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cdabe-nb传感器测控仪表说明书
篇一:
传感器说明书
目录
一、设计目的及意义.................................................2
二、水质的监测......................................................3
2.1检测方法介绍..................................................3
2.2水质监测方案的制定............................................3
2.3水环境监测质量控制工作中的控制................................3
2.4水质在线监测技术系统框图......................................3
三、仪器及电路的选择.................................................4
3.1传感器的选择及原理............................................4
3.2单片机的选择及原理...........................................5
3.3数/模转换器的选用............................................9
3.4电路的选择..................................................10
四、系统汇编语言...................................................14
4.1水质监测主程序流程图........................................14
4.2程序清单....................................................14
4.3系统的调试..................................................17
五、对本设计的评价.................................................18
六、对本次设计的感想体会............................................19
七、参考文献.......................................................20
一、设计的目的和意义
水是人类赖以生存和发展的物质基础,饮水安全则是影响人体健康和国计民生的重大问题。
各行各业都需要用水,所以我们必须对水质进行检测来达到我们的要求。
近年来由于我国工业水平的迅猛发展导致严重的水污染及水资源短缺,严重制约着经济的发展和危害着人类的健康,这迫使水体多参数自动控制系统成为社会热点问题,人们十分渴望水体的合理利用。
因此,本设计的出现具有重要的意义。
第一,了解污水水质,为污水处理技术方案提供依据。
因为描述定义一种污水,主要就是从其常规水质指标角度来说的,常规水质指标包含了污水的基本特征和信息。
污水的水质特征决定了他适合采用什么处理方法,常规指标提供了最基本和最重要的依据。
第二,为水处理工艺提供参考。
以生物法处理废水为例,各个工艺单元都对进水水质有相关的要求,出水水质也要达到设计效果,所以就要在各个工艺节点对水水质进行检测,并以此判断运行是否正常。
总的来说,常规水质监测是用来反映水质基本特征的。
为行政的、经济的、技术的表征污水提供化指标。
另外,通过对水质监测系统的研究,可以对检测和测控有一个更深入的了解,尤其是在电子测控方面,应用到电子测试的一些基本知识,配合对单片机的研究,可以对自己在监测和测控方面进行很大的提升。
而且在当今时代监测和测控的技术逐渐的仪表化。
另外,研究如何将传感器与外围电路配合,将感应的模拟信号转变成数字信号也是非常重要的,这样对传感器和数模转换器的应用也会得到提升,对单片机的学习尤为重要,可以丰富自己的设计能力和单片机程序语言的设计能力。
东北电力大学
二、水质的监测
2.1检测方法介绍
水质监测是指对水样的各项指标进行测试,可以根据这些指标进行分类,对水体质量进行判断和综合评价。
其检测内容可以是PH值、各种溶于水的自由离子、细菌总数及矿化度等。
使用电子设备进行水质检测,主要是利用各类传感器对水中的参数进行检测。
其检测内容可以是浑浊度、电导率、温度等。
2.2水质监测方案的制定
水质监测方案的确定步骤有:
进行采样前的调查研究,明确监测目的,收集资料;确定监测项目;设定监测网点(设置监测断面和采样点);确定采样时间和频率;选择采样及监测的技术;数据处理;提出监测报告要求;制订质量保证程序、措施及方案实施计划。
2.3水环境监测质量控制工作中的控制
(来自:
WwW.:
cdabe-nb传感器测控仪表说明书)水环境监测的过程控制指的是对实验室监测和现场监测过程的控制。
着重把握好以下几个方面:
一,对水质监测点位置的设置。
水质监测站点测得的监测数据应能体现水质情况。
二,水质样品的实时采集。
三,对水质样品的质量控制。
样品在采集、运输、保存、交接、制备和分析测试过程中,应遵守既定操作流程,确保样品的质量。
基础环节不能忽视。
2.4水质在线监测技术系统框图
水质在线监测系统是环境监测原理、现代传感器技术、自动控制技术、网络通信、软件工程、大型数据库系统和环境评价管理交叉发展的产物。
其基本框图
图2.1水质在线监测系统基本框图
东北电力大学
三、仪器及电路的选择
3.1传感器的选择及原理
1、传感器的介绍
传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。
我国国家标准(GB7665-87)中说,传感器(Transducer/Sensor)的定义是:
“能够感受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”。
我们的定义是:
传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。
这一定义包含了以下几方面的意思:
⑴传感器是测量装置,能完成检测任务;
⑵它的输出量是某一被测量,可能是物理量,也可能是化学量、生物量等;⑶它的输出量是某种物理量,这种量要便于传输、转换、处理、显示等等,这种量可以是气、光、电量,但主要是电量;
⑷输出输入有对应关系,且应有一定的精确程度。
关于传感器,我国曾出现过多种名称,如发送器、传送器、变送器等,它们的内涵相同或相似,所以近来已逐渐趋向统一,大都使用传感器这一名称了。
从字面上可以作如下解释:
传感器的功用是一感二传,即感受被测信息,并传送出去。
关于传感器,我国曾出现过多种名称,如发送器、传送器、变送器等,它们的内涵相同或相似,所以近来已逐渐趋向统一,大都使用传感器这一名称了。
从字面上可以作如下解释:
传感器的功用是一感二传,即感受被测信息,并传送出去。
传感器是直接进行测量的环节。
2、传感器的选择
传感器可分为化学传感器、光导纤维传感器和生物传感器。
本次选用的传感器是化学传感器。
化学传感器是利用化学反应产生的电信号或其他信息(如光效应、热效应、场效应及质量变化等)来进行测定的。
被分析物透过选择性薄膜后发生特定化学反应,产生的信息被相应的化学或物理换能器转变成可定量或可处理的电信号,经过二次放大后得到显示。
如硝酸盐氮、各种金属离子(如Ag+、Pb2+、Cd2+、Ca2+等)都可通过特定电极引起电化学反应来检测。
这类传感器是在水质自动监测中应用最广的传感器。
化学传感器的技术原理图示如下图3.1。
东北电力大学
图3.1化学传感器的技术原理图
本设计选用的是玻璃电极,其测量的线性范围是1~9.5pH。
PH玻璃电极是20世纪初出现的电化学式传感器,它有多种形式,其中目前应用广泛的是这样一种结构,它包括:
电极引线,电极帽,铅玻璃,PH敏感玻璃膜,内参比液,Ag-AgcL电极。
首先把PH敏感玻璃膜的配料熔融为液态玻璃体。
然后用铅玻璃管(对H离子无响应)蘸取融化的玻璃体趁热吹成珠泡形,冷却后装入内参比液和Ag-AgcL参比电极,接好电极引线,封上电极帽后就是PH玻璃电极。
PH敏感玻璃电极对试液中的H离子具有选择性响应。
PH玻璃电极的主要干扰离子是Na,当它与H共存于试液时,Na离子会造成测量误差,此误差称为咸误差。
玻璃电极属于固态膜电极,PH敏感玻璃膜的主要成分是SiO2。
不存在自由活动的带电载体,因此没有导电性,干玻璃不能响想H离子。
需在蒸馏水中泡24小时之后,膜表面形成水化层,在界面处有离子交换反应并形成电位差。
3.2单片机选择及工作原理
1、单片机的介绍
单片机也称为微控制器或嵌入式微控制器。
其内部结构与普通计算机结构类似,也是由中央处理器(CPU)、存储器和输入/输出(I/O)3大基本部分构成。
实际就是把一台普通计算机经过简化,浓缩在一小片芯片内,形成了芯片级计算机,即单芯片微型计算机,简称单片机。
具有性能高,价格低;体积小,可靠性高;低电压,低功耗的特点。
单片机内有两个存储器,一个用于存放程序,称为程序存储器;另一个用于程序运行时暂时存放数据,称为数据存储器,也称寄存器。
在寄存器中有一部分寄存器具有特殊功能,称为特殊功能寄存器(如P0、P1、P2、P3端口寄存器)。
单片机的主要功能是通过向特殊功能寄存器写入0或1二进制数来实现的。
2、单片机的分类
⑴按用途分类
篇二:
传感器说明书
课程设计报告
学生姓名:
学院:
班级:
题目:
xxx学号:
机械工程学院机械xxx班测量振动传感器
指导教师:
xxx职称:
高级工程师
201X年1月11日
目录
一、设计任务分析....................................................................................3
二、方案设计............................................................................................3
2.1原理简述..........................................................................................3
2.2应变片检测原理..............................................................................3
2.3弹性元件的选择及设计..................................................................5
2.4应变片的选择及设计......................................................................5
三、单元电路的设计................................................................................6
3.1电桥电路的设计..............................................................................6
3.2放大电路的设计..............................................................................7
3.3移相器的设计..................................................................................8
3.4过零比较器的设计..........................................................................9
3.5相敏检波电路的设计......................................................................9
3.6低通滤波器的设计........................................................................10
四、误差分析..........................................................................................10
五、心得体会..........................................................................................11
六、参考文献..........................................................................................11
一、设计任务分析
采用电阻应变片设计一种电阻应变式质量(压力)传感器,具体要求如下:
1.正确选取电阻应变片的型号、数量、粘贴方式并连接成交流电桥;
2.选取适当形式的弹性元件,完成其机械结构设计、材料选择和受力分析,
3.并根据测试极限范围进行校核;
4.完成传感器的外观与装配设计;
5.完成应变电桥输出信号的后续电路(包括放大电路、相敏检波电路、低通滤波电路)的设计和相关电路参数计算,并绘制传感器电路原理图;
二、方案设计
2.1原理简述
电阻应变式传感器为本设计的主要部件,传感器中的弹性元件感受物体的重力并将其转化为应变片的电阻变化,再利用交流全桥测量原理得到一定大小的输出电压,通过电路输出电压和标准重量的线性关系,建立具体的数学模型,在显示表头中将电压(V)改为质量(kg)即可实现对物品质量的称重。
本设计所测质量范围是0-10kg,同时也将后续处理电路的电压处理为与之对应的0-10V。
由于采用了交流电桥,所以后续电路包括放大电路,相敏检波电路,移相电路,波形变换电路,低通滤波电路(显示电路本次未设计)。
原理框图如图一所示。
(质量)压力
电阻应变片
数显表头低通滤波
交流电桥
5KHZ交流
放大器
移相器相敏检波过零比较器
2.2应变片检测原理
电阻应变片(金属丝、箔式或半导体应变片)
粘贴在测量压力的弹性元件表
面上,当被测压力变化时,弹性元件内部应力变形,这个变形应力使应变片的电阻产生变形,根据所测电阻变化的大小来测量未知压力,也实现本次设计未知质量的检测。
设一根电阻丝,电阻率为?
,长度为l,截面积为S,在未受力时的电阻值为
R=?
l-----
①S
图一金属丝伸长后几何尺寸变化
如图一所示,电阻丝在拉力F作用下,长度l增加,截面S减少,电阻率?
也相应变化,将引起电阻变化△R,其值为
?
R?
l?
S?
?
=—+----②RlS?
对于半径r为的电阻丝,截面面积S=?
r2,则有?
ss=2?
rr。
令电阻丝的轴向应变为?
?
?
ll,径向应变为?
rr?
-?
(?
ll)?
?
?
?
,?
由材料力学可知,为电阻丝材料的泊松系数,经整理可得
?
R?
?
=(1+2?
)?
?
----③R?
通常把单位应电所引起的电阻相对变化称为电阻丝的灵敏系数,其表达式为
K=?
RR
?
?
(1?
2?
)?
?
?
?
?
----④
从④可以明显看出,电阻丝灵敏系数K由两部分组成:
受力后由材料的几何尺受力引起(1?
2?
);由材料电阻率变化引起的(?
?
?
)?
_1。
对于金属丝材料,(?
?
?
)?
_1项的值比(1?
2?
)小很多,可以忽略,故K?
1?
2?
。
大量实验证明在电阻丝拉伸比例极限内,电阻的相对变化与应变成正比,即为常数。
通常金属丝的=1.7~3.6。
④可写成
?
R=K?
----⑤R
2.3弹性元件的选择及设计
本次设计对气压的检测是通过对压力的检测实现的,所以弹性元件承受气压也即压力,这就要求弹性元件具有较好的韧性、强度及抗疲劳性,通过查设计手册,决定选取合金结构钢30CrMnSiNi2A,其抗拉应力是1700Mpa,屈服强度是1000Mpa,弹性模量是211Gpa。
同时本次设计选取弹性元件的形式为等截面梁,其示意图如图二所示
图二等截面梁
作用力F与某一位置处的应变关系可按下式计算:
?
=
式中:
?
——距自由端为l0处的应变值;
l——梁的长度;
E——梁的材料弹性模量;
b——梁的宽度;
h——梁的厚度。
6Fl0Ebh2
通过设计,选取l=20mm,l0=14mm,b=10mm,h=3mm
6Fl06?
100?
14?
10-3
?
=2=Mpa=93.3Mpa<<1000Mpa现校核如下:
-3-6bh10?
10?
9?
10
因此,选取是合理的。
2.4应变片的选择及设计
从理论学习中知道,箔式应变片具有敏感栅薄而宽,粘贴性能好,传递应变性能好;散热性好,敏感栅弯头横向效应可以忽略;蠕变,机械滞后小,疲劳寿命长等优点,所以非常适合本次设计的应用。
选择4片箔式应变片(BX120-02AA
)
篇三:
传感器说明书
简介
宁波银河自控设备有限公司位于浙江省余姚市经济开发区西南区,杭甬高速余姚出口旁,交通便利。
是专业从事称重显示控制仪表、称重传感器、工业称重系统、工业自动化仪表软硬件研究、开发、生产、系统调试服务和推广应用的高新技术企业。
公司拥有本行业产品研发经验丰富的专业队伍和高素质的技术工人队伍,设备先进,具有完善的产品质量保证体系,在安装、调试等方面积累了大量的经验。
本公司在国内电子秤行业中以生产工业电子称重系统而著称,形成了以工业电子称重系统为主的经营特色,可为冶金、混凝土搅拌、建材、饲料等行业提供各种先进、可靠的计量、配料控制、包装等称量设备。
特别是形成了冶金行业广泛使用的计算机高炉上料称重控制系统、喷煤称重系统、行车电子秤综合数据采集管理系统、高温钢水包、铁水包车载电子秤、连铸回转台高温钢包秤、高温中间包秤等成套专用设备系列。
公司一贯以“追求准确可靠、满足顾客要求”,“今天的质量、明天的市场”为宗旨,重视企业管理,狠抓产品质量,深得各界朋友的信赖,企业赢得了较高的信誉。
竭诚欢迎广大新老客户光临指导、选用本公司的产品!
目录
说明?
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2CZL-YB-2型(CZL-YB-2-H高温型)?
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4CZL-YB-2U型(CZL-YB-2U-H高温型)?
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5CZL-YB-2X型(CZL-YB-2X-H高温型)?
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6CZL-YB-3型、CZL-YB-3A型(CZL-YB-3-H高温型、CZL-YB-3A-H高温型)?
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7CZL-YB-3BA型(CZL-YB-3BA-H高温型)?
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8CZL-YB-4型?
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9CZL-YB-4C型?
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10CZL-YB-5型?
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11CZL-YB-7型?
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12CZL-YB-7A-H高温型、CZL-YB-7AⅠ-H高温型?
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13CZL-YB-7AⅡ型(CZL-YB-7AⅡ-H高温型)?
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14CZL-YB-7BⅠ型(CZL-YB-7BⅠ-H高温型)?
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15CZL-YB-7BⅡ型(CZL-YB-7BⅡ-H高温型)?
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16CZL-YB-7BⅣ型(CZL-YB-7BⅣ-H高温型)?
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17CZL-YB-7L型(CZL-YB-7L-H型高温型)?
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18CZL-YB-71-H高温型?
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19CZL-YB-71B-H高温型?
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20CZL-YB-9B型、CZL-YB-9C型(CZL-YB-9B-H高温型、CZL-YB-9C-H高温型)?
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21CZL-YB-11型(CZL-YB-11-H高温型)?
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22CZL-YB-11A型(CZL-YB-11A-H高温型)?
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23CZL-YB-11AC型(CZL-YB-11AC-H高温型)?
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24CZL-YB-14型(CZL-YB-14-H高温型)?
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25CZL-YB-RTN型(CZL-YB-RTN-H高温型)?
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26CZL-YB-LM型?
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27YHS-2型便携式测力仪?
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28YHS-3型数显标准测力仪?
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29
说明
1、传感器型式及量程的选用
传感器首先由应用场合来决定所选的形式。
如商用秤(汽车秤、地上衡等),较多选用CZL-YB-4、CZL-YB-7、CZL-YB-5等精度等级高,综合性能好的传感器。
生产工艺用秤,除考虑精度性能外,更多地考虑可靠性、实用性及安装调试方便等因素,如料斗秤等,较多选用CZL-YB-2、CZL-YB-3、CZL-YB-5、CZL-YB-11、CZL-YB-4、CZL-YB-4C、CZL-YB-11A等。
行车秤较多选用CZL-YB-7BI、CZL-YB-7BII等。
钢厂连铸、连轧等温度高的场合则须用高温传感器,常用的有CZL-YB-71-H、CZL-YB-7A-H、CZL-YB-11A-H等。
我公司生产的高温传感器采用国外进口的耐高温、自补偿应变片,同时配套使用的进口高温焊锡丝,保证传感器在-20~250℃工作环境下可靠工作。
高温传感器的外形与同型号常温传感器外形相同。
在选择传感器量程时应充分考虑,精度要求、冲击程度和偏载状况这三个因素。
冲击力较大,但精度要求相对较低,这时可将传感器量程适当选大一些,以提高过载能力,延长传感器的使用寿命。
对于某些在称量时会造成很大偏载的称量系统,应考虑最大偏载状态下,对单个传感器的最大负载和冲击力,但是,对于某些偏载和冲击力较小的称重系统,则可适当减小传感器量程的安全余量,以提高称重系统的精度和稳定性。
一般情况传感器量程大小的
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