工程測試課程設(shè)計三維位移傳感器設(shè)計【全套圖紙】

1、 工程測試課程設(shè)計說明書 題 目： 三維位移傳感器設(shè)計 院(系)： 機電工程學(xué)院 專業(yè)、班級：機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名： 2013 年 7月 12日目 錄摘要3前言4第一章 總體方案設(shè)計與論證5第二章 機械本體設(shè)計6第三章 電路設(shè)計10總結(jié)20致謝23參考文獻24全套圖紙，電路圖加153893706 摘 要 本文首先簡要介紹PSD的特性和檢測位移的方法，在此基礎(chǔ)上基于PSD的三維位移測量系統(tǒng)設(shè)計。在本設(shè)計中，是以PSD作為位移傳感器的主要部件，采用半導(dǎo)體激光二級管激光測在PSD板感光位移的方法。用放大器、AD轉(zhuǎn)換器進行X、Y方向的信號采集。另外，還添加了STM32F10332位基于AR

2、M核心的帶128K字節(jié)閃存的微控制器，就信號進行分析,再通過RS-485接口輸出。通過對電路的設(shè)計，減少了測量電路及安裝PSD板是造成的機械誤差，使精度可達到PSD板的精度。本文采用ADS A/D轉(zhuǎn)換器，STM32F103微控制器，RS485接口，LM1117電壓調(diào)節(jié)器，78L051三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器, 組成系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點是：使用方便 、測量方便、穩(wěn)定可靠、適用對象廣。關(guān)鍵詞： PSD 信號采集 STM32F103 前 言 傳感器技術(shù)作為信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)之一，是當(dāng)前各發(fā)達國家競相發(fā)展的高技術(shù)，是進入21世紀(jì)以來優(yōu)先發(fā)展的十大頂尖技術(shù)之一。傳感器在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中發(fā)揮

3、著越來越重要的作用。人類社會對傳感器提出的越來越高的要求是傳感器技術(shù)發(fā)展的強大動力，而現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)突飛猛進則提供了堅強的后盾。傳感器是信息系統(tǒng)的源頭,在某種程度上是決定系統(tǒng)特性和性能指標(biāo)的關(guān)鍵部件。 傳感器是將物理、化學(xué)、生物等自然科學(xué)和機械、土木、化工等工程技術(shù)中的非電信號轉(zhuǎn)換成電信號的換能器。當(dāng)今社會的發(fā)展是信息化社會的發(fā)展，在信息時代人們的社會活動將主要依靠對信息資源的開發(fā)及獲取、傳輸與處理，而傳感器是獲取自然領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段，是現(xiàn)代科學(xué)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，它是指那些對被測對象的某一確定的信息具有感受(或響應(yīng))與檢出功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的可輸出信號的元器件或裝置的

4、總稱。傳感器處于研究對象與測控系統(tǒng)的接口位置，一切科學(xué)研究和生產(chǎn)過程所要獲取的信息都要通過它轉(zhuǎn)換為容易傳輸和處理的電信號。如果把計算機比喻為處理和識別信息的大腦，把通信系統(tǒng)比喻為傳遞信息的神經(jīng)系統(tǒng)，那么傳感器就是感知和獲取信息的感覺器官。傳感器技術(shù)是現(xiàn)代科技的前沿技術(shù)，發(fā)展迅猛，同計算機技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大支柱，許多國家已將傳感器技術(shù)列為與通信技術(shù)和計算機技術(shù)同等重要的位置現(xiàn)代傳感器技術(shù)具有巨大的應(yīng)用潛力，擁有廣泛的開發(fā)空間，發(fā)展前景十分廣闊。 本次課程設(shè)計所采用的是二維PSD位移傳感器。位置敏感器件（Position Sensitive Detector,簡稱PSD），是一

5、種對接受光點位置敏感的光電器件。自1957年由Wall Mark提出后，其研究與應(yīng)用不斷發(fā)展，八十年代曾有一段研究高潮。由于受光源結(jié)構(gòu)的限制，其應(yīng)用一段發(fā)展緩慢。近年來，由于半導(dǎo)體激光器的迅速發(fā)展，使PSD的光源在性能、體積得到很好的改善，促進PSD器件廣泛的實用研究，PSD器件響應(yīng)速度快、位置分辨率高、輸出與光強無關(guān)，其獨特的工作方式，使其在精密檢測、三維測量、機器人定位系統(tǒng)等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。 第一章 總體方案設(shè)計與論證 第一節(jié) 檢測原理設(shè)計 位移是指物體的某個表面或某點相對于參考表面或參考點位置的變化。位移有線位移和角位移兩種。線位移是指物體沿著某一條直線移動的距離；角位移是指物體繞著

6、某一定點旋轉(zhuǎn)的角度。在機械工程中經(jīng)常要精確測量零部件的位移或位置，并且力、壓力、扭矩、速度、加速度、溫度、流量等參數(shù)也可經(jīng)轉(zhuǎn)換為位移進行測量。位移測量時，首先要根據(jù)不同的測量對象，選擇適當(dāng)?shù)臏y量點、測量方向和測量儀器。但這些都是一個維度上的，要實現(xiàn)3維上就要采用3個方向的測量裝置，測量儀器的尺寸就受到限制，不能檢測很小的位移，而且檢測范圍也受到限制，后經(jīng)過討論選擇一種新型的探測器-PSD光電位置探測器.可以解決上述弊端，同樣可以很好的實現(xiàn)測量功能。 第二節(jié) 方案論證 對于選擇PSD的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)形式有很多，可采用的方案也有很多種。方案一：采用一個PSD+電磁感應(yīng)通路 這樣的方案是二維平面上運用PS

7、D檢測位移量，在Z方向用電感線圈，該方案易于實現(xiàn)，操作簡單，但電路設(shè)計復(fù)雜。方案二：采用一個PSD+電渦流通路 這樣的方案是二維平面上運用PSD檢測位移量，在Z方向用電感線圈，該方案易于實現(xiàn)，操作簡單，但電路設(shè)計復(fù)雜，信號檢測精度不高。方案三：采用一個二維PSD+一維PSD . 這樣的設(shè)計簡單可行，在X、Y方向用一個二維PSD，在Z方向用一個一維的PSD傳感器，這樣的設(shè)計便于數(shù)字化集成，測量精度高，相對前兩個方案在性能、功能及可操作性方面有了較大的提升。所以，本次設(shè)計采用的是方案三的設(shè)計。 第三節(jié) 系統(tǒng)的工作原理 在X、Y方向用一個二維PSD，在Z方向用一個一維的PSD傳感器。通過機械的導(dǎo)軌裝

8、置，將檢測的位移通過檢測桿的移動帶動導(dǎo)軌上滑塊的移動，進而將位移量傳給PSD，PSD產(chǎn)生電流，經(jīng)跟隨電路、放大電路用、AD轉(zhuǎn)換器進行X、Y方向的信號采集轉(zhuǎn)換，后經(jīng)過STM32F10332位基于ARM核心的帶128K字節(jié)閃存的微控制器，就信號進行分析,再通過RS-485接口輸出，對于接口電路還添加了穩(wěn)壓電路。 第四節(jié) 系統(tǒng)框圖 本系統(tǒng)主要包括機械本體（PSD），放大電路，AD轉(zhuǎn)換器，STM32F103微控制器，RS-485接口及與其對應(yīng)的接口的穩(wěn)壓電路。 微處理器STM32F103機械本體（PSD） 放大電路 接口 (RS485) 穩(wěn)壓電路 第二章 機械本體設(shè)計 1、機械本體任務(wù)說明： 本次課程

9、設(shè)計的主題是三維位移傳感器，主要由測量裝置，電路轉(zhuǎn)換裝置，處理器，接口，機械本體等幾個要素組成。 機械本體的功能是為其他部件提供工作平臺使其能夠按預(yù)期的功能發(fā)揮功效，并且結(jié)構(gòu)盡可能的緊湊合理。要求：設(shè)計出機械本體的結(jié)構(gòu)方案，畫出結(jié)構(gòu)圖。2、原理方案設(shè)計： 本次課程設(shè)計的主題是三維位移傳感器，要求此傳感器能夠測量X,Y,Z三個方向的位移，故而需要有測量這三個方向位移的元器件及相關(guān)設(shè)備。經(jīng)過多項對比選擇評定，初選一個能夠測量X,Y方向的二維設(shè)備，用來測量X，Y方向的位移，預(yù)定為一個二維傳感器和與其搭配的滑塊導(dǎo)軌；再加一個測量Z方向的一維設(shè)備，主要由一個二維位移傳感器和一個金屬滑桿組成。從而實現(xiàn)三維

10、位移的測量。3、結(jié)構(gòu)方案設(shè)計： (1)測量X,Y方向位移的是一個二維位移傳感器（PSD），它是一個光電器件，X,Y方向的電阻具有隨光照位置變化而變化的特點。故而初選結(jié)構(gòu)為PSD固定，激光發(fā)生器固定在一個二維導(dǎo)軌上，與測頭同步移動。二維導(dǎo)軌分為X方向和Y方向，X方向由導(dǎo)軌滑塊組成，滑塊在導(dǎo)軌上滑動形成X方向的位移，測頭和激光發(fā)生器固定在滑塊上；Y方向由滑軌滑槽組成，Y方向滑軌即X方向的導(dǎo)軌，Y方向滑槽開在兩側(cè)的壁上，當(dāng)滑軌在滑槽中滑動時，帶動導(dǎo)軌在Y方向的位移。 （2）測量Z方向位移的由一差動變壓器式位移傳感器來實現(xiàn)，差動變壓器主要是由一個線框和一個鐵芯組成,框上繞有一組初級線圈作為輸入線圈(或

11、稱一次線圈),在同一線框上另繞兩組次級線圈作為輸出線圈(或稱二次線圈),并在線框中央圓柱孔中放入鐵芯,當(dāng)初級線圈加以適當(dāng)頻率的電壓激勵時,根據(jù)變壓器作用原理,在兩個次級線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電勢,當(dāng)鐵芯向右或向左移動時,在兩個次級線圈內(nèi)所感應(yīng)的電勢一個增加一個減少。如果輸出接成反向串聯(lián)，則傳感器的輸出電壓u等于兩個次級線圈的電勢差，因為兩個次級線圈做得一樣，因此，當(dāng)鐵芯在中央位置時，傳感器的電壓u為0，當(dāng)鐵芯移動時，傳感器的輸出電壓u就隨鐵芯位移x成線性的增加。如果以適當(dāng)?shù)姆椒y量u，就可以得到與x成比例的線性讀數(shù)。這就是差動變壓器式傳感器的工作原理。4、設(shè)計參數(shù) 本傳感器最大測量范圍在X，Y，Z

12、方向分別為15mm*15mm*15mm。X方向尺寸54mm；Y方向尺寸54mm；Z方向最大尺寸97mm，最小尺寸82mm； 總重量348.4g。耐磨壽命: >100X106次>25X106米無噪音輸出工程導(dǎo)軌線性精度誤差: <0.05%重復(fù)性誤差: <0.005mm最大移動速度: 10m/s沖擊系數(shù): IEC 68-2-29:1968 50g振動系數(shù): IEC 68-2-6:1982 20g最大容許電壓: DC60V/5K 20KDC36V/2K4KDC24V/1K溫漂系數(shù): <1.5ppm/解析度: 無斷解析拉桿（含兩端絞接型）或滑塊型,通用型或微型.表面電泳防

13、靜電和輻射高耐磨工程滑環(huán)和密封全部為抗寒、耐高溫抗老化型: -60 +150全部采用高防護等級: 拉桿式IP67滑塊式IP55、安裝維護位移傳感器在正常工作時不需要什么維護工作，只需定期清除表面塵土，及給導(dǎo)軌和滑槽添加少量潤滑油。由于該傳感器工作頻繁，測頭易磨損導(dǎo)致精度下降，應(yīng)及時觀察其工作狀態(tài)，必要時予以更換。安裝滑塊時需先將導(dǎo)軌裝上，并使其從滑槽一端的開口處伸出適當(dāng)距離，然后裝上滑塊，再將導(dǎo)軌安裝到預(yù)定位置，拆卸時同理。6、常見故障及排除方法此傳感器常見故障為滑塊卡死或滑軌卡死，原因是灰塵過多或有雜物進入系統(tǒng)。需清理灰塵或清除雜物。Z方向容易受外界其他金屬部件的移動發(fā)生干擾，盡量避免在線圈

14、周圍使用金屬部件。復(fù)位時可能發(fā)生復(fù)位誤差較大的情況，主要由于傳感器使用時間過長，復(fù)位彈簧失去彈性，也有可能是有雜物進入復(fù)位裝置。7、注意事項：（1）所有裝配部位的加工尺寸及公差要嚴(yán)格控制。（2）在Z軸方向測量部件周圍盡量少使用金屬部件。（3）在使用中注意傳感器的有效測量范圍，在測量時應(yīng)將被測物體至于測量范圍之內(nèi)。（4） 由于滑槽開在外圍壁上，故而當(dāng)外壁受損或發(fā)生變形時將會影響傳感器精度，因此使用傳感器時應(yīng)注意安裝位置，避免其受到擠壓，沖擊，震動等影響。8、方案與結(jié)構(gòu)優(yōu)化： （1）在老師的指導(dǎo)下得知，滑槽的加工比較困難，無法保證其精度，故而改為圓柱導(dǎo)軌,導(dǎo)軌兩端用沉頭螺釘固定。結(jié)構(gòu)如圖10-1

15、圖 10-1 （2）考慮到差動變壓器式傳感器電路較復(fù)雜，故而將Z方向位移的測量也換為PSD，結(jié)構(gòu)如圖10-2： 圖10-2附圖：機械本體設(shè)計的三視圖 第三章 電路設(shè)計在前面的設(shè)計中已經(jīng)介紹了電路部分的總體設(shè)計放大電路，AD轉(zhuǎn)換器，STM32F103微控制器，RS-485接口及與其對應(yīng)的接口電路。1、PSD介紹及電路 PSD（Position Sensitive Detectors）是一種能測量光點在探測器表面上連續(xù)位置的光學(xué)探測器。PSD 由P襯底、PIN 光電二極管及表面電阻組成。與CCD 探測器相比，PSD 有諸多優(yōu)點，如位置分辨率高，響應(yīng)速度快和處理電路簡單等。另外，位置信號與落在探測器

16、上的光斑形狀無關(guān)。特點位置分辨率高 光譜響應(yīng)寬響應(yīng)速度快 位置和光強同時測量不受光斑的約束可靠性高應(yīng)用范圍光學(xué)位置和角度的探測光學(xué)遙測系統(tǒng)位移和振動測量激光對中和準(zhǔn)直距離測試人類運動姿態(tài)分析工作原理與 PSD 特點1 結(jié)構(gòu) PSD 由在平面硅襯底上的三層組成：P型層在表面，N 型層在另一面，I層在它們中間。落在PSD 上的入射光轉(zhuǎn)換成光電子后由P型層上，兩端電極探測并形成光電流。2 原理當(dāng)一束光落在PSD 上，相應(yīng)于光能量的電荷在入射點產(chǎn)生，電荷通過P型電阻層被電極收集。P 型層是均勻一體的電阻層，被電極收集到的光電流與入射點和電極間距成反比。由此可得出如下公式：I1 和I2 是電極的光電流，

17、L和I0 分別代表電極間距和總光電流。 原理電路 經(jīng)過對比參數(shù)，我們小組最終選擇了上海歐光的HY0202（2D-PSD）型的PSD有效光敏面15×15mm 分辨率 1m光譜響應(yīng)范圍3801100nm 響應(yīng)時間0.8s工作溫度-1060 2、 放大電路設(shè)計 根據(jù)PSD電路原理圖本次采用運用最簡單的運算放大電路，采用兩次反相輸入將PSD中的電流信號放大時從正向 反向 正向的變換。從而將電路放大了2次。 運算放大原理圖 設(shè)計放大電路圖3、 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇與設(shè)計電路在我們所測控的信號中均是連續(xù)變化的物理量，通常需要用計算機對這些信號進行處理，則需要將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，A/D轉(zhuǎn)換器就是為了將

18、連續(xù)變化的模擬量轉(zhuǎn)換成計算機能接受的數(shù)字量根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理，常用的A/D轉(zhuǎn)換器分為2種，雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器和逐次逼近式的AD轉(zhuǎn)換器。隨著信息技術(shù)和計算機技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)已逐漸成為一門主流技術(shù)，并在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。再加上光纖通信技術(shù)和傳感技術(shù)的日趨成熟完善，使得研制新型的電力互感器成為可能。在本次設(shè)計系統(tǒng)中，為了將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，采用的是電子式互感器是一種利用現(xiàn)代數(shù)字處理和光纖通信技術(shù)來實現(xiàn)電力系統(tǒng)電壓、電流測量和保護的新型互感器裝置。ADS8344是TI公司生產(chǎn)的8通道、16位、高精度、低功耗A/D轉(zhuǎn)換芯片。TMS320LC545是TI公司生產(chǎn)的16位、低

19、功耗、高速DSP芯片。 3.1、電子式互感器高壓側(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)電子式互感器高壓側(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要由信號預(yù)處理、A/D轉(zhuǎn)換、DSP主控和E/O轉(zhuǎn)換四部分組成。信號預(yù)處理部分接收各種傳感頭測量的模擬信號并對其進行一些預(yù)處理。比如：Rogowski線圈感應(yīng)的電動勢需經(jīng)一積分器變換成與一次電流同相位成正比的電壓信號;傳感頭測量的模擬信號必須經(jīng)過調(diào)壓，且要考慮一定的裕度，使其符合A/D芯片模擬通道的允許輸入范圍。A/D轉(zhuǎn)換部分主要是在DSP主控芯片的控制下實時將模擬信號變換成數(shù)字信號。E/O轉(zhuǎn)換部分是將數(shù)字信號經(jīng)過調(diào)制變成光脈沖信號，然后由光纖傳輸?shù)降蛪簜?cè)。 3.2、 ADS8344的主要特點ADS83

20、44是一個高速、低功耗、16位逐次逼近型ADC，采用2.7V至5V單電源供電，最大采樣速率為100kHz，信噪比達84dB?帶有串行接口，它包含8個單端模擬輸入通道(CH0CH7)?也可合成為4個差分輸入。100kHz時的典型功耗為10mV。參考電壓VREF的范圍從500mV到VCC，相應(yīng)的每個模擬通道的輸入從0V到VREF。自帶采樣/保持功能，采用20引腳QSDP封裝或20引腳SSOP封裝，工作溫度范圍為-40+85。該芯片適合應(yīng)用在電池供電系統(tǒng)(如個人數(shù)字助理、移動通信)和測試裝置中。主要由多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、采樣/保持器、參考電壓、A/D轉(zhuǎn)換器、比較器、控制邏輯電路和逐次逼近寄存器(SAR)等

21、部分組成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。 ADS8344的引腳排列如圖2所示，各引腳說明如下：CH0CH7：模擬輸入通道的輸入端，8個單端模擬輸入通道可合用為雙端差分輸入，所有通道的輸入范圍從0V到+VREF，未用的輸入通道應(yīng)接GND以避免噪聲輸入。COM：模擬輸入的參考地，單端輸入通道的零地位點，直接接地或接地電位參考點。SHDN：掉電控制位，當(dāng)為低時，芯片切換到低功耗掉電模式。+VCC：電源輸入端，范圍為+2.7V+5V。DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出端，在DCLK的下降沿時數(shù)據(jù)輸出，當(dāng)CS為高時，輸出為高阻態(tài)。DIN：串行數(shù)據(jù)輸入端，當(dāng)CS為低時，數(shù)據(jù)在DCLK的上升沿被鎖存。DCLK：外部時鐘輸入

22、端，該外部時鐘決定了芯片的轉(zhuǎn)換率(fDCLK=24fSAMPLE)。CS：片選端，為低電平時，選中該芯片。GND：參考地。VREF：參考電源輸入端。BUSY：模數(shù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出引腳。當(dāng)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換時，該引腳輸出低電平，當(dāng)BUSY端產(chǎn)生一下降沿時，表示模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)束，數(shù)據(jù)輸出有效。3.3、 ADS8344的工作特點ADS8344的控制寄存器是一個8位只寫寄存器，數(shù)據(jù)從DIN引腳輸入，當(dāng)微機讀取完上次轉(zhuǎn)換結(jié)果時，下一個轉(zhuǎn)換通道的控制字節(jié)就寫到了DIN引腳，需要8個DCLK時鐘才能將完整的控制信息寫到控制寄存器。控制寄存器各位功能說明如下：S：控制字節(jié)的開始位，為高時才表示輸入的字節(jié)有效。A2A0：模擬

23、輸入通道選擇位。SGL/DIF：模擬通道輸入方式選擇位。當(dāng)為高時，為單端輸入;為低時，為雙端差分輸入。PD1PD0：功率管理選擇位。 圖 聯(lián)ADS8344接線路圖4、 控制處理電路 本設(shè)計由于要同時處理5個通道的數(shù)據(jù)，所以，經(jīng)過比較對比選擇較為新的處理器，STM32F10332位基于ARM核心的帶128K字節(jié)閃存的微控制器。4.1、STM32F103的功能簡介 內(nèi)核：ARM 32位的Cortex-M3 CPU 最高72MHz工作頻率，在存儲器的0等待周 期訪問時可達1.25DMips/MHz(Dhrystone2.1) 單周期乘法和硬件除法 存儲器 從64K或128K字節(jié)的閃存程序存儲器 高達

24、20K字節(jié)的SRAM 時鐘、復(fù)位和電源管理 2.03.6伏供電和I/O引腳 上電/斷電復(fù)位(POR/PDR)、可編程電壓監(jiān)測器(PVD) 416MHz晶體振蕩器 內(nèi)嵌經(jīng)出廠調(diào)校的8MHz的RC振蕩器 內(nèi)嵌帶校準(zhǔn)的40kHz的RC振蕩器 產(chǎn)生CPU時鐘的PLL 帶校準(zhǔn)功能的32kHz RTC振蕩器 低功耗 睡眠、停機和待機模式 VBAT為RTC和后備寄存器供電 2個12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，1s轉(zhuǎn)換時間(多達16個輸入通道) 轉(zhuǎn)換范圍：0至3.6V 雙采樣和保持功能 溫度傳感器 DMA： 7通道DMA控制器 支持的外設(shè)：定時器、ADC、SPI、I2C和USART 多達80個快速I/O端口 26/37/5

25、1/80個I/O口，所有I/O口可以映像到16個外部中斷；幾乎所有端口均可容忍5V信號。 調(diào)試模式 串行單線調(diào)試(SWD)和JTAG接口 多達7個定時器 3個16位定時器，每個定時器有多達4個用于輸入捕獲/輸出比較/PWM或脈沖計數(shù)的通道和增量編碼器輸入 1個16位帶死區(qū)控制和緊急剎車，用于電機控制的PWM高級控制定時器 2個看門狗定時器(獨立的和窗口型的) 系統(tǒng)時間定時器：24位自減型計數(shù)器 多達9個通信接口 多達2個I2C接口(支持SMBus/PMBus) 多達3個USART接口(支持ISO7816接口，LIN，IrDA接口和調(diào)制解調(diào)控制) 多達2個SPI接口(18M位/秒) CAN接口(

26、2.0B 主動) USB 2.0全速接口 CRC計算單元，96位的芯片唯一代碼4.2、管腳圖 由于功能較多，本次設(shè)計之涉及部分電路，所以采用48管腳的分布5、 接口電路 在實際應(yīng)用中，輸入輸出因為外設(shè)的原因比如說種類、速度的差異、信號類型和電平都是很復(fù)雜的，任何外設(shè)都不能和系統(tǒng)總線直接連接，在兩者之間必須有一個專門的接口電路。 本次設(shè)計采用的是RS-485接口電路，RS-485接口芯片已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器、儀表、多媒體網(wǎng)絡(luò)、機電一體化產(chǎn)品等諸多領(lǐng)域?？捎糜赗S-485接口的芯片種類也越來越多。5.1、 RS-485接口標(biāo)準(zhǔn) 傳輸方式：差分傳輸介質(zhì)：雙絞線標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點數(shù)：32最遠通信距離：12

27、00m   共模電壓最大、最小值：+12V；-7V差分輸入范圍：-7V+12V接收器輸入靈敏度：±200mV接收器輸入阻抗：12k5.2、接口電路圖6、 穩(wěn)壓電路設(shè)計 本次設(shè)計中需要采用不同的恒流源，進行穩(wěn)壓，使各個線路處于正常工作狀態(tài)。所以采用了2個穩(wěn)壓電路78L05和L11176.1、穩(wěn)壓電路的簡介 78L05:CYT78L05 是一顆三端穩(wěn)壓電源調(diào)整器。CYT78L05 能被用作齊納二極管/電阻器組合替換。它提供二個數(shù)量級的有效的產(chǎn)品改善阻抗,低靜態(tài)電流。這些特性使穩(wěn)壓器可以給本機或板卡穩(wěn)壓提供一個很好的解決噪聲干擾問題的方案。CYT78L05 提供一個極好計算機主板

28、立體聲電源解決方案。主要特點:􀁺 輸出電流可達150mA。􀁺 輸出電壓5.0V。􀁺 輸出精度可達±4%。􀁺 簡單的外圍電路。􀁺 靜電防護ESD可達2.7KVLM1117:6.2穩(wěn)壓電路設(shè)計 總 結(jié)本次課程設(shè)計持續(xù)了2個星期時間非常緊張，我的題目是三維位移傳感器。我們小組由我和董心牖兩個人組成，需要完成的任務(wù)是一份機械本體裝配圖，一份設(shè)計說明書。我們采用分工合作，我的主要任務(wù)是設(shè)計三維位移傳感器的機械本體結(jié)構(gòu)。做課程設(shè)計時，指導(dǎo)老師給了我們很大幫助發(fā)現(xiàn)了很多我們沒有想到的問題提了很多改進系統(tǒng)的意見

29、，比如我起初為傳感器設(shè)計了底座，老師告訴我傳感器并非要放在地上工作，所以不需要底座。沒有老師的幫助和指點我們是無法完成系統(tǒng)設(shè)計的。 課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)這次課程設(shè)計雖然很累但我學(xué)到了不少東西對軟件的設(shè)計過程和方法有了更深入的了解培養(yǎng)了我們的團隊精神鍛煉了我們的溝通和表達能力。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的只有理論知識是遠遠不夠的只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來才能真正為社會服務(wù)從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。 通過此次課程設(shè)計，使我更加扎實的掌握了有關(guān)傳感器方面的知識，在設(shè)計過程中雖然遇

30、到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。 過而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。在今后社會的發(fā)展和學(xué)習(xí)實踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題所在，然后一一進行解決，只有這樣，才能成功的做成想做的事，才能在今后

31、的道路上劈荊斬棘，而不是知難而退，那樣永遠不可能收獲成功，收獲喜悅，也永遠不可能得到社會及他人對你的認(rèn)可！ 課程設(shè)計誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時又是一門講道課，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時，設(shè)計讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的認(rèn)識。通過這次課程設(shè)計，我掌握了傳感器的識別和測試；熟悉了傳感器的工作原理；了解了機械制圖的一些方法；以及如何提高機械結(jié)構(gòu)的性能等等，通過查詢資料，也了解了A/D轉(zhuǎn)換的原理。 我認(rèn)為，在這學(xué)期的實驗中，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實驗課上，我們學(xué)會了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實踐，再學(xué)習(xí)、再實踐。這對于我們的