安全檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)

1、*學(xué)院安全檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)課程名稱 安全檢測(cè)技術(shù) 班 級(jí) 專 業(yè) 安全工程 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 環(huán)境與市政工程系2012年6月安全檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)時(shí)間及地點(diǎn)1.時(shí)間：第19周2.地點(diǎn)：9# A4043.人數(shù)：81人二、目的與任務(wù)本課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完安全檢測(cè)技術(shù)之后綜合利用所學(xué)傳感器知識(shí)完成一個(gè)傳感器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)并在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)。該課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)1.是通過解決一、兩個(gè)實(shí)際問題，鞏固和加深對(duì)常用傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、特性的認(rèn)識(shí)和基本知識(shí)的理解，提高綜合運(yùn)用課程所學(xué)知識(shí)的能力。2.培養(yǎng)根據(jù)課題需要選學(xué)參考書籍，查閱手冊(cè)、圖表和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力。通過獨(dú)立思考，深入鉆研有關(guān)問題，學(xué)會(huì)

2、自己分析解決問題的方法。3.通過實(shí)際電路方案的分析比較，設(shè)計(jì)計(jì)算，元件選擇，安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握簡(jiǎn)單傳感器電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。4.掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單傳感器控制電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和整機(jī)指標(biāo)測(cè)試方法，提高動(dòng)手能力。能在教師指導(dǎo)下，完成課題任務(wù)。5.了解與課題有關(guān)的電子線路以及元器件工程規(guī)范，能按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求編寫設(shè)計(jì)說明書，能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果，能正確繪制電路圖等。6.培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度。通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步建立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)，獲得初步的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。三、內(nèi)容概要傳感器課程實(shí)踐目的是讓

3、學(xué)生及時(shí)掌握和鞏固所學(xué)的基本原理和基礎(chǔ)理論，掌握常用傳感器的性能及使用方法；提高學(xué)生的動(dòng)手能力和應(yīng)用能力；通過有計(jì)劃的操作和思維完成各種訓(xùn)練，使學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神、動(dòng)手能力和工程意識(shí)；提高學(xué)生綜合分析問題能力。通過實(shí)踐課程，學(xué)生親自動(dòng)手和參與各種傳感器的測(cè)量和實(shí)驗(yàn)，便于其了解和掌握各種傳感器的特性、工作原理和使用方法，為其今后的工作和科研打下良好的基礎(chǔ)。本課程的主要內(nèi)容是按照課程實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求完成課內(nèi)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)任務(wù)及理論設(shè)計(jì)，進(jìn)行各種傳感測(cè)量方法設(shè)計(jì)和實(shí)踐，并完成綜合實(shí)踐報(bào)告。四、產(chǎn)品計(jì)數(shù)器利用光敏器件制成的產(chǎn)品計(jì)數(shù)器，具有非接觸、安全可靠的特點(diǎn)，可廣泛用于自動(dòng)化生

4、產(chǎn)線的產(chǎn)品計(jì)數(shù)，如機(jī)械零件加工、輸送線產(chǎn)品、汽水、瓶裝酒類，還可用米來統(tǒng)計(jì)出入口人員的流動(dòng)情況五、參考資料 1.安全檢測(cè)技術(shù)2.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)3.自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)4.傳感器及應(yīng)用5.脈沖與數(shù)字電路目錄一、設(shè)計(jì)目的與任務(wù)5二、基本原理5三、方案設(shè)計(jì)與選擇6四、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算71、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路72、脈沖整形電路73、器連接電路84、顯示系統(tǒng)電路9五系統(tǒng)調(diào)試9六設(shè)計(jì)總結(jié)10七參考文獻(xiàn)10安全檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)目的與任務(wù)本課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完安全檢測(cè)技術(shù)之后綜合利用所學(xué)傳感器知識(shí)完成一個(gè)傳感器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)并在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)。該課程設(shè)計(jì)的主要任務(wù)1.是通過解決一、兩個(gè)實(shí)際問題，鞏固和加深對(duì)常用傳感器

5、的結(jié)構(gòu)、原理、特性的認(rèn)識(shí)和基本知識(shí)的理解，提高綜合運(yùn)用課程所學(xué)知識(shí)的能力。2.培養(yǎng)根據(jù)課題需要選學(xué)參考書籍，查閱手冊(cè)、圖表和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力。通過獨(dú)立思考，深入鉆研有關(guān)問題，學(xué)會(huì)自己分析解決問題的方法。3.通過實(shí)際電路方案的分析比較，設(shè)計(jì)計(jì)算，元件選擇，安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握簡(jiǎn)單傳感器電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。4.掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單傳感器控制電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和整機(jī)指標(biāo)測(cè)試方法，提高動(dòng)手能力。能在教師指導(dǎo)下，完成課題任務(wù)。5.了解與課題有關(guān)的電子線路以及元器件工程規(guī)范，能按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求編寫設(shè)計(jì)說明書，能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果，能正確繪制電路圖等。6.培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)

6、真的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度。通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步建立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)，獲得初步的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。二、基本原理 產(chǎn)品在傳送帶上運(yùn)行時(shí)，不斷地遮擋光源到光敏器件間的光路，使光電脈沖電路隨著產(chǎn)品的有無產(chǎn)生一個(gè)個(gè)電脈沖信號(hào)。產(chǎn)品每遮光一次，光電脈沖電路便產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，因此，輸出的脈沖數(shù)即代表產(chǎn)品的數(shù)目。該脈沖經(jīng)計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)并由顯示電路顯示出來。當(dāng)成品從流過，通過光源和光電二極管組成的特殊計(jì)數(shù)軌道時(shí)，造成瞬時(shí)遮光，使用發(fā)光電阻其電阻值能隨著外界光照強(qiáng)弱（明暗）變化而變化，進(jìn)而把光信號(hào)能夠用電壓來表示，使用555定時(shí)器改裝成的施密特觸發(fā)器對(duì)電壓信號(hào)整形

7、獲得比較理想的矩形脈沖波形，送入4個(gè)74160并聯(lián)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸入口，計(jì)數(shù)器能夠從0000-9999計(jì)數(shù)，每個(gè)計(jì)數(shù)器連接一個(gè)7448譯7448驅(qū)動(dòng)BS201半導(dǎo)體數(shù)碼管，顯示計(jì)數(shù)，即流過產(chǎn)品的個(gè)數(shù)。 設(shè)計(jì)方案方框圖三、方案設(shè)計(jì)與選擇使用光電二極管作為信號(hào)轉(zhuǎn)換元件，其信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和整形電路如下當(dāng)光敏二極管受光源照射時(shí)，使BG1導(dǎo)通，BG2跟著導(dǎo)通，BG3截止，BG4截止，BG5導(dǎo)通。當(dāng)成品從流過，通過光源和光電二極管組成的特殊計(jì)數(shù)軌道時(shí)，造成瞬時(shí)遮光，使BG1截止，BG2跟著截止，BG3導(dǎo)通，BG4導(dǎo)通，BG5截止，輸出一個(gè)正脈沖矩形波，再送給10位計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。本設(shè)計(jì)為了防止誤動(dòng)作，采用了射極單

8、穩(wěn)延時(shí)電路，保證一個(gè)產(chǎn)品只遮光一次，計(jì)數(shù)正確。但是該方案電路設(shè)計(jì)復(fù)雜，零器件多而散，參數(shù)估計(jì)困難故采用集成芯片555定時(shí)器改裝施密特出發(fā)電路，直接與光電電阻連接，電路簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。四、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算 1. 信號(hào)轉(zhuǎn)換電路 光敏電阻器是一種對(duì)光敏感的元件，它的電阻值能隨著外界光照強(qiáng)弱（明暗）變化而變化。 光敏電阻器在電路中用字母“R”或“RL”、“RG”表示。 從GL3537-1光敏電阻的參數(shù)表我們可以看出，光敏電阻在暗光下，電阻很大，在光強(qiáng)是10Lux時(shí)候，阻值只有20-30K，而這個(gè)環(huán)境條件我們能夠在計(jì)數(shù)器軌道上配置，使光敏電阻值的變化符合我們的需求。從而使光信號(hào)有效的變?yōu)殡娦盘?hào)。2

9、. 脈沖整形電路把555定時(shí)器改接成施密特觸發(fā)器，它具有一下特點(diǎn)：輸入信號(hào)在上升和下降過程中，電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換的輸入電平不同；電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)有正反饋過程，使輸出波形邊沿變陡。利用這兩個(gè)特點(diǎn)，不僅能將邊沿變化緩慢信號(hào)波形整形為邊沿陡峭的矩形波，而且可以將疊加在矩形脈沖高、低電平上的噪音有效的清楚。其接法如下圖所示： 如上圖所示，電路以555為核心，與光敏電阻RG和RP1等組成。RG隨光照的強(qiáng)弱呈現(xiàn)不同的阻值，利用555內(nèi)部的兩個(gè)比較器的復(fù)位和置位特性，便可組成施密特觸發(fā)器。當(dāng)光強(qiáng)時(shí)，RG呈低阻，2腳呈高電平（>2/3Vdd觸發(fā)電平），555第三腳置低位；當(dāng)光弱時(shí)，RG呈高阻，6腳電瓶低于1/3

10、Vdd閥值電平，第三腳置高位。送出高電平脈沖。使用時(shí)，把滑動(dòng)變阻器RP的阻值調(diào)到最大100K，其參數(shù)選擇100K理由如下光線強(qiáng)時(shí)RG的電阻為R1VI=VDD/(RI+Rp1)*Rp1 RI25K RP1=100KRp1/(RI+Rp1) 2/3VDD 即輸入高電平，Vo輸出低電平。 光線弱時(shí)RG的電阻為R2VI=VDD/(RI+Rp1)*Rp1 RI2M RP1=100KRp1/(RI+Rp1)1/3VDD 即輸入低電平，Vo輸出高電平。3.計(jì)數(shù)器連接電路 選用十位計(jì)數(shù)器74LS160 ，其Rd端為0 時(shí)所有觸發(fā)器將同時(shí)被置零，而且置零操作不受其他輸入端狀態(tài)的影響。當(dāng)Rd端為1、Ld端為0時(shí)，

11、電路工作在預(yù)置數(shù)狀態(tài)。當(dāng)Rd和Ld端同時(shí)為1而EP為0、ET為1時(shí)，這時(shí)計(jì)數(shù)器工作在保持狀態(tài)。如果ET為0，則EP不論為何狀態(tài)，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)也將保持不變，但這時(shí)進(jìn)位輸出C等于0。當(dāng)Rd、Ld、EP、ET端皆為1時(shí)，電路工作在計(jì)數(shù)狀態(tài)，可以利用C其中計(jì)數(shù)器為四片74160.構(gòu)成。74160的功能表及外部引腳圖如圖下4示。端輸出的高電平或下降沿作為進(jìn)位輸出信號(hào)。上圖所示是四個(gè)74106并行進(jìn)位方式連接接法。以第一篇的進(jìn)位輸出C作為第二片的EP和ET輸入，當(dāng)?shù)谝黄?jì)成（1001）時(shí)C變?yōu)?，下個(gè)CP信號(hào)到達(dá)第二片時(shí)為計(jì)數(shù)工作狀態(tài)，計(jì)入1，而第一片計(jì)成(0000),他的C端回到低電平。第一片的EP和E

12、T恒為1，始終處于計(jì)數(shù)工作狀態(tài)。四個(gè)74106工作范圍為0000-9999.4. 顯示系統(tǒng)電路用7448可以直接驅(qū)動(dòng)共陰極的半導(dǎo)體數(shù)碼管BS201。由7448的輸出電路可以看到，當(dāng)輸出管截止，輸出為高電平時(shí)，流過數(shù)碼管的電流是有Vcc經(jīng)1K上拉電阻提供的。當(dāng)Vcc=5V時(shí)候，這個(gè)電阻只有2mA左右。 用7448驅(qū)動(dòng)BS201的連接方法圖7448七段顯示譯碼器輸出高電平有效，用以驅(qū)動(dòng)共陰極顯示器。 五系統(tǒng)調(diào)試在整個(gè)電路連接好之后，便可以進(jìn)行以下方式的調(diào)試。對(duì)于整個(gè)電路，首先用生產(chǎn)線上的一個(gè)成品不斷遮擋光線，得到一組數(shù)據(jù)，看所得數(shù)據(jù)與遮擋次數(shù)是否一致，如一致，再對(duì)電路進(jìn)行復(fù)位操作（按開關(guān)見），看結(jié)果是否為0，如是，則符合要求。相同情形試驗(yàn)幾次，如都是這樣結(jié)果，說明一切正常，符合預(yù)期結(jié)果。說明：現(xiàn)場(chǎng)情況多變，由TTL電路輸出電壓信號(hào)可能不能滿足要求，此時(shí)可對(duì)此輸出端電壓進(jìn)行適當(dāng)放大或縮小，以滿足要求。六設(shè)計(jì)總結(jié) 通過這次電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，讓我了解了設(shè)計(jì)電路的程序.通過本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)電路原理圖，對(duì)protel99se有了深入的了解，能獨(dú)立完成電路圖的繪制，在設(shè)計(jì)電路圖過程中充分了解各芯片