第一篇：PCB自動檢測學(xué)習(xí)心得11

PCB自動檢測學(xué)習(xí)心得

1．PCB自動檢測技術(shù)（模式識別）近年來被廣泛的應(yīng)用在制造業(yè)和國防工業(yè)中，在過去的20年中，大量的自動檢測算法被報道。在現(xiàn)代的制造業(yè)種，人們總嘗試著在產(chǎn)品制造過程中達到100%的質(zhì)量保證。在這片論文中，自動檢測PCB板的算法和技術(shù)是被檢驗的，主要針對缺陷檢測，也給出了現(xiàn)在使用的商業(yè)PCB板的檢測系統(tǒng)。

與人工檢測相比，PCB自動檢測有恨大的優(yōu)勢。在制造PCB過程中，人工檢測需要對其中的50多個步驟進行監(jiān)控，通常帶有自己的主觀色彩，而且在反復(fù)工作中會出現(xiàn)誤差，而且人工檢測花費很大。然而自動檢測技術(shù)可以把人類從繁重的生活中解脫出來，適合檢測多層板，生成效率高，誤差小，適合高標準的工業(yè)生產(chǎn)需要。

2．自動檢測技術(shù)

PCB缺陷檢測過程分為兩種：接觸檢測和非接觸檢測。接觸檢測只是針對發(fā)現(xiàn)PCB的缺口和開口，其它缺陷則不能很好的檢測，缺點是：接觸檢測（電子檢測）使用的設(shè)備復(fù)雜，價格昂貴，容易發(fā)生接觸磨損而且受到設(shè)計尺寸的限制。非接觸檢測又稱自動可視/光檢測（AOI），能夠檢測與PCB板表面相關(guān)的缺陷，如裸板檢測，焊接橋，缺焊等，還可以檢測出潛在的缺陷，如線寬，針孔。非接觸檢測包括以下幾種：X射線成像技術(shù)，掃描束分層檢測技術(shù)，超聲波圖像技術(shù)和熱像技術(shù)。

多層PCB板制造的階段：底圖的制作，繪圖，曝光和處理內(nèi)層和外層板，蝕刻和剝離內(nèi)層板，蝕刻外層，機械制造和焊接。對于每一個制作階段都要經(jīng)過嚴格的檢測，尤其是對底圖、蝕刻和剝離后的內(nèi)層板的檢測。底板的缺陷能直接反應(yīng)出批量生產(chǎn)的PCB的質(zhì)量，而蝕刻和剝離的內(nèi)層板則是壓板之前的最后一個環(huán)節(jié)，在此之后，內(nèi)層上的錯誤不能在修改。

在元件焊接之前，需要對電路板進行大規(guī)模的檢測，這些缺陷包括：未腐蝕的銅箔，開路（裂或者斷），部分開路（鼠咬或者缺口），劃痕或裂紋，短路（橋接），初始短路（輕微相連），過度腐蝕，腐蝕不足（線寬不正常），焊盤不規(guī)則，假焊（焊錫過量或殘余），或者焊錫過少，尖刺（突出，腮須，或者污點），洞破裂，通孔不規(guī)則，過孔不規(guī)則等。

自動檢測系統(tǒng)的主要構(gòu)成：硬件系統(tǒng)，分辨率，圖像增強，特征提取，基本模型系統(tǒng)，模型建立，檢測/確認，邊界分析，細化、縮小和放大以及生態(tài)學(xué)。

3.算法

根據(jù)自然信息（設(shè)計規(guī)格數(shù)據(jù)，與圖像直接或間接相關(guān)的數(shù)據(jù)）分類的用于缺陷確認的算法。分為三大類：（1）參考比較法，（2）非參考方法，（3）混合方法。

參考比較法：執(zhí)行點到點的像素比較，利用數(shù)據(jù)庫例好的參考模板和待測物體比較檢查出缺陷。參考比較法：（1）圖像比較技術(shù)。（2）基于模型的方法。而圖像比較技術(shù)又分為：圖像減法和特征匹配兩種技術(shù)?；谀Ｐ偷姆椒ㄒ舶ǎ簣D標匹配模型，分布圖，模式分布超圖形技術(shù)。（1）圖像比較技術(shù)

圖像減法：最直接最簡單的方法。電路板檢測先是掃描，接著是和圖像理想的部分進行對比，缺陷就直接顯示出來。優(yōu)點：對硬件的要求不高，可進行高速的像素處理，能夠檢測電路板上的所有缺陷。缺點：對顏色、反射率、光照的敏感性的變化敏感，在實際應(yīng)用中條件過于嚴格。特征匹配：圖像減法的高級形式。用從物體提取的和已定義的模型做比較來檢測缺陷。優(yōu)點：大大的壓縮了存儲數(shù)據(jù)，同時見笑了對輸入數(shù)據(jù)的敏感性和在增強了系統(tǒng)的穩(wěn)健性。缺點：必須經(jīng)常使用數(shù)量巨大的模板，這使過程計算量代價很高。理想電路板模型需要大量的數(shù)據(jù)存儲，精確地注冊對于比較來說是必須的。這種方法對照明和數(shù)字化條件很敏感，并且缺乏靈活性。Hara等人在日立公司提出了一種基于特征提取和比較的缺陷檢測方法。（2）基于模型的方法

基于模型的方法是表現(xiàn)為通過匹配要檢查的模型和一個預(yù)先設(shè)定的模型的檢查方法。一個合適的代表目標模塊的模型，對檢測系統(tǒng)結(jié)果的影響很大。

圖表匹配模型：圖表匹配法基于圖像的結(jié)構(gòu)，拓撲，幾何成分，它把參考的PCB板標準的圖像模塊構(gòu)圖和待檢測的板子做比較。拓撲信息合并的加權(quán)圖標，由幾種類型的節(jié)點，邊，連線和它們的位置[76]組成。

分布圖：第一步，圖像被轉(zhuǎn)換為節(jié)點的集合，它描述圖像中不同物體的2維形狀。第二步，包含一個模型確認過程。這個在待測板和模型模塊的匹配過程是在測試過程中最耗時間的步驟。

模式分布超圖形：是分布圖算法的改進。圖被稱作PAHG，描述他們之間所有的分割區(qū)域和空間的聯(lián)系。這些分割區(qū)域被在一個區(qū)域中原始圖像和原始圖像區(qū)域分布圖（RAG）代替，它們是PAHG的基礎(chǔ)層。PAHG的頂層包含區(qū)域圖像和它們間空間的聯(lián)系。這些替代通過在匹配階段顯示僅有的挑選的匹配操作來刪除搜索空間，并且減少了匹配時間。這種新的替代，其中信息被呈現(xiàn)為兩種不同水平，是對分布圖法的主要改進。非參考的檢驗

非參照的方法不需要參照任何參考模式，這些方法的指導(dǎo)思想是如果一個模式不符合設(shè)計規(guī)范標準，那么這種模式就是有缺陷的。這些方法也被稱為設(shè)計規(guī)則的驗證方法或一般性能核查方法。這些方法基本上是使用設(shè)計規(guī)范的知識來校驗被檢查的板子。通常情況下，非參考的方法過程是將圖像轉(zhuǎn)換成一種可以減少驗證時間的形式。這些方法用印刷電路板（PCB）的設(shè)計特點作為一套簡單的規(guī)則、特征尺寸和公差。指定的特點包括： 所有不同痕跡的最小和最大線寬；最小和最大的焊盤直徑;最小和最大的孔直徑；最小的導(dǎo)體間隙；最小的環(huán)形圈，線條終止規(guī)則，等等。缺點是他們僅在檢驗?zāi)撤N缺陷時好使，如在核查的寬度和間距侵犯方面。此外，這種檢查的另一個缺點是，它需要導(dǎo)體跟蹤類型的標準化

非參考檢驗

非參考檢驗包括：（1）形態(tài)學(xué)處理；（2）編碼技術(shù)，其中編碼技術(shù)又包括：邊界分析技術(shù)和行程長度編碼技術(shù)。

（1）形態(tài)學(xué)處理

形態(tài)學(xué)處理是一個在PCB板檢查中廣泛使用的技術(shù)。這種檢查涉及到膨脹收縮的過程，它不要求任何完美模式的預(yù)定義模型。Ye和Danielson提出了一種算法來驗證最小的導(dǎo)體和絕緣體線寬。這種方法反復(fù)應(yīng)用于圖像中的萎縮（類似于收縮）操作和連接保持萎縮（類似于變薄）操作。經(jīng)過多次迭代之后，眾多結(jié)果之間的差異（邏輯與）將給出這些模式中的缺陷。這些方法的主要優(yōu)點是校準問題被消除了。但是，這些方法的問題是對于板子的不同缺陷要用到不同的預(yù)處理算法，這會自動降低系統(tǒng)的響應(yīng)時間。（2）編碼技術(shù) 邊界分析技術(shù) 邊界分析技術(shù)的研究是基于處在一個易處理形式的邊界的表示，遵循一個規(guī)則的核查過程。他們通過使用Freeman鏈編碼West等人完善了邊界分析技術(shù)，來描述邊界實施了邊界分析技術(shù)來檢測小缺陷。行程長度編碼（游程編碼）

計算了沿著PCB圖像的每行每列的路徑像素的連續(xù)行程，行成一個直方圖。這個直方圖反映了沿著水平邊界的很短的水平行程或者沿著垂直邊界的很短的垂直行程。直方圖也反映出導(dǎo)線的線性寬度，這個對檢測缺陷很有用。檢查像素的行程長度是否小于歐幾里得值來驗證導(dǎo)線的最小寬度要求。混合檢測方法

混合裂縫檢測技術(shù)應(yīng)用了參照法和基于設(shè)計原則的檢測方法兩項技術(shù)，克服了每項技術(shù)的不足，提高了系統(tǒng)的有效性?；旌蠙z測方法主要包括：（1）一般方法；（2）使用邊界算法的模式檢測法；（3）圓形模式匹配；（4）學(xué)習(xí)方法；其中（4）又包括 射線匹配算法和形狀比較法兩種算法。（1）一般方法

一般方法是參照檢測算法和非參照檢測算法的結(jié)合。這種方法主要是在基于設(shè)計原則的方法上的一個提高，它可以檢測到看起來是無誤的丟失的特點和無關(guān)電路。與大部分基于設(shè)計原則的檢測方法不同，這種方法不是局限于驗證最小導(dǎo)線路徑寬度和間距，它也檢測焊盤，各種連接，孤立的點，孔等。大部分在基于設(shè)計原則方法中出現(xiàn)的錯誤警告都可以在這種技術(shù)中被克服。這種方法使用了圖像變換的手法，比如收縮，擴展等。這種方法的工作過程如下：

變換圖像以形成一幅框架圖，從這幅框架圖中，缺陷和好的電路特點可以很容易檢測到。

比較檢測到的特點和從電路設(shè)計數(shù)據(jù)中提取出來的特點，發(fā)生沖突的地方就是缺陷。

（2）使用邊界算法的模式檢測法

這種Benhabib提出的檢測系統(tǒng)使用一種基于模式檢測和邊界算法的混合缺陷檢測技術(shù)。對于導(dǎo)線缺陷，這種邊界分析算法定位在可能有潛在缺陷的區(qū)域，這些區(qū)域被標記為非標準邊界，用一種模式檢測系統(tǒng)來分析以度量導(dǎo)線寬度。這樣，導(dǎo)線度量只在這些可能發(fā)生缺陷的區(qū)域進行，很大程度上提高了模式檢測算法的速度。相應(yīng)的，利用圖像差分技術(shù)在孔中心已經(jīng)定位后，有一種模式檢測算法可以度量孔缺陷的寬度。

導(dǎo)線缺陷分析包括：邊界檢測，非標準邊界像素檢測，邊界法線檢測。

缺陷檢測包括：（1）非標準邊界像素和在正對面邊界的參照物被檢測來確定他們是否屬于一個區(qū)域或者導(dǎo)線；

（2）導(dǎo)線寬度與一個特定的最小值做比較來確是否存在缺陷；

（3）針孔尺寸作為一個比率與一個特定的最大值比較來確定是否存在缺陷

（4）導(dǎo)線之間的空間由當前點到下一條導(dǎo)線上第一個邊界像素的位置之間的背景像素數(shù)量得到，得到的值與最小特定值比較來確定是否有缺陷存在。

（5）導(dǎo)線損壞檢測通過沿著導(dǎo)線跟蹤當前非標準邊界像素到對面邊界像素來進行，如果跟蹤在一個特定數(shù)量的邊界像素內(nèi)成功，那么存在導(dǎo)線損壞。

（3）圓形模式匹配

Shiaw-Shian Yu提出和實現(xiàn)了一種基于輻射狀編碼到硬件的藝術(shù)品和空板檢測技術(shù)?；驹瓌t是一個32*32的圖形窗口在PCB圖像中從左到右從上到下移動。使用一個模板比較儀來實現(xiàn)編碼，而使用缺陷檢測算法來驗證編碼以判斷編碼是否相抵觸。一個缺陷位置記錄器記錄徒兒線的位置和在這個區(qū)域中的缺陷總數(shù)。

（3）學(xué)習(xí)方法

射線匹配算法

形狀比較方法

4.商用系統(tǒng)

設(shè)計一個商用檢測系統(tǒng)必須考慮許多因素：硬件、軟件、系統(tǒng)生產(chǎn)力、多功能性和可靠性。結(jié)論

通過最近的學(xué)習(xí)，了解了一些關(guān)于PCB板檢測的知識，對各種檢測算法有了初步的了解，掌握了一定的專業(yè)詞匯，但由于知識面的缺乏，對于算法還不能詳盡的理解。

詞匯vocabulary

Misplacement

遺忘，誤放

misregistration

錯誤配準 Photomask

光罩

film

膠卷

Parasite

寄生電容

uniformity

一致性 Multiplayer PCB

多層板

directionality

方向性 Phototool

底片，光具

resolution 分辨率

Photoresist

光刻膠，光致抗蝕劑

morphology

形態(tài)學(xué) Halide

鹵化物

dilation

擴大，膨脹 Etch

蝕刻

erosion

腐蝕 Laminography

X射線分層攝影法

container 集裝箱

Maching

加工，制造

dimensional 空間的，尺寸的 Masking

加工，制造

idealize

使完美

Anomalies

異常現(xiàn)象

somewhat 多少，稍微

Afflict

折磨，使痛苦

identical 同一的，完全相同的 Micron

微米

geonetric 幾何學(xué)的

Nick

刻痕，缺口

alignment 結(jié)盟，隊列，校準 Parenthesis

園括號

permissible 可允許的 Pinhole

針孔

elliptic 橢圓的，省略的 Printed wiring 印刷線

symmetrical 勻稱的，對稱的 Tolerance

容忍，公差

protrusion

突出物 Thermal expansion 熱膨脹

solder 焊接 Electrolysis 點解

reference 參考

Custom 特定的 approach

接近，方法，途徑 Subassembly 組件

fabricate 制造，偽造 Terminology 術(shù)語，術(shù)語學(xué)

oxide 氧化物 Shrinking

萎縮的，收縮

第二篇：自動檢測資源庫建設(shè)（模版）

附件2：

編號：

鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院

院級科研課題（項目）申請立項表

學(xué) 科 分 類 高校教育教學(xué)管理與教學(xué)質(zhì)量保證體系研究

課題 名稱《自動檢測技術(shù)》信息化課程資源建設(shè)與開發(fā) 課 題 負 責(zé) 人靖文負責(zé)人所在單位機電工程系填表日期2012年3月8日

鹽城紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研產(chǎn)業(yè)處制

二〇一二年三月

第三篇：自動檢測技術(shù)總結(jié)

自動檢測技術(shù)總結(jié)

時光飛逝，一學(xué)期轉(zhuǎn)眼即逝。短暫的歲月，讓我們變得成熟了，對學(xué)習(xí)也有了新的認識、新的了解。對于這門自動檢測技術(shù)課程，從初始的了解，到現(xiàn)在已有了深成的探知，這就是學(xué)習(xí)的過程。

檢測是利用各種物理效應(yīng)，選擇合適的方法與裝置，將產(chǎn)生，科研，生活等各方面的有關(guān)信息與測量的方法賦予定性或定量結(jié)果的過程。能自動地完成整個檢查處理過程的技術(shù)稱為自動檢測技術(shù)

自動檢測技術(shù)是自動化科學(xué)技術(shù)的一個重要分支科學(xué)，是在儀器儀表的使用、研制、生產(chǎn)、的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門綜合性技術(shù)。自動檢測就是在測量和檢驗過程中完全不需要或僅需要很少的人工干預(yù)而自動進行并完成的。實現(xiàn)自動檢測可以提高自動化水平和程度，減少人為干擾因素和人為差錯，可以提高生產(chǎn)過程或設(shè)備的可靠性及運行效率，是以傳感器為核心的檢測系統(tǒng)。

一、檢測技術(shù)的基礎(chǔ)知識

檢測技術(shù)是以研究自動檢測系統(tǒng)中的信息提取、信息轉(zhuǎn)換、以及信息處理的理論和技術(shù)為主要內(nèi)容的一們應(yīng)用技術(shù)學(xué)科。然而，自動檢測系統(tǒng)是自動測量、自動計量、自動保護、自動診斷、自動信號等處理系統(tǒng)的總稱。

二、傳感器

（一）傳感器的標定

在使用傳感器之前必須對其進行標定，以保證使用過程中所測信號的準確、有用。用實驗的方法，找出其輸入輸出的關(guān)系，已確定傳感器的性能指標。對不同的情況。不同的要求以及不同的傳感器有不同種類的標定方法。按傳感器輸入信號是隨時間變化，可分為靜態(tài)標定和動態(tài)標定。

（二）傳感器的選用

選用傳感器的要求可歸納為三個方面：第一、測量條件要求，主要包括測量目的、被測量的選擇、測量范圍、超標準過大的輸入信號產(chǎn)生的頻率、輸入信號的頻率以及測量精度、測量所需的時間等。第二、是傳感器自身性能要求，主要包括精度、穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、輸出量類別、對被測對象產(chǎn)生的負載效應(yīng)、校正周期、輸入端保護等。第三、是使用條件要求，主要包括設(shè)置場地的環(huán)境條件、所需功率容量、與其它設(shè)備的連接匹配、備件與維修服務(wù)等。

7、電渦流傳感器 電渦流效應(yīng)：金屬導(dǎo)體置身于變化的磁場中，導(dǎo)體的表面會有電流產(chǎn)生，電流的流線在金屬體內(nèi)自行閉合，這種由電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生的旋渦狀感應(yīng)電流稱為電流，這種現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)（1）、電渦流傳感器的基本原理

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時（與金屬是否塊狀無關(guān)，且切割不變化的磁場時無渦流），導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流，此電流叫電渦流，以上現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。而根據(jù)電渦流效應(yīng)制成的傳感器稱為電渦流式傳感器。

4、實訓(xùn)心得

在通過一周的傳感器實訓(xùn)過程中，我學(xué)到了一定的知識，同時也遇到一些問題，但都通過老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助，我都能順利解決了。通過對電子元器件功能和結(jié)構(gòu)的了解和深入認識，以及對電路板進行設(shè)計和規(guī)劃，讓我認識到，在實訓(xùn)當中，要多動手、多思考、多提問，才能更好、更快地提高自已的專業(yè)知識以及自己個人的動手能力。還要培養(yǎng)了我們不怕苦、不怕累的精神，做什么都要有耐心才有進步。特別是在焊接是時，更要的是耐心和細心，才能把一些很小的電子元件接好，把電路板焊接得既精致又好用。

通過這次實訓(xùn)使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。

在這里要謝謝老師的傾心輔導(dǎo)，也感謝同學(xué)的幫助，我們共同努力，解決難題！因此，我也覺得，有時自己得不到的答案，別人也許可以幫自己解決！在此我認為團體精神也是非常重要的！

我相信，通過這一周的實訓(xùn)，不僅是我的學(xué)習(xí)上有了進步，而且影響到我的生活當中，讓我有了更好的生活意識指導(dǎo)，會更努力地學(xué)習(xí)。

第四篇：自動檢測技術(shù)總結(jié)

自動檢測技術(shù)總結(jié)

時光飛逝，一學(xué)期轉(zhuǎn)眼即逝。短暫的歲月，讓我們變得成熟了，對學(xué)習(xí)也有了新的認識、新的了解。對于這門自動檢測技術(shù)課程，從初始的了解，到現(xiàn)在已有了深成的探知，這就是學(xué)習(xí)的過程。

檢測是利用各種物理，化學(xué)效應(yīng)，選擇合適的方法與裝置，將產(chǎn)生，科研，生活等各方面的有關(guān)信息與測量的方法賦予定性或定量結(jié)果的過程。能自動地完成整個檢查處理過程的技術(shù)稱為自動檢測技術(shù)

自動檢測技術(shù)是自動化科學(xué)技術(shù)的一個重要分支科學(xué)，是在儀器儀表的使用、研制、生產(chǎn)、的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門綜合性技術(shù)。自動檢測就是在測量和檢驗過程中完全不需要或僅需要很少的人工干預(yù)而自動進行并完成的。實現(xiàn)自動檢測可以提高自動化水平和程度，減少人為干擾因素和人為差錯，可以提高生產(chǎn)過程或設(shè)備的可靠性及運行效率，是以傳感器為核心的檢測系統(tǒng)。

對于自動檢測技術(shù)這門課程，本學(xué)期主要了解與學(xué)習(xí)一下內(nèi)容：

一、檢測技術(shù)的基礎(chǔ)知識

檢測技術(shù)是以研究自動檢測系統(tǒng)中的信息提取、信息轉(zhuǎn)換、以及信息處理的理論和技術(shù)為主要內(nèi)容的一們應(yīng)用技術(shù)學(xué)科。然而，自動檢測系統(tǒng)是自動測量、自動計量、自動保護、自動診斷、自動信號等處理系統(tǒng)的總稱。

二、傳感器

（一）傳感器的標定

在使用傳感器之前必須對其進行標定，以保證使用過程中所測信號的準確、有用。用實驗的方法，找出其輸入輸出的關(guān)系，已確定傳感器的性能指標。對不同的情況。不同的要求以及不同的傳感器有不同種類的標定方法。按傳感器輸入信號是隨時間變化，可分為靜態(tài)標定和動態(tài)標定。

（二）傳感器的選用

選用傳感器的要求可歸納為三個方面：第一、測量條件要求，主要包括測量目的、被測量的選擇、測量范圍、超標準過大的輸入信號產(chǎn)生的頻率、輸入信號的頻率以及測量精度、測量所需的時間等。第二、是傳感器自身性能要求，主要包括精度、穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、輸出量類別、對被測對象產(chǎn)生的負載效應(yīng)、校正周期、輸入端保護等。第三、是使用條件要求，主要包括設(shè)置場地的環(huán)境條件、所需功率容量、與其它設(shè)備的連接匹配、備件與維修服務(wù)等。

（三）傳感器的分類

1、電阻應(yīng)變式傳感器

電阻應(yīng)變式傳感器以電阻應(yīng)變計為轉(zhuǎn)換元件的電阻式傳感器。電阻應(yīng)變式傳感器由彈性敏感元件、電阻應(yīng)變計、補償電阻和外殼組成，可根據(jù)具體測量要求設(shè)計成多種結(jié)構(gòu)形式。彈性敏感元件受到所測量的力而產(chǎn)生變形，并使附著其上的電阻應(yīng)變計一起變形。電阻應(yīng)變計再將變形轉(zhuǎn)換為電阻值的變化，從而可以測量力、壓力、扭矩、位移、加速度和溫度等多種物理量。

傳感器中的電阻應(yīng)變片具有金屬的應(yīng)變效應(yīng)，即在外力作用下產(chǎn)生機械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。電阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類，金屬應(yīng)變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點。

2、電感式傳感器

電感式傳感器電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)把被測的物理量如位移，壓力，流量，振動等轉(zhuǎn)換成線圈的自感系數(shù)和互感系數(shù)的變化，再由電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化量輸出，實現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)換。由鐵心和線圈構(gòu)成的將直線或角位移的變化轉(zhuǎn)換為線圈電感量變化的傳感器，又稱電感式位移傳感器。這種傳感器的線圈匝數(shù)和材料導(dǎo)磁系數(shù)都是一定的，其電感量的變化是由于位移輸入量導(dǎo)致線圈磁路的幾何尺寸變化而引起的。當把線圈接入測量電路并接通激勵電源時，就可獲得正比于位移輸入量的電壓或電流輸出。電感式傳感器種類很多，常見的有自感式，互感式和渦流式三種。

3、電容式傳感器

把被測的機械量，如位移、壓力等轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器。它的敏感部分就是具有可變參數(shù)的電容器。其最常用的形式是由兩個平行電極組成、極間以空氣為介質(zhì)的電容器（見圖）。若忽略邊緣效應(yīng)，平板電容器的電容為εA/δ，式中ε為極間介質(zhì)的介電常數(shù)，A為兩電極互相覆蓋的有效面積,δ為兩電極之間的距離。δ、A、ε 三個參數(shù)中任一個的變化都將引起電容量變化，并可用于測量。因此電容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型、介質(zhì)變化型三類。（1）工作原理

電容式傳感器也常常被人們稱為電容式物位計，電容式物位計的電容檢測元件是根據(jù)圓筒形電容器原理進行工作的，電容器由兩個絕緣的同軸圓柱極板內(nèi)電極和外電極組成，在兩筒之間充以介電常數(shù)為e的電解質(zhì)時，兩圓筒間的電容量C=2∏eL/lnD/d，式中L為兩筒相互重合部分的長度；D為外筒電極的直徑；d為內(nèi)筒電極的直徑；e為中間介質(zhì)的電介常數(shù)。在實際測量中D、d、e是基本不變的，故測得C即可知道液位的高低，這也是電容式傳感器具有使用方便，結(jié)構(gòu)簡單和靈敏度高，價格便宜等特點的原因之一。

4、霍爾傳感（1）、霍爾效應(yīng)

在半導(dǎo)體薄片兩端通以控制電流I，并在薄片的垂直方向施加磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，則在垂直于電流和磁場的方向上，將產(chǎn)生電勢差為UH的霍爾電壓。(2）、霍爾元件

根據(jù)霍爾效應(yīng)，人們用半導(dǎo)體材料制成的元件叫霍爾元件。它具有對磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點，因此，在測量、自動化、計算機和信息技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

注意事項：

（1）激勵電壓不能過大，以免損壞霍爾。

（2）霍爾傳感器的線性范圍較小，所以砝碼和重物不應(yīng)太重、5、光電式傳感器

光電式傳感器基于光電效應(yīng)的傳感器，在受到可見光照射后即產(chǎn)生光電效應(yīng)，將光信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出。它除能測量光強之外，還能利用光線的透射、遮擋、反射、干涉等測量多種物理量，如尺寸、位移、速度、溫度等，因而是一種應(yīng)用極廣泛的重要敏感器件。光電測量時不與被測對象直接接觸,光束的質(zhì)量又近似為零,在測量中不存在摩擦和對被測對象幾乎不施加壓力。因此在許多應(yīng)用場合，光電式傳感器比其他傳感器有明顯的優(yōu)越性。其缺點是在某些應(yīng)用方面，光學(xué)器件和電子器件價格較貴，并且對測量的環(huán)境條件要求較高。（1）、光電效應(yīng)

它是光照射到某些物質(zhì)上，使該物質(zhì)的導(dǎo)電特性發(fā)生變化的一種物理現(xiàn)象，可分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)三類。外光電效應(yīng)是指，在光線作用下物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的物理現(xiàn)象。光子是以量子化“粒子”的形式對可見光波段內(nèi)電磁波的描述。光子具有能量hv，h為普朗克常數(shù)，v為光頻。光子通量則相應(yīng)于光強。外光電效應(yīng)由愛因斯坦光電效應(yīng)方程描述： Ek =hν-W

6、壓電式傳感器

壓電傳感器是利用某些電介質(zhì)受力后產(chǎn)生的壓電效應(yīng)制成的傳感器。所謂壓電效應(yīng)是指某些電介質(zhì)在受到某一方向的外力作用而發(fā)生形變（包括彎曲和伸縮形變）時，由于內(nèi)部電荷的極化現(xiàn)象，會在其表面產(chǎn)生電荷的現(xiàn)象。壓電材料 它可分為壓電單晶、壓電多晶和有機壓電材料。壓電式傳感器中用得最多的是屬于壓電多晶的各類壓電陶瓷和壓電單晶中的石英晶體。其他壓電單晶還有適用于高溫輻射環(huán)境的鈮酸鋰以及鉭酸鋰、鎵酸鋰、鍺酸鉍等。壓電式傳感器的應(yīng)用:壓電傳感器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量累世、功耗小、壽命長，特別是它具有良好的動態(tài)特性，因此適合有很寬頻帶的周期作用力和高速變化的沖擊力。

7、電渦流傳感器

電渦流效應(yīng)：金屬導(dǎo)體置身于變化的磁場中，導(dǎo)體的表面會有電流產(chǎn)生，電流的流線在金屬體內(nèi)自行閉合，這種由電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生的旋渦狀感應(yīng)電流稱為電流，這種現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)（1）、電渦流傳感器的基本原理

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理，塊狀金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中或在磁場中作切割磁力線運動時（與金屬是否塊狀無關(guān)，且切割不變化的磁場時無渦流），導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生呈渦旋狀的感應(yīng)電流，此電流叫電渦流，以上現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。而根據(jù)電渦流效應(yīng)制成的傳感器稱為電渦流式傳感器。

通過實訓(xùn)，加深理解課本所學(xué)知識：

通過實訓(xùn)，加深學(xué)生對傳感器測量電路的認識： 學(xué)習(xí)運用傳感器組成實際測量的方法、步驟。培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。這是一種工學(xué)結(jié)合的教育模式，目的是學(xué)會工作。學(xué)生只有親自完成一項或多項工作任務(wù)后才有可能學(xué)會工作在接下來的日子我會努力學(xué)習(xí)工作內(nèi)容。

第五篇：自動檢測實訓(xùn)報告

目錄

第一章 緒論..............................................................................................................................1 1.1 雙色閃光燈.......................................................................................................................1

1.1.1 雙色閃光燈的作用.......................................................................................................................1 1.1.2雙色閃光燈的工作原理及電路圖................................................................................................1

1.2光敏蜂鳴器........................................................................................................................2

1.2.1光敏蜂鳴器的作用........................................................................................................................2 1.2.2光敏蜂鳴器的工作原理及電路圖................................................................................................2

第二章 元器件介紹..................................................................................................................4 2.1 555定時器......................................................................................................................4

2.2.1 555定時器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)..............................................................................................................4 2.2.2 555定時器的功能......................................................................................................................5 2.2.3 555定時器的應(yīng)用......................................................................................................................5

2.2 光敏電阻...........................................................................................................................6 2.3 蜂鳴器...............................................................................................................................7 第三章 制作、調(diào)試與仿真......................................................................................................8 3.1 雙色閃燈的制作、調(diào)試與仿真.......................................................................................8

3.1.1 操作步驟.......................................................................................................................................8 3.1.2 調(diào)試...............................................................................................................................................9 3.1.3 仿真...........................................................................................................................................10

3.2 光敏蜂鳴器的制作、調(diào)試與仿真.................................................................................11

3.2.1操作步驟......................................................................................................................................11 3.2.2調(diào)試..............................................................................................................................................12 3.2.3 仿真.............................................................................................................................................15

第四章 總結(jié)............................................................................................................................16 第五章 參考文獻....................................................................................................................17

第一章 緒論

1.1 雙色閃光燈

1.1.1 雙色閃光燈的作用

本電路可以有很多變通應(yīng)用,例如LED可以是串,并聯(lián)的多只發(fā)光二極管,適當減小R4,R5的阻值,就可以組成閃與彩燈鏈.還可以自制成青少年假性近視預(yù)防治療儀:將兩管放置在一個長0.5m長的紙筒里,LED1放置在紙筒最里面,LED2放置在紙筒中間,單眼從紙筒端向里看,眼睛注視著燈的閃與,可以有效調(diào)節(jié)眼肌,每天使用10分鐘,可以預(yù)防和治療青少年的假性近視.1.1.2雙色閃光燈的工作原理及電路圖

電路如圖1所示.本電路可以實現(xiàn)紅、綠兩只發(fā)光二極管交替閃爍，電路剛接通瞬間，由于電容C1還不及充電，因此555的2腳為低電平，輸出端的3腳為高電平，發(fā)光二極管LED1截止，不點亮，LED2兩端加有正向電壓點亮。隨著電源VCC經(jīng)過R1、R3對C1充電，C1兩端電壓逐漸升高，當達到2/3VCC的閥值電平時，555的3 腳翻轉(zhuǎn),輸出低電平，從而使LED1點亮、LED2熄滅。此時，C1通過R3和555內(nèi)部的放電管放電，當C1放電至1/3Vcc觸發(fā)電平時，555的3腳再次翻轉(zhuǎn)，LED1熄滅，LED2重新點亮。因此，紅綠兩只發(fā)光二極管就這樣輪流導(dǎo)通與截止，閃爍不停。改變R1和C1可以改變LED 的頻率。

圖1 雙色閃光燈電路圖

1.2光敏蜂鳴器

1.2.1光敏蜂鳴器的作用

如果手拿實驗板移動，揚聲器就會隨著移動時光照強弱的變化，發(fā)出多邊的鳴叫聲。如果將本電路放置在電視機屏幕前，則揚聲器會隨著圖像的變化發(fā)出變換無窮的音色。

1.2.2光敏蜂鳴器的工作原理及電路圖

電路如圖2所示.本電路可以在不同光照下，發(fā)出忽高忽低，變幻莫測的鳴叫聲，非常有趣。電路中，555和R1、RG1、C1等組成多諧振蕩器，光敏電阻RG1是利用光致導(dǎo)電的特性，它的阻值會隨照射光的強度而變化，當光照射時阻值小，光照弱時阻值大。本電路利用這一光敏特性，來改變振蕩器的充放電的時間的常數(shù)，從而改變多諧振蕩器的頻率，本電路的振 蕩頻率為：

f=1.44(R1+RG1)C1 555輸出的可變頻率信號經(jīng)過R2限流后，驅(qū)動三極管VT1帶動揚聲器發(fā)出多變的鳴叫聲。

圖2 光敏蜂鳴器電路圖

第二章 元器件介紹

2.1 555定時器

2.2.1 555定時器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

555定時器的內(nèi)部電路框圖及邏輯符號和管腳排列分別如圖3和圖4所示。

.VCCRd.8VCCRVcoC1Vi1(TH)RVi2G2(TR)C2SR5KQR1T1.GND2TR5KRQG1G3Vo726Rd4Dis555TRTHQ3GNDVco55K(a)555的邏輯符號DisVo'VCC8Dis7TH6Vco55553Vo4Rd.(b)555的引腳排列圖4 555定時器邏輯符號圖3 555定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 和引腳 1

555集成定時器是一種功能強大的模擬數(shù)字混合集成電路，有TTL和CMOS等型號之分，但外引線排列和功能完全相同。其組成電路框圖如圖1所示。555定時器有二個比較器A1和A2，有一個RS觸發(fā)器，R和S高電平有效。三極管TD是放電管(有時有另一三極管，是對清零起跟隨作用，起緩沖作用)，將對外電路的元件提供放電通路。比較器的輸入端有一個由三個5kW電阻組成的分壓器，由此可以獲得 2/3VCC和1/3VCC 兩個基準分壓值，一般稱為閾值。2.2.2 555定時器的功能

1腳是接地端GND，2腳是低觸發(fā)端TL，3腳是輸出端OUT，4腳是清除端Rd，5腳是電壓控制端CV，6腳是高觸發(fā)端TH，7腳是放電端DIS，8腳是電源端VCC。①為接地端。

②（TR）為低電平觸發(fā)端。該端輸入電壓高于1/3UCC時，比較器C2輸出為“1”，當輸入電壓低于1/3UCC時，比較器C2輸出為“0”。

③（u0）為輸出端。輸出為“1”時的電壓比電源電壓UCC低2V左右。輸出最大電流為200mA。

④（）為復(fù)位端。在此端輸入負脈沖（“0”電平，低于0.7V）可使觸發(fā)器直接置“0”，正常工作時，應(yīng)將它接“1”（接+UCC）。

⑤（CO）為電壓控制端。靜態(tài)時，此端電位為2/3UCC。若在此端外加直流電壓，可改變分壓器各點電位值。在沒有其他外部聯(lián)線時，應(yīng)在該端與地之間接入0.01μF的電容，以防干擾引入比較器C1的同相端。

⑥（TH）為高電平觸發(fā)端。該輸入端電壓低于2/3UCC時，比較器C1輸出為“1”，當輸入電壓高于2/3UCC時，比較器C1輸出為“0”。

⑦（D）為放電端，當輸出U0=“0”，即觸發(fā)器= 1時，放電晶體管T導(dǎo)通，相當7端對地短接。當u0 為“1”，即= 0，T截止，7端與地隔離。⑧為電源端。

2.2.3 555定時器的應(yīng)用

1）用555電路構(gòu)成施密特觸發(fā)器； 2）構(gòu)成多諧振蕩器，組成信號產(chǎn)生電路；

3）構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用于定時延時整形及一些定時開關(guān)中。

2.2 光敏電阻

光敏電阻器又叫光感電阻，是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。

通常，光敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu)，以便吸收更多的光能。當它受到光的照射時，半導(dǎo)體片（光敏層）內(nèi)就激發(fā)出電子—空穴對，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強。一般光敏電阻器結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 光敏電阻外觀及電路符號

用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。

在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當受到光照時，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價帶中的電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價帶中產(chǎn)生一個帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子—空穴對增加了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強，阻值愈低。入射光消失后，由光 子激發(fā)產(chǎn)生的電子—空穴對將逐漸復(fù)合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值。

光敏電阻的主要參數(shù)有亮電阻，暗電阻，光電特性 光譜特性，頻率特性，溫度特性。在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，其中便有電流通過，受到適當波長的光線照射時，電流就會隨光強的增加而變大，從而實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。沒有極性，純粹是個電阻器件，使用時可加直流也可以加交流。

2.3 蜂鳴器

蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計算機、打印機、復(fù)印機、報警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。

它主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。

蜂鳴器的電路圖形符號如圖7蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標準用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。

圖7蜂鳴器的圖形符號 第三章 制作、調(diào)試與仿真

3.1 雙色閃燈的制作、調(diào)試與仿真

3.1.1 操作步驟

1、配齊元件和其他附件，并對元件進行檢測。

2、根據(jù)電路圖合理安排元件安裝位置和走線。工藝要求

3、安裝元件，檢查無誤后下焊。工藝要求

4、按圖8,9接線。

圖8

圖9 3.1.2 調(diào)試

當自己檢查過一遍后，接通電源，然后觀察兩個二極管的閃爍情況，如果沒有看到兩個二極管交替閃爍，說明出錯。自己要回過頭來認真檢查錯誤，只到達到預(yù)期的效果。如果兩個二極管交替閃爍，證明達到了實驗設(shè)計要求。

調(diào)試結(jié)果如圖10,11所示，兩個二極管交替閃爍。

圖10

圖11 3.1.3 仿真

仿真結(jié)果如圖12所示:

圖12 3.2 光敏蜂鳴器的制作、調(diào)試與仿真

3.2.1操作步驟

1、配齊元件和其他附件，并對元件進行檢測。

2、根據(jù)電路圖合理安排元件安裝位置和走線。工藝要求

3、安裝元件，檢查無誤后下焊。工藝要求

4、按圖13,14接線。

圖12

圖13 3.2.2調(diào)試

當用手或用其他不透光物體遮擋光敏電阻，隨著光敏電阻所受光多少，蜂鳴器發(fā)出不同頻率的聲音，像鳥的叫聲，即達到了設(shè)計要求。如果沒有出現(xiàn)預(yù)期的效果，那就要回過頭仔細檢查錯誤。一直到達到設(shè)計要求為止。

連接到6V直流電源上，發(fā)出聲音且當用手遮擋光敏電阻，隨著光敏電阻所受光多少，蜂鳴器發(fā)出不同頻率的聲音，達到了設(shè)計要求。輸入，輸出波形如圖14,15,16,17所示：

圖14 當用手遮擋光敏電阻是周期變化，圖15

圖16 當用手遮擋光敏電阻，周期變化，圖16 3.2.3 仿真

第四章 總結(jié)

本次實訓(xùn)的主要內(nèi)容是光敏蜂鳴器和雙色閃光燈設(shè)計。在焊接電路之前，我們主要是了解該電路的工作原理，并熟悉各元器件在電路中的作用。本次實訓(xùn)要求我們自主設(shè)計線路的走向并焊接電板，由于之前設(shè)計好原理圖，省去了跳線的麻煩，因此在焊接電路時顯得比較容易。對于元件位置擺放的恰當與否，直接關(guān)系到電路板的美觀與走線是否容易。由于是先焊的雙色閃光燈，線路有點復(fù)雜，有點不熟練，所以焊點有點不美觀。之后是光敏蜂鳴器的焊接就很順利了，我也比較滿意。

第五章 參考文獻

1、王元慶 新型傳感器原理及應(yīng)用 北京 機械工業(yè)出版社 2002

2、王慶友 圖像傳感器應(yīng)用技術(shù) 北京 電子工業(yè)出版社 2003

3、梁森 王侃夫 黃杭美 自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)

北京 機械工業(yè)出版社 2005

4、楊志忠 數(shù)字電子技術(shù) 北京 高等教育出版社 2003

5、張福學(xué) 傳感器應(yīng)用及其電路精選（上、下冊）北京 電子工業(yè)出版社 2000