程 技术学院 单片机课程设计报告 数字温度计设计

摘要 在这个信息化高速发展的时代,单片机作为一种最经典的微控制器,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,作为自动化专业的学生,我们学习了单片机,就应该把它熟练应用到生活之中来。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。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,适用范围宽等特点。 关键词:单片机,数字控制,数码管显示,温度计,DS18B20,AT89S52。

目录 1概述 (4) 1.1设计目的 (4) 1.2设计原理 (4) 1.3设计难点 (4) 2 系统总体方案及硬件设计...................................................... 错误!未定义书签。 2.1数字温度计设计方案论证 (4) 2.2.1 主控制器 (5) 2.4 系统整体硬件电路设计 (7) 3系统软件设计 (8) 3.1初始化程序 (8) 3.2读出温度子程序 (9) 3.3读、写时序子程序 (10) 3.4 温度处理子程序 (11) 3.5 显示程序 (12) 4 Proteus软件仿真 (13) 5硬件实物 (14) 6课程设计体会 (15) 附录1: (14) 附录2: (21)

1概述 1.1设计目的 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,但人们对它的要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的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,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用,可广泛用于食品库、冷库、粮库、温室大棚等需要控制温度的地方。目前,该产品已在温控系统中得到广泛的应用。 1.2设计原理 本系统是一个基于单片机AT89S52的数字温度计的设计,用来测量环境温度,测量范围为-50℃—110℃度。整个设计系统分为4部分:单片机控制、温度传感器、数码显示以及键盘控制电路。整个设计是以AT89S52为核心,通过数字温度传感器DS18B20来实现环境温度的采集和A/D转换,同时因其输出为数字形式,且为串行输出,这就方便了单片机进行数据处理,但同时也对编程提出了更高的要求。单片机把采集到的温度进行相应的转换后,使之能够方便地在数码管上输出。LED采用三位一体共阳的数码管。 1.3设计难点此设计的重点在于编程,程序要实现温度的采集、转换、显示和上下限温度报警,其外围电路所用器件较少,相对简单,实现容易。 2 系统总体方案及硬件设计 2.1数字温度计设计方案论证 由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应,在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,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D 转换电路,感温电路比较麻烦。进而考虑到用温度传感器,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。 2.2总体设计框图 温度计电路设计总体设计方框图如图1所示,控制器采用单片机AT89S52,温度传感器采用DS18B20,用3位共阴LED数码管以串口传送数据实现温度显示。

胎压监测系统工作原理

胎压监测系统工作原理 看到很多车友都在关注第三方平台的胎压监测系统,比较常见的问题有:胎压监测系统如何获取胎压数据、置胎压监测系统和外置胎压监测系统哪种好、胎压监测系统会受到其他无线系统的干扰吗……,等等。这些问题或多或少地涉及到汽车胎压监测系统工作原理方面的东西,所以今天我们就在这里做下简要介绍。 胎压监测系统基本工作原理 胎压监测系统由两部分组成,一是报警器(包括显示屏、无线接收器和报警蜂鸣器),二是胎压传感器。 报警器大多都比较简洁美观,可以接收并显示四个轮胎的气压数据,一般都需要连接汽车上的电源来完成供电。 传感器每个车轮一个,有外置与置两种,外观虽然小巧但却嵌了气压检测装置、无线发送装置和长寿命电池单元。 当汽车开动时,安装到各个轮胎的传感器就会将胎压数据通过无线信号传输到报警器,报警器接收到数据后对胎压数据做出分析判断,并根据情况进行显示和警告。

外置胎压监测系统与置胎压监测系统有何不同 胎压监测系统的原理看上并不复杂,但在实际工作工程中却会遭遇诸多难题。置与外置两种类型如何选择的问题,就足以让我们纠结一番。 外置式胎压监测系统与置式胎压监测的报警器部分区别不大,二者之间主要的区别在于压力传感器的安装方式。 外置式胎压监测系统的传感器通常会像一枚气嘴帽一样被“拧”到轮胎气嘴上面,这样的安装方式最大的优点是安装简便,缺点是裸露在外的传感器容易受到灰尘、雨雪等外部因素的干扰。 而置式胎压监测系统则正好相反:置式胎压监测系统的压力传感器需要装到轮胎部,必须要到可以拆装轮胎的修理店进行操作,可能还需要换掉原有的气嘴,操作完毕后最好再做个四轮定位。置式的安装过程虽然复杂很多,但一旦安装完成后就会一劳永逸。 胎压监测系统会与其他无线信号系统相互干扰吗 1.如果安装了不合格的电器设备(例如没有磁环装置的导航仪)就可能会发生干扰情况,当发生干扰时往往会造成胎压监测数据传输延时。不过还好,在实际使用过程中这样的问题并不多见。 我们看到的爆胎事故,大多数是由于轮胎外伤造成。普通的轮胎外伤通常不会造成

基于单片机的压力传感器系统的设计与实现

摘要 (4) 第1章绪论..................................................................... - 1 - 1.1 课题设计背景............................................................. - 1 - 1.2 传感器系统简介........................................................... - 1 - 1.3 本文内容提要............................................................. - 2 -第2章调理电路硬件设计......................................................... - 2 - 2.1 传感器电路分析........................................................... - 2 - 2.2选用放大电路及其电路分析.................................................. - 3 - 2.3 AD转换电路的设计......................................................... - 4 - 2.3.1AD0804的外围接口的功能:............................................ - 4 - 2.3.3控制程序的设计: (6) 2.4 LCD显示电路的设计 (8) 2.4.1LCD的介绍 (8) 第3章控制程序的设计 (15) 3.1 程序要完成的任务 (15) 3.2 程序流程设计 (16) 第4章课题总结 (18) 4.1 仪用放大电路 (18) 4.2单片机的使用 (18) 4.3 AD转换和LCD的控制...................................................... - 18 - 在使用类似于AD转换芯片和LCD显示等数字集成芯片时,我们重点关注于其外围引脚的功能和控制时序图就可以了,通过外围引脚的功能来设计电路连接图,等外围电路连接好以后其实它的控制程序的大概框架就有了,再结合着时序图对各个引脚状态变化的先后顺序和各个状态的持续时间做一下处理,我们的控制程序基本上就可以出炉了。当然这时我们编写出的控制程序只是一个理论上的结果,最多有一个仿真结果。在实际调试时若出现了焊接失误或者是程序控制的问题时,我们最好任然秉持先前的网口概念。对整个电路和程序进行模块化处理,一个模块一个模块的检查处理。这样我们调试的效率就会提高很多。 .................................... - 18 -第5章结论.................................................................... - 19 -在课题选择之初,其目的是为了熟练掌握针对于压力测量电路的设计和应用,并分析在设计过程中对测量精度影响较大的部分。但是在设计过程中,这一目的被逐渐淡化,转而注重于各个模块的选择和设计。因为在设计的过程当中发现,我们对调理电路的设计所考虑的参数似乎和实际的物理量并没有太大的关系,若不考虑传感器与物理世界的交互方式的话,如文章开头所述:我们只要对电量进行操作就可以了。.................................................................... - 19 -致谢........................................................................ - 19 -参考文献........................................................................ - 20 -

《传感器与自动检测技术》课后习题答案(余成波_主编)

一、1.1什么是传感器?传感器特性在检测技术系统中起什么作用? 答:(1)能感受(或响应)规定的被测量,并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。(2)传感器是检测系统的第一个环节,其主要作用是将感知的被测非电量按一定的规律转化为某一种量值输出,通常是电信号。 1.2画出传感器系统的组成框图,说明各环节的作用。 答:(1)被测信息→敏感元件→转换元件→信号调理电路→输出信息 其中转换元件、信号调理电路都需要再接辅助电源电路; (2)敏感元件:感受被测量并输出与被测量成确定关系的其他量的元件;转换元件:可以直接感受被测量而输出与被测量成确定关系的电量;信号调理电路与转换电路:能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录和控制的有用电路。 1.3什么是传感器的静态特性?它有哪些性能指标?如何用公式表征这些性能指标?答:(1)指检测系统的输入、输出信号不随时间变化或变化缓慢时系统所表现出得响应特性。(2)性能指标有:测量范围、灵敏度、非线性度、回程误差、稳定度和漂移、重复性、分辨率和精确度。(3)灵敏度:s=&y/&x;非线性度=B/A*100%;回程误差=Hmax/A*100%;不重复性Ex=+-&max/Yfs*100%;精度:A=&A/ Yfs*100%; 1.4什么是传感器的灵敏度?灵敏度误差如何表示? 答:(1)指传感器在稳定工作情况下输出量变化&y对输入量变化&x的比值;(2)灵敏度越高,测量精度就越大,但灵敏度越高测量范围就越小,稳定性往往就越差。 1.5什么是传感器的线性度?常用的拟合方法有哪几种? 答:(1)通常情况下,传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线,在实际工作中,为使仪器(仪表)具有均匀刻度的读数,常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线,线性度就是这个近似程度的一个性能指标。(2)方法有:将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为一条拟合直线;将与特性曲线上个点偏差的平方和为最小理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。 二、2.1什么是测量误差?测量误差有几种表示方法?各有什么用途? 答:(1)由于测量过程的不完善或测量条件的不理想,从而使测量结果偏离其真值产生测量误差。(2)有绝对误差、相对误差、引用误差、分贝误差。(3)绝对误差用来评价相同被测量精度的高低;相对误差可用于评价不同被测量测量精度的高低;为了减少仪器表引用误差,一般应在满量程2/3范围以上进行测量。 2.2按测量手段分类有哪些测量方法?按测量方式分类有哪些测量方法? 答:(1)按测量手段分类:a、绝对测量和相对测量;b、接触测量和非接触测量;c、单项测量和综合测量;d、自动测量和非自动测量;e、静态测量和动态测量;f、主动测量和被动测量。(2)按测量方式分类:直接测量、间接测量和组合测量。 2.3产生系统误差的常见原因有哪些?常见减少系统误差的方法有哪些? 答:原因有:a、被检测物理模型的前提条件属于理想条件,与实际检测条件有出入;b、检测线路接头之间存在接触电动势或接触电阻;c、检测环境的影响;d、不同采样所得测量值的差异造成的误差;e、人为造成的误读等等。 2.4什么是准确度、精密度、精确度?并阐述其与系统误差和随机误差的关系? 答:测量的准确度是指在一定的实验条件下多次测定的平均值与真值相符合的程度,以误差来表示;它表示系统误差的大小。精密度是指在相同条件下,对被测量进行多次反复测量,测得值之间的一致程度。反映的是测得值的随机误差。精密度高,不一定正确度高。精确度是指被测量的测得值之间的一致程度以及与其真值的接近程度,即精密度与正确度的综合概念。从测量误差的角度来说,精确度(准确度)是测得值的随机误差和系统误差的综合反映。正确度是指被测量的测得值与其真值的接近程度。反映的是测得的系统误差。

嵌入式课程设计温度传感器-课程设计

嵌入式系统原理与应用 课程设计 —基于ARM9的温度传感器 学号:2012180401** 班级:**************1班 姓名:李* 指导教师:邱*

课程设计任务书 班级: ************* 姓名:***** 设计周数: 1 学分: 2 指导教师: 邱选兵 设计题目: 基于ARM9的温度传感器 设计目的及要求: 目的: 1.熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。 2.基本掌握手工电烙铁的焊接技术,能够独立的完成简单电子产品的安装与焊 接。熟悉电子产品的安装工艺的生产流程。 3.熟悉印制电路板设计的步骤和方法,熟悉手工制作印制电板的工艺流程,能 够根据电路原理图,元器件实物设计并制作印制电路板。 4.熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围,能查阅有关的 电子器件图书。 5.能够正确识别和选用常用的电子器件,并且能够熟练使用普通万用表和数字 万用表。 6.掌握和运用单片机的基本内部结构、功能部件、接口技术以及应用技术。 7.各种外围器件和传感器的应用; 8.了解电子产品的焊接、调试与维修方法。 要求: 1.学生都掌握、单片机的内部结构、功能部件,接口技术等技能; 2.根据题目进行调研,确定实施方案,购买元件,并绘制原理图,焊接电路板, 调试程序; 3.焊接和写汇编程序及调试,提交课程设计系统(包括硬件和软件);. 4.完成课程设计报告 设计内容和方法:使用温度传感器PT1000,直接感应外部的温度变化。使用恒流源电路,保证通过PT1000的电流相等,根据PT1000的工作原理与对应关系,得到温度与电阻的关系,将得到的电压放大20倍。结合ARM9与LCD,将得到的参量显示在液晶屏上。

TPMS胎压监测系统 价格,成本与报价

TPMS胎压监测系统价格,成本与报价 TPMS(轮胎胎压监测系统),市场现在正处于上升趋势,大多的发达国家均己立法,让TPMS成为车辆标配。而中国的车载电子市场中,TPMS也只是才露苗头。很多电子厂家纷纷开始上马TPMS,由于现在交通道路事故很多是由于爆胎引发,因而许多驾驶员也开始注意到装配TPMS的好处。因面胎压实时监测系统拥有巨大的潜力,是许多电子厂家可关注的新兴产业。目前成本普通在每个传感器30至50元左右,市场销售一般可以在50至200元,还是有很多空间的。 目前TPMS系统的生产,主要采用Infineon SMI MELEXIs 以及美国GE的芯 片为主传感器芯片。下面对这几种方案做个简单的分析 Infineon(下称:英飞凌) 的压力监测芯片主要以SP30,SP37为代表的SP系列,产品比较成熟。且经过一些技术改造,加以软件的配合可以做到对18BAR的压力监测,可以应用到国内重型卡车上,当前国内的卡车,基本上以超载为主,如果不能做到监测18BAR以内的压力,重型卡车胎压监测基本上是一纸空文,故而要做重型卡车的胎压监测,英飞凌SP37是不二选择。 SP30,工作电压:2.1至3.6,温度范围:—40至125,待机电流0.4,采用PG -DSOSP-14封装,压力范围:450-900KPA,当前市场采购价20元人民币左右,一个传感器制成成本约为45元人民币,(不含研发费用,模具费,人工费,下同)。 SP37,工作电压1.9至3.6,温度范围:-40至125,侍机电流小于0.7,采用PG-DSOSP-14封装,压力范围:450-1400KPA,当前市场采购价为25-30人民币之间,一个传感器制成成本约为50-60人民币之间,一部22轮重卡,采用GPS导航仪为显示终端,另加一个信号中继,全车成本不到2千元,1600元左右。当前市场上销售价为5000元,还是很有利润的。优点:(1)硬件方面:带有加速度检测传感器,压力传感器,温度传感器,热关断传感器,电压检测传感器,及RF发射模块于一体的高度集成芯片;外围电路器件较少,电路体积较小;灵敏的125KHZ低频唤醒,可以自由设置RF发射模式ASK/FSK调制方式,并有完全集成的VCO和PLL合成器使得发射频率稳定在设置值;3个复用功能I/O 口;带有硬件曼切斯特编码器和曼切斯特低频检测器等。(2)软件方面:带有随机数发生器避免数据发生冲突;带有循环冗余CRC校验;内部带有标准库函数,直接调用可以实现压力,温度,加速度,热关断,电源电压值,压力补偿,温度补偿等已有厂家固化的标准库函数,TPMS发射部分软件编写和调试相对容易实现。(3)功耗由上表可知较低,可以通过软件对间断定时器的设置控制,可以使功耗较低,延长系统使用寿命。 缺点就是价格贵些,研发有点难度。 其它SMI和MELEXIS芯片,由于气压监测范围比较低,一般来说可以制成轿车的TPMS,SMI采购价为5元人民币,制成一套简易形轿车TPMS,采用点烟器LED 显示高低压,成本不超过70元,当前市场销售价一般在200元左右。MELEXIS,虽不能做到18BAR,但是做成一般客车产品,还是足够,市场采购价31元。整车成本在1000元左右(客车)。整合了压力传感器、温度传感器和一个电池电压监测器,提供三合一传感功能并且测量准确性达到1%。它可以设定不同的压力范围(最高达1400kPa),通常在100KPa—800KPa范围内进行压力测量。在25°C环境温度下,睡眠电流小于0.5 uA,并且外部PZT 检测震动达4000G,

汽车常用传感器之胎压监测传感器

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/fe9852192.html, 汽车常用传感器之胎压监测传感器 作者:翟芳 来源:《中小企业管理与科技·下旬刊》2019年第12期 【摘要】汽车电子技术是汽车工业发展的核心技术之一。汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源,是汽车电子控制系统的关键部件,也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。汽车传感器的使用数量和技术水平决定了汽车控制系统的性能。论文分析了汽车传感器的特点及发展趋势,以供参考。 【Abstract】Automobile electronic technology is one of the core technologies in the development of automobile industry. As the information source of automotive electronic control system, automotive sensor is the key component of automotive electronic control system and one of the core contents of automotive electronic technology research. The number of automotive sensors and the level of technology determine the performance of the automotive control system. This paper analyzes the characteristics and development trend of automotive sensors, for reference. 【关键词】汽车传感器;胎压监测传感器;检测 【Keywords】automotive sensor; tire pressure monitoring sensor; detection 【中图分类号】TM913; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 【文献标志码】 A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 【文章编号】1673-1069(2019)12-0133-02 1 汽车传感器的重要性 随着汽车向电子化、集成化、网络化、智能化方向的快速发展,现代汽车采用电子控制技术已经越来越普遍。作为汽车电子控制系统的信息源,汽车传感器不管是在汽车电子控制系统中,还是在汽车电子技术领域研究中,都起到了关键性的作用。在计算机控制技术不断发展及电子技术日渐成熟的大背景下,汽车技术性能也获得了大幅度的提升,而想要使其变得更加安全、舒适和经济,则需要借助汽车传感器,对其速度、温度及压力等方面的信息进行精准且实时的测控。 2 汽车传感器的主要特点 随着汽车电子的不断发展,汽车传感技术也随之出现,并得到了越来越广泛的应用。汽车传感器作为汽车电子控制系统重要的组成部分,不仅需要对信息进行采集,同时也要对信息进行传输。汽车传感器首先需要将汽车运行工况信息转化成电信号,然后再将其传输至中央控制单元,以此才能使发动机达到最佳的工作状态。另外,针对于压力、温度、转速、光电及流量等信息,汽车传感器也能进行精准且实时的测控,大大提高了信息处理的有效性。而作为能够

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