近年来，随着超声学研究的发展，功率超声技术得到了越来越广泛的应用。超声波清洗技术作为功率超声技术的一个分支，以清洗速度快、效果好、易于实现自动化等优点，为传统工业清洗领域注入了新鲜的血液。作为超声波清洗机的核心组件，超声逆变电源的设计一直是超声波清洗系统设计的关键环节，它性能的好坏很大程度上决定了最终的清洗效果。以往的超声逆变电源的设计通常是基于模拟集成控制芯片的，这种实现方式在频率、功率控制的精度和速度上以及系统的灵活性、稳定性方面存在着一定的局限性，限制了超声逆变电源的发展。数字控制技术的出现，很好地弥补了上述缺陷，因此本课题将数字控制技术引入到超声逆变电源控制电路的设计中是很有意义的。 本文首先对超声逆变电源的基本结构和工作原理做了简单介绍，针对超声逆变电源各部分的结构特点，并结合一些传统设计方案优缺点的分析，确定了二极管不控整流的整流电路设计方案、电压源型串联谐振逆变器的逆变电路实现方案、基于锁相环的频率跟踪实现方案、和基于PWM脉宽调制技术的功率调节实现方案。接着，文章详细介绍了频率自动跟踪和功率控制的具体实现方法，利用数学推理和波形分析的方式阐明了方案的可行性，并通过软件仿真验证了方案的正确性。然后，文章还设计了主电路谐振软开关、人机接口电路、采样电路、IGBT驱动以及过流过温保护电路。方案确定了之后，通过观察自制电路板的实验波形表明新构建的超声逆变电源可以保证系统在复杂工况下处于谐振状态，验证了全数字频率跟踪系统和功率调节系统的可行性和有效性。 本文的重点和创新点在于将超声逆变电源的控制电路通过数字化来实现。本文创新地利用FPGA构建了全数字频率跟踪系统——数字锁相环和全数字功率调节系统——数字PWM调制、数字PID调节，从而取代了传统的模拟锁相环芯片CD4046和模拟PWM控制芯片SG3525，在控制的精确性、快速性和灵活性上都有了很大的提高。此外，利用ATmega16单片机实现了人机接口电路、频率采样和电流A/D转换，并通过SPI接口与FPGA进行数据传输，完善了数字控制体系，从而实现了基于FPGA和单片机的全数字控制超声逆变电源系统。
上传时间： 2022-05-30
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本课题针对目前医用红外测温仪的现状，提出了一种新的环境温度的补偿方法。这种方法是根据热释电探测器的工作原理，以被测物体与环境温度的差值作为参考量，根据其差值的大小确定补偿量的多少。通过数字测温芯片测量环境温度，采用软件补偿的方式，避免了以往用热敏电阻的缺点。 在红外测温系统中，红外信号经过光学系统的汇聚、斩波器的调制和热释电探测器的接收后转变成频率为20Hz的脉冲信号。此信号经过放大、滤波、整形和A/D转换成数字信号，再送到单片机中进行数据的处理、补偿和显示。 在系统的设计过程中，采用Wave6000单片机仿真系统对单片机进行调试。为了保持各部分之间正确的时序关系，软件全部采用汇编语言来编写。系统经过定标和测试表明：本系统在测量的精度和稳定性上有所提高。
上传时间： 2022-06-04
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风速是气象测量的一个重要要素，利用超声波进行风速测量现如今得到广泛的应用，技术已经很成熟。当超声波在空气中传播时，受到风速的影响，顺风和逆风情况下存在一个时间差，基于这个原理制成的时差法超声波风速测量仪表，具有精度高、可靠性强、集成度高等优势，并可以与雨量、湿度等测量仪表构成完整的移动气象站，与传统的机械式仪表、电磁式仪表相比，具有较强的优势，其关键参数是系统的测量精度。ARM作为32位的微处理器，具有丰富的片上资源，高达60M的处理能力，而且功耗很小，适合作为智能仪表的核心处理器。本文给出了基于LPC2132的风速测量系统，可以实现风速的测量、显示、精度调节以及与上位机之间的通信等功能。系统硬件电路包括ARM7处理器以及外围的模拟、数字电路，并采用模块化进行设计。这种思想大大简化了系统硬件电路设计的复杂性，增强了系统的稳定性与可靠性。软件部分根据超声波信号的特点，选用新型的构造包络的方法，在准确判断超声波到达时间的问题上有所改进。文章共分六个部分。第一章绪论介绍了超声波风速测量仪表的发展现状、本篇论文选题的目的和意义、所做的工作以及创新点。第二章介绍了超声波风速测量的基本原理。第三章是介绍基于ARM的超声波风速测量的系统的硬件设计。第四章是系统的软件设计。第五章是系统的误差分析。第六章是全文的总结以及就下一步的工作提出一些设想。关键词：ARM微控制器，超声波，时差法，风速测量
上传时间： 2022-06-18
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【摘要】：基于传统的方法在很多特殊场合：如带腐蚀的液体，强电磁干扰，有毒等恶劣条件下，测量距离存在不可克服的缺陷，超声波测距能很好的解决此类的问题。本论文主要对单片机超声波测距系统的原理，单片机的应用等进行了分析：对超声波的发生电路和接收电路，DS18B320温度采集电路，LCD显示电路，硬件制作和软件设计；对系统进行误差分析。【关键词】：超声波测距，单片机，DS18B20温度补偿，LCD显示，软件设计，误差分析。嵌入式系统无疑是当前最热门、最具有发展前景的IT应用之一。嵌入式系统的应用可以使传统的电子系统升级成为智能化的电子产品，使其成为具有“生命”的现代化智能系统。嵌入式系统一般应用于对实时响应要求较高的设备中，单片机作为嵌入式系统的核心部件，其应用使电子系统的智能化出现了意想不到的效果，常常无需对硬件资源做任何改动，只需更新系统软件就能使系统功能升级。现代社会中嵌入式系统无处不在，早已被应用在国防、国民经济、以及人们日常生活的各个领域，主要可以归纳为以下几个方面。（1）军事装备：各种武器控制（火炮控制、弹道控制、炮弹引信等），坦克、舰船、轰炸等各种电子装备，雷达、电子对抗、军事通讯装备等。（2）家用电器：各种家电产品，如数字电视、机顶盒、数码相机、VCD，DVD.可视电话、洗衣机、电冰箱、手机、智能玩具等。（3）工业控制：各种智能仪器仪表、数控装置、可编程控制器、分布式控制系统、工业机器人、机电一体化设备、汽车电子设备等。（4）商用设备：各种收款机、POS系统、电子秤、条形码阅读器、商务终端、IC卡输入设备、自动柜员机、防盗系统等。（5）办公用品：复印机、打印机、传真机、扫描仪、手机、个人数字助理（PDA）.变频空调设备、通信终端、程控变换机、网络设备等。6）医疗电子设备：各种医疗电子仪器，如 光机、超声诊断仪、心脏起搏器、监护仪器等，以及辅助诊断系统、专家系统等。单片机应用系统的设计包括单片机基本扩展、外围电路设计和程序设计、单片机应用系统开发环境、系统可靠性设计、电磁兼容性设计等内容。通常开发一个单片机系统的步骤如下：
上传时间： 2022-06-18
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超声波电机（Utrasonic Motor简称USM）是一种新型的微特电机，有别于传统的电磁电机。在本文引言中，说明了USM与传统电磁电机相比的主要优点、基本组成及应用前景，同时说明了开展专用USM的驱动电路研究工作的背景及主要工作内容，作者要完成设计、样品加工及应用三部分工作等，此论文就是这三部分研究工作的总结。首先，根据对驱动电路的要求，结合国内外传统压电马达驱动电路的系统方案，设计出专用超声波电机的驱动电路的系统方案。在本方案中增加了位置检测与归零单元，去掉了频率跟踪单元，采用DSP作为控制单元，整合了电机驱动信号产生、电机选择与启动、位置检测信号处理和特殊信号译码等功能，有利于电路小型化和稳定性。方案具有新颖和独特性。其次，详细介绍了利用仿真与实际调试相结合的方法，完成了推挽逆变电路及升压脉冲变压器的工程设计和调试，着重解决了浪涌及功率开关管保护等问题，注意了变压器绕制工艺与漏感的关系。采用DSP芯片实现了多种控制和软、硬件结合，给出了用C语言编写的程序，重点解决了程序的调试与抗干扰问题。采用独特的数字编码方法，实现了位置检测的结构设计，完成了性能初步调试以及与DSP组成闭环系统，消除电机不断步进引起的空间位置上的积累误差，实现了电机步进误差归零的技术要求。设计了电路工程板图，完成了样机两台的加工和调试工作，与超声波电机进行了匹配调试实验，重点解决了阻抗匹配问题，达到了驱动电路的设计指标，实现了设计、加工、匹配调试三解工作的基本，aCn.coinal最后，根据前一段工作，提出了一些今后工作的意见，特别是工程应用化与集成化方面的研究想法。关键词：超声波电机，驱动电路，DSP，脉冲变压器，位置检测与归等
上传时间： 2022-06-18
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在现代信息战中，随着电子对抗技术和装备的不断发展，战场的电磁环境更加恶劣，通信的电子战日益激烈。这就限制了无线电通信在某些特殊的战术背景下的应用。为了保证通信链路的安全顺畅，研究各种适用于军事通信的抗干扰、抗侦收、抗测向技术和寻求适应于这些特定的环境下新的通信方式就显得十分必要。超声波语音通信就是在这样的背景下提出来的。本文首先概略的介绍了AM调制、采样定理、直接数字频率合成等相关的基础理论；接着结合课题的具体要求，提出了基于DDS的基本原理，依托FPGA与单片机相结合的硬件平台来实现AM数字调幅的方案。设计中将软件无线电的思想渗透其中，将原来运用模拟器件构建的电路都通过软件编程的方法来实现，增加了系统的灵活性。其次，对整个系统的硬、软件设计进行了详细的叙述；系统的硬件电路由AM调制电路和功放电路组成，其中，M调制电路包括模拟部分、数字部分、电源部分，它主要完成语音信号与载波信号的数字调幅功能；功放电路是单独的一块电路板，它主要对调幅信号进行功率放大以驱动换能器，从而以超声波的形式将信息发出。而且，还详细分析了各部分硬件电路的设计和工作过程，并给出了相应的电路图。系统的软件设计包括有两个方面内容，一方面是单片机的软件设计，它主要利用IAR Embeded Workbench开发环境，完成系统的界面显示及各种调幅参数的设置；另一方面是FPGA软件的设计，它主要利用Quartusll开发软件，采用VHDL和QuartusII内嵌的图表编辑器的原理图式图形输入法混合编程的方式，编写了各模块单元，在FPGA内部实现了调幅功能。最后，对调制系统进行测试，测试结果表明系统工作性能稳定，基本上达到了预期的设计要求。
上传时间： 2022-06-18
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工业生产和科学研究过程中，流量测量必不可少，由于超声波流量计可以将超声换能器火装在管道外面进行非接触测量，无需中断管道，设计和安装方便，并且满足大部分工业生产的精度要求，近年来得到了广泛应用.本设计采用了多脉冲时差法测量技术，增强了系统的抗干扰性，改善了测量效果。系统的硬件部分以MSP430F155为控制核心，选用了高精度时间数字转换器TDC-GPI和复杂可编程逻辑器件spl.S11032等芯片.充分发挥了ispL.S1032的在系统可编程性，设计了超声波退耦合脉冲定时器、抗干扰滤波器、数字单稳态触发器等电路，实现了多脉冲的时间差测量，进一步提高了硬件抗干扰性，并且完成了系统时钟同步和电平转换的任务。通过芯片内部的门电路传播时延实现系统传播时间的测量，可以达到较高的测量精度，与传统的通过高速数字计数器测时的方式相比，有很大的优势，可以在较低的频率下完成电路的设计，避免了高频电路设计中所带来的更繁杂的电磁兼容等方面的问题。软件设计是基于嵌入式实时操作系统Small RTOS 430的实现.Small RTOS 430是由IC/OS-I和Small RTOS 51经过改写和移植而来，最大限度的减少了操作系统本身的代码量和所需的内存空间，整个软件系统以任务为单位，任务的实现相互独立，简化了软件的开发过程，缩短了开发周期，增强了系统的可靠性本文设计的时差法超声波流量计，采用了TDC-GPI测量传播时间差，保证了较高的测量精度；使用ispLS1032完成了多脉冲情况下时间差的确定和超声波退耦合脉冲定时器、抗干扰滤波器等硬件抗干扰电路，改善了超声波流量计的测量效果.
标签： 超声波流量计
上传时间： 2022-06-21
上传用户：得之我幸78
在2012年Acam公司推出了TDC-GP22时间数字转换器。GP22具有很多拓展功能并且给需要超高精度皮秒级的应用带来了很多优势，像超声波水表和超声波热表。尤其是集成的模拟元器件，像斩波稳定的比较器和模拟开关，简化了硬件设计，将外部元器件的数量降到最低。这个应用指南的目的是，作为一个TDC-GP22数据手册的补充。它描述了用TDC-GP22实现超声波热表的前端电路。它提供的额外信息，有助于减少设计时间，并避免由于错误的元件值或不正确的配置而导致的电路问题。我们建议设计时遵循布局图和演示板的原理图，以便达到最好的性能。最后，应用指南包含一个通用软件的例子，它展示了典型的测量流量。2介绍这个应用指南描述了一个基于Acam公司TDC-GP22时间数字转换器的超声波热量表的前端电路。GP22作为一个前端设备，可提供完全自动化的流量测量和温度测量。热量计算是通过流速以及流入和流出的流体温度差而得到的。
上传时间： 2022-07-09
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随着现代工业和科学技术的发展，智能测量仪表在工业生产和科学研究等领域都获得了巨大的发展。本文结合自动化仪表实验室的热工综合实验系统的建设，自主开发了带CAN总线接口的智能式称重仪。本文首先介绍了本课题的研究背景，设计过程中所用到的原理及理论，然后详细描述了其软硬件的实现过程，同时对控制网路中的现场总线进行了系统的描述，最后进行了误差分析及对本论文进行了总结。现场总线部分主要集中在第二章和第五章，第二章中介绍了OSI参考模型及各种网络的概念及术语，第五章中则对引出的一种现场总线（CAN总线）进行了研究与实现，该章首先从其网络模型上入手，介绍了各层的功能及层次结构，然后重点转到其中的一层——应用层进行研究。应用层选取了在欧洲非常流行的CANopen协议，最后给出了数字式称重仪成为CANopen网络下最小能力节点的实现过程。本文的主要内容有：（1）智能称重仪硬件电路的设计，包括高精密参考电压源、小信号放大电路及其非线性补偿电路、串行口通讯及总线通讯电路等的设计：（2）软件编程及调试，实现了人机接口的参数设定、量程变换、去皮功能，数字滤波、分段线性化输出及串口通讯等功能；（3CANopen协议研究，给出了CANopen协议的详细描述，同时按其标准完成了CANopen协议下最小能力设备的实现过程。
上传时间： 2022-07-19
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红外线、热释电和超声波遥控电路由于其功耗低、可靠性高和互相干扰小等优点，已在现实生活中得到了广泛应用。在目前的家用电器中，如电视机、家庭影院和数字音像设备中，大多都采用了红外线遥控电路。红外线遥控电路的使用，使这些家用电器操作起来十分方便、灵敏和可靠。而热释电红外控制在各类防盗器材和安全防护系统的检测中更有着独特的作用。因此，了解和掌握它们的工作原理和电路结构，对于无线电爱好者来说是十分必要的。本书由三大部分组成。第一部分介绍了红外线传感器和红外遥控电路的工作原理，通过五种类型的电路结构，介绍了数种典型的红外线传感器的实际应用电路；第二部分介绍了热释电红外传感器和热释电控制电路的基本原理，通过多个实际应用电路，介绍了它在照明节能、安全防护、防盗报警等方面的实际应用；第三部分介绍了声传感器、超声传感器和声控电路的工作原理，通过实例介绍了各类声传感器在节能灯、超声探测和防盗报警等方面的应用。本书所选电路有较强的实用性，多数电路中的基本放大控制电路能与各类传感器互换使用。书中电路所用元器件（包括传感器和集成电路）大部分均在书后附录中提供了供货厂商，为读者业余制作提供了方便。
上传时间： 2022-07-27
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