检测技术课程设计

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1、检测技术课程设计一、课程设计的目的 综合应用已修课程所学知识，完成被测信号的提取、转换、处理的一次综合性设计实践。它的作用如下： 获得工程师基本训练，培养学生综合运用所学理论和技术知识，解决工程实际问题的 能力。（1）提高学生查阅科技文献资料能力。（2）开发学生的主观能动性与创造性。（3）加深学生对课程内容的理解，拓展所学知识面。（4）使学生初步建立正确的设计思想。掌握系统的设计方法和设计步骤。二、课程设计时间 检测技术课程设计为 1 周。三、课程设计的任务以任务书的形式给出。任务书的主要内容有：（1）给予的对象；（2）设计题目；（3）设计要求；（4）撰写的设计报告要求；（5）时间安排。设计报

2、告内容包括：目录，设计题目，前言，设计方案与设计工艺流程，各部分设计原理， 设计计算及说明，器件、仪器设备的选择，设计图纸，参考文献，附录。设计图用专用计算 机软件绘制，打印。四、课程设计报告的一般格式 课程设计报告包括封面、目录、绪论、主体部分、结尾部分。1、绪论主要说明设计的目的、设计的任务和要求等。2、主体部分1） 总体设计方案的设计（2）软硬件电路的设计（3）设计结果（实验数据等）（4）参考文献2、结束语阐述本次设计的收获与体会，课题进一步完善的建议与意见。致谢等 如有附录可放在结尾处。设计题目电机自动监控系统设计一、电机控制系统描述电机作为一种拖动动力设备，在机床加工、运输、电力等领

3、域有着广泛的应用。为了保证电机系统的正常运行，需要通过检测控制装置对它进行监控。重点监控的参数是电机A、B、C三相线圈的温度、电机轴的径向振动振幅、电机轴的转速。二、控制要求上图为电机供电主电路。三相电经过空气开关KQ、交流接触器Z、热继电器PT,加到电 机上，当接触器常开触点接通时，电机得电，运转。可以通过控制接触器线圈的方式控制接 触器主常开触点的通断。正常接触器线圈得电,接触器主常开触点接通,异常接触器线圈断 电,接触器主常开触点断开。常规电机控制电路如图。STARTSTOPPTLZD取一相电220V,当启动按钮START按下，接触器线圈Z得电，接触器主常开触点接通， 电机运转。（接触器

4、副常开触点接通，自保）当停止按钮STOP按下，接触器线圈Z断电，接 触器主常开触点断开，电机停转。电机过热，热继电器PT常闭触点断开，接触器线圈Z断 电，接触器主常开触点断开，电机停转。要求 1：在电机三相线圈上加三只铂电阻（或热敏电阻），检测线圈温度，如果负荷过大 或缺相，电机某项线圈过热，造成热电阻阻值的变化，检测电路立即使 ZD 触点（可以是继 电器的常闭触点）断开，保护电机。要求 2：电机在运转过程中，可能会出现轴松动，轴振动幅度过大，轴出现裂纹或断裂 现象，危及设备和人身安全，为防止此现象发生，在轴上安装一只压电、电感等传感器，测 量振幅，振幅超过限定值时，报警同时关断电机电源。要求

5、 3：在电机轴上安装转速传感器（光电、磁电、霍尔等）测量轴的转速， 当转速超过限定值（可以自己设定）时，声光报警并关断电机电源。三、设计内容1、电机检测控制系统总体方案设计 要求画出检测控制电路的组成框图。2、温度检测控制电路设计 温度传感器、放大电路、比较电路、控制电路或温度传感器、放大电路、A/D转换、单片机、显示控制电路3、振幅检测控制电路设计传感器选择（选型）、转换电路设计（电荷、电压放大器）、A/D转换器、单片机、 显示控制电路。4、转速检测控制电路设计 将转速传感器输出送入单片机的计数口，由定时器定时，由转速公式计算转速， 显示转速。5、采用51单片机为控制器，扩展传感器、放大器、

6、A/D转换器、键盘显示电路、声光报警 控制电路等，设计硬件电路。6、编写检测控制软件应用程序流程框图。单片机采用89S51晶振频率在6MHZ以上。放大器采用同相、仪表放大器不限， 显示器共阴共阳极数码管不限。A/D转换采用ADC0809、MC14433等不限、也可以采用其它单片机，内置A/D转换器。声光报警采用发光二极管、7407或7406为驱动器，控制电路可采用继电器、可控硅等电路不限。设计题目二、太阳能热水器水温水位控制器一、系统运行说明在大型洗浴中心，可采用太阳能热水器与热水锅炉配合方式提供热水。图示为热水器工 艺流程图。白天有光照，集热管水温较高，由循环泵将集热管中热水流入到水箱中，由

7、水箱 出水口提供热水。水箱出口安装增压泵，实现开阀即得热水。阴天下雨或夜晚集热管及水箱 温度不够，水箱中的电加热器加热提供热水。从而达到节能的目的。在集热器的出口安装温度传感器T1,在伴热带处（集热器进水）安装温度传感器T2, 在水箱出水口安装传感器T4,在水箱底部安装传感器T3。控制要求：1、系统运行采取温差循环方式，即当T1-T3大于10C时，且T1大于45C时，启动循 环泵循环。T1-T3小于5C时，且T1小于42C时，关闭循环泵循环。2、系统自动控制电加热器，全天任意设置三个加热时间，到时定时加热，加热时间可任 意调整。要求当T3小于40C，启动电加热，当T3大于50C，关闭电加热。加

8、热器共三只， 单只10KW，两开一备用。3、自动增压供水。供水不用控制。4、管道保温用电伴热带。T2小于2C,启动电伴热带，T2大于5C,关闭伴热带。伴 热带最大功率 2KW。5、可以浮球自动补冷水。二、太阳能热水器水温水位控制器功能1 、显示水温1C99 C显示（LED）05.0m水位显示（发光二极管）时：分北京标准时间显示（ LED）2、运行控制（ 1 ）温差运行控制（2）定时加热：一天可三次定时加热时间，到达加热时间，控制器启动辅助加热器加热至设 置温度。不需要定时取消定时加热。(3) 手动随时加热：当水温低于设置温度时，按加热键，加热指示灯亮，加热至设置温度后 自动停止。在加热过程中，

9、按停止键停止加热。(4) 管道保温：管道温度传感器检测管道温度低于2C时，自动启动电热带，同时管道保温 指示灯亮。太阳能热水器控制器三、设计思路太阳能热水器控制器可实现热水器水温和水位的自动控制。控制器以单片机为核心芯片， 扩展接口电路。在热水器储热水箱底部和顶部，在集热器入口和出口，在控制器最不利点处 (温度最低)，在采暖室内各安放一只热电阻温度传感器。在水箱顶部安装连杆浮球电接点液 位开关，由温度传感器、液位开关实现各点信号的提取。温度信号经过信号调理电路、A/D 转换电路变为数字量送入单片机，水位信号直接送入单片机1/O 口。单片机进行数据处理， 各点温度由数码管显示器显示，水位由阵列L

10、ED指示。水位上下限和各点水温及温差上下限 由键盘设定。当水位低于下限值时，自动开启电磁阀上水，直到上水至上限值关闭电磁阀； 当水温低于下限时，接通电加热器加热，直到加热到设定上限温度停止；当管道温度过低时, 接通电加热带保温，直到温度达到设定温度；当上下水温温差超过设定上限值时，开启循环泵，水循环。由于水箱电加热器功率达到20KW,需要380V供电，供电电流达到几十A以上,需要 2 组电加热器加热。控制器采用大功率固态继电器或大功率交流接触器。可利用谷时电（夜晚）对水箱进行加热，控制器可定时设置加热时间，也可定时上水。加日历时钟芯片，设定时间与日历时钟芯片读出时间比较，到时，加热或上水。 设

11、置的重要数据掉电不能丢失，加非易失数据存储器保存数据。四、设计内容：1、系统总体方案设计2、硬件电路设计 热电阻温度传感器选型与接口电路设计、液位传感器选型与接口电路设计、模拟量、开关量信号调理电路设计、A/D转换电路设计、单片机与最小系统设计、键盘电路设计、显示电路设计、LED驱动电路设计（MAX7219等）、日历时钟电路设计（DS1302等）、 数据存储电路设计（EEPROM）、驱动控制电路设计、保护报警电路设计、电源电路设计3、 软件功能模块设计（采集、处理、显示、控制应用程序设计）流程图设计题目三、独立式光伏发电系统的设计一、系统组成与运行说明独立型发电系统构成框图图为独立型发电系统构

12、成框图。独立型系统常应用于小容量用户或无电地区。发电系统 的核心部分是太阳能电池组件，它将太阳的光能直接转换成电能。太阳能电池产生的电流为 直流电，可以字节以直流电形式应用，如供给直流LED发光管、手机充电、计算器充电等。 输出的直流能源还同时供蓄电池充电，即白天光强时，由控制器控制蓄电池充电，在夜间和 阴天下雨时，控制器控制蓄电池放电，达到不间断供电。直流电通过逆变器转换为交流电， 供给交流负载使用。如建筑照明，路灯、风机水泵等。一、 控制要求控制器主要对蓄电池的充放电控制，同时对系统的运行起到监控与保护作用。控制器采 用单片机作为主控芯片，机种不限。通过检测温度、日照、电流和电压传感器检测

13、光伏电池、 蓄电池输入输出的重要参数，通过信号调理电路将信号转换成适合A/D转换标准的信号。A/D 转换后离散为数字量，单片机根据检测的参数及运行状态，对控制蓄电池的充放电，防止蓄 电池过充和过放电。重要的参数存储在EEPROM中。操作人员可随时通过按键查询检测控制参 数，及时了解现场系统的运行情况。为了使系统安全稳定地运行，系统由故障检测、系统保护功能。检测控制装置组成框图如下。二、设计内容1、总体方案设计太阳能光伏发电系统检测控制装置组成框图如下图。2、硬件电路设计 光伏电池的选型设计、蓄电池的选型设计，逆变器的选型设计；温度传感 器、日照传感器、电压、电流检测元件的选型与接口电路设计；A

14、/D转换电路设计；单片机 与最小系统设计；键盘电路设计、显示电路设计；光伏电池与蓄电池切换电路设计； PWM 驱动电路；日历时钟电路设计（DS1302等）、数据存储电路设计（EEPROM）；保护报警电 路设计；电源电路设计。3、软件功能模块设计（采集、处理、显示、控制应用程序设计） 流程图太阳能光伏发电系统检测控制装置组成框图设计题目四汽车称重系统设计一、称重系统描述在汽车称重平台下安放三-四支称重传感器。测量汽车重量，各只传感器测量结果取平均 值作为汽车重量。传感器输出信号经过信号调理电路，A/D转换电路变为数字量输入单片机， 经过单片机运算，计算出汽车重量，结果送到显示器显示。亦可将结果通

15、过有线或无线电路 传输到上位机（终端设计），以便信息汇总。加光电计数器，可统计汽车每天、每月流量。进一步扩展可在上位机中编写监控管理软件，统计各种车型载重量和流量。二、设计内容1、称重系统总体方案设计称重系统检测装置组成框图如下图。2、硬件电路设计称重传感器的选型设计、光电计数器的选型设计，调理电路的设计，A/D转换电路设计；单片机与最小系统设计；键盘电路设计、显示电路设计；日历时钟电路设计 （DS1302等）、数据存储电路设计（EEPROM）；通信接口电路设计；电源电路设计。3、软件功能模块设计（采集模块、数据处理、键输入模块、显示模块、数据存储、日历时钟读写模块、通信模块设计） 画出流程图有余力的同学可以编写上位机监控管理程序，可实现与下位机之间的通信。可统计每天 每月）流过的各种车型的数量、载重量等信息。