一级电阻分选电路的设计
摘要
本设计充分利用了现代集成芯片技术，采用了阻抗变换和比较的方法，其结果简单、控制可靠、使用方便、具有很高的灵敏性，又不易产生错误。具有很高的使用价值。
主要运用桥式整流电路，窗口比较电路和显示电路等基本电路，并利用三端稳压器稳定输出电压，并通过窗口比较电路输出高低电平，再通过LED显示电路显示出合适的电阻，从而方便快捷的挑选出一级电阻。本设计主要运用的芯片有W7805,W7905,CD4001,LM324D等。整体设计遵循硬件工程的方法，经过需求分析，总体设计，安装调试，模块测试和系统实现几个阶段。
关键词：稳压电路，窗口比较器，CD4001，电阻测量
目录
1 课题描述 (1)
2 设计方案 (1)
2.1电源电路设计 (2)
2.2检测电路 (2)
2.3显示电路 (5)
3元件选择 (5)
3.1 三端稳压器 (5)
3.2 LM324四运放 (6)
3.3 四输入或非门 (6)
4整体电路 (7)
总结 (8)
致谢 (9)
参考文献 (10)
1 课题描述
随着工业的快速发展，很多东西得到了批量的生产。但是，这就给质量检验增加了难度。过去的微电子技术已经不能满足现状所需，因此微电子技术的发展应运而生，新的测试方法，新的测试理论，新的测试领域以及新的测试领域不断出现，在许多方面已经冲破了传统仪器的观念，电子仪器的功能和作用发生了质的变化。因此，如何快速而又高效的检测便成了人们关注的问题。比如，生产出来的电阻由于各种原因而造成在一定范围内浮动，如何筛选变化在0.95~1.05范围内的合格电阻而抛弃那些不合格的电阻。本设计是对电阻进行检测，有电源部分，检测部分和显示部分构成。并且，此设计可以直接加载在220V 交流电上。其中，电源部分由整流桥整流和三态稳压管进行稳压，以输出+/- 5V 的直流电压，用以检测电路模块的工作。检测部分通过选定门限电压、标准电阻，通过窗口比较器进行比较，就可以快速而又准确的检测出被测电阻是否合格。
2 设计方案
整个电路系统如图1所示，由电源部分、检测部分和显示部分三部分构成[1]。
图1 整体电路框图 电源模块由桥式整流、电容滤波和三端集成稳压块W7805和W7809等部分组成，可使输出电压为+/-5V 。检测电路由LM324四运放集成芯片构成，其中一个运放作为电压跟随器事项阻抗变换，另外两个运放组成窗口比较器。
由门限电
压与阻值的关系，求出上下门限电压。经窗口比较器输出两个不同电平，即高电平和低电平。当标准电阻Rz改变时，不影响电阻选择的精度。当电源电压改变时，也不影响电阻选择的精度。
显示电路部分由或非门、发光二极管组成。当两个不同电平经窗口比较器送出电信号时，会导通相应发光二极管，使其发光，以显示检测电阻是否合格。
2.1电源电路设计
电源电路由变压、整流、滤波和稳压四部分。电路图如下图2所示[2][8]。
图2电源电路
电源电路由220V交流电压经桥式整流电路的整流处理后，将双向电压变为单向电压。单向电压再经电容滤波作用，使得输入信号的脉动成分大大减弱。最后由三端集成稳压器W7805、W7905输出，其输出电压Ui=5V、-Ui=-5V。
桥式整流电路作用是利用具有二极管的单向导电性将正负交替的正弦交流电压整流成为单向脉动电压。
滤波电路由电容元件组成。它的作用是尽可能地将单向脉动电压中交流成分滤除，使输出电压成为比较平滑的直流电压。
稳压电路的作用使输出的直流电压在输入电压或负载电流发生变化时保持稳定。
2.2检测电路
检测电路工作原理是电压跟随器A的输出电压等于Ux，电压跟随器是同相比例运算的一种特殊形式。同相比例运算电路如下图3所示[2][6]：
图3同相比例运算电路
同相比例运算电路的比例系数总是大于或等于1。当RF=0或R1=∞时，比例系数等于1，此时电路如图4所示[2]。
图4电压跟随器
由于这种电路的输出电压与输入电压不仅幅值相等，而且相位相同，二者之间是一种“跟随”关系，所以又称为电压跟随器。同时由于引入了深度电压串联负反馈，因此电路的输入电阻很高，输出电阻很低。
A2A、A3A两个运放组成窗口比较器，其电路及传输特性如图5所示。这种比较器有两个门限电平：上门限电平UTH和下门限电平UTL，故称为双限比较器。在本电路中，UTH=U1，UTL=U2。经窗口比较器输出两个不同电平，即高电平和低电平[3]。
（a）窗口比较器电路(b) 传输特性
图5 窗口比较器及其传输特性
检测电路如图6所示。由图6可知，Ux随Rx阻值的增大而增大，且很显然U1＞U2：
当Ux＞U1时，A2A输出高电平，A3A输出低电平。
当U1＞Ux＞U2时，AA输出低电平，A3A输出为低电平。
当Ux＜U2时，A2A输出低电平，A3A输出高电平。
即可通过A2A、A3A输出的高低电平使对应的发光二极管导通或截止，来显示待测电阻是否合格。
图6检测电路图
根据以上分析，当Ux与U1和U2满足以下条件时：
当Rx=1.05Rz时，令Ux=U1。
当Rx=0.95Rz时，令Ux=U2。
便能检测出范围在0.95~1.05Rz（标准电阻）的生产电阻。
按电路图可得式：
1.05Rz/(Rz+1.05Rz)×2Ui=(R2+R3)/(R1+R2+R3)×2Ui
0.95Rz/(Rz+0.95Rz)×2Ui=R3/(R1+R2+R3)×2Ui
由以上两式可得：
(R2+R3)/(R1+R2+R3)=1.05/2.05
R3/(R1+R2+R3)=0.95/1.95
只要在R1,R2,R3中选定一个电阻值，便可由上列式求出另两个电阻值。例如：取R1=10KΩ,则R3=10KΩ,R2=526Ω
不论Rz取何值，Rx的选择范围都是0.95Rz~1.05Rz，因此，同一电阻分检仪可以接入选择任意标准值的电阻，只要改变Rz即可。
2.3显示电路
显示电路由或非门和发光二极管组成，电路如图7所示[9]：
图7 显示电路原理图
当两个不同电平经窗口比较器送出电信号时，会导通相应发光二极管，使其发光，以显示检测电阻是否合格。有以下三种情况：
当Ux＞U1时，A2A输出高电平，A3A输出低电平。D1导通，D2、D3截止，此时红灯亮，说明待测电阻Rx阻值高于1.05Rz，不符合生产要求。
当U1＞Ux＞U2时，A2A输出低电平，A3A输出为低电平。D2导通，D1、D3截止，此时黄灯亮，说明待测电阻Rx阻值在0.95~1.95Rz之间，符合生产要求。
当Ux＜U2时，A2A输出低电平，A3A输出高电平。D3导通，D1、D2截止，此时绿灯亮，说明待测电阻Rx阻值低于0.95Rz，同样不符合生产要求。
3元件选择
3.1 三端稳压器
三端集成稳压器分为固定输出和可调输出两种不同的类型。其中固定输出集成稳压器又分为正输出和负输出两类。本设计所采用的W7805和W7905即分别是固定正输出和负输出集成三端集成稳压器。图8为三端稳压器的原理图。
图8 三端稳压器
三端集成稳压器芯片只引出三个端子，分别接输入端、输出端和公共端。
3.2 LM324四运放
LM324为四运放集成电路芯片，电路功耗很小，LM324工作电压范围宽，可用正电源3～32V，或正负双电源±1.5V～±16V工作。它的输入电压可低到零电位，而输出电压范围为0～32V。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。其引脚排列如图9所示[3][4]。
图9LM324引脚图
3.3 四输入或非门
本设计选用CD4001四输入或非门芯片，它的内部包含四组完全相同的或非门，并且四组或非门相互独立。其引脚图如图10所示。
图10CD4001引脚图
4整体电路
输入220V的交流电，经过桥式整流电路将双向交流电压转换为单向交流电压，通过电容的滤波之后，在经过三端稳压器稳压，使其输出5V的正负电压，然后通过比较电路，红灯亮和绿灯亮时分别为打大于和小于要求的电阻，黄灯亮时为要求电阻。电路如图11所示。
图11 整体电路图
本设计主要运用桥式整流电路，窗口比较电路和显示电路等基本电路，并利用三端稳压器稳定输出电压，并通过窗口比较电路输出高低电平，再通过LED 显示电路显示出合适的电阻，从而方便快捷的挑选出一级电阻。充分利用了现代集成芯片技术，采用了阻抗变换和比较的方法，其结果简单、控制可靠、使用方便、具有很高的灵敏性，又不易产生错误。具有很高的使用价值。
本次关于一级电阻分选电路的课程设计在老师的精心指导下才得以顺利完成。同时，通过本次课程设计，使我提高了自己应用查阅资料的能力和综合运用资料的能力，同时提高了自己的动手能力。
感谢学校领导，能给我提供充足的时间，得以使我们的课程设计才能顺利完成。
参考文献
[1]周惠潮孙晓峰.常用电子器件及典型应用[M].电子工业出版社.2007年4月
[2]杨素行.模拟电子技术基础简明教程（第三版）[M].高等教育出版社.2007年5月.
[8] 赵学良，张国华.电源电路[M].北京:电子工业出版社,1995
[9] 黄继昌.数字集成电路应用300例人民邮电出版社
课程设计任务书 设计题目低温井式电阻炉的设计 学生*** 学生学号****** 专业班级**************** 指导教师
目录 1、设计任务 (2) 2、炉膛尺寸的确定··························································· 2 3、炉子砌砖体的设计 3.1炉衬材料的选择 (4) 3.2炉墙设计 (4) 3.3炉底设计 (5) 3.4炉顶设计····························
(5) 3.5炉门设计 (6) 4、炉子功率计算和分配 4.1有效热Q件计算 (8) 4.2辅助构件热损失Q辅计算 (8) 4.3炉衬热损失Q .............................散 (8) 4.4Q辐计 ·····························算 (9) 4.5炉门溢气热损失Q ·····························溢
4.6其它热损失Q .............................它 (10) 4.7炉子安装功率计算 (10) 4.8炉子热效率计算 (10) 4.9炉子空载功率··························································1 1 4.10炉子升温时间计算 (12) 4.11功率分配·······························································1 2 4.12接线方
《热处理设备》课程设计教学大纲 课程编码：050251005 课程英文名称：Heat-treatment Equipment Course Design 课程总学时：3周讲课：10 实验：0 上机：40 适用专业：金属材料工程 大纲编写（修订）时间：2017.7 一、大纲使用说明 本大纲根据金属材料工程专业2017版教学计划制订。 （一）适用专业 金属材料工程。 （二）课程设计性质 本课程设计是学生在修完热处理原理与工艺学等专业基础课程，并完成工艺课程设计后进行的一次综合性和实践性很强的教学实践活动，是教学中的一个重要环节。 （三）主要先修课程和后续课程 1.先修课程：工程制图、机械设计基础、热处理原理与工艺学、热处理设备等。 2.后续课程：学生进入毕业设计教学环节。 二、课程设计目的及基本要求 课程设计教学实施目的是： 1.通过课程设计实践，树立正确的设计思想，培养综合运用热处理设备课程和其他先修课 程的理论与生产实际知识来分析和解决炉子设计问题的能力。 2.学习热处理炉设计的一般方法，掌握炉子设计的一般规律。 3.进行常规热处理炉设计基本技能的训练：例如计算、绘图、查阅资料及手册、运用标准及规范。 4.熟悉计算机Auto CAD 软件的使用操作，进行计算机辅助设计和绘图的训练。 课程设计教学的基本要求： 1.能从热处理炉功能要求出发，制订或分析设计方案，合理地选择炉型结构、确定炉体基本尺寸、合理选定耐火材料、确定炉体钢结构和钢材的规格型号。 2.能应用热平衡计算法确定热处理炉的输入总功率。能够进行电阻炉电热元件的计算或根据燃料种类进行燃料燃烧计算，进而选择燃烧装置。 3.能够从使用与维护、经济性和耐用性等问题出发，对热处理工件夹具、支架等进行结构设计。 4.绘图表达设计结果，图样符合国家制图标准，尺寸及公差标注完整、正确，技术要求合理、全面。 5.初步掌握Auto CAD 软件的使用操作，使用计算机绘制炉体总图、零件图。 三、课程设计内容及安排 1. 主要内容： 课程设计题目以箱式电阻炉、台车炉、盐浴炉、井式炉的设计为主，也可选做其它设计题目，其工作量要在3周内完成。
物料分拣机械手自动化控制系统设计 摘要 机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用气动驱动和PLC控制的设计方案。采用整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。对物料分拣机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。在其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。 关键词:机械手；可编程控制器；自动化控制；物料分拣
目录 第一章前言 (1) 1.1研究的目的及意义 (1) 1.2主要研究的内容 (1) 第二章控制系统的组成结构和性能要求 (2) 2.1控制系统的组成结构 (2) 2.2控制系统的性能要求 (2) 第三章传感器的选择 (4) 第四章控制系统PLC的选型及控制原理 (6) 4.1 PLC控制系统设计的基本原则 (6) 4.2 PLC种类及型号选择 (10) 4.3 I/O点数分配 (10) 4.4 PLC外部接线图 (11) 4.5机械手控制原理 (12) 第五章 PLC程序设计 (14) 5.1总体程序框图 (14) 5.2初始化及报警程序 (15) 5.3手动控制程序 (16) 5.4自动控制程序 (16) 第六章总结与展望 (19) 参考文献 (20) 谢辞 (21)
河北科技大学 课程设计报告 学生姓名：齐文华学号：12L0751265 专业班级：电子信息工程L126班 课程名称：传感器原理及应用 学年学期：2 014 —2 015 学年第一学期 指导教师：陈书旺 2 0 1 4 年12月
课程设计成绩评定表
目录 一、引言----------------------4 二、设计电路及原理------------4 三、元件清单------------------5 四、相关元器件的说明和介绍----6 五、课设步骤------------------11 六、实物图--------------------11 七、发现问题并解决问题--------13 八、心得与体会----------------13 九、参考文献------------------14
一、引言 1.课程设计的目的 1）使学生掌握传感器的使用方法和设计要点的基本技能，加深学生对“传感器原理及检测技术”理论知识的理解，为从事仪器系统开发与设计打下基础。 2）锻炼学生自主独立完成课程设计的能力，培养学生积极动手创新的精神。3）通过课程设计提高我们动手实践能力，为我们以后更好的学习传感器和其他的相关知识奠定基础，使我们更好地适应现代社会的需求。 2.设计思路来源 随着科学技术的发展，许多高端技术已经实现了自动检测与控制。同时传感器的应用也逐渐增多，遍及人们生活的各个方面，给人们的生产和生活带来极大的方便。 本设计选用光敏传感器，对特殊场合的光照强度进行检测与报警。主要应用于农业大棚、城市照明等对光照强度有要求的场合。本设计用发光二极管作为警示灯，当光照强度不满足要求时就会发光起到警示的作用。 二、实际电路及原理 1.电路图
目录 一、前言 (4) （一）概述 (4) （二）发展前景 (4) （三）设计思想 (4) 二、液位控制系统分析 (5) （一）液位控制系统的工作原理 (5) （二）液位控制的实现方式 (5) 1、简单的机械式控制方式 (5) 2、复杂控制系统控制方式 (5) 3、方案选择 (6) 三、液位控制系统的设计 (6) （一）硬件设计 (6) 1、传感器的选用 (6) 2、放大器的选用 (7) 3、比较器的选用 (8) 4、三极管电子开关 (9) 5、继电器的选择 (10) 6、输出显示部分 (10) （二）调试过程 (10) 1、液位控制系统模型框图 (11) 2、调试 (11) 五、遇到的问题分析 (11) 六、总结 (12) 参考文献 (12)
液位控制系统设计 一、前言 传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一,从宇宙开发到海底探秘,从生产的过程控制到现代文明生活,几乎每一项技术都离不开传感器。液位控制在多个领域都有使用，所以实现其自动化检测具有非常重要的意义。通过压力传感器实现液位控制系统，具有体积小，实际应用系统简单实用，成本低，效益好；具有较高的性能价格比；系统不易受到干扰，可靠性高等优势。 （一）概述 在各类传感器中压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点，可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制。除此以外，还广泛应用于水利、地质、气象、化工、医疗卫生等方面。在该液位控制系统的设计方案中，所使用的传感器为六角测压测重传感器，将水重量产生的压强转化为电压值输出，通过对电压大小的控制，从而实现传感器在液位控制中的功能。（二）发展前景 由于该技术是平面工艺与立体加工相结合,又便于集成化,所以可用来制成血压计、风速计、水速计、压力表、电子称以及自动报警装置等。压力传感器已成为各类传感器中技术最成熟、性能最稳定、性价比最高的一类传感器。 国外液位控制系统的发展已相当成熟，我们国内也在朝着这方面努力，而且好多企业与国际接轨，有了不菲的成绩。比如单片机控制的智能型液位控制系统的运用等等。总的来说，发展方向有： (1)高速化，高效化，低能耗。提高液位控制系统的工作效率，降低生产成本。 (2)机电液一体化。充分合理利用机械和电子方面的先进技术促进整个控制系统的完善。 (3)自动化、智能化。微电子技术的高速发展为液位控制系统的自动化和智能化提供了充分的条件。智能化不仅仅体现的在液位控制，应能够实现对系统的自动诊断和调整，具有与液面不接触的特点。 （三）设计思想 该课程设计是通过相关硬件组合调试实现对液位高度的控制，通过一系列的放大比较将模拟信号转化为数字化的信号，然后通过对数字信号的各种处理实现类比，将液位高度的变化通过数字信号的不同反映出来，显示结果，实现对液位高度的实时监控。 通过在水箱底部安装压电传感器，水箱水位高度发生变化时，引起水压强产生波动，然后传感器把水压转换成电压信号，经放大器放大后输送到电压比较器。经比较后的输出电压有高低两种电平，若为低电平则表明水位正常，高电平时启动接在后面的三极管电子开关，集电极继电器导通，电流流经发光二极管，从而实现水位的显示控制。
长春理工大学 热工课程设计说明书题目箱式电阻炉的设计 学院材料科学与工程学院 专业无机非金属材料（建筑材料）班级0706121 姓名向仕君学号18
2009 年7 月5 日 设计任务书 一、题目：箱式电阻炉的设计 二、原始数据： 电路形势：箱式电阻炉 炉膛尺寸：120 ?mm 170 260? 使用温度：1000℃ 表面温度：60℃ 电源电压：220V 三、设计要求： 1、设计认真，积极思考，独立完成，有所创新。 2、设计说明书：一份 思路清晰，论述充分；设计参数选择合理，设计计算步骤完整，结果准确；著名参考文献。 3、设计图纸：2＃图纸1—3张 图画布置合理，比例适当，图画清洁；绘图线
条类型正确，位置准确；尺寸标注正确、齐全。 摘要 本说明书重点阐述箱式电阻炉的具体设计过程。设计过程包括高温炉的简介，炉膛尺寸的确定，材料选择，电阻炉尺寸和结构设计，功率计算，供电电路的选择，电热提的尺寸确定及安装，以及热电偶使用，涉及到热量计算，功率计算，电热元件规格计算。 本设计说明书可供实验电阻和工业电阻炉的维修和设计提供理论参考导和指导。
引言 陶瓷工业在社会主义建设，国防科学和人民生活都占重要的地位，它不仅与人类的日常生活存在密切的关系，而且随着科学技术的发展，已经超越了日用，建筑及一般的工业用途的范围，而应用与电子，原子能等尖端材料中。 生产陶瓷中一个重要的过程就是烧结，烧成时在热工设备中进行的，这里的热工设备指的是窑炉及其附属设备。 窑炉从生产方式上分为间歇式和连续式，按电能转化为热能形式分为：电阻炉，感应炉，电弧炉，等离子炉等，在使用热源上又分为火焰式和电热式。目前，电子陶瓷，高温陶瓷及其他特种陶瓷的生产和科研处于火热期。 在实验中，使用较多的是间歇式的电阻炉。
试验设计及计算数据及结果 一、设计任务 设计要求： 1、50800 Φ?碳钢淬火用炉中温淬火炉； 2、最高使用温度900℃，生产率70g h K； 3、画出总装图、画出炉衬图、炉壳图、电热元件图。 二、炉型的选择 因为工件材料为碳钢，热处理工艺为淬火，对于碳钢最高温度为 900℃，选择中温炉（上限900℃）即可，同时工件为圆棒长轴类工件， 因而选择井式炉，并且无需大批量生产、工艺多变，则选择周期式作业。 综上所述，选择周期式中温井式电阻炉，最高使用温度900℃。 三、炉膛尺寸的确定 1、炉膛有效尺寸（炉底强度指标法） 1.1确定炉膛有效高度H 由经验公式可以得知，井式炉炉膛有效高度H应为所加热元件（或 者料筐）的长度的基础上加0.1~0.3m。 H效=800+300=1100mm 由于电阻炉采用三相供电，放置电热元件的搁砖应为3n层， H砌=3n×(65+2)+67,取整后取n=5，得H砌=1072mm 1.2确定炉膛内径D 工件尺寸为Φ120×1700，装炉量每炉9根,生产率245.3㎏/h,对 长轴类工件，工件间隙要大于等于工件直径；工件与料框的间隙取 100~200。 D料=4×120×+120+2×（100~200） =999~1199，取D料=1000 D 砌比D效大100mm至300mm，取D 砌 =1350mm。 查表[1]得可用砌墙砖为8S L·427·446(A,B,R,r)=(168,190.8,765, 675)型轻质粘土扇形砖。 由该砖围成的炉体的弧长为 S=πD砌=3.14×1350=4239mm H 砌 =1072mm D 砌 =900mm
韶关学院 毕业设计 题目：基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计 学生姓名：陈浩 学号： 系（院）：物理与机电工程学院自动化系 专业：自动化专业 班级：2012级2班 指导教师姓名及职称：韩竺秦讲师 起止时间：2015年10 月—2016年 5 月
基于PLC的机械手分拣控制系统设计 摘要：在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动，可以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全。的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动，作业的准确性和环境中完成作业的能力。因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 结合近年来整个机械手的发展,并分析了机械手系统和机械手方面的设计，提出了用气动驱动和PLC控制设计方案。考虑了软、硬件各自的特点，对物料分拣机械手的整体结构、驱动系统、执行结构和控制系统进行了分析和设计，我们可以采用整体化的设计思想并进行互补和优化。在气动驱动和PLC控制设计方案中，其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警，分拣等功能。我们很容易得出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。 通过以上部分的分析,得出了经济,实用,高可靠的材料分拣机械手设计方案,对于其他经济的PLC控制系统的设计也有一定的参考价值。 关键词: 机械手；触摸屏（HMI）；可编程控制器（PLC）；自动化控制；物料分拣
Automatic sorting line PLC control system design Abstract: In today's life, science and technology, the development of the new moon, the manipulator in the advanced manufacturing field plays an extremely important role, it can carry goods, sorting goods, can realize the mechanization and automation of production, can be used to protect the safety of human body, the application will be more and more widely.The application of mechanical arm is also more and more extensive. The machine is a kind of high-tech automatic production equipment which has been developed in recent decades. It is widely used in machinery manufacturing, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy. In this paper, based on the development of mechanical hand in recent years, combined with the design of the manipulator, the mechanical hand technology is analyzed, and the design scheme of pneumatic drive and PLC control is https://www.doczj.com/doc/063083845.html,ing the holistic design idea, considering the characteristics of the software and the hardware, the software and the hardware are complementary and optimized.The whole structure, drive system, the structure and control system of the material sorting manipulator are analyzed and designed.In its drive system, the control system of the PLC control unit is used to complete the initialization of the system function, the movement of the manipulator, the fault alarm, the sorting and other functions.At last, a simple, easy to implement, and the theoretical significance of the control strategy is proposed. Through the work above, it is concluded that the economic, practical, high reliable material sorting manipulator design scheme, the design of PLC control system in other economic type also certain reference value. Keywords：manipulator ; touch screen (HMI);programmable logic controller (PLC); automatic control;sorting materials 目录
哈尔滨远东理工学院传感器课程设计小型称重系统设计 姓名： 专业：电子信息工程 学号： 指导教师： 机器人学院 二0一七年六月二十五日
目录 第1章绪论............................................... 错误!未定义书签。 选题背景............................................... 错误!未定义书签。 目的和意义............................................. 错误!未定义书签。第2章设计方案及其论述..................................... 错误!未定义书签。 模型建立及电路原理..................................... 错误!未定义书签。 电路图 (4) 第3章数据图表及分析 (6) 数据图表 (6) 数据分析 (7) 结论 (8)
第1章绪论 选题背景 称重技术自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连。电子称重器是电子称重器中的一种，称重器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，称重器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。因此，称重技术的研究和称重器工业的发展各国都非常重视。工业生产中，称重传感器已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域，可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。本实验是利用金属箔式应变片设计一个小型称重装置。硬件部分是在Multisim中仿真设计，使用电压变化进行模拟测量物体重量从而达到实验效果。 目的和意义 1）掌握金属箔式应变片的应变效应，单臂、全桥电桥工作原理和性能。 2）学会建立仿真模型。 3）比较单臂双臂与全桥电桥的不同性能、了解其特点。 4）学会使用全桥电路。 5）了解物体重量与电压的关系效应。 6）了解电路原理。
目录 摘要 (2) 1绪论 (3) 引言 (3) 电容式液位测量技术的发展 (4) 电容式液位测量现状 (4) 电容式液位测量存在的问题 (5) 电容式液位传感器的发展趋势 (5) 2本设计的电容式液位测量方法 (6) 测量原理及实现思路 (6) 液体的物理参数对液位测量的影响 (8) 极板设计 (9) 液位测量系统的基本构成 (11) 3硬件设计 (12) 电源电路设计 (12) 电容测量电路设计 (13)
放大调零电路设计 (14) A/D转换电路设计 (16) 4误差分析 (17) 电容测量误差对精度的影响 (17) 影响液位测量的主要因素 (18) 5总结 (19) 参考文献 (20) 摘要 在工业自动化生产过程中，为了实现安全快速有效优质的生产，经常需要对液位进行精确测量，继而进行自动调节、智能控制使生产结果更趋完善。 通常进行液位测量的方法有二十多种，分为直接法和间接法。直接液位测量法是以直观的方法检测液位的变化情况，如玻璃管或玻璃板法。然而随着工业自动化规模的不断扩大，因其方法原始、就地指示、精度低等逐渐被间接测量方法取代。目前国内外工业生产中普遍采用间接的液位测量方法，如浮子式、液压式、电容法、超声波法、磁致伸缩式、光纤等。其中电容式液位测量价格低廉、结构简单，是间接测量方法中最常用的方法之一。
本设计采用一种与介质无关的电容式液位测量方法，解决了传统电容测量与被测介质有关的技术难题。它可以应用于动态液位测量，尤其是在被测液体本身介质常数和液位，随时间和环境等因素容易发生变化的场合，如车用燃油油位的计量，从而向当今高精度、数字化、集成化、智能化的科学技术全面发展更迈进了一步，对满足石油化工等液位检测领域的迫切需求具有重大的理论和应用价值，前景十分广阔。 消除电容式液位测量方法中介质介电常数的因素是关键，设计符合测量方法的电容极板，通过电容电压转换电路处理为直流电压信号，由数据采集卡采集后送入单片机或计算机，最终实现算法的设计。其中电容极板设计时需注意消除和减小边缘效应和寄生电容的影响，同时要保证平板电容良好的绝缘性能和抗外界干扰性。 最后在整体设计和理论分析的基础之上，从硬件各部分进行具体的设计，包括硬件电路和各环节的信号量匹配等。通过理论计算和数据分析，验证了此液位仪具有良好的性能，达到了要求的技术指标，同时指出了需要改进和完善的地方。 1绪论
质量管理课程设计 质量控制 目录第一部分课程设计的背景 一、课程设计的性质、目的和任务 二、课程设计的要求 第二部分课程设计的内容 一、设计题目 二、设计要求 三、设计结果 四、因果分析 五、制定对策计划表 六、效果预测 第三部分课程设计心得体会 附参考文献 评分表
一、课程设计的性质、目的和任务 《质量管理》课程是工业工程专业的主干课程之一，通过本课程的学习，学生不仅要求掌握基本的质量理论、质量管理的基本内容和基本方法，还必须具有较强的质量管理理论水平和较高的质量意识，能够参与企业开展质量宣传、贯彻GB／T9000-ISO9000:2000标准以及参与企业质量认证的工作能力。因此，《质量管理》课设的目的就在于使学生在学习了《质量管理》课程的基础理论之后，能把该课程的一些基本知识应用到实践中去，使理论和实践紧密的结合起来，培养和锻炼学生深入企业调查研究的实际工作能力、分析问题的能力、解决问题的能力，为培养应用性人才作出努力。 二、课程设计的要求 1、重点联系排列图、因果图、对策表、直方图、控制图、工序能力分析等在质量控制中的应用方法，培养学生能够合理运用质量控制方法解决设计工程问题的能力。 2、在质量控制方面：根据给出的课题能够采用排列图、直方图控制图和工序能力分析等质量控制手段来显示质量数据的统计规律预报工序质量漏洞，反映工序满足技术规格要求的水平能力。 3、课程设计前要作好充分的准备工作，最好先找好实习单位，因为课程设计时间较短，课程开始之后，可以有目的地切入正题。 4、认真阅读《工业工程专业课程设计指导书》按照指导书上的例题，根据给定的课题做好相应的图表，并仔细分析产生质量问题的原因找出改进的措施。
目录 1、前言 (2) 2、课题内容简介 (3) 3、实训器材 (3) 4、整机工作原理 (4) 5、整机工作流程 (5) 6、课题要求 (5) 4.1、初始状态 (6) 4.2、启动 (6) 4.3、送料 (6) 4.4、机械手搬送工件………………………………………………..6. 4.5、工件分拣 (6) 4.6、设备停止………………………………………………………..6.. 5、工件分拣的意外情况处理……………………………………………7. 6、进行工件传送分拣的皮带输送机 (7) 6.1、物料分拣传送带 (7) 6.2、机械手搬运机构 (8) 6.3、变频器参数 (9) 7、三菱变频器参数设置方法 (10) 8、I/O分配表……………………………………………………………11. 9、I/O分配图 (12) 10、端子接线图 (13) 11、状态转移图 (14) 12、梯形图 (15) 13、结束语 (22) 14、参考文献 (23)
前言 作为自动化专业的学生，PLC是我们最基础的专业课。众所周知，PLC 自从问世以来就在自动控制各个行业发挥着难以取代的核心控制作用。PLC运行可靠，适用于各种恶劣的工业环境，PLC和工控机（IPC）相比，其运行可靠、可扩展性好、便于电气连接、控制更专业，但是工控机良好的人机界面，方便高级语言都是PLC所不能比拟的。 组态软件在很多场合应用于控制，可整个控制的中心往往还是PLC，组态软件（上位机）所起的控制作用很小。人机界面一般用于简单的动作控制，工艺参数的编制，配方的设定等等，虽然在概念上属于控制范畴，但它并未真正起到核心控制作用，因为真正长期的自动运行控制是由PLC完成。我们不经常使用工控机作为核心控制部分的原因有两点：第一，工控机不适于在很恶略的环境下运行；第二，工控机经常采用的Windows系统并不能够让人放心，其长期运行效果并不好。 尽管PLC、IPC在自动化控制中扮演不同角色，在许多运行连续时间较短，环境相对比较好的地方，人们还是希望使用IPC进行核心控制。使用IPC进行核心控制有很多种实现方式，当然其中最为简单的办法就是使用组态软件。在工厂和企业里面PLC一直是实现自动化的有效方式，而且目前国内真正懂得PLC 的人才太少，希望针对本次实训对我们自动化的人大有裨益！
天津商业大学自动化专业2007级 传感器原理及应用课程 设计说明书 设计题目：光照强度自动检测显示系统设计 城市路灯控制系统 学号：20072737 姓名：李广砥 完成时间：至 总评成绩： 指导教师签章：
设计题目：光照强度自动检测显示系统设计之城市路灯灯控制系统一、题目的认识理解 光电阻作为一种传感器主要是用来实现开关功能，用于对光照强度的控制。而自然光的自动检测显示与报警系统使人们对工作场所或外部环境的光照强度的控制成为可能，尤其在当前能源短缺和环境压力变大的背景下更有意义。而由国家电网统计的数据截止2006年我国火电比列依然超过80%，火电中绝大部分是燃煤发电。而煤炭燃烧必然带来二氧化碳的大量排放，同时也加大了环境承载能力。所以建设环境友好型能源节约型的城市和国家是势在必行的举措，只有这样才能实现可持续发展。 二、设计任务要求： 设计题目：自然光光照强度自动检测显示（报警）系统设计之城市路灯控制系统 主要要求： 设计一个光照强度自动检测、显示、（报警）系统，实现对外界三种不同条件下光强的分档指示和报警（弱、适宜、强） 备注：报警功能选作。 1、方案的设计 1）根据题目选定光照强度自动检测所用的光电传感器类型； 2）自己设计至少三种以上不同光照条件，测定不同光照条件下光电传 感器的输出； 3）传感器测量电路采用集成运算放大器构成的比较器完成，完成至少 三种以上不同光照条件下显示报警系统方案的论证和设计； 4）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统电路方框图、电路原理 图的设计； 5）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统中核心芯片的选型、系 统中各个参数的计算（备注：1. 含各种元件参数的计算过程或依据 2. 选定最接近计算结果的元件规格）； 6）设计结束后，进行仿真调试。 2、仿真调试方案 1）利用Multisim或Pspice等软件仿真，得出主要信号输入输出点的波 形，根据仿真结果验证设计功能的可行性、参数设计的合理性；
泡沫液位传感器课程设计 摘要：泡沫是一种特殊的两相流形态，其力学、热学、光学等多种性能均与单相气体或液体有很大区别，由于泡沫的形成机理多样、性质变化复杂，至今尚无完善的研究理论体系，泡沫的液位测量在国内外也是一个空白，本文主要设计了一种液位控制器，它以8051作为控制器，通过8051单片机和模数转换器等硬件系统和软件设计方法，实现具有液位检测报警和控制双重功能，并对液位值进行显示，一种基于传热原理的测量泡沫液位的传感器，介绍了传感器的构造和原理，以及测量误差和动态响应的计算分析。 关键词：泡沫；液位检测；传感器；两相流； Abstract：The foam is a special phase com pared w ith liqu id and gas．It ha s m any dif f erent cha r acters in m ech anics，therm oties，photology and soon，For different methods to generate fo amsand its special mechanism，even today there have not created a perfect theory system to deal with foam mediums．Foam level meas urement is also nearly to be all unreachable field by now．A kind of foam level sensor based on thermoties theory has be endeveloped，Introduces its structure 、principle 、analyses error and dynam icresponse of sensor． Key Words ： Foam ；Level Detecting ；Sensor；8051Single chip microcomputer；
目录 1.摘要 (1) 1.设计任务 (1) 2.炉型的选择 (1) 3.确定炉体结构和尺寸 (1) 4.砌体平均表面积计算 (2) 5.计算炉子功率 (3) 6.炉子热效率计算 (8) 7.炉子空载功率计算 (8) 8.空炉升温时间计算 (8) 9.功率的分配与接线 (11) 10.电热元件材料选择及计算 (11) 11.炉子构架、炉门启闭机构和仪表图 (13) 12.炉子总图，主要零部件图及外部接线图，砌体图 (13) 13.炉子技术指标 (13) 14.编制使用说明书 (13)
一 设计任务 设计一台年生产220吨的井式热处理电阻炉 炉子用途：碳钢、低合金钢等的淬火、退火及正火。 热处理工件：中小型零件，小批量多品种，零件最大长度小于0.5m 。 热处理炉最高工作温度：950℃ 炉外壁最高温度：60℃ 二 炉型的选择 根据设计任务给出的生产特点，拟选用中温井式电阻炉 三 确定炉体结构和尺寸 1 炉底面积的确定 因无定型产品，故不能用实际排料法确定炉底面积，只能用加热能力指标法 由已知年生产400吨，作业制度为二班制生产则生产率: h kg h kg P 67.91300 8102203 =??= 按表5-1选择井式炉用于淬火时的单位面积生产率2 0100m kg p = 故可求得炉底有效面积 2 192.0100 67.91m P P F === 由于有效面积与炉底总面积存在关系式 85 .0~75.01=F F 取系数上限 得炉底实际面积
2 108.185 .092.085 .0m F F == = 2.炉底直径的确定 由公式m F D D r F 17.114 .308.1444 2 2 =?= = ?= =π ππ 3.炉膛高度的确定 由于加热式工件的最大长度小于500mm ，工件距炉顶和炉底各约150mm~250mm 则炉深m mm H 0.11000250250500==++= 则炉膛高度： mm mm H 0.110423715)265(≈=+?+= 4.炉衬材料及厚度的确定 炉衬由耐火层和保温层组成，对于950℃的井式炉，用一层轻质粘土砖作为耐火层，硅藻土砖及蛭石粉作保温层，在炉膛底部应干铺一层粘土砖作为炉底。 对于深度较大的炉子，在耐火层与炉口砖之间应当留15~25mm 膨胀缝，炉膛底部应留有清除氧化皮的扒渣口，炉衬外有炉壳保护。 综上所述，炉墙采用113 mmQN-1.0轻质粘土砖+80mm 密度为250mm 3 m kg 普通硅酸铝纤维毡+113mmB 级硅藻土砖。 炉顶采用113mmQN-1.0轻质粘土砖+80mm 密度为2503 m kg 的普通硅酸铝纤维毡+230mm 蛭石粉。 炉底采用QN-1.0轻质粘土砖(267?)mm+50mm 密度为2503 m kg 的普通硅酸铝纤维毡+182mmB 级硅藻土砖和蛭石粉复合炉 衬。
健雄职业技术学院毕业设计（论文） 题目：自动分拣机械手的设计 摘要 机械手是一种模仿人体上肢运动的机器，它能按照预定要求输送工种或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。因而具有强大的生命力，受到人们的广泛重视和欢迎。 目前来讲，工业机械手可以代替人工的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，提高劳动生产率和自动化水平。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、反射性和其他有毒、有污染环境条件上进行操作，更显其优越性，有着广阔的发展前途。虽然市场上机械手很多，但成本较高，一些小的行业或企业无力承担。正是基于此种考虑，本论文主要是研究设计了一种小型、廉价的自动分拣机械手。该机械手通过单片机控制使机械手具有智能化从而对件进行智能分拣，避免重复劳动，提高工作效率，尤其是成本较低。因此，非常适合小型企业单位的应用，具有良好的市场价值和应用前景。 关键词：分拣；机械手；自动化； I
陆喜蕾:自动分拣机械手的设计 目录 前言 (1) 1课题来源与现实意义 (2) 1.1机械手的概述 (2) 1.2自动分拣机械手的设计目的与意义 (2) 1.3主要研究内容 (3) 1.4机械手的发展趋势 (3) 2控制方案比较 (4) 2.1采用PLC控制 (4) 2.2采用单片机控制 (4) 3机械手的组成 (6) 3.1执行机构 (6) 3.1.1 执行机构各部分介绍 (6) 3.1.2 设计机械手的要求 (8) 3.1.3 机械手驱动力的计算 (8) 3.2驱动机构 (9) 3.3控制机构 (9) 4机械手的基本结构 (11) 4.1STM32单片机 (11) 4.2舵机 (12) II
哈尔滨远东理工学院传感器课程设计 小型称重系统设计姓名： 专业：电子信息工程 学号： 指导教师： 机器人学院 二0一七年六月二十五日
目录 第1章绪论 (1) 1.1 选题背景 (1) 1.2 目的和意义 (1) 第2章设计方案及其论述 (3) 2.1 模型建立及电路原理 (3) 2.2 电路图 (4) 第3章数据图表及分析 (6) 3.1 数据图表 (6) 3.2 数据分析 (7) 结论 (8)
第1章绪论 1.1 选题背景 称重技术自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连。电子称重器是电子称重器中的一种，称重器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，称重器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。因此，称重技术的研究和称重器工业的发展各国都非常重视。工业生产中，称重传感器已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域，可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。本实验是利用金属箔式应变片设计一个小型称重装置。硬件部分是在Multisim中仿真设计，使用电压变化进行模拟测量物体重量从而达到实验效果。 1.2 目的和意义 1）掌握金属箔式应变片的应变效应，单臂、全桥电桥工作原理和性能。 2）学会建立仿真模型。 3）比较单臂双臂与全桥电桥的不同性能、了解其特点。 4）学会使用全桥电路。 5）了解物体重量与电压的关系效应。
电容式智能液位仪
目录 目录 摘要 (2) 1.导言 (3) 2.传感器 (4) 2.1理想的电容式传感器 (4) 2.2电路模型 (5) 2.3传感器特性 (6) 2.4传感器结构 (7) 3.硬件电路设计 (11) 3.1硬件电路划分 (11) 3.2单片机的选用 (11) 3.3直流充放电式电容测量电路设计 (13) 3.4信号调理电路设计 (14) 3.5单片机电路及模数转化电路设计 (15) 3.6通信电路设计 (16) 4.系统软件设计 (18) 4.1编程环境与编程语言 (18) 4.2软件总体设计 (18) 5.电容测量电路的实验结果和分析 (19) 5.1实验过程及结果 (19) 5.2实验分析 (21) 参考文献 (22) 摘要
设计一种多功能智能化液位检测装置，采用A Tmega8作为硬件电路核心，以圆柱形电容探头为液位检测传感器，利用电容频率转换原理将电容变化为频率变化，利用单片机检测频率，软件计算液位高度。本装置具有机械去液面波动，用软件进行温度修正、线性校正、用户自校正，通信和多液体选择等功能。 本文主要创新之处是提出一种适合于波动液面液位检测的智能液位仪，具有温度补偿、用户自校正和通信等功能。本文设计了高度为100cm的柱形电容液位检测传感器，电容器具有结构简单，电路实现容易，利用555振荡电路实现了电容到频率的转换，利用程序实现频率到高度转换，理论正确可靠，推算过程合理，利用软件分段修正减小了线性误差。在电容的两端装有液位缓冲器，采用机械的方式减小液面波动。由实验测试可知，本液位检测装置性能稳定，检测可靠，测量精度达到1cm, 分辨率可0.1cm，达到车载式喷雾机液位检测的要求。利用此方案可根据需要设计各种量程的液位检测装置，适用性较广。 ·2· 1.导言
目录 一、设计任务 1、专业课程设计题目 (1) 2、专业课程设计任务及设计技术要求 (1) 二、炉型的选择 (1) 三、炉膛尺寸的确定 (1) 1、炉膛有效尺寸（排料法） (1) 1.1确定炉膛内径D (1) 1.2确定炉膛有效高度H (2) 1.3炉口直径的确定 (2) 1.4炉口高度的确定 (3) 四、炉体结构设计 (3) 1、炉壁设计 (3) 2、炉底的设计 (5) 3、炉盖的设计 (6) 4、炉壳的设计 (7) 五、电阻炉功率的确定 (7) 1、炉衬材料蓄热量Q 7 (8) 蓄 (9) 2、加热工件的有效热量Q 件 3、工件夹具吸热量Q (10) 夹 (10) 4、通过炉衬的散热损失Q 散 5、开启炉门的辐射热损失Q (12) 辐 (12) 6、炉子开启时溢气的热损失Q 溢 7、其它散热Q (13) 它 8、电阻炉热损失总和Q (13) 总 9、计算功率及安装功率 (13) 六、技术经济指标计算 (13) 1、电阻炉热效率 (13)
2、电阻炉的空载功率 (14) 3、空炉升温时间 (14) 七、功率分配与接线方法 (14) 1、功率分配 (14) 2、供电电压与接线方法 (14) 八、电热元件的设计 (15) 1、I区 (15) 2、II区 (16) 3.电热元件引出棒及其套管的设计与选择 (18) 4.热电偶及其保护套管的设计与选择 (18) 参考书目 (19)
一、设计任务 1、专业课程设计题目： 《中温井式电阻炉设计》 2、专业课程设计任务及设计技术要求： 1、φ90×1000中碳钢调质用炉. 2、每炉装16根 3、画出总装图 4、画出炉衬图 5、画出炉壳图（手工） 6、画出电热元件图 7、写出设计说明书 二、炉型的选择 因为工件材料为φ90×1000中碳钢调质用炉对于中碳钢调质最高温度为[870+(30~50)]℃，所以选择中温炉（上限950℃）即可，同时工件为圆棒长轴类工件，因而选择井式炉，并且无需大批量生产、工艺多变，则选择周期式作业。综上所述，选择周期式中温井式电阻炉，最高使用温度950℃。 三、炉膛尺寸的确定 1、炉膛有效尺寸（排料法） 1.1确定炉膛内径D 工件尺寸为φ90×1000,装炉量为16根，对长轴类工件，工件间隙要大于或等于工件直径；工件与料筐的间隙取100~200mm。炉膛的有效高度150~250mm排料法如图所示 则：根据几何关系，每根工件最小距离取90mm，则可以计算出 D=2×90×d=890mm