无线双轴倾角传感器的设计

无线双轴倾角传感器是利用MEMS倾角传感器采集信号,并通过无线方式传输测量现场中被测物端面倾斜角度的测量仪器。首先探讨了倾角传感器的测量工作原理,提出了双轴加速度传感器测量二维加速度信号,同时测量倾角信号。其次,设计了由传感器模块、控制模块、显示模块、射频模块等组成的无线倾角传感器节点的硬件系统,以STC89C52单片机为控制核心,利用ADXL202加速度传感器和无线芯片CC1110设计出的无线双轴倾角传感器硬件电路,利用单片机接收前端采集的数据并对其处理和计算,在液晶显示器上显示。该系统体积小、稳定性好,功耗低、通信效率高,可应用于测量、监测、报警等一些工业领域。     

基于机器视觉技术的音圈电机磁钢自动检测系统

为实现音圈电机磁钢轮廓的快速检测,提出了一个由图像采集、系统照明、图像处理和单片机控制下的分拣模块等几个部分构成的自动检测系统,简要介绍了系统硬件模块的设计方法,并根据实际VCM磁钢的轮廓特征提出了软件设计的具体算法．最后给出了音圈电机磁钢轮廓检测的实验结果,表明此系统设计方案简易可行．     

一种基于脉冲控制器控制的步进电机实验教学电路的设计

脉冲控制器控制的步进电机实验教学电路主要由电源模块、脉冲控制器、步进电机驱动器、两相混合式步进电机组成。脉冲控制器根据编写的程序产生脉冲信号,控制步进电机的运动来达到准确定位。脉冲控制器的程序编写简单易学,可提供安装、调试电路并进行步进电机以不同的速度前进、后退、停止等定位控制实验,满足理实一体化的教学要求,教学效果显著。     

音圈电机一维运动迟滞补偿教学平台

搭建了一套适用于教学的音圈电机一维运动迟滞补偿平台。采用广义Prandtl-Ishlinskii迟滞模型对音圈电机的迟滞现象进行建模,利用粒子群算法对模型的参数进行识别,通过多个粒子向最优解不断逼近,每次取众多粒子中最优的粒子的解,得到最接近实验数据的拟合参数,使得迟滞模型很好地描述音圈电机一维运动的状态。通过反演算法进行迟滞补偿。实验结果验证该算法能够很好地校正迟滞现象带来的位移偏差。教学平台能够使学生更好地理解迟滞现象及其影响,学会建立音圈电机的迟滞模型和补偿音圈电机的迟滞现象。     

基于加速度传感器ADXL330的运动信息采集平台设计

开发了一种能对加速度传感器ADXL330的运动信息进行采集的平台.该平台利用多节点网络技术可同时采集多点加速度信息,并能对信息进行处理或转发到高端计算机进行综合分析.利用此平台,可及时、准确地采集到人体运动的相关信息.在此平台基础上进行二次开发,可应用于身体康复训练、体育锻练、游戏控制等领域.     

定量探究向心加速度影响因素的创新实验装置

实验装置主要由姿态角度传感器、蔬菜脱水篮、刻度尺三个核心部件组装而成。转动蔬菜脱水篮,利用姿态角度传感器采集向心加速度、角速度等物理量数据,利用刻度尺测量转动半径,通过蓝牙将采集到的数据发送到电脑端。借助Excel软件处理数据,插入散点图,可得到向心加速度与角速度平方成正比的直线图像,并且比例系数等于姿态角度传感器的转动半径。通过实验探究得到向心加速度与角速度、半径的定量关系式a=ω²·r。     

倾角传感器动态误差标定系统

研究了一种用于倾角传感器动态标定的系统。该系统包括工作台及其控制装置、传感器动态输出数据采集模块、数据处理模块等部分。该系统通过改变输入到驱动器的脉冲频率控制步进电机的转速,并通过调整脉冲数来控制旋转角度,从而获得一定转速下-45°～45°范围内倾角传感器的动态输出。利用Matlab软件对所得数据进行预处理、插值和拟合,建立了动态特性的数学模型,得出在不同转速下倾角传感器的动态补偿量,以用于动态测量过程的实时补偿。     

四旋翼飞行器的设计

设计了一种四旋翼飞行器的实验系统。电机调速器运用检测反电动势的方法控制三相全桥逆变电路从而调节无刷直流电机的转速。以ARM处理器为主控制器对电机调速器进行控制,从而实现飞行器的平衡和姿态控制。通过四旋翼工作模式的研究,利用加速度传感器和陀螺仪数据进行控制算法设计与研究,实现四旋翼飞行器姿态的控制调节。开发了仿真调试软件系统实时监测传感器的数据和控制量。实验表明,通过合适的控制算法可以四旋翼飞行器的平衡性能和各种飞行姿态,从而为学生提供了新的仿真和实践平台,有利于创新型实验教学任务的顺利开展。     

基于ZigBee技术的甘蔗土壤水分含量远程监测系统设计

为了便于监测甘蔗农田的土壤水分含量,利用无线传感器网络Zigbee技术,设计了一套甘蔗土壤水分远程监测系统.本系统由上位机程序、汇聚节点、路由节点和采集节点四部分组成.利用采集节点上的土壤水分传感器FDR-100实时采集农田信息,通过上位机管理软件储存和显示甘蔗农田中的土壤水分数据,为研究甘蔗的需水规律和甘蔗农田灌溉提供了重要的数据依据.经测试表明本监测系统具有安装简便、测量精度高等优点.     

多传感器的5G共享输电杆塔倾斜监测方法

针对传统方法在5G共享输电杆塔倾斜监测应用中存在较大的监测误差,提出了多传感器的5G共享输电杆塔倾斜监测方法.以双轴倾角传感器和加速度传感为测量仪器,采集了5G共享输电杆塔姿态数据,利用Kalman滤波技术,对5G共享输电杆塔倾角数据和加速度数据进行滤波,利用建立的坐标系分析滤波后的数据,计算5G共享输电杆塔倾斜变化情况,以完成多传感器的5G共享输电杆塔倾斜监测.经实验证明,此次监测结果误差小于传统方法,可以准确地监测5G共享输电杆塔倾斜情况.     

行星齿轮机构运动演示教具设计与试验

为帮助学生理解行星齿轮机构在不同工作状态下的运动形式,并验证行星齿轮机构的传动比公式,研究设计了一套包括机械机构和采集系统两部分的行星齿轮机构运动演示教具。行星齿轮机构由12V电机驱动,通过传感器及自编的Lab VIEW数据采集程序实时获取机构的运动参数,计算出实际传动比,并与理论数据对比。试验表明,该教具设计合理,小巧便携,能够直观演示行星齿轮机构运动状态。     

运动控制中电机速度跟踪曲线教学系统设计

速度跟踪是运动控制系统设计中的重要内容。以电机为研究对象,结合互动性、实用性、趣味性等教学理念,设计了电机速度跟踪曲线教学系统,将其分为5个软件模块。系统以四轴运动平台为硬件平台,利用随机库函数完成硬件控制功能,使用VC++6.0完成其软件系统开发。对于重要的速度曲线显示模块,利用继承已有类CStatic方法完成类示波器风格界面设计;对于较复杂S曲线模式仿真设计,主要采用离散化方法,利用定时器和运动物理规律,周期更新离散速度、加速度和加加速度,完成速度曲线更新。经过实际教学中仿真和联机测试,两种模式的速度跟踪结果符合要求,证明系统设计合理、可靠,并体现良好的教学效果。     

基于光电传感器的牛顿第二定律实验装置

设计并制作了一套新型牛顿第二定律实验装置.选用光电传感器采集小车运动的位移和时间两个物理量,编制软件计算加速度等相关运动学物理量,并绘制相互之间的图形.实验数据表明该装置成本低,省时高效,实验精度高.     

激光位移传感器测量表面粗糙度的实验装置和方法

为了实现表面粗糙度的无损测量,设计了一种基于激光位移传感器的粗糙度测量系统。硬件系统由激光位移传感器、X-Y十字滑台,步进电机,驱动器,PLC控制器组成。软件系统由激光位移传感器上位机软件和Matlab程序组成。十字滑台带动被测对象沿X轴或Y轴移动,激光位移传感器测量Z向位移数据。上位机软件将采集数据导出后,经由Matlab计算粗糙度值。铝合金平面和塑料件平面测试表明该实验装置和方法有效。     

机械运动参数测定综合实验的设计

介绍了在机械运动参数测定综合实验系统中,在曲柄滑块机构的曲柄上安装了光电编码器,滑块上安装了位移传感器和加速度传感器,利用计算机中的数据采集卡对运动参数进行采集,上位机采用基于LabVIEW的虚拟实验系统对实验数据进行采集、处理与显示,利用Adams建立的运动平台机构仿真模型,对机构相应的运动曲线进行了仿真模拟,学生可以进行理论运动线图与实测运动线图的比较,从而进一步加深对机构运动特性的了解与认识。     

电阻式传感器典型实例分析

传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、温度、流量等)转换成电学量(如电流、电压等)的一种元件。传感器输入的是非电学物理量,输出的是电学量。将非电学物理量转换成电学量之后,测量比较方便,而且能输入计算机进行处理。电阻式传感器是利用电路中电阻的改变来改变电流,而实现把非电学量转换成电学量的。1加速度仪例1加速度是导弹惯性制导系统的重要物理量,利用“加速度仪”可测得导弹的加速度。如图1所示为加速度仪的原理图:支架AB固定在特测系统上,滑块m穿过在AB之间的水平光滑杆上,并用两只完全相同的轻弹簧连接在A、B端,其下端…     

体育运动训练中体能指标数据采集与监测系统研究与设计

为了解决传统体育体能监测系统无法动态性和综合性数据采集监测问题,设计了多传感运动数据采集与监测系统。该系统主要通过感知层、数据采集层和数据融合层,完成体能指标的采集、传输和分析。系统硬件架构主要通过O₂传感器、CO₂传感器、压电薄膜传感器和视频监控传感器实现数据的采集,完成二级体能指标核心数据的记录。系统软件架构主要通过数据库、管理子系统、应用子系统和传感感知,完成指令控制和数据分析监测。测试结果表明,该体能指标采集监测系统的特征分布值0.01相似文献   

虚拟小信号高速采集＆数据累加器系统设计

虚拟小信号高速采集＆数据累加器是分布式光纤传感器系统中的重要数据采集处理设备．其硬件电路主要由模拟前置电路与AD转换电路、可编程逻辑控制电路、计算机接口电路三部分组成．文中给出了部分关键程序代码。并给出了使用虚拟小信号高速采集＆数据累加器的分布式光纤传感器系统的测温系统的8Km温度数据曲线．     

从粗略到精确 从定性到定量——对人教版新教材中法拉第电磁感应定律实验的改进创新

人教版新教材选择性必修2“法拉第电磁感应定律”一节，增加了“做一做”栏目，根据教材中的实验装置与条件进行了实际操作，发现了一些不足.利用变频调速电源和永磁低速电机来控制磁体相对线圈的运动速度，可有效避免磁体穿过线圈时反作用力对磁体运动的影响，利用传感器采集实验数据，并通过电子表格生成图像，直观、定量地验证了电动势与磁通量变化率、线圈匝数之间的关系，取得了满意的教学效果，有效提升了学生的物理学科核心素养.     

基于单片机的大棚温湿度控制系统设计

针对目前温湿度控制现状,设计了一种大棚温湿度控制系统,给出了系统的硬件电路、软件设计思路.该系统以单片机AT89C52为控制中心,采用SHT71为温湿度检测元件,实时监控温湿度的变化.单片机与智能传感器相连,采集并处理传感器的测量数据;通过LCD12864实时显示温湿度的数值;当温度超出允许范围时,电机开始启动来调节温度,从而实现对整个温湿度控制系统的管理.这种温湿度控制系统具有传感精度高、易于管理等优点.