计算机在风速传感器测试技术中的应用研究
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计算机在风速传感器测试技术中的应用研究
作者:张国耀 Publish: 2005-10-21 Hits:-
【中文题名】 计算机在风速传感器测试技术中的应用研究
【英文题名】 Application Research of Computer in Test Technology for Wind Speed Sensor
【学科专业】 计算机应用技术
【论文级别】 硕士论文
【投稿时间】 2005-10-21
【中关键词】 传感器,风速,风向,拉格朗日插值,,
【英关键词】 sensor,wind speed,wind direction,Lagrangian,
【分类导航】 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化元件、部件>发送器(变换器)、传感器>
【论文摘要】 传感器是获取信息的工具,是信息技术的三大支柱之一。流量传感器作为应用最广泛的三种传感器之一,通过对其进行研究,采用新技术,提高其性能指标,则具有十分重要的现实意义。本文提出了一种用于风场测量的新型高精度、低成本的风速风向传感器,它先通过敏感芯片及其调理电路,测出两个互相垂直的轴向上的风速,再通过单片机对它们进行处理,求得风场的风速及风向。并通过单片机对信号进行线性补偿,以获得较高的精度。 本文主要介绍了传感器的敏感机理,传感器的总体结构设计,数据处理方案以及传感器前向通道的电路设计(包括电源电路、控制电路、放大及补偿电路等几个部分)和后向通道的软硬件设计(包括A/D转换、D/A转换、异步通讯、数据处理等几个部分),而对传感器生产的工艺过程并没有进行详细的讨论。 作为军品型号项目的一部分,可靠性是首先要考虑的因素。因此,在本文中从材料选择、结构设计、电路设计、软件设计等诸多方面采取措施,保证传感器的可靠工作。 在本文的最后,给出了传感器的性能测试和环境试验结果,所有试验均是在中国军用电子元器件监督检测中心的监督下进行。测试结果显示,传感器所有指标均满足设计要求,其准确度指标优...
【论文题纲】
第1章 绪论 9-17
1.1 概述 9
1.2 研究的目的及意义 9-10
1.3 国内外发展概况 10-15
1.4 本课题研究内容及论文的内容组织 15-17
1.4.1 研究内容 15
1.4.2 本论文的内容组织 15-17
第2章 传感器的工作原理及结构设计 17-29
2.1 二维风速传感器气体流场模型 17-19
2.2 热线热膜风速计恒温模式下动态响应 19-24
2.3 传感器工作原理及角度分辨的实现 24-25
2.4 传感器结构设计 25-28
2.4.1 传感器总体外形结构设计 25-27
2.4.2 传感器芯片结构设计 27-28
2.4.3 腐蚀掩膜版图设计 28
2.5 本章小结 28-29
第3章 传感器前向通道设计及信号处理方案 29-44
3.1 电源电路设计 29-32
3.2 恒定温差控制电路 32-35
3.2.1 工作原理 32-33
3.2.2 集成运放选择 33-35
3.3 电路的实现 35-36
3.4 放大及补偿电路 36-40
3.4.1 电路工作原理 36-38
3.4.2 电路非线性补偿的放大倍数分析 38-40
3.5 传感器的数据处理方案 40-43
3.5.1 传感器的标定 40-41
3.5.2 插值的概念和拉格朗日线性插值 41-42
3.5.3 用拉格朗日线性插值对传感器进行数据处理 42
3.5.4 风速的计算及风向的判断 42
3.5.5 系统设计框图 42-43
3.6 本章小结 43-44
第4章 以单片机为核心的后向通道设计 44-63
4.1 应用系统单片机芯片的选择 44-45
4.2 AT89C52的功能特点介绍 45-46
4.3 系统中央处理器外围电路设计 46-47
4.4 单片机的复位电路设计 47-49
4.4.1 单片机的复位状态 48
4.4.2 复位电路设计 48-49
4.5 输入通道设计 49-56
4.5.1 A/D转换器的选择 50-51
4.5.2 TLC1549I功能与特点的说明 51-53
4.5.3 A/D转换器应用设计 53-56
4.6 输出通道设计 56-57
4.7 单片机与上位机的串行通讯 57-60
4.7.1 AT89C52串行口 57-58
4.7.2 波特率的制定 58
4.7.3 串行口的工作方式 58-59
4.7.4 串行口设计 59-60
4.8 单片机工作流程 60-62
4.8.1 单一轴流速计算 60-61
4.8.2 风速及风向的计算 61-62
4.9 本章小结 62-63
第5章 传感器测试与结果分析 63-71
5.1 传感器的一般性能指标 63-64
5.2 传感器静态测试方法 64-67
5.2.1 风速风向传感器测试装置 64-65
5.2.2 流速与流量的转换 65-66
5.2.3 传感器静态特性的校准 66-67
5.3 性能测试结果 67-69
5.3.1 风速测量 67-68
5.3.2 风向测量 68-69
5.4 环境试验结果 69
5.5 测试结果分析 69-70
5.6 本章小结 70-71
结论 71-72
参考文献 72-75
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 75-76
致谢 76-77
个人简历 77
【DOI】 LunWen.ID:2.2008.376950
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