智能儀器林君第八章智能儀器設(shè)計(jì)實(shí)例設(shè)計(jì)實(shí)例

第八章智能儀器設(shè)計(jì)實(shí)例實(shí)例1：固體密度測試儀的研制

實(shí)例2：基于DSP處理器的地下管道漏水檢測儀設(shè)計(jì)實(shí)例1：固體密度測試儀的研制測量原理硬件電路設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)測試結(jié)果分析

三種固體密度測試法:天平法、機(jī)械法、電子自動(dòng)法。一、電子自動(dòng)法測量原理

電子自動(dòng)法是一種基于阿基米德浮力定律實(shí)現(xiàn)對固體的密度測試的方法。物理學(xué)中密度的定義為物體單位體積的質(zhì)量。在測量密度時(shí)，首先被測量固體標(biāo)本在空氣中的重量，再將固體標(biāo)本浸沒在裝有水的容器中，測量固體受水浮力后的重量，根據(jù)阿基米德浮力定律可求出固體的體積，計(jì)算密度值。設(shè)固體標(biāo)本的質(zhì)量為M、體積為V，測量密度為σ，有：σ=M/V固體標(biāo)本在空氣中的重量為：P1=M*g在水中的重量為：P2=（M-M0）g，則浸沒在水中前后的重量差為：P1-P2=M0*g，M0表示與固體標(biāo)本同體積的水的質(zhì)量。根據(jù)阿基米德浮力定律，不規(guī)則固體的體積為：則不規(guī)則固體的密度為：

式中σ0為水的密度，因?yàn)棣?=1g/cm3，于是所測固體的密度為：可見，只要分別求出不規(guī)則固體在空氣中的重量P1和該固體在水中的重量P2，根據(jù)上式即可得到被測固體的密度值。問題：被測固體的密度小于1能測量嗎？如果樣品吸水如何處理？二、硬件電路設(shè)計(jì)

密度儀組成框圖1、傳感器設(shè)計(jì)

應(yīng)變片壓阻電橋若R1=R3=R2=R4=R；ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4=ΔR則U01=EΔR/R=KP式中：K—重力到電壓的轉(zhuǎn)換系數(shù)；P—電阻傳感器所受到的重力；U01—傳感器橋路輸出電壓；E—電橋電源電壓。對應(yīng)0-450克的重量范圍，本傳感器的輸出電壓0-10mv。

2．信號放大電路

由于傳感器輸出信號較弱，為了進(jìn)行有效放大，提高抗干擾能力，信號放大電路中采用了儀用放大器AD620。

3．?dāng)?shù)字信號處理電路

數(shù)字信號處理電路由AT89C51單片機(jī)及外圍電路組成

三、軟件設(shè)計(jì)

軟件主要包括上電自檢、邏輯判斷初始化、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、測試計(jì)算、出錯(cuò)處理五大模塊。四、測試結(jié)果1．主要技術(shù)指標(biāo)測量密度范圍：1—7.5g/cm3；均方誤差<0.01；測量體積范圍：（50—300）cm3；體積分辨率：0.1cm3；測量重量范圍：<500g。2.6892.6902.6892.6892.6912.6782.6882.6862.6872.688測試數(shù)據(jù)（g/cm3）平均值（g/cm3）2.687均方差（g/cm3）0.0035實(shí)例2：基于DSP的地下管道漏水檢測儀設(shè)計(jì)

相關(guān)檢測漏水原理

一、TM觸S3雖20瓜VC祝54危02性能葉特點(diǎn)肅及應(yīng)壺用開慶發(fā)二、貸地下唇管道籃漏水些檢測讀儀設(shè)顧計(jì)1.設(shè)計(jì)痰原理漏水拘聲音灣信號榜與傳鉗感器3.相關(guān)片測漏挑儀硬哈件設(shè)番計(jì)（1）.2耳4位A/伙D凳CS醋53議60與DS匠P的接凈口模數(shù)泊轉(zhuǎn)換飯輸出毫?xí)r序千圖模數(shù)闖轉(zhuǎn)換書器與DS觸P連接早原理憂圖(2輩).程序完存儲(chǔ)級空間DS蹈P與FL其AS疊H的連感接框絨圖(3聚).數(shù)據(jù)黑空間酸的擴(kuò)隸展DS利P與SR襯AM的連展接圖(4葡).通信企模塊4．軟迷件設(shè)偷計(jì)數(shù)據(jù)象處理惡軟件桿流程B通道坡的信乖號波粗形A通道浴的信今號波綿形B通道表信號禾濾波可前的臘功率鐵譜B通道賢信號慌濾波絡(luò)后的押功率默譜思考霞題與掛習(xí)題1．簡演述智孤能儀筆器設(shè)標(biāo)計(jì)的脖基本餅要求殲。2．智墊能儀挺器設(shè)偉計(jì)時(shí)垃一般禾應(yīng)遵受循的氧基本影原則謹(jǐn)。怎侄樣理拳解“頓組合蹄化與踢開放聯(lián)式設(shè)燙計(jì)思責(zé)想”德。3．愧智能浮儀器愧中微旅機(jī)系學(xué)統(tǒng)有權(quán)哪幾濃種構(gòu)蓋成方敢式，暴分別校適用蔽于哪體些場指合？4．邁總結(jié)副目前替市場忘流行推的單妹片機(jī)象型號計(jì)、特臣點(diǎn)。5．TM券S3科20系列DS心P中，斯有哪講些芯塵片適湊合智香能儀怎器，產(chǎn)概括容其主螺要性沾能特完點(diǎn)。6．簡辦述《儀器嗽設(shè)計(jì)燃任務(wù)編書》的主遇要內(nèi)裳容、艱主要熔作用宰和編善寫注絞意事衫項(xiàng)。7．智梁能儀澤器設(shè)列計(jì)時(shí)傭如何麗考慮點(diǎn)硬件但和軟級件之離間的叢關(guān)系誕。8．簡鋤述微金處理否器內(nèi)粘嵌式喘智能常儀器券硬件虛設(shè)計(jì)已時(shí)應(yīng)亂注意問哪幾盛方面將的問克題。9．簡量述智盆能儀鑒器軟嶄件調(diào)逐試、骨綜合僅調(diào)試遺、整蒸機(jī)性外能測攀試的燙一般威方法哪。10．畫狡出相什關(guān)處守理的緣瑞快速劃算法常流程親。概榜述相疊關(guān)檢鴉測的傾主要哈應(yīng)用嚇。