机电类比法是一种把机械量通过一定的计算等效类比为电量的方法,其在对电子机械系统的分析中应用非常广泛。它能够把一个较复杂的机械系统类比为我们熟知的电路系统来进行分析,从而使问题的分析得到简化。本文通过对振弦式传感器的分析介绍了机电类比法,并对使用电路进行了相关的分析。 Summary:The electromechanical analogy is assort of analysis which is to analogize the mechanical system by using circuit system , it applied widely in the filed of analysis the electronic-mechanical system. The analysis can take a complex mechanical system analogous to a circuitry that we well-known, which can simplify the problems. In the paper, the electro-mechanical analogy method is briefly introduced by analysis the vibrating wire sensor,and have a correlation analysis about the circuit we used.关键词: 机电类比法 振弦式传感器 频率 振荡 反馈Keyword:electro-mechanical analogy method,vibrating wire sensor,frequency, oscillation, feedback 0 引言振弦式传感器是属于频率式传感器的一种。所谓频率式传感器就是能直接将被测量转换为振动频率信号的传感器,这类传感器一般是通过测量振弦、振筒、振梁、振膜等弹性振体或石英晶体谐振器的固有谐振频率来达到测量引起谐振频率变化的被测非电量的目的,其也称为谐振式传感器[1]。在分析该类传感器中,由于其涉及到频率,就容易让人联想到在电子技术中接触到的RLC振荡电路。因此可以尝试着用类比的方法使之对应起来分析,即机电类比法分析。
上传时间: 2013-11-16
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一、传感器的定义信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展,都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强,作为信息采集系统的前端单元,传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件,作为系统中的一个结构组成,其重要性变得越来越明显。最广义地来说,传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为:“传感器是测量系统中的一种前置部件,它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是:“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”,而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分,它是被测量信号输入的第一道关口。传感器系统的原则框图示于图1-1,进入传感器的信号幅度是很小的,而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程,首先要将信号整形成具有最佳特性的波形,有时还需要将信号线性化,该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下,这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号,并输入到微处理器。德国和俄罗斯学者认为传感器应是由二部分组成的,即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。按这种理解,传感器还包含了信号成形器的电路部分。传感器系统的性能主要取决于传感器,传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器:有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种,不需要外接的能源或激励源(参阅图1-2(a))。有源(a)和无源(b)传感器的信号流程无源传感器不能直接转换能量形式,但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体,而它们的状态可以是静态的,也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的,也可以是化学性质的。按照其工作原理,传感器将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量,然后将此电信号分离出来,送入传感器系统加以评测或标示。各种物理效应和工作机理被用于制作不同功能的传感器。传感器可以直接接触被测量对象,也可以不接触。用于传感器的工作机制和效应类型不断增加,其包含的处理过程日益完善。常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟: 光敏传感器——视觉;声敏传感器——听觉;气敏传感器——嗅觉;化学传感器——味觉;压敏、温敏、流体传感器——触觉。与当代的传感器相比,人类的感觉能力好得多,但也有一些传感器比人的感觉功能优越,例如人类没有能力感知紫外或红外线辐射,感觉不到电磁场、无色无味的气体等。对传感器设定了许多技术要求,有一些是对所有类型传感器都适用的,也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是: 高灵敏度,抗干扰的稳定性(对噪声不敏感),线性,容易调节(校准简易),高精度,高可靠性,无迟滞性,工作寿命长(耐用性) ,可重复性,抗老化,高响应速率,抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力 ,选择性,安全性(传感器应是无污染的),互换性 低成本 ,宽测量范围,小尺寸、重量轻和高强度,宽工作温度范围 。二、传感器的分类可以用不同的观点对传感器进行分类:它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应);它们的用途;它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。根据传感器工作原理,可分为物理传感器和化学传感器二大类:传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应,诸如压电效应,磁致伸缩现象,离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器,被测信号量的微小变化也将转换成电信号。有些传感器既不能划分到物理类,也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多,例如可靠性问题,规模生产的可能性,价格问题等,解决了这类难题,化学传感器的应用将会有巨大增长。常见传感器的应用领域和工作原理列于表1.1。按照其用途,传感器可分类为: 压力敏和力敏传感器 ,位置传感器 , 液面传感器 能耗传感器 ,速度传感器 ,热敏传感器,加速度传感器,射线辐射传感器 ,振动传感器,湿敏传感器 ,磁敏传感器,气敏传感器,真空度传感器,生物传感器等。以其输出信号为标准可将传感器分为: 模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时,传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
上传时间: 2013-10-11
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C语言冒泡、插入法、选择排序算法分析
上传时间: 2014-12-29
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RealView+MDK+Jlink+Mini2440测试程序移植(成功)2
上传时间: 2013-11-10
上传用户:风为裳的风
针对目前余度管理软件开发过程中普遍采用手工编码,可靠性和效率较低,验证工作量大,软件开发周期较长,成本高等问题,本文采用基于SCADE的图形化建模开发方法和自动代码生成技术生成高可靠嵌入式实时代码,免去代码的测试单元,缩短开发周期,安全性高,在工程应用中大大节省了开发成本,并很好的保证了余度管理系统的稳定性和安全性。
上传时间: 2013-11-04
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本文以第六届全国大学生智能车竞赛为背景 , 介绍了智能赛车控制系统的软硬件结构和开发流程。该比赛采用大赛组委会统一指定的由东莞市博思电子数码科技有限公司提供的 C 型车模,以 Freescale 半导体公司生产的 16 位 DSCMC56F8366 为核心控制器,在 CodeWarrior IDE 开发环境中进行软件开发,要求赛车在未知道路上沿着黑线以最快的速度完成比赛。整个系统涉及车模机械结构调整、传感器电路设计及信号处理、控制算法和策略优化等多个方面。为了提高智能赛车的行驶速度和可靠性,对比了不同方案的优缺点,并结合 PC 调试平台进行了大量底层和上层测试 , 最终确定了现有的系统结构和各项控制参数 。赛车采用模拟摄像头对赛道进行检测,通过边缘提取获得黑线位置,用 PD 方式对舵机进行反馈控制 。 同时通过速度传感器获取当前速度 , 采用优化后的 PID 控制实现速度闭环。 关键词: Freescale ,智能车,摄像头, PID
上传时间: 2013-10-27
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基于ARM11的嵌入式视频处理终端设计 在研究了基于ARMl 1体系结构的Samsung$3C6410处理器的基 础上,给出了多格式视频编解码的使用方法和Windows CE下中断流 驱动的设计方法,为Windows CE操作系统下的图像采集和视频处理 的复杂控制提供了软件实现的方法;并以该处理器为核心,加上外部 存储器和USB摄像头等接口电路,完成了一个嵌入式视频处理终端 核心板的硬件原理图设计和PCB图的设计,并对视频处理终端的印 制电路板的电磁兼容进行了研究。 首先对嵌入式系统和视频处理进行了简单的介绍,指出了采用 $3C6410处理器设计的视频处理终端具有的优势。其次,对$3C6410 多格式视频编解码的使用进行了仔细分析,为多格式视频编解码软件 的编写提供了思路。给出了Windows CE下中断流驱动程序的设计方 法,为主处理器和BIT处理器在Windows CE下中断流驱动的设计提 供了一种较为通用的参考模型。第三,在熟悉了S3C64lO处理器的 体系结构基础上设计出了下列电路原理图:电源及复位电路,时钟电 路,DDR SDRAM和FLASH存储器电路,USB接口电路,串口电路, JTAG接口电路,LCD和TSP接口电路。整个嵌入式视频处理终端是 一个可以独立工作的可扩展系统,该系统主要用于图像采集和视频编 解码功能。另外,分别从滤波和接地等电磁兼容性设计手段出发,对 这些方法进行了理论分析,提出了提高视频处理终端电磁兼容的措 施。最后,通过编写简单的应用程序,视频处理终端对图像进行H.264 编码,可以通过无线网卡进行传输编码后的图像。测试结果表明,视 频处理终端能够实现视频图像的拍摄、压缩、无线视频传送和视频监 控等功能。
上传时间: 2013-11-22
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基于STM32的用于老年人跌倒防护的装置,由控制模块,传感器模块,防护挽救模块组成。控制模块以STM32为核心,控制模块接收传感器模块检测的加速度、角速度信号,使用阈值判断法进行分析,并能够在老年人发生跌倒但未完全着地前为后面开启防护措施提供信号,从而避免老年人受伤害。实验显示,本系统采用的跌倒判断算法准确度高,系统可靠性高、结构简单。
上传时间: 2013-10-16
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现代芯片设计中,随着电子元器件的集成度不断地提高,新一代的航空电子综合系统对数据通信的可靠性要求也不断地提高,如实时雷达图像信号注入到数字地图系统、消息等待延迟等保证实时信息能及时交换、强的容错和重构能力要求系统消除可能存在危及整个系统生存的单点故障等,保证系统正常运转。本文介绍了几种常用的航空总线,并重点介绍了ARINC659总线在数据传输中关于提高数据可靠性的设计。
上传时间: 2013-11-09
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嵌入式系统是一种应用范围非常广泛的系统。可以说除了桌面计算机和服务器外所有计算设备都属于嵌入式系统,例如从便携式音乐播放器到航天飞机上的实时系统控制都属于嵌入式系统。 大多数商用的嵌入式系统都设计成专用任务的低成本的产品。大多数的嵌入式系统都具有实时性的要求。有些功能需要非常快的主频,但其他大多数功能并不需要高速的处理能力。这些系统通过特定的器件和软件来满足实时性的要求。 简单地通过速度和成本来定义嵌入式系统是困难的,但对于大批量的产品而言,成本常常对系统设计起决定作用。通常,一个嵌入式系统的很多部分相对系统主要功能来说需要较低的性能,因此嵌入式系统和通用PC相比,能够使用一个满足辅助功能的合适的CPU,从而简化了系统设计,降低了成本。例如,数字电视的机顶盒需要处理每秒以百万兆位计的连续数据,但这些数据处理大部分是由定制的硬件来实现的,如解析、管理和编解码多个频道的数字影像。 对于大批量生产的嵌入式系统,如便携式音乐播放器或手机等,降低成本就成为最主要的问题。这些系统通常只具有几个芯片:一个高度集成的CPU,一个定制的芯片用于控制其他所有的功能,还有一个存储芯片。在这种设计中,每部分都设计成使用最小的系统功耗。 对于小批量的嵌入式应用,为了降低开发成本,常常使用PC体系结构,通过限制程序的执行时间或用一个实时操作系统来替换原先的操作系统。在这种情况下,可以使用一个或多个高性能的CPU来替换特殊用途的硬件。 嵌入式系统的软件通常运行在有限的硬件资源上:没有硬盘、操作系统、键盘或屏幕。软件一般都没有文件系统,如果有的话,也会采用Flash驱动器。如果有人机交互接口的话,也是一个小键盘或液晶显示器。硬件是计算机的物理部分,和存储在硬件中的计算机软件程序和数据区分开来。 嵌入到机械中的嵌入式系统需要长期无故障连续运行,因此它的软件需要比PC中的软件更加仔细地开发和更加严格地测试。 那么,到底什么是嵌入式系统呢? 根据IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义,嵌入式系统是“控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置”(原文为devices used to control,monitor,or assist the operation of equipment,machinery or plants)。这主要是从应用上加以定义的,从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体,还可以涵盖机械等附属装置。 目前国内一个普遍被认同的定义是:以应用为中心、以计算机技术为基础,软件 硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 可以这样认为,嵌入式系统是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分。通常,嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。 本书是按照人事部、信息产业部全国计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试要求编写,内容紧扣《嵌入式系统设计考试大钢》。全书共六章,分别对嵌入式系统基础知识、嵌入式微处理器与接口设计、嵌入式软件与操作系统、嵌入式软件程序设计、嵌入式系统设计与维护等知识进行了详细的讲解。最后介绍了一个典型的嵌入式系统设计案例。 本书内容丰富,结构合理,概念清晰。既可作为全国计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试中嵌入式系统设计师级别的考试用书,供有关考生学习使用,也可作为本科生嵌入式系统相关课程教材或培训书使用。
上传时间: 2013-10-29
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