传感器总结报告

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1、传感器技术项目总结报告传感器技术项目总结报告项目名称： 智能仓储“管家”专 业： 电子信息工程 学 号：姓 名： 成 绩： 2011 年 5 月 20 日1、任务与目的任务与目的 虽然我国的粮食科技工作是成功的，所取得成果也是粮食行业历年来的最高 水平，为我国粮食储备安全以及散粮流通技术研究打下了坚实的基础，对我国粮 食科技进步起到了巨大的推动作用，对国家的整体科技进步做出了不可估量的贡 献。但是当前我国散粮流通技术还处于发展和完善阶段，散粮装卸、自动控制技 术和装备缺乏，经过攻关虽然取得了一些成果，但仅是解决了从无到有的问题， 许多工作还需在今后继续开展，进行不同规格、不同产量的系列化开发研

2、究工作。 散粮储备技术和装备的规范标准化还较为缺乏，需要制定相应的行业和国家标准， 需要粮食主管部门加速规范化和标准化进程。鉴于此，我希望尽己所能设计此次 项目，志在以低成本，安全性能高，智能化的传感技术减少国家粮食的无谓损失， 从而增加粮食产量，解决更多粮食问题。2、原理与方法原理与方法光光纤纤温温度度传传感感器器的的工工作作原原理理 在低温区（200以下）, 辐射信号较弱, 系统 开启发光二极管(LED)使荧光测温系统工作。 发光二极管发射调制的激励光, 经 聚光镜耦合到 Y 型光纤的分支端, 由 Y 型光纤并通过光纤耦合器耦合到光纤温度 传感头。光纤传感头端部受激励光激发而发射荧光, 荧

3、光信号由光纤导出, 并通 过光纤耦合器从 Y 型光纤的另一分支端射出, 由光电探测器接收。光电探测器输 出的光信号经放大后由荧光信号处理系统处理, 计算荧光寿命并由此得到所测温 度值。而在高温区（200以上）, 辐射信号足够强, 辐射测温系统工作, 发光二 极管关闭。辐射信号通过蓝宝石光纤并通过 Y 型光纤输出, 由探测器转换成电信 号, 系统通过检测辐射信号强度计算得到所测温度。 湿度传感器（湿度传感器（能感受气体中水蒸气含量，并转换成可用输出信号）的原理）的原理湿敏元件 是最简单的湿度传感器，主要有电阻式、电容式两大类。高分子电容式湿度传感 器通常都是在绝缘的基片诸如玻璃、陶瓷、硅等材料上

4、，用丝网漏印或真空镀膜 工艺做出电极，再用浸渍或其它办法将感湿胶涂覆在电极上做成电容元件。当环 境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其 电容变化量与相对湿度成正比。湿敏元件在不同相对湿度的大气环境中，因感湿 膜吸附水分子而使电容值呈现规律性变化。 半导体气体传感器的原理半导体气体传感器的原理半导体气体传感器是采用金属氧化物或金属半导体 氧化物材料做成的元件，与气体相互作用时产生表面吸附或反应，引起以载流子运 动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化，利用半导体与气体接触时电阻或功函数 发生变化这一特性检测气体。用于可燃气体防爆报警器,CO、H2S 等有毒气体的

5、监测等。 生物传感器的原理生物传感器的原理待测物质经扩散作用进入生物活性材料，经分子识别，发 生生物学反应，产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处 理的电信号，再经二次仪表放大并输出，便可知道待测物浓度。按照传感器器件 检测的原理分类,有:热敏生物传感器、 场效应管生物传感器、 压电生物传感器、光学生物传感器、 声波道生物传感器、酶电极生物传感器、 介体生物传感器 等。 智能传感器（智能传感器（传感器与微处理器赋予职能的结合，兼有信息检测、信息处理、信息记 忆、逻辑思维与判断的功能）的原理）的原理对外界信息具有一定的检测、自诊断、数据处 理以及自适应能力，由微处理器驱动的传感

6、器与仪表套装，并且具有通信与板载 诊断等功能，为监控系统和操作员提供相关信息。在需要的时候，上述各并接的传感器同时分工合作，也可单独工作。3、内容与实施方案内容与实施方案下面的原理图，文字说明和流程图是分别对所用传感器的细化-对上一图进行解释：该电路采用+5V 电源，配 4 只共阴极 LED 数码管。电路使 用了 3 片 IC：IC1 为 HM15001520 型湿度传感器，IC2 是带 10 位 ADC 的单片 机 PIC16F874，IC3 为 7 达林顿反相驱动器阵列 MC1413。PIC16F874 是一种高性 价比的 8 位单片机，内含 8 路逐次逼近式 10 位 AD 转换器，最多

7、可对 8 路湿 度信号进行模数转换，现仅用其中一路。JT 为 4MHz 石英晶体，配上振荡器电容 C1、C2 之后可为单片机提供 4MHz 时钟频率。PIC16F874 的电源电压范围较宽 (+25+5V)，适合低压供电，静态电流小于 2mA。RA 口(RA0RA7)为 IO 接口，现利用 PA0(亦称 AIN0)口线来接收湿度传感器所产生的电压信号。 PA1PA4 输出位扫描信号，经过 MC1413 获得反相后的位驱动信号。RB 口中 的 RB0RB6 输出 7 段码信号，接 LED 显示器相应的笔段电极 ag。PIC16F874 还具有掉电保护功能，MCLR 为掉电复位锁存端。当 UDD

8、从+5V 降至+4V 以下 时，芯片就进入复位状态。一旦电源电压又恢复正常，必须经过 72ms 的延迟时 间才脱离复位状态，转入正常运行状态。在掉电期间 RAM 中的数据保持不变， 绝不会丢失。另外，如果被测的仓房太大，就应设置多个传感器（选用频率输出 信号） 。机器内的微风扇使仓房内空气循环流动，污染的空气通过机内的空气过滤器（两次过滤）后将各种污染物清除 或吸附，然后经过装在出风口的负离子发生器（工作时负离子发生器中的高压产 生直流负高压） ，将空气不断电离，产生大量负离子，被微风扇送出，形成负离 子气流，达到清洁、净化空气的目的。附加说明：在传感器的阴极和阳极之间加上高电压后，当射线透过

9、石英玻璃管照 射在光电面的阴极上时，由于阴极涂敷有电子放射物质，阴极就会发射光电子。 在强电场的作用下，光电子被吸向阳极，光电子高速运动时与管内气体分子相碰 撞而使气体分子电离，气体电离产生的电子再与气体分子相碰撞，最终使阴极和 阳极间被大量的光电子和离子所充斥，引起辉光放电现象，电路中生成大的电流。 当没有射线照射时，阴极和阳极间没有电子和离子的流动，呈现出相当高的阻抗。传感器工作：向传感器提供15V 电源，激磁电路中的晶体振荡器产生 400Hz 的 方波，经过 TDA2030 功率放大器即产生交流激磁功率电源，通过能源环形变压 器 T1 从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈，得到的交流电源

10、通过轴上的整 流滤波电路得到5V 的直流电源，该电源做运算放大器 AD822 的工作电源；由 基准电源 AD589 与双运放 AD822 组成的高精度稳压电源产生4.5V 的精密直流 电源，该电源既作为电桥电源，又作为放大器及 V/F 转换器的工作电源。当弹性 轴受扭时，应变桥检测得到的 mV 级的应变信号通过仪表放大器 AD620 放大成 1.5v1v 的强信号，再通过 V/F 转换器 LM131 变换成频率信号，通过信号环形变 压器 T2 从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈，再经过外壳上的信号处理电路 滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号，该信号为 TTL 电平,既 可提供

11、给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。由于该旋转变压器 动-静环之间只有零点几毫米的间隙，加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之 内，形成有效的屏蔽，因此具有很强的抗干扰能力。四、结论四、结论仓储在国家的整个供应链中起着至关重要的作用，如果不能保证有效的库存 控制，将会导致管理费用的增加，从而影响企业及国家的竞争力。传统简单、静 态的仓储管理已无法保证对各种资源的高效利用。如今的仓库作业和库存控制作 业已十分复杂多样化，仅靠人工记忆和手工录入，不但费时费力，而且容易出错， 给国家带来巨大损失。而该项目的设计应用在很大程度上克服了现有仓储的缺点。 联合使用传感器，灵敏度高、响应速度快，便于集成化、智能化，检测转换一体 化；防爆防燃，易于远距离遥测，低功耗，保密性好，为粮食存储安全提供了可 靠保障。五、评语五、评语