第一篇：金屬探傷儀傳感器作業(yè)

金屬探傷傳感器的應(yīng)用儀器

摘要：利用探傷器檢驗(yàn)金屬制件內(nèi)部缺陷（如隱蔽的裂紋、砂眼、雜質(zhì)等）的一種方法。通過(guò)一定裝置，通過(guò)電磁感原理，利用磁性、X射線、伽瑪射線、超聲波等檢查和探測(cè)金屬材料內(nèi)部的缺陷。關(guān)鍵詞：電磁感原理、內(nèi)部缺陷、高頻振蕩器、震蕩檢測(cè)器、三極管、變壓器、反饋系統(tǒng)、金屬探測(cè)器、自動(dòng)剔除裝置、金屬檢測(cè)儀。正文：金屬檢測(cè)儀應(yīng)用電磁感原理來(lái)探測(cè)金屬。金屬探測(cè)器是一種專門用來(lái)探測(cè)金屬的儀器，除了用于探測(cè)有金屬外殼或金屬部件的地雷之外，還可以用來(lái)探測(cè)隱蔽在墻壁內(nèi)的電線、埋在地下的水管和電纜，甚至能夠地下探寶，發(fā)現(xiàn)埋藏在地下的金屬物體。金屬探測(cè)器還可以作為開展青少年國(guó)防教育和科普活動(dòng)的用具，當(dāng)然也不失為是一種有趣的娛樂(lè)玩具。

工作原理：高頻振蕩器：由三極管VT1和高頻變壓器T1等組成，是一種變壓器反饋型LC振蕩器。T1的初級(jí)線圈L1和電容器C1組成LC并聯(lián)振蕩回路，其振蕩頻率約200kHz，由L1的電感量和C1的電容量決定。T1的次級(jí)線圈L2作為振蕩器的反饋線圈，其“C”端接振蕩管VT1的基極，“D”端接VD2。由于VD2處于正向?qū)顟B(tài)，對(duì)高頻信號(hào)來(lái)說(shuō)，“D”端可視為接地。在高頻變壓器T1中，如果“A”和“D”端分別為初、次級(jí)線圈繞線方向的首端，則從“C”端輸入到振蕩管VT1基極的反饋信號(hào)，能夠使電路形成正反饋而產(chǎn)生自激高頻振蕩。振蕩器反饋電壓的大小與線圈L1、L2的匝數(shù)比有關(guān)，匝數(shù)比過(guò)小，由于反饋太弱，不容易起振，過(guò)大引起振蕩波形失真，還會(huì)使金屬探測(cè)器靈敏度大為降低。振蕩管VT1的偏置電路由R2和二極管VD2組成，R2為VD2的限流電阻。由于二極管正向閾值電壓恒定（約0.7V），通過(guò)次級(jí)線圈L2加到VT1的基極，以得到穩(wěn)定的偏置電壓。顯然，這種穩(wěn)壓式的偏置電路能夠大大增強(qiáng)VT1高頻振蕩器的穩(wěn)定性。為了進(jìn)一步提高金屬探測(cè)器的可靠性和靈敏度，高頻振蕩器通過(guò)穩(wěn)壓電路供

電，其電路由穩(wěn)壓二極管VD1、限流電阻器R6和去耦電容器C5組成。振蕩管VT1發(fā)射極與地之間接有兩個(gè)串聯(lián)的電位器，具有發(fā)射極電流負(fù)反饋?zhàn)饔?，其電阻值越大，?fù)反饋?zhàn)饔迷綇?qiáng)，VT1的放大能力也就越低，甚至于使電路停振。RP1為振蕩器增益的粗調(diào)電位器，RP2為細(xì)調(diào)電位器。高頻振蕩器探測(cè)金屬的原理 調(diào)節(jié)高頻振蕩器的增益電位器，恰好使振蕩器處于臨界振蕩狀態(tài)，也就是說(shuō)剛好使振蕩器起振。當(dāng)探測(cè)線圈L1靠近金屬物體時(shí)，由于電磁感應(yīng)現(xiàn)像，會(huì)在金屬導(dǎo)體中產(chǎn)生渦電流，使振蕩回路中的能量損耗增大，正反饋減弱，處于臨界態(tài)的振蕩器振蕩減弱，甚至無(wú)法維持振蕩所需的最低能量而停振。如果能檢測(cè)出這種變化，并轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)，根據(jù)聲音有無(wú)，就可以判定探測(cè)線圈下面是否有金屬物體了。

振蕩檢測(cè)器：振蕩檢測(cè)器由三極管開關(guān)電路和濾波電路組成。開關(guān)電路由三極管VT2、二極管VD2等組成，濾波電路由濾波電阻器R3，濾波電容器C2、C3和C4組成。在開關(guān)電路中，VT2的基極與次級(jí)線圈L2的“C”端相連，當(dāng)高頻振蕩器工作時(shí)，經(jīng)高頻變壓器T1耦合過(guò)來(lái)的振蕩信號(hào)，正半周使VT2導(dǎo)通，VT2集電極輸出負(fù)脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)π型RC濾波器，在負(fù)載電阻器R4上輸出低電平信號(hào)。

過(guò)程：當(dāng)高頻振蕩器停振蕩時(shí)，“C”端無(wú)振蕩信號(hào)，又由于二極管VD2接在VT2發(fā)射極與地之間，VT2基極被反向偏置，VT2處于可靠的截止?fàn)顟B(tài)，VT2集電極為高電平，經(jīng)過(guò)濾波器，在R4上得到高電平信號(hào)。由此可見，當(dāng)高頻振蕩器正常工作時(shí)，在R4上得到低電平信號(hào)，停振時(shí)，為高電平，由此完成了對(duì)振蕩器工作狀態(tài)的檢測(cè)。音頻振蕩器 音頻振蕩器采用互補(bǔ)型多諧振蕩器，由三極管VT3、VT4，電阻器R5、R7、R8和電容器C6組成?；パa(bǔ)型多諧振蕩器采用兩只不同類型的三極管，其中VT3為NPN型三極管，VT4為PNP型三極管，連接成互補(bǔ)的、能夠強(qiáng)化正反饋的電路。在電路工作時(shí)，它們能夠交

替地進(jìn)入導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)，產(chǎn)生音頻振蕩。R7既是VT3負(fù)載電阻器，又是VT3導(dǎo)通時(shí)VT4基極限流電阻器。R8是VT4集電極負(fù)載電阻器，振蕩脈沖信號(hào)由VT4集電極輸出。R5和C6等是反饋電阻器和電容器，其數(shù)值大小影響振蕩頻率的高低?；パa(bǔ)型多諧振蕩器的工作原理 接通電源時(shí)，由于VT3基極接有偏置電阻器R1、R3而被正向偏置，假設(shè)VT3集電極電流處于上升階段，VT4基極電流隨之上升，導(dǎo)致VT4集電極電流劇增，VT4集電極電位隨之迅速升高，由VT4輸出的電流通過(guò)與之相連的R5向C6充電，流經(jīng)VT3的基極入地，又導(dǎo)致VT3基極電流進(jìn)一步升高。

如此反復(fù)循環(huán)，強(qiáng)烈的正反饋使得VT3、VT4迅速進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)，VT4集電極處于高電平，使多諧振蕩器進(jìn)入第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)過(guò)程。隨著電源通過(guò)飽和導(dǎo)通的VT4經(jīng)R5向C6充電，當(dāng)VT3基極電流下降到一定程度時(shí)，VT3退出飽和導(dǎo)通狀態(tài)，集電極電流開始減小，導(dǎo)致VT4集電極電流減小，VT4集電極電位下降，這一過(guò)程又進(jìn)一步加劇了向C6充電電流迅速減小，VT3基極電位急劇降低而使VT3截止，VT4集電極迅速跌至低電平，多諧振蕩器翻轉(zhuǎn)到第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。多諧振蕩器剛進(jìn)入第二暫穩(wěn)態(tài)時(shí)，先前向C6充電的結(jié)果，其電容器右端為正，左端為負(fù)，現(xiàn)在C6右端對(duì)地為低電平，由于電容器C6兩端電壓不能躍變，故VT3基極被C6左端負(fù)電位強(qiáng)烈反向偏置，使兩只三極管在較長(zhǎng)時(shí)間繼續(xù)保持截止?fàn)顟B(tài)。在C6放電時(shí)，電流從電容器右端流出，主要流經(jīng)R5、（R8）、R9、VT5發(fā)射結(jié)入地，又經(jīng)過(guò)電源、R6、R1、R3流回電容器C6左端。直到C6放電結(jié)束，電源繼續(xù)通過(guò)上述回路開始對(duì)

C6反向充電，C6左端為正。當(dāng)C6兩端的電位上升至0.7V，VT3開始進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，經(jīng)過(guò)強(qiáng)烈正反饋，迅速進(jìn)入飽和導(dǎo)通狀態(tài)，使電路再次發(fā)生翻轉(zhuǎn)，重復(fù)先前的暫穩(wěn)態(tài)過(guò)程，如此周而復(fù)始，電路產(chǎn)生自激多諧振蕩。從電路工作過(guò)程可以看出，向C6充電時(shí)，充電電阻器R5電阻值較小，因此充電過(guò)程較快，電路處在飽和導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)間很短；而在C6放電時(shí)，需要流經(jīng)許多有關(guān)電阻器，放電電阻器總的數(shù)值較大，因而放電過(guò)程較慢，也就是說(shuō)電路處于截止時(shí)間較長(zhǎng)。因此，從VT4集電極輸出波形占空比很大，正脈沖信號(hào)的脈寬很窄，其振蕩頻率約330Hz。功率放大器 功率放大器由三極管VT5、揚(yáng)聲器BL等組成。從多諧振蕩器輸出的正脈沖音頻信號(hào)經(jīng)限流電阻器R9輸入到VT5的基極，使其導(dǎo)通，在BL產(chǎn)生瞬時(shí)較強(qiáng)的電流，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。由于VT5處于開關(guān)工作狀態(tài)，而導(dǎo)通時(shí)間又非常短，因此功率放大器非常省電，可以利用9V積層電池供電。

調(diào)試與使作方法：金屬探測(cè)器電路除了靈敏度調(diào)節(jié)電位器外，沒(méi)有調(diào)整部分，只要焊接無(wú)誤，電路就能正常工作。整機(jī)在靜態(tài)，也就是揚(yáng)聲器不發(fā)聲時(shí)，總電流約為10mA，探測(cè)到金屬揚(yáng)聲器發(fā)出聲音時(shí)，整機(jī)電流上升到20mA。一個(gè)新的積層電池可以工作20～30小時(shí)。新焊接的金屬探測(cè)器如果不能正常工作，首先要檢查電路板上各元器件、接線焊接是否有誤，再測(cè)量電池電壓及供電回路是否正常，穩(wěn)壓二極管VD1穩(wěn)定電壓5.5～6.5V之間，VD2極性不要焊反。探測(cè)碟內(nèi)振蕩線圈初次級(jí)及首尾端不要焊錯(cuò)。金屬探測(cè)器使用前，需要調(diào)整探測(cè)桿的長(zhǎng)度，只要將黑膠通旋松，推拉膠通套管至適宜的長(zhǎng)度，再旋

轉(zhuǎn)膠內(nèi)通管，使電纜線繞緊，并使手柄尖端朝上，最后將黑膠通旋緊，鎖住膠通套管。這樣，手握探測(cè)器手柄時(shí)，大拇指正好緊挨靈敏度調(diào)節(jié)電位器。調(diào)整金屬探測(cè)器靈敏度時(shí)，探測(cè)碟（振蕩線圈）要遠(yuǎn)離金屬，包括帶鋁箔的紙張，然后旋轉(zhuǎn)靈敏度細(xì)調(diào)電位器旋鈕（FINE TUNING）打開電源開關(guān)，并旋轉(zhuǎn)到一半的位置，再調(diào)節(jié)粗調(diào)電位器旋鈕（TUNING），使揚(yáng)聲器音頻叫聲停止，最后再微調(diào)細(xì)調(diào)電位器，使揚(yáng)聲器叫聲剛好停止，這時(shí)金屬探測(cè)器的靈敏度最高。用金屬探測(cè)器探測(cè)金屬時(shí)，只要探測(cè)碟靠近任何金屬，揚(yáng)聲器便會(huì)發(fā)出聲音，遠(yuǎn)離到一定位置叫聲自動(dòng)停止。本金屬探測(cè)器有較高的靈敏度，用它探測(cè)大塊金屬時(shí)，探測(cè)碟距金屬物體20cm揚(yáng)聲器就會(huì)發(fā)出聲音，小到曲別針，甚至一枚大頭針都能檢測(cè)到，只是探測(cè)碟線圈必須緊靠細(xì)小金屬物體。由于金屬探測(cè)器利用振蕩線圈的電磁感應(yīng)來(lái)探測(cè)金屬物體，可以透過(guò)非金屬物體，比如紙張、木材、塑料、磚石、土壤、甚至水層，探測(cè)到被遮蓋的的金屬物體，因此具有實(shí)用性，比如在裝修房屋時(shí)，用它探測(cè)到墻內(nèi)的電線或鋼筋，以免造成施工危險(xiǎn)和安全隱患；又如安檢用的金屬探測(cè)器就是根據(jù)這個(gè)原理制成的

所有金屬包括鐵和非鐵都有很高的探測(cè)靈敏度。鐵磁類金屬進(jìn)入探測(cè)區(qū)域?qū)⒂绊懱綔y(cè)區(qū)域的磁力線分布，進(jìn)而影響了固定范圍的磁通。非鐵磁類金屬進(jìn)入探測(cè)區(qū)域?qū)a(chǎn)生渦流效應(yīng)，也會(huì)使探測(cè)區(qū)域的磁場(chǎng)分布發(fā)生變化

金屬檢測(cè)儀組成：金屬檢測(cè)器與自動(dòng)剔除裝置，其中檢測(cè)器為核心部分。檢測(cè)器內(nèi)部分布著三組線圈，即中央發(fā)射線圈和兩個(gè)對(duì)等的

接收線圈，通過(guò)中間的發(fā)射線圈所連接的振蕩器來(lái)產(chǎn)生高頻可變磁場(chǎng)，空閑狀態(tài)時(shí)兩側(cè)接收線圈的感應(yīng)電壓在磁場(chǎng)未受干擾前相互抵消而達(dá)到平衡狀態(tài)。一旦金屬雜質(zhì)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)受到干擾，這種平衡就被打破，兩個(gè)接收線圈的感應(yīng)電壓就無(wú)法抵消，未被抵消的感應(yīng)電壓經(jīng)由控制系統(tǒng)放大處理，并產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)（檢測(cè)到金屬雜質(zhì)）。系統(tǒng)可以利用該報(bào)警信號(hào)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)剔除裝置等，從而把金屬雜質(zhì)排除生產(chǎn)線以外。

金屬檢測(cè)儀特性和概念：

金屬檢測(cè)儀的精確性和可靠性取決于電磁發(fā)射器頻率的穩(wěn)定性，一般使用從80 to 800 kHz的工作頻率。工作頻率越低，對(duì)鐵的檢測(cè)性能越好；工作頻率越高，對(duì)高碳鋼的檢測(cè)性能越好。檢測(cè)器的靈敏度隨著檢測(cè)范圍的增大而降低，感應(yīng)信號(hào)大小取決于金屬粒子尺寸和導(dǎo)電性能。

由于電流的脈動(dòng)和電流濾波的原因，金屬檢測(cè)儀對(duì)檢測(cè)物品的輸送速度有一定的限制。如果輸送速度超過(guò)合理范圍，檢測(cè)器的靈敏度就會(huì)下降。

為了確保靈敏度不下降，必須選擇合適的金屬檢測(cè)儀以適應(yīng)相應(yīng)的被檢測(cè)產(chǎn)品。一般來(lái)說(shuō)，檢測(cè)范圍盡可能控制在最小值，對(duì)于高頻感應(yīng)性好的產(chǎn)品，檢測(cè)器通道大小應(yīng)匹配于產(chǎn)品尺寸。檢測(cè)靈敏度的調(diào)整要參考檢測(cè)線圈的中心來(lái)確定，中心位置的感應(yīng)最低。產(chǎn)品的檢測(cè)值會(huì)隨生產(chǎn)條件的變化而變化，比如溫度、產(chǎn)品尺寸、濕度等的變化，可通過(guò)控制功能作調(diào)整補(bǔ)償

球狀物有重復(fù)性，最小的表面積，對(duì)金屬檢測(cè)儀而言也最難檢測(cè)。因此，球狀物可作為檢測(cè)靈敏度的參考樣本。對(duì)于非球狀的金屬，檢測(cè)靈敏度很大程度上取決于金屬的位置，不同的位置有不同的橫斷面積，檢測(cè)效果也就不同。比如，縱向通過(guò)時(shí)，鐵比較靈敏；而高碳鋼和非鐵就不太靈敏。橫向通過(guò)時(shí)，鐵不太靈敏，高碳鋼和非鐵則比較靈敏。

在食品工業(yè)中，系統(tǒng)通常使用較高的工作頻率。對(duì)于如奶酪食品，由于其內(nèi)在的高頻感應(yīng)性能好，會(huì)成比例地增加高頻信號(hào)的響應(yīng)。潮濕的脂肪或鹽份物質(zhì)，例如面包類、奶酪、香腸等的導(dǎo)電性能與金屬相同，在這種情況下，為了防止系統(tǒng)給出錯(cuò)誤信號(hào)，必須調(diào)整補(bǔ)償信號(hào)，降低感應(yīng)靈敏度。金屬檢測(cè)儀用途：

主要用于探測(cè)小食品、化工產(chǎn)品、服裝、制鞋,海洋水產(chǎn)、漁業(yè)、干鮮水產(chǎn)、面食、冷凍食品、干鮮蔬果、糖 茶、藥品等行業(yè)檢測(cè)原料或產(chǎn)品中夾雜或漏落的鐵、鉛等各種金屬雜質(zhì)。等。金屬檢測(cè)儀的分類

1.功能來(lái)劃分：1）全金屬檢測(cè)儀：可以檢測(cè)到鐵、不銹鋼、銅、鋁等所有金屬。檢測(cè)精度和靈敏度都比較高，穩(wěn)定可靠。2）鐵金屬檢測(cè)儀：只能檢測(cè)到鐵質(zhì)金屬，俗稱檢針機(jī)。檢測(cè)精度和靈敏度較低，容易干擾。3）鋁箔金屬檢測(cè)儀：也僅能檢測(cè)到鐵質(zhì)金屬，但是檢測(cè)帶鋁箔包裝的產(chǎn)品時(shí)，其檢測(cè)精度和靈敏度仍然較高。

2.按用途來(lái)劃分：手持金屬檢測(cè)儀、地下金屬檢測(cè)儀、輸送式金屬檢測(cè)儀、下落式金屬檢測(cè)儀、管道式金屬檢測(cè)儀、真空輸送式金屬檢測(cè)儀、壓力輸送式金屬檢測(cè)儀、平板式金屬檢測(cè)儀。常見金屬檢測(cè)儀介紹： 落體式金屬檢測(cè)儀

落體式金屬檢測(cè)儀一般都帶有自動(dòng)剔除裝置，所以習(xí)慣稱呼落體式金屬檢測(cè)儀，或者金屬檢測(cè)儀。

金屬檢測(cè)儀對(duì)產(chǎn)品的包裝要求是不能含有金屬、但是考慮到密封性、避光性等較高的要求，必須采用金屬?gòu)?fù)合膜進(jìn)行包裝。金屬?gòu)?fù)合膜其本身就是金屬，所以用通道式金屬檢測(cè)儀的話，檢測(cè)靈敏度就會(huì)有大的偏差，甚至無(wú)法檢測(cè)。鑒于上述原因，可以選擇在包裝前進(jìn)行檢測(cè)。落體式金屬檢測(cè)儀就是針對(duì)上述情況而被開發(fā)出來(lái)的，主要用于如藥片、膠囊及顆粒狀（塑料粒子等）、粉末狀物品的檢測(cè)。當(dāng)這些物品下落通過(guò)落體式金屬檢測(cè)儀時(shí)，一旦檢測(cè)到金屬雜質(zhì)，系統(tǒng)即刻啟動(dòng)分離機(jī)構(gòu)排除可疑物品。具有安裝簡(jiǎn)單、靈敏度高、維修方便，效率高、穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。平板式金屬檢測(cè)儀：

通常用于檢測(cè)厚度比較薄，但是寬度和長(zhǎng)度比較大的產(chǎn)品，比如紡織布、擠出的片材。其首要目的是保護(hù)下游設(shè)備，比如切割刀具、壓延系統(tǒng)等；同時(shí)，提高產(chǎn)品品質(zhì)。

金屬檢測(cè)儀和分離器通常不受安裝方向的影響，可以水平、垂直和斜置安裝，幾乎可以安裝到生產(chǎn)過(guò)程的任何一個(gè)位置。

參考文獻(xiàn)：華中科技大學(xué)文獻(xiàn)、豆丁網(wǎng)

班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)：

測(cè)控08—4班

晉亞超 310804040410

第二篇：傳感器作業(yè)

淺談創(chuàng)新型人才的體會(huì)

摘要: 建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家，人才是關(guān)鍵因素。創(chuàng)新型人才的成長(zhǎng)是一個(gè)綜合培養(yǎng)的過(guò)程，教育是這個(gè)過(guò)程的源頭和關(guān)鍵環(huán)節(jié)

關(guān)鍵字: 創(chuàng)新 人才教育思維

創(chuàng)新型人才指富于開拓性，具有創(chuàng)造能力，能開創(chuàng)新局面，對(duì)社會(huì)發(fā)展做出創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的人才。通常表現(xiàn)出靈活、開放、好奇的個(gè)性，具有精力充沛、堅(jiān)持不懈、注意力集中、想像力豐富以及富于冒險(xiǎn)精神等特征。

作為新時(shí)代的創(chuàng)新型人才還必須具備一定的條件：一是有可貴的創(chuàng)新品質(zhì)

當(dāng)前，我國(guó)正處于發(fā)展的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期，大力培育創(chuàng)新型人才，為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家、國(guó)家創(chuàng)新體系和全面建設(shè)小康社會(huì)，提供堅(jiān)強(qiáng)的人才保證和智力保障，顯得尤為迫切和重要。從一定意義上說(shuō)，創(chuàng)新型人才正以前所未有的時(shí)代需求承載著推進(jìn)國(guó)家自主創(chuàng)新，在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主動(dòng)，實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的歷史使命。二是有堅(jiān)韌的創(chuàng)新意志

創(chuàng)新是一個(gè)探索未知領(lǐng)域和對(duì)已知領(lǐng)域進(jìn)行破舊立新的過(guò)程，充滿各種阻力和風(fēng)險(xiǎn)，可能遇到重重的困難、挫折甚至失敗。人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，要獲得每一點(diǎn)進(jìn)步相當(dāng)困難。因此，創(chuàng)新型人才每前進(jìn)一步都是需要非凡的膽識(shí)和堅(jiān)忍不拔的毅力，為了既定的目標(biāo)必須始終不懈地進(jìn)行奮斗，鍥而不舍，遭到阻撓和誹謗不氣餒，遇到挫折和挫敗不退卻，犧牲個(gè)人利益也在所不惜，不達(dá)目的誓不罷休，不

自暴自棄，不輕言放棄。

三是有敏銳的創(chuàng)新觀察

歷史上的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)突破，無(wú)一不是創(chuàng)新的結(jié)果。從這個(gè)意義上講，創(chuàng)新就是發(fā)現(xiàn)，而且是突破，要實(shí)現(xiàn)突破，就要求創(chuàng)新型人才必須具有敏銳的觀察能力、深刻的洞察能力、見微知著的直覺(jué)能力和一觸即發(fā)的靈感和頓悟，不斷地將觀察到的事物與已掌握的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，發(fā)現(xiàn)事物之間的必然聯(lián)系，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)別人沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的東西。創(chuàng)新型人才的觀察力同時(shí)還應(yīng)當(dāng)是準(zhǔn)確的，能夠入木三分，發(fā)現(xiàn)事物的真諦，具有善于在于常中求不尋常的創(chuàng)新觀察能力。

四是有超前的創(chuàng)新思維

創(chuàng)新思維是創(chuàng)新的基本前提，創(chuàng)新型人才具備思維方式的前瞻性、獨(dú)創(chuàng)性、靈活性等良好思維品質(zhì)，才能保證在對(duì)事物進(jìn)行分析、綜合和判斷時(shí)做到獨(dú)辟蹊徑。

五是有豐富的創(chuàng)新知識(shí)

創(chuàng)新是對(duì)已有知識(shí)的發(fā)展，在人類知識(shí)越來(lái)越豐富和深?yuàn)W的今天，要求創(chuàng)新型人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)既有廣度，又有深度。因此，創(chuàng)新型人才須具有廣博而精深的文化內(nèi)涵，既要有深厚而扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，了解相鄰學(xué)科及必要的橫向?qū)W科知識(shí)，又要精通自己專業(yè)并能掌握所從事學(xué)科專業(yè)的最新科學(xué)成就和發(fā)展趨勢(shì)，這是從事創(chuàng)新研究的必要條件。只有通過(guò)知識(shí)的不斷積累才能用更為寬廣的眼界進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐。創(chuàng)新型人才擁有的信息量越大，文化素養(yǎng)越高，思路便越開闊。同時(shí)，完備的知識(shí)結(jié)構(gòu)使他們具有料學(xué)綜合化、一體化意識(shí)，有助于

增強(qiáng)綜合思維能力和創(chuàng)新能力。

六是有科學(xué)的創(chuàng)新實(shí)踐

創(chuàng)新的過(guò)程是遵循科學(xué)，依據(jù)事物的客觀規(guī)律進(jìn)行探索的過(guò)程，任何一種創(chuàng)新都不能有半點(diǎn)馬虎和空想，因此，創(chuàng)新型人才必須具有嚴(yán)謹(jǐn)而求實(shí)的工作作風(fēng)，嚴(yán)格遵循事物的客觀規(guī)律，從實(shí)際出發(fā)，以科學(xué)的態(tài)度進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐。

學(xué)習(xí)了傳感器與技術(shù)大家應(yīng)該都知道什么是創(chuàng)新型人才了，但是如何才能成為創(chuàng)新型人才呢？

成為創(chuàng)新型人才的前提就是更新教育觀念：

教育觀念的更新對(duì)于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才有一下幾個(gè)方面的影響：

第一，教育的目標(biāo)。傳統(tǒng)教育目標(biāo)是為社會(huì)培養(yǎng)合格人才，現(xiàn)在我們談教育目標(biāo)主要是促進(jìn)人的全面發(fā)展。前者是以社會(huì)為本，后者是以學(xué)生個(gè)體為本。我們現(xiàn)在要做的就是積極推動(dòng)學(xué)生的自主發(fā)展，使其成為積極適應(yīng)社會(huì)的人才。

第二，教育的使命。傳統(tǒng)的教育使命是教授前人的知識(shí)，現(xiàn)代教育的使命是使人獲得持續(xù)發(fā)展能力。教育不再是簡(jiǎn)單知識(shí)的傳遞，而是使當(dāng)代學(xué)生獲得發(fā)展的能力。

第三，教育的特征。傳統(tǒng)的學(xué)校教育是建立在工業(yè)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)上的，是按工業(yè)經(jīng)濟(jì)的要求來(lái)培養(yǎng)學(xué)生?，F(xiàn)代教育則反映的是知識(shí)經(jīng)濟(jì)對(duì)人的需求，教育方式、教育過(guò)程強(qiáng)調(diào)個(gè)體化、個(gè)性化。

第四，教育的組織形式。傳統(tǒng)的組織形式是以學(xué)科、課堂為基礎(chǔ)

體系，現(xiàn)代教育強(qiáng)調(diào)建立以問(wèn)題為中心的跨學(xué)科結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代教育應(yīng)該突出問(wèn)題取向的方式，讓學(xué)生提高面對(duì)現(xiàn)代問(wèn)題的解決能力。

第五，教育思想。傳統(tǒng)教育講人人有受教育的權(quán)利，現(xiàn)代教育更加強(qiáng)調(diào)機(jī)會(huì)平等、過(guò)程平等，是尊重個(gè)人發(fā)展性的教育。

第六，教育過(guò)程。傳統(tǒng)教育過(guò)程是傳授和讀書，現(xiàn)代教育強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性的過(guò)程和創(chuàng)新。教育的根本結(jié)果就是要使人獲得廣泛的生活經(jīng)驗(yàn)、完整的生活概念。

以上六條是現(xiàn)代教育的核心理念，如果我們能夠把上述思想滲透到創(chuàng)新教育實(shí)踐中，創(chuàng)新型人才培養(yǎng)必將取得很好的效果。成為創(chuàng)新型人才的核心是自我發(fā)展能力

２１世紀(jì)最偉大成就，不只是在征服自然和物質(zhì)生產(chǎn)方面的科學(xué)發(fā)展，而應(yīng)是在終身教育理念指導(dǎo)下，人的潛能的開發(fā)，人的自我發(fā)展。學(xué)習(xí)型社會(huì)要求，我們的教育不僅要給學(xué)生第一次專業(yè)技能和職業(yè)能力，更重要的是為學(xué)生奠定終身教育、自我發(fā)展的牢固基礎(chǔ)，后一種功能在當(dāng)代社會(huì)顯得愈來(lái)愈重要。

成為創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵是評(píng)價(jià)機(jī)制

評(píng)價(jià)機(jī)制是導(dǎo)向?，F(xiàn)行的評(píng)價(jià)機(jī)制存在一些問(wèn)題。比如：錄取學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)單一，就是看分?jǐn)?shù)，過(guò)分看重考試成績(jī)，分分學(xué)生的命根。對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)，更重要的是學(xué)生的健康、道德、興趣、愛好，如果學(xué)生善良、誠(chéng)實(shí)、忠厚和助人為樂(lè)，那就不在乎考試高分。學(xué)生是人，“人”是高山大海，“分?jǐn)?shù)”只是小丘小溪；“人”是藍(lán)天蒼穹，成績(jī)僅是天上的一顆星星。

在當(dāng)今這樣一個(gè)信息化的時(shí)代里，企業(yè)對(duì)人才的需求同地方相比，既有專業(yè)性，更顯通用性、兼容性，與企業(yè)對(duì)專業(yè)人才的短缺有所不同，社會(huì)中既包容有眾多企業(yè)迫切需要的專業(yè)人才，又有大量的人才閑置。我們完全可以利用這些專業(yè)人才，稍加培訓(xùn)就可以充實(shí)到企業(yè)中來(lái)，既節(jié)約了成本，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與地方的人才互補(bǔ)，又解決了企業(yè)對(duì)人才的迫切需要。

參考文獻(xiàn):

［1］21世紀(jì)高等院校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)系列規(guī)劃教材?企業(yè)管理學(xué)胥悅紅(編者)(2008年5月版)

［2］新型傳感器技術(shù)及應(yīng)用宋曉輝(作者)(2009年03月版)

［3］傳感器技術(shù)陳建元 機(jī)械工業(yè)出版社(2008-10出版)

［4］傳感器與檢測(cè)技術(shù)高等職業(yè)技術(shù)教育研究會(huì)、宋雪臣 人民郵電出版社(2009-05出版)

［4］全國(guó)高等院校測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材?傳感器原理及應(yīng)用 趙燕 北京大學(xué)出版社(2010-02出版)

第三篇：探傷儀有關(guān)技術(shù)要求

大型養(yǎng)路機(jī)械傳動(dòng)軸探傷儀購(gòu)置技術(shù)要求

一、技術(shù)要求：

1.數(shù)量：1套

2.使用范圍：

熒光磁粉探傷儀，適用于大型養(yǎng)路機(jī)械傳動(dòng)軸的探傷，可對(duì)傳動(dòng)軸，半軸的軸類零件及扒板、銷類整體探傷。

3.參數(shù)：

1）用于線圈磁化時(shí)，縱向磁化磁勢(shì)：AC 0－12000AT（有效值），連續(xù)可調(diào)，帶斷電相位控制，數(shù)顯，磁化電流可保持；

用于聯(lián)接銷周向磁化時(shí)，周向磁化電流：AC 0-2000A（有效值），連續(xù)可調(diào)，帶斷電相位控制，數(shù)顯，磁化電流可保持；

用于聯(lián)接銷縱向磁化時(shí)，縱向磁化磁勢(shì)：AC 0-16000AT（有效值），連續(xù)可調(diào)，帶斷電相位控制，數(shù)顯，磁化電流可保持；

2）磁化時(shí)間：0-3秒，可設(shè)定；

3）退磁方式及效果：機(jī)上退磁，周向AC 2000-0A，縱向線圈AC 12000AT－0，縱向磁軛AC 16000AT－0，退磁時(shí)間為5秒／次，剩磁小于0.2mT（159A／M）；

4）運(yùn)行方式：手動(dòng)、自動(dòng)；

4.使用條件：1.環(huán)境溫度：－10°C～40°C；2.相對(duì)濕度：不大于85%；

5.交貨時(shí)間：自中標(biāo)之日起3個(gè)月內(nèi)交付使用。

6.交貨地點(diǎn)：產(chǎn)品交付鄭州工務(wù)機(jī)械段，運(yùn)雜費(fèi)、安裝調(diào)試費(fèi)、基礎(chǔ)費(fèi)等所有費(fèi)用由供方承擔(dān)。

7.質(zhì)量保證：整機(jī)質(zhì)保期1年。

8.售后服務(wù)：1年內(nèi)免費(fèi)修理，終身負(fù)責(zé)維修。

9.其它：免費(fèi)培訓(xùn)、隨機(jī)工具齊全，配備中文說(shuō)明書3套。

二、投標(biāo)人在開標(biāo)時(shí)須攜帶資質(zhì)證明材料原件，以備審查；

第四篇：《傳感器原理及應(yīng)用》作業(yè)3

《傳感器原理及應(yīng)用》作業(yè)三

一、填空題

1．當(dāng)應(yīng)變片主軸線與試件軸線方向一致且受一維應(yīng)力時(shí)，應(yīng)變片靈敏系數(shù)K是應(yīng)變片的之比

2．閉磁路變隙式單線圈電感傳感器的3．電渦流式傳感器工作時(shí)，要求線圈距被測(cè)物無(wú)關(guān)的金屬物體至少有一個(gè)線圈的距離，否則會(huì)使降低和非線性誤差加大。

4．電容式傳感器中，變介電常數(shù)式多用于

5．電位器的種類繁多，按工作特性可分為性兩種。

6．差動(dòng)螺線管式電感傳感器主要由兩個(gè)

7．電渦流傳感器的主體是。因而它的性能對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的性能產(chǎn)生重要影響。

8．電容式傳感器中，變面積式常用于較大的9．光敏三極管可以看成普通三極管的集電結(jié)用替代的結(jié)果。通?；鶚O不引出，只有兩個(gè)電極。

10．光電管由一個(gè)光電陰極和一個(gè)陽(yáng)極封裝在真空的玻璃殼內(nèi)組成，其技術(shù)性能主要取決于。

11．振弦式傳感器是經(jīng)被拉緊的鋼弦作為傳感元件，其與弦的張緊力的平方根成正比。

12．振筒式傳感器用薄壁圓筒將被測(cè)氣體或密度的變化轉(zhuǎn)換成頻率的變化。

13．所謂光柵，從它的功能上看，就是刻線間距很小的14．振弦式傳感器的原理結(jié)構(gòu)中，振弦的一端用夾緊塊固定在上，另一端用夾緊塊固定在上。

15．對(duì)某種物體產(chǎn)生有一個(gè)的限制，稱為紅限。

16．光敏二極管的結(jié)構(gòu)與普通二極管相似，其管芯是一個(gè)具有PN結(jié)。它是在電壓下工作的。

17．振筒式傳感器中，激勵(lì)器與拾振器通過(guò)加上放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)振蕩系統(tǒng)，所以振筒是由材料制成的。

二、選擇題（5題為多選）

1．當(dāng)一定波長(zhǎng)入射光照射物體時(shí)，反映該物體光電靈敏度的物理量是（）。

A．紅限B．量子效率

C．逸出功D．普朗克常數(shù)

2．光敏三極管工作時(shí)（）。

A． 基極開路、集電結(jié)反偏、發(fā)射結(jié)正偏

B． 基極開路、集電結(jié)正偏、發(fā)射結(jié)反偏

C． 基極接電信號(hào)、集電結(jié)正偏、發(fā)射結(jié)反偏

3．在光線作用下，半導(dǎo)體電導(dǎo)率增加的現(xiàn)象屬于（）。

A．外光電效應(yīng)B．內(nèi)光電效應(yīng)

D． 光電發(fā)射

4．振弦式傳感器中，把被測(cè)量轉(zhuǎn)換成頻率的關(guān)鍵部件是（）。

A．激勵(lì)器B．拾振器

C．永久磁鐵D．振弦

5．計(jì)量光柵上出現(xiàn)莫爾條紋的條件有（）。

A． 兩塊柵距相等的光柵疊在一起

B． 兩塊光柵的刻線之間有較大的夾角

C． 兩塊光柵的刻線之間有較小的夾角

D． 兩塊光柵的刻線之間必須平行

第五篇：傳感器大作業(yè)霍爾轉(zhuǎn)速器

傳感器大作業(yè)

題目：霍爾轉(zhuǎn)速器

姓名：

#####

學(xué)院：電子工程學(xué)院

班級(jí)：

學(xué)號(hào)：

日期：2013年X月X日

一、被測(cè)量分析

轉(zhuǎn)速是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的工作參數(shù)之一,也是其它參數(shù)計(jì)算的重要依據(jù)。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工程實(shí)踐中，經(jīng)常會(huì)遇到各種需要測(cè)量轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、機(jī)床主軸等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的試驗(yàn)、運(yùn)轉(zhuǎn)和控制中，常需要測(cè)量和顯示其轉(zhuǎn)速。要測(cè)速，首先要解決的是采樣問(wèn)題。測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法分為模擬式和數(shù)字式兩種。模擬式采用測(cè)速發(fā)電機(jī)為檢測(cè)元件，得到的信號(hào)是模擬量。早期直流電動(dòng)機(jī)的控制均以模擬電路為基礎(chǔ)，采用運(yùn)算放大器，非線性集成電路以及少量的數(shù)字電路組成，控制系統(tǒng)的硬件部分非常復(fù)雜，功能單一，而且系統(tǒng)非常不靈活、調(diào)試?yán)щy。數(shù)字式通常采用光電編碼器、圓光柵、霍爾元件等為檢測(cè)元件，得到的信號(hào)是脈沖信號(hào)。隨著微型計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，單片機(jī)技術(shù)的日新月異，特別是高性能價(jià)格比的單片機(jī)的出現(xiàn)，轉(zhuǎn)速測(cè)量普遍采用以單片機(jī)為核心的數(shù)字式測(cè)量方法，使得許多控制功能及算法可以采用軟件技術(shù)來(lái)完成，智能化微電腦代替了一般機(jī)械式或模擬式結(jié)構(gòu)，并使系統(tǒng)能達(dá)到更高的性能。采用單片機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)，可以節(jié)約人力資源和降低系統(tǒng)成本，從而有效的提高工作效率。

二、霍爾傳感器的發(fā)展歷史及其現(xiàn)狀

霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器?；魻栃?yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來(lái)發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬?gòu)?qiáng)得多，利用這現(xiàn)象制成的各種霍爾元件，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及信息處理等方面。霍爾效應(yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過(guò)霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù)，能夠判斷半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數(shù)。

三、傳感器設(shè)計(jì)思路

系統(tǒng)由傳感器、信號(hào)預(yù)處理電路、處理器、顯示器和系統(tǒng)軟件等部分組成。傳感器部分采用霍爾傳感器，負(fù)責(zé)將電機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)。信號(hào)預(yù)處理電路包含待測(cè)信號(hào)放大、波形變換、波形整形電路等部分，其中放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)信號(hào)的放大,降低對(duì)待測(cè)信號(hào)的幅度要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)小信號(hào)的測(cè)量；波形變換和波形整形電路實(shí)現(xiàn)把正負(fù)交變的信號(hào)波形變換成可被單片機(jī)接受的TTL/CMOS兼容信號(hào)。

處理器采用STC89C51單片機(jī)，顯示器采用8位LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示。系統(tǒng)原理框圖如圖所示：

系統(tǒng)軟件主要包括測(cè)量初始化模塊、信號(hào)頻率測(cè)量模塊、浮點(diǎn)數(shù)算術(shù)運(yùn)算模塊、浮點(diǎn)數(shù)到BCD碼轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊、按鍵功能模塊、定時(shí)器中斷服務(wù)模塊。系統(tǒng)軟件框圖如圖所示：

四、傳感器的結(jié)構(gòu)及工作原理說(shuō)明

霍爾傳感器是對(duì)磁敏感的傳感元件，由磁鋼、霍耳元件等組成。測(cè)量系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速傳感器選用SiKO的NJK-8002D的霍爾傳感器，其響應(yīng)頻率為100KHz，額定電壓為5-30（V）、檢測(cè)距離為10（mm）。其在大電流磁場(chǎng)或磁鋼磁場(chǎng)的作用下，能測(cè)量高頻、工頻、直流等各種波形電流。該傳感器具有測(cè)量精度高、電壓范圍寬、功耗小、輸出功率大等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在高速計(jì)數(shù)、測(cè)頻率、測(cè)轉(zhuǎn)速等領(lǐng)域。輸出電壓4～25V，直流電源要有足夠的濾波電容，測(cè)量極性為N極。安裝時(shí)將一非磁性圓盤固定在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，將磁鋼粘貼在圓盤邊緣，磁鋼采用永久磁鐵，其磁力較強(qiáng)，霍爾元件固定在距圓盤1-10mm處。當(dāng)磁鋼與霍爾元件相對(duì)位置發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)霍爾元件感磁面的磁場(chǎng)強(qiáng)度就會(huì)發(fā)生變化。圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鋼靠近霍爾元件，穿過(guò)霍爾元件的磁場(chǎng)較強(qiáng)，霍爾元件輸出低電平；當(dāng)磁場(chǎng)減弱時(shí)，輸出高電平，從而使得在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，霍爾元件輸出連續(xù)脈沖信號(hào)。這種傳感器不怕灰塵、油污，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用廣泛。

霍爾器件是由半導(dǎo)體材料制成的一種薄片，器件的長(zhǎng)、寬、高分別為

l、ｂ、ｄ。若在垂直于薄片平面（沿厚度

ｄ）方向施加外磁場(chǎng)Ｂ，在沿ｌ方向的兩個(gè)端面加一外電場(chǎng)，則有一定的電流流過(guò)。由于電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，所以將受到一個(gè)洛侖磁力，其大小為：

式中：f—洛侖磁力，ｑ—載流子電荷，Ｖ—載流子運(yùn)動(dòng)速度，Ｂ—磁感應(yīng)強(qiáng)度。

這樣使電子的運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生偏移，在霍爾元器件薄片的兩個(gè)側(cè)面分別產(chǎn)生電子積聚或電荷過(guò)剩，形成霍爾電場(chǎng)，霍爾元器件兩個(gè)側(cè)面間的電位差稱為霍爾電壓。

霍爾電壓大小為：

(mV)

式中：—霍爾常數(shù)，ｄ—元件厚度，Ｂ—磁感應(yīng)強(qiáng)度，Ｉ—控制電流

設(shè),則=(mV)

為霍爾器件的靈敏系數(shù)(mV/mA/T)，它表示該霍爾元件在單位磁感應(yīng)強(qiáng)度和單位控制電流下輸出霍爾電動(dòng)勢(shì)的大小。應(yīng)注意，當(dāng)電磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ反向時(shí)，霍爾電動(dòng)勢(shì)也反向。圖2.3為霍耳元件的原理結(jié)構(gòu)圖。

若控制電流保持不變，則霍爾感應(yīng)電壓將隨外界磁場(chǎng)強(qiáng)度而變化，根據(jù)這一原理，可以將兩塊永久磁鋼固定在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)盤的邊沿，轉(zhuǎn)盤隨被測(cè)軸旋轉(zhuǎn)，磁鋼也將跟著同步旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)盤附近安裝一個(gè)霍爾元件，轉(zhuǎn)盤隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，霍爾元件受到磁鋼所產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響，輸出脈沖信號(hào)。傳感器內(nèi)置電路對(duì)該信號(hào)進(jìn)行放大、整形，輸出良好的矩形脈沖信號(hào)，測(cè)量頻率范圍更寬，輸出信號(hào)更精確穩(wěn)定，已在工業(yè)，汽車，航空等測(cè)速領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。其頻率和轉(zhuǎn)速成正比，測(cè)出脈沖的周期或頻率即可計(jì)算出轉(zhuǎn)速。

五、檢測(cè)電路

系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

5.1

單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)選用

STC89C51

作為轉(zhuǎn)速信號(hào)的處理核心。STC89C51

包含

個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、4K×8

位片內(nèi)

FLASH

程序存儲(chǔ)器、4個(gè)8位并行I/O口。16

位定時(shí)/計(jì)數(shù)器用于實(shí)現(xiàn)待測(cè)信號(hào)的頻率測(cè)量。8位并行口P0、P2用于把測(cè)量結(jié)果送到顯示電路。4K×8

位片內(nèi)FLASH程序存儲(chǔ)器用于放置系統(tǒng)軟件。STC89C51與具有更大程序存儲(chǔ)器的芯片管腳兼容,如:89C52(8K×8

位)或

89C55(32K×8

位),為系統(tǒng)軟件升級(jí)打下堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。STC89C51最大的優(yōu)點(diǎn)是：可直接通過(guò)計(jì)算機(jī)串口線下載程序,而無(wú)需專用下載線和編程器。

STC89C51單片機(jī)是在一塊芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多功能I/O口等一臺(tái)計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件。其基本結(jié)構(gòu)框圖如圖3.1，包括：

·一個(gè)8位CPU；

·4KB

ROM；

·128字節(jié)RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；

·21個(gè)特殊功能寄存器SFR；

·

4個(gè)8位并行I/O口，其中P0、P2為地址/數(shù)據(jù)線，可尋址64KB

ROM或64KB

RAM；

·一個(gè)可編程全雙工串行口；

·具有5個(gè)中斷源，兩個(gè)優(yōu)先級(jí)，嵌套中斷結(jié)構(gòu)；

·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；

·一個(gè)片內(nèi)震蕩器及時(shí)鐘電路；

T0

T1

特殊功能寄存器SFR

128字節(jié)RAM

定時(shí)/計(jì)數(shù)器

T0、T1

時(shí)鐘源

CPU

串行接口

并行I/O接口

中斷系統(tǒng)

4K

ROM（EPROM）

（8031無(wú)）

P0

P1

P2

P3

TXD

RXD

中斷輸入

STC89C51單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖

STC89C51系列單片機(jī)中HMOS工藝制造的芯片采用雙列直插(DIP)方式封裝,有40個(gè)引腳。STC89C51單片機(jī)40條引腳說(shuō)明如下:

(1)電源引腳。V正常運(yùn)行和編程校驗(yàn)(8051/8751)時(shí)為5V電源,V為接地端。

（2）I/O總線。P-

P（P0口），P-

P（P1口），P-

P（P2口），P-

P（P3口）為輸入/輸出引線。

（3）時(shí)鐘。

XTAL1：片內(nèi)震蕩器反相放大器的輸入端。

XTAL2：片內(nèi)震蕩器反相放器的輸出端，也是內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。

（4）控制總線。

由P3口的第二功能狀態(tài)和4根獨(dú)立控制線RESET、EA、ALE、PSEN組成。

值得強(qiáng)調(diào)的是，P3口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能。如表3.1所示。

P3口引腳及線號(hào)

引腳

第二功能

P3.0

(10)

RXD

串行輸入口

P3.1

(11)

TXD

串行輸出口

P3.2

(12)

INT0

外部中斷0

P3.3

(13)

INT1

外部中斷1

P3.4

(14)

T0

定時(shí)器0外部輸入

P3.5

(15)

T1

定時(shí)器1外部輸入

P3.6

(16)

WR

外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫脈沖

P3.7

(17)

RD

外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀脈沖

表3.1

P3口線的第二功能定義：

STC89C51單片機(jī)的片外總線結(jié)構(gòu)：

①地址總線（AB）：地址總線寬為16位，因此，其外部存儲(chǔ)器直接尋址為64K字節(jié)，16位地址總線由P0口經(jīng)地址鎖存器提供8位地址（A0至A7）；P2口直接提供8位地址（A8至A15）。

②數(shù)據(jù)總線（DB）：數(shù)據(jù)總線寬度為8位，由P0提供。

③控制總線（CB）：由P3口的第二功能狀態(tài)和4根獨(dú)立控制線RESET、EA、ALE、PSEN組成。

5.2

脈沖產(chǎn)生電路設(shè)計(jì)

LM358內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無(wú)關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。

LM358的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式。

特性:

·

內(nèi)部頻率補(bǔ)償

·

直流電壓增益高(約100dB)

·

單位增益頻帶寬(約1MHz)

·

電源電壓范圍寬：?jiǎn)坞娫?3—30V)

·

雙電源(±1.5一±15V)

·

低功耗電流，適合于電池供電

·

低輸入偏流

·

低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流

·

共模輸入電壓范圍寬，包括接地

·

差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍

·

輸出電壓擺幅大(0至Vcc-1.5V)

如圖3.2所示，信號(hào)預(yù)處理電路為系統(tǒng)的前級(jí)電路，其中霍爾傳感元件b,d為兩電源端，d接正極，b接負(fù)極；a,c兩端為輸出端，安裝時(shí)霍爾傳感器對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)盤上的磁鋼,當(dāng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，從霍爾傳感器的輸出端獲得與轉(zhuǎn)速率成正比的脈沖信號(hào)，傳感器內(nèi)置電路對(duì)該信號(hào)進(jìn)行放大、整形，輸出良好的矩形脈沖信號(hào)，圖中LM358部分為過(guò)零整形電路使輸入的交變信號(hào)更精確的變換成規(guī)則穩(wěn)定的矩形脈沖，便于單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)。

5.3

按鍵電路設(shè)計(jì)

通過(guò)軟件設(shè)置按鍵開關(guān)功能：

按

K0清零、復(fù)位

按K1顯示計(jì)時(shí)時(shí)間

按K2顯示計(jì)數(shù)脈沖數(shù)

此按鍵電路為低電平有效，當(dāng)無(wú)按鍵按下時(shí)，單片機(jī)輸入引腳P1.0、P1.1、P1.2、P1.3端口均為高電平。當(dāng)其中任一按鍵按下時(shí)，其對(duì)應(yīng)的P1端口變?yōu)榈碗娖?，在軟件中利用這個(gè)低電平設(shè)計(jì)其功能。軟件中還設(shè)置了按鍵防抖動(dòng)誤觸發(fā)功能，軟件中設(shè)置定時(shí)器1

50ms中斷一次，每次中斷都對(duì)按鍵進(jìn)行掃描，如果掃描到有按鍵按下，則延遲10ms，再次進(jìn)行鍵掃描，若仍有按鍵按下，則按鍵為真，并從P1口讀取數(shù)據(jù)，低電平對(duì)應(yīng)的即為有效按鍵，如圖3.3所示。

按鍵電路圖

5.4

數(shù)據(jù)顯示電路設(shè)計(jì)

5.4.1

數(shù)碼管結(jié)構(gòu)和顯示原理

圖為數(shù)碼管的引腳接線圖，實(shí)驗(yàn)板上以P0口作輸出口，經(jīng)74LS244驅(qū)動(dòng)，接8只共陽(yáng)數(shù)碼管S0-S7。表3.2為驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管的段代碼表為低電平有效，1-代表對(duì)應(yīng)的筆段不亮，0-代表對(duì)應(yīng)的筆段亮。若需要在最右邊（S0）顯示“5”，只要將從表中查得的段代碼64H寫入P0口，再將P2.0置高，P2.1-P2.7置低即可。設(shè)計(jì)中采用動(dòng)態(tài)顯示，所以其亮度只有一個(gè)LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示亮度的八分之一。

驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管的段代碼

數(shù)字

d

p

e

c

g

b

f

a

十六進(jìn)制

P0.7

P0.6

P0.5

P0.4

P0.3

P0.2

P0.1

P0.0

共陰

共陽(yáng)

0

0

0

B7

0

0

0

0

0

0

EB

0

0

0

AD

0

0

0

9D

0

0

0

0

1E

E1

0

0

0

9B

0

0

BB

0

0

0

0

0

EA

0

BF

0

0

9F

數(shù)碼管的引腳接線圖

這里設(shè)計(jì)的系統(tǒng)先用

位LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示小型直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速高于六位所能顯示的值（999999）時(shí)就會(huì)自動(dòng)向上進(jìn)位顯示。

5.4.2

緩沖器74LS244

系統(tǒng)總線中的地址總線和控制總線是單向的,因此驅(qū)動(dòng)器可以選用單向的,如74LS244。74LS244還帶有三態(tài)控制，能實(shí)現(xiàn)總線緩沖和隔離,74LS244是一種三態(tài)輸出的八緩沖器和線驅(qū)動(dòng)器，該芯片的邏輯電路圖和引腳圖如圖3.5所示。

從圖可見，該緩沖器有8個(gè)輸入端，分為兩路——1A1～1A4，2A1～2A4。同時(shí)8個(gè)輸出端也分為兩路——1Y1～1Y4，2Y1～2Y4，分別由2個(gè)門控信號(hào)1G和2G控制，/1G,/2G三態(tài)允許端(低電平有效)。當(dāng)1G為低電平時(shí)，1Y1～1Y4的電平與1A1～1A4的電平相同，即輸出反映輸入電平的高低；同樣，當(dāng)2G為低電平時(shí)，2Y1～2Y4的電平與2A1～2A4的電平相同。而當(dāng)1G（或2G）為高電平時(shí)，輸出1Y1～1Y4（或2Y1～2Y4）為高阻態(tài)。經(jīng)74LS244緩沖后，輸入信號(hào)被驅(qū)動(dòng)，輸出信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力加大了。74LS244緩沖器主要用于三態(tài)輸出的存儲(chǔ)地址驅(qū)動(dòng)器、時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器和總線定向接收器和定向發(fā)送器等。常用的緩沖器還有74LS240，241等。

圖3.5

74LS244邏輯電路圖

74LS244的極限參數(shù)如下:

電源電壓：7V

輸入電壓：5.5V

輸出高阻態(tài)時(shí)高電平電壓：5.5V

利用上述器件設(shè)計(jì)的顯示電路如圖3.6所示。8個(gè)共陽(yáng)的LED數(shù)碼管（S0-S7）同名的引腳連接在一起，由單片機(jī)P0口通過(guò)74LS244驅(qū)動(dòng)（段控制），R12-R19

為限流電阻。單片機(jī)P2口的8個(gè)引腳分別通過(guò)三極管Q0-Q7控制8個(gè)LED數(shù)碼管的公共端（位控制）。單片機(jī)的主時(shí)鐘為12MHz。

P0口

和

P2口都是準(zhǔn)雙向口，輸出時(shí)需要接上拉電阻。P0內(nèi)部沒(méi)有上拉電阻，P2口內(nèi)部有弱上拉。所以P0口外圍電路設(shè)計(jì)為低電平有效，高電平無(wú)效。要使數(shù)碼管S0-S7的其中一個(gè)亮，其對(duì)應(yīng)的P2端口要置高，P2的其余端口置低。如要讓S0數(shù)碼管亮，則要將P2.0置高，P2.1-P2.7置低即可。

系統(tǒng)將定時(shí)把顯示緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)送出，在數(shù)碼管LED上顯示。

5.5

總電路圖

六、補(bǔ)償?shù)目紤]

霍爾元件常采用鍺、硅、砷化鎵、砷化銦及銻化鋼等半導(dǎo)體制作。用銻化銦半導(dǎo)體制成的霍爾元件靈敏度最高，但受溫度的影響較大。用鍺半導(dǎo)體制成的霍爾元件，雖然靈敏度較低，但它的溫度特性及線性度較好。目前使用銻化銦霍爾元件的場(chǎng)合較多。

七、重要參數(shù)

1、霍爾元件

霍爾元件應(yīng)用霍爾效應(yīng)的半導(dǎo)體。

2、霍爾效應(yīng)

置于磁場(chǎng)中的靜止載流導(dǎo)體，當(dāng)它的電流方向與磁場(chǎng)方向不一致時(shí)，載流導(dǎo)體上平行于電流和磁場(chǎng)方向上的兩個(gè)面之間產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)。

3、霍爾系數(shù)（又稱霍爾常數(shù)）RH

在磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí)，霍爾電勢(shì)差UH與激勵(lì)電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的乘積成正比，與霍爾片的厚度δ成反比，即UH?=RH*I*B/δ，式中的RH稱為霍爾系數(shù)，它表示霍爾效應(yīng)的強(qiáng)弱。

另RH=μ*ρ即霍爾常數(shù)等于霍爾片材料的電阻率ρ與電子遷移率μ的乘積。

4、霍爾靈敏度KH（又稱霍爾乘積靈敏度）

霍爾靈敏度與霍爾系數(shù)成正比而與霍爾片的厚度δ成反比，即KH=RH/δ，它通?？梢员碚骰魻柍?shù)。

5、霍爾額定激勵(lì)電流

當(dāng)霍爾元件自身溫升10℃時(shí)所流過(guò)的激勵(lì)電流稱為額定激勵(lì)電流。

6、霍爾最大允許激勵(lì)電流

以霍爾元件允許最大溫升為限制所對(duì)應(yīng)的激勵(lì)電流稱為最大允許激勵(lì)電流。

7、霍爾輸入電阻

霍爾激勵(lì)電極間的電阻值稱為輸入電阻。

8、霍爾輸出電阻

霍爾輸出電極間的電阻值稱為輸入電阻。

9、霍爾元件的電阻溫度系數(shù)

在不施加磁場(chǎng)的條件下，環(huán)境溫度每變化1℃時(shí)，電阻的相對(duì)變化率，用α表示，單位為%/℃。

10、霍爾不等位電勢(shì)（又稱霍爾偏移零點(diǎn)）

在沒(méi)有外加磁場(chǎng)和霍爾激勵(lì)電流為I的情況下，在輸出端空載測(cè)得的霍爾電勢(shì)差稱為不等位電勢(shì)。

11、霍爾輸出電壓

在外加磁場(chǎng)和霍爾激勵(lì)電流為I的情況下，在輸出端空載測(cè)得的霍爾電勢(shì)差稱為霍爾輸出電壓。

12、霍爾電壓輸出比率

霍爾不等位電勢(shì)與霍爾輸出電勢(shì)的比率

13、霍爾寄生直流電勢(shì)

在外加磁場(chǎng)為零、霍爾元件用交流激勵(lì)時(shí)，霍爾電極輸出除了交流不等位電勢(shì)外，還有一直流電勢(shì)，稱寄生直流電勢(shì)。

14、霍爾不等位電勢(shì)

在沒(méi)有外加磁場(chǎng)和霍爾激勵(lì)電流為I的情況下，環(huán)境溫度每變化1℃時(shí)，不等位電勢(shì)的相對(duì)變化率。

15、霍爾電勢(shì)溫度系數(shù)

在外加磁場(chǎng)和霍爾激勵(lì)電流為I的情況下，環(huán)境溫度每變化1℃時(shí)，不等位電勢(shì)的相對(duì)變化率。它同時(shí)也是霍爾系數(shù)的溫度系數(shù)。

八、傳感器名稱：霍爾轉(zhuǎn)速器

九、應(yīng)用描述

霍爾傳感器在實(shí)際應(yīng)用中越來(lái)越廣泛，將永磁體按適當(dāng)?shù)姆绞焦潭ㄔ诒粶y(cè)軸上，霍爾傳感器置于磁鐵的氣隙中，當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾傳感器輸出的電壓則包含有轉(zhuǎn)速的信息。測(cè)速的方法決定了測(cè)速信號(hào)的硬件連接，測(cè)速實(shí)際上就是測(cè)頻，因此，頻率測(cè)量的一些原則同樣適用于測(cè)速。將霍爾傳感器輸出電壓經(jīng)后續(xù)電路處理，便可得到轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)。隨著單片機(jī)的不斷推陳出新，特別是高性價(jià)比的單片機(jī)的涌現(xiàn)，轉(zhuǎn)速測(cè)量控制普遍采用了以單片機(jī)為核心的數(shù)字化、智能化的系統(tǒng)。本文介紹了一種由單片機(jī)c8051f060作為主控制器，使用霍爾傳感器進(jìn)行測(cè)量的直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)。

霍爾傳感器具有不怕灰塵、油污，安裝簡(jiǎn)易，不易損壞等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)得到了廣泛應(yīng)用。利用霍爾傳感器設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)以單片機(jī)STC89C51為數(shù)據(jù)處理核心，采用定時(shí)器定時(shí)中斷的方法實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得到轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，并將結(jié)果送數(shù)碼管顯示。整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)硬件電路簡(jiǎn)單，容易調(diào)試，軟件部分編程采用C51，有較高的編程效率。測(cè)試結(jié)果表明對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量精度較高，基本能夠滿足實(shí)際的測(cè)試需要，有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

十、需要說(shuō)明的問(wèn)題

用霍爾元件測(cè)量轉(zhuǎn)速時(shí)，每當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化時(shí)霍爾元件就輸出一個(gè)脈沖，如果轉(zhuǎn)速過(guò)慢，磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化的周期過(guò)長(zhǎng)，大于讀取脈沖信號(hào)的電路的工作周期，就會(huì)導(dǎo)致計(jì)數(shù)錯(cuò)誤。

北京郵電大學(xué)