西南科技大學大學生創(chuàng)新基金項目申報書

1、項目編號西南科技大學大學生創(chuàng)新基金項目申報書項目名稱：電表超量程報警裝置的研制起止年限：2015年04月02日至2016年04月02日負責學生：指導老師：申報單位：西南科技大學理學院（蓋章）填報日期： 2015年04月02日西南科技大學工程技術中心大學生創(chuàng)新基金項目管理辦公室二一五年三月制簡 表研究項目名稱中文電表超量程報警裝置的研制英文The development of the electric meter outrange alarm device項目類別自由申請 重點項目 后續(xù)資助項目 項目分類申請金額3000元起止年月 2015年04月 至2016年04月申請者學生姓 名性 別郵件信

2、箱所在學院理學院專 業(yè)計算1301班入學時間2013年09月導師姓 名職 稱 郵件信箱所在學院主要研究方向電表超量程研究與應用 項目組成員姓名在修專業(yè)入學時間所在學院項目中的分工的分工簽字信息與計算科學2013年9月理學院文獻資料查找信息與計算科學2013年9月理學院文獻資料查找應用數(shù)學2013年9月理學院性能檢測分析光信息科學與技術2012年9月理學院制作實物應用物理2013年9月理學院制作實物申請學生簡況自2013年9月進入西南科技大學理學院學習以來，學習刻苦努力，綜合測評一年多以來一直位于專業(yè)前列，同時在校期間，積極參加社會實踐及各種社團活動，現(xiàn)擔任理學院學生勤工助學分中心組織部部長以及

3、街頭文化協(xié)會副會長及理學院藝術小組成員，很大程度上鍛煉了自己的各方面能力。在學院、班級認真做好自己的工作，認真努力的位同學服務，積極參加各種比賽及社團活動，獲得校級院級黨校優(yōu)秀學員、藝術特長獎等。一年半來，積極參加挑戰(zhàn)杯等之類的科技文化活動，取得一定成績，具備一定的實踐操作能力，也培養(yǎng)了一定的科技素養(yǎng)。此次參加創(chuàng)新基金項目的申報，想通過這樣一個平臺更好的將自己及組員的創(chuàng)意付諸實踐之中。31 立論依據(jù)研究目的與意義： （1）在學生做實驗時，指針式電表的指針達量程狀態(tài)，LED燈閃爍且蜂鳴器發(fā)出警報聲，提醒學生斷開電路或減小電流，以保護實驗儀器。 （2）節(jié)省維修費用。國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析：為

4、有效保護指針式電表，各高校實驗室以及企業(yè)均致力基于該問題的報警器的研究。近幾年，針對數(shù)字化顯示的電表在其內部設置了報警器，且做成成品已投入市場，而指針式電表超量程報警器，卻亟待研究并投入市場，以此保護指針式電表，減小損壞。立項目的： （1）觀國內外現(xiàn)今還沒有指針式電表超量程報警器的研究以及市場投入，從此項目中，可以優(yōu)化實驗器材，從而為企業(yè)以及教育單位創(chuàng)造更大的利益。 （2）在學生做實驗時，當指針式電表超量程狀態(tài)，LED燈閃爍和蜂鳴器報警，提醒學生斷開電路或減小電流，以保護實驗儀器同時節(jié)省維修費用。 （3）作為大學生，我們要將自己學到的專業(yè)知識能應用到感興趣的項目中，盡自己最大的一份力量來為企業(yè)

5、以及教育單位在這方面做到最優(yōu)化。主要參考文獻： （1）XXS-92智能聲光報警器 （2）遮擋式紅外聲光報警裝置（3）基于單片機控制的紅外報警器的設計2 研究目標、研究內容和擬解決的關鍵（技術）問題研究目標： 通過該項目的研究，設計并研制出指針式電表超量程報警器。研究內容： （1）信號檢測模塊在垂直于電表顯示屏的適當距離安裝一對激光對管，檢測電表指針是否指在量程位置，進而再啟動報警裝置。 （2）光電檢測報警電路設計。 （3）AT89C52單片機控制報警系統(tǒng)。報警系統(tǒng)功能說明：指針未指在量程位置的情況下，報警系統(tǒng)不啟動；若指針只是瞬間指在量程位置，此時產(chǎn)生的高低電平變化信號傳送至單片機，然后通過單

6、片機內部的數(shù)據(jù)處理使LED燈等閃爍一次；若指針在量程位置持續(xù)2秒，則LED燈持續(xù)閃爍；若指針在量程位置持續(xù)4秒，則LED燈亮，且蜂鳴器發(fā)出警報聲音，以示報警；若指針在量程位置持續(xù)6秒，則由系統(tǒng)強制掉電，以此保護電表。 （4）軟件實現(xiàn) 編寫代碼，實現(xiàn)系統(tǒng)控制。擬解決的關鍵技術問題： （1）指針指在量程位置時信號檢測。 （2）指針在量程位置持續(xù)時間不同，報警器系統(tǒng)輸出不同的報警警示。 （3）單片機對系統(tǒng)的控制以及代碼編寫。3 本課題的特色和主要創(chuàng)新點特色： （1）采用激光對管產(chǎn)生變化信號，對電表工作狀態(tài)不產(chǎn)生影響。 （2）指針在量程位置持續(xù)時間不同，報警器系統(tǒng)輸出不同的報警警示。 （3）單片機控制

7、整個報警系統(tǒng)。創(chuàng)新點： 指針在量程位置持續(xù)時間不同，報警器系統(tǒng)輸出不同的報警警示,兩秒鐘內LED燈閃爍，4秒鐘LED燈亮，蜂鳴器發(fā)聲，六秒鐘自動斷電。4 擬采取的研究方法、技術路線或研究方案研究方法： 采用單片機對報警系統(tǒng)的控制，當指針在量程位置持續(xù)時間不同，報警器系統(tǒng)輸出不同的報警警示。在指導老師與本組人員的集思廣益下，討論出5種在理論上可解決問題的方案，現(xiàn)將各方案分析如下： （1）方案一：在指針的適當位置鍍上金屬薄膜，當指針指在量程位置時，觸點A，B與金屬薄膜接觸，此時電路處于導通狀態(tài)，進而蜂鳴器發(fā)出警報，同時LED亮。此方案電路簡單，操作性簡單，且容易維修電路，但是在保證指針與A,B觸點

8、同時接觸有難度，因此進一步改進是將觸頭A接在電表的一個外接觸點上，則只要求指針與觸點B接觸就可使電路導通。 （2）方案二因為流過電表的電流較小，則在電表輸出端將電流轉化為電壓，再用此電壓驅動方案一中的電路，以此解決問題。此方案的優(yōu)點是操作簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定，但其缺點是由于放大器的功耗可能影響負載。 （3）方案三 此方案是在垂直于表盤外的適當位置安裝一個激光發(fā)射管，同時在表盤上安裝一個激光接收管，并在指針上附小塊的黑色薄膜。當指針未在量程位置時，接收管接收激光，當指針在量程位置時，薄膜遮擋光，接收管不能接收光。則將產(chǎn)生的高低電平信號經(jīng)單片機處理 ，再去驅動電路，最后發(fā)出不同的警報。經(jīng)比較，該方案的可

9、行性、穩(wěn)定性、創(chuàng)意點都能達到期望值，所以該方案被定為此項目的主要實施方案。 (4)方案四 此方案在方案一的電表內部的轉軸上安裝一個旋轉碼盤，利用旋轉編碼器模塊進行信號檢測、旋轉方向以及角度判斷。此方案的操作性的難度系數(shù)非常大，甚至會影響指針的示數(shù)。旋轉編碼器的原理圖如下： （5）方案五此方案原理圖如下，利用TWH7887的工作原理，磁化薄金屬片KA安裝在電表的量程位置。當KA與觸電A、B同時接觸時，電路不工作，當指針指在量程位置，并使KA與A、B斷開，則電路工作，進而蜂鳴器發(fā)出警報。此方案的電路原理簡單，方案的關鍵是如何使指針到量程位置時使KA與A、B斷開，且創(chuàng)新點不足。綜述5個方案，最終將方

10、案三定為該項目的主要研究對象，用該方案設計指針達量程的報警系統(tǒng)，且以下內容全是針對方案三而言。2技術路線信號檢測超量程狀態(tài)持續(xù)時間的判斷報警器的響應。5 項目進度計劃、預期成果和達到目標項目進度計劃：1.24月2日-4月5日，利用三天的時間進行文獻查閱搜集資料，進行社會調查了解相關情況，最后進行方案設計完成初步模型。2.4月6日-12月1日，這一段時間主要是根據(jù)設計的方案擇優(yōu)選擇，進行研制開發(fā)。3.12月2日-12月31日，利用一個月的時間對已完成的研制進行深入分析并撰寫論文或研究報告，以及結題和答辯，最后進行項目鑒定。4.2016年1月-3月底進行最后一個階段，根據(jù)學校要求上交結題報告以及相

11、關研究報告，并進行成果推廣或論文發(fā)表及專利申請。預期成果和達到目標：1.完成超量程報警裝置的實物制作。2.能夠客觀的得到研究成果，并完成相應的研究報告。6 已具備的實驗條件及尚缺少的實驗條件已具備的實驗條件：光電科技協(xié)會與工程技術中心提供實驗平臺，電流表，筆記本電腦缺少的實驗條件：硬件電路元器件以及YL39型號單片機7 經(jīng)費預算支 出 科 目金 額（元）計 算 根 據(jù) 及 理 由測試計算分析費200打印復印費、資料費200打印參考文獻、論文、電路原理圖等實驗原材料、試劑、藥品購置費400角鋁、電子元器件、單片機等儀器設備租借費300小型設備試制費300二極管、單片機等器材其他100交通費，超支

12、資料費等 合 計1500注: 預算支出科目按下列順序填寫: 1. 資料費 2. 交通費 3.材料費 4.版面費等。8 預期提交成果及驗收時考核指標預期成果A、研究報告或調研報告（必選）；B、公開發(fā)表研究論文 篇；C、申請專利 項；D、設計圖紙及說明書；E、軟件 套； F樣品、實物；G、其它 。成果說明： 能夠完整準確的在研究報告中展示出項目整個調查研究的成果，并且對于成果的真實性和客觀性給與一定的保證。在相關條件允許的情況下盡可能的將整個研究報告豐富和完善。驗收時考核指標：1.（文檔）一份完整的項目研究報告 2.（文檔）一份完整的項目結題報告3.（文檔）其他相關的成果報告4.（實物）超量程電表

13、報警裝置電表9 指導教師意見當指針式電表超量程時，LED燈閃爍、蜂鳴器報警，提醒學生減小電流或斷開電路，達到保護實驗儀器、節(jié)省維修費用的目的。該項目綜合運用了物理基礎實驗和電路原理等知識，設計了多種方案，方案切實可行，具有較大的創(chuàng)新和實用價值。本人非常愿意指導該創(chuàng)新項目。 指導教師（簽字）：二一 年 月 日10 申報單位審核意見負責人： （蓋章）二一 年 月 日11 專家評審意見專家簽名： 二一 年 月 日12學校審批意見二一 年 月 日填 報 說 明（此頁不打?。?. 本申報書必須用計算機填報，表達要明確、嚴謹，手寫無效；2. 項目編號由大學生創(chuàng)新基金項目管理辦公室填寫；3. 項目名稱不超過

14、25個漢字4. 起止年限為1年，且申請者必須在規(guī)定時間內提交研究成果，完成研究目標；5. 申報單位可以是學生所在學院，也可以是指導教師所在的單位。6. 項目類別中，自由申請是無任何預先設定要求的申請項目，學生可自由選擇題目；重點項目是由根據(jù)情況需要在指南中發(fā)布的申請題目；后續(xù)資助項目是根據(jù)前期研究成果經(jīng)確認為有繼續(xù)資助必要的項目。7. 項目分類：項目共分為四類，即：1. 哲學社會科學類社會調查報告和學術論文A哲學 B經(jīng)濟 C社會 D法律 E教育 F管理2. 自然科學類學術論文A.機械與控制（包括機械、儀器儀表、自動化控制、工程、交通、建筑等）B.信息技術（包括計算機、電信、通訊、電子等）C.數(shù)

15、理（包括數(shù)學、物理、地球與空間科學等）D.生命科學（包括生物、農(nóng)學、藥學、醫(yī)學、健康、衛(wèi)生、食品等）E.能源化工（包括能源、材料、石油、化學、化工、生態(tài)、環(huán)保等）3. 科技發(fā)明制作A. 機械與控制（包括機械、儀器儀表、自動化控制、工程、交通、建筑等）B. 信息技術（包括計算機、電信、通訊、電子等）C. 數(shù)理（包括數(shù)學、物理、地球與空間科學等）D. 生命科學（包括生物、農(nóng)學、藥學、醫(yī)學、健康、衛(wèi)生、食品等）E. 能源化工（包括能源、材料、石油、化學、化工、生態(tài)、環(huán)保等）4. 其他A. 藝術B. 語言C. 其它根據(jù)所申報項目的學科和性質按上述項目分類進行填寫，如所申報的項目是科技發(fā)明制作類中的信息技術學科，則將項目分類填寫為3B.申請者：學生同時只能申請一個項目，負責人和成員不可交叉重復申報；導師同時指導項目個數(shù)不超過2個；8. 項目16款內容