10KV 母线回路故障检测控制器软硬件设计方案 徐源 南阳理工学院电子与电气工程系 一、系统功能架构设计 根据附件一的要求,设计故障检测与控制系统架构如下: 高压支线电压送入电压互感器后获得合适的 AC 电压, 经感应电压调整器调整成两路电压,一路作为电压采集信号,一路为驱动电路和执行电路供电,为保证系统整体的稳定性和可靠性,在电压调整器上增加一个抑制峰值电压和反向电涌的抗干扰模块,采集到的电平信号经 A/D数模转换以后,送入 CPU 进行处理,当检测到电平信号的异常后,触发 CPU 的中断系统,在小于 0.1us 时间里对事件反应,先由 CPU 软件进行去抖动处理,滤除干扰信号, 然后判断出故障类型, 由 CPU 发出指令, 由调节执行电路完成高压线回路继电器的通断闭合,从而排除或正确判断故障类型。
系统信息适时通过 LED 屏幕或者 LCD 屏幕进行指示,并且延时参数等信息都可以通过面板的控制键盘进行设置,必要时可以用红外遥控器进行设置。 为保障系统的稳定运行,防止 CPU 死机,采用“看门狗”来防止软件意外的发生;为获得系统的适时故障检测信息, 采用 RTC 时钟并对系统进行适时监控, 并把故障信息存储在 8K 的 EERPOM 中去,防止掉电信息丢失,并可以适时对系统历史信息进行查询;数据通信采用 485总线和综自计算机进行通信。 此系统的自动化程度相对来说很高,功能更强大,稳定性也比较高,可以实现时时故 障显示和判断,甚至是简单故障的排除,人员的劳动强度和安全性得到有效保障,因为系统在很短时间内就可以排除故障或显示故障类型,对电力设备的安全有更大的保障。 二、故障检测控制器走线图
哈尔滨工业大学 制造系统自动化技术作业 题目：零件质量的自动化检测系统设计 班号： 学号： 姓名： 作业三零件质量的自动化检测系统设计
PS 一、零件结构图 二、自动检测项目 （1）孔是否已加工？ 如图1所示，利用光电传感器来检测孔是否已加工。1PS 、2PS 、3PS 三个光电 传感器接受光信号，其中1PS 和3PS 检测从凸台两侧反射回来的光信号，2PS 检测从凸台中心线出反射回来的光信号。当孔已加工则所测得的波形如图3中2PS 所示，若孔还没有加工 则2PS 所测得的波形和1PS 、3PS 所测得的波形相同，故可以通过波形来确认孔是否已加工。 2 工件检测示意图图 3 检测波形图 ）面A 和B 是否已加工？ 图4为检测A,B 面是否加工的检测原理图，光电传感器发射装置发射脉冲， PG 2
若两个面均已经加工，则接收装置可以在工件经过时候接收到光电脉冲。若A,B 面没有加工，则在工件经过时检测不到光电脉冲。 图4 工件检测图 （3）孔φ15±0.01精度是否满足要求？ 方向设计一个类似于塞规的测定杆，在测定杆的圆周上沿半径方向放置三只电感式位移传感器。测量原理如图所示。假设由于测定杆轴安装误差，移动轴位置误差以及热位移等误差等导致测定杆中心O1与镗孔中心O存在偏心e，则可通 过镗孔内径上的三个被测点W1，W2，W3测出平均圆直径。在测定杆处相隔τ，φ 角装上三个电感式位移传感器，用该检测器可测量出间隙量y 1,y 2 ，y 3 。已知测 定杆半径r，则可求出Y1=r+y1,Y2=r+y2,Y3=r+y3。根据三点式平均直径测量原理，平均圆直径D0=2×(Y1+aY2+bY3) 1+a+b ,公式中a,b为常数，由传感器配置角决定，该测量杆最佳配置角度取τ=φ=125°，取a=b=0.8717。偏心e的影响完全被消除，具有以测定杆自身的主机算环为基准值测量孔径的功能，可消除室温变化引起的误差，确保±2μm的测量精度。 图5 孔径测定原理图
1光电检测系统的基本工作原理
1光电检测系统的基本工作原理。 光电检测系统是指对待测光学量或由非光学待测物理量转换成的光学量，通过光电变换和电路处理的方法进行检测的系统。 光电检测系统的基本组成及各部份的主要作用。光电检测系统的组成：三要素：检测对象、光、光电变换。 能否使光束准确地携带所要检测量的信息，是决定所设计系统成败的关键 光电检测技术的现代发展1）非接触化发展2）尽可能多的信息量3）集成化，智能化发展 光电检测方法（1）.光信息携带的物理量可分为： 光强型、频率型、相位型、脉冲型、偏振型、位置型等 （2）.所用的光学现象分为： 衍射法、干涉法、全息法、散射法、光谱法、莫尔条纹法、光扫描法等 （3）从检测系统角度分为： 直接作用法、差动法（差分法）、补偿法 光辐射所带的信息如光强分布、时间、光谱能量分布、温度分布等由光电探测器转变成电信号测量出来2系统误差在检测过程中产生恒定不变的误差叫恒差或按一定规律变化的误差叫变差，统称为系统误差。系统误差产生的原因有工具误差、装置误差、方法误差、外界误差和人身误差等 随机误差在尽力消除并改正了一切明显的系统误差之后，对同一待测量进行反复多次的等精度测量，每次测量的结果都不会完全相同，而呈现出无规则的随机变化，这种误差称为随机误差。 灵敏度系统在稳态下输出量变化引起此变化的输入量变化的比值 算术平均值： 均方差或标准误差 算术平均值的标准偏差 均方差的标准误差σσ 最大误差 测量精度 大误差测值出现的处理 主要方法是：(1) 认真检查有无瞬时系统误差产生，及时发现并处理。 (2) 增加检测的次数，以减小大误差测值对检测结果的影响。 (3) 利用令人信服的判据，对检测数据进行判定后，将不合理数据给予剔除 辐射度量（Radiometry）：能量的分布的强弱、时间、空间等特性 辐射能本身的客观度量，是纯粹的物理量。 光度量 (Photometry) ：考虑到人眼的主观感受，包括生理学、心理学在内。 1)辐射能(Q)：简称辐能，描述以辐射的形式发射、传输或接收的能量，单位焦耳(J） 例：地球表面垂直阳光方向上，每平方米面积上每分钟太阳辐射能48000J。 (2)辐射密度(w) ：定义为单位体积元内的辐射能，即 8416 .0 1 1 = =∑ = N n n x N x σ?0025 .0 ) ( 1 1 ? 1 2= - - =∑ = N n n x x N σ 00095 .0 = = = N s x σ σ 00067 .0 2 = = N σ σ σ x k xσ = ? % 100 ? ? =x x J D
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 设计微小零件装配系统在线检测系统方案 班级： 姓名： 学号： 时间：2014.03.30 ?哈尔滨工业大学
设计微小零件装配系统在线检测系统方案 一、确定设计任务 为了设计如图所示的微小零件装配系统在线检测装置，并使其满足各项指标，现做出系统方案。方案要求：位置对心检测精度优于3μm；径向角度检测精度优于0.5o； 在线检测系统形成后工作原理如下图： 二、设计任务分析、制定设计任务书 A、测试系统名称：微小零件装配系统在线检测系统。 B、任务提出者： 方案撰写者： 开发者： 用户： C、设计对象 微小型零件的尺寸一般在零点几个毫米到十几个毫米之间，尺寸跨度较大精度要求较高。微小零件装配系统在线检测系统通过检测，精确给出不同零件的径向角度检测精度，在此基础上，调整零件位姿，移动零件位置即可实现两个不同零件之间的装配，从而实现其装
配检测精度要求。 D、装配线测试系统与手机生产线系统的关系，如图。 生产线系统 装配线系统 装配线检测系统 三、调查研究、详细查阅有关资料 通过对微操作、微装配系统的分析，我们可以得到一套典型的微装配系统应该包括以下几个部分： （1）显微视觉系统。视觉系统包括CCD 相机、放大镜头、图形采集处理设备等，可以完成对零件的识别、空间的定位，对装配过程进行监视，通过视觉反馈对装配过程进行引导。（2）承载系统。一般包括行程大、速度快的宏动精密工作台、定位精确、分辨率高的微动工作台和真空吸附台等。精密工作台可以带动夹持器在操作空间内移动，微动工作台可以实现零件位置的微小调整，真空吸附台可以对待装配零件进行装夹、定位。 （3）微夹持操作系统。一般由钳式夹持器和真空吸附式夹持器组成，可以完成微小零件的拾取、移动和装配，是实现微装配的关键部分，微夹持器的性能直接关系到装配的成败。（4）控制驱动系统。包括各种需要驱动的元件的控制系统，并将这些控制系统集成在一起由计算机控制，可以根据图像反馈、力反馈来引导微装配的进行。微装配系统经过几十年的发展，已经取得了很大的进步，但是由于微观世界与宏观世界相比存在很大的差异，所以在微装配系统中还有很多关键技术需要更进一步的研究，只有把这些技术解决好微装配系统才能更好的向前发展。 目前微装配系统还存在以下技术难点： （1）显微视觉技术 微装配中的零件多为微米级别，甚至更小，在这种情况下依靠人眼识别会费时费力，通过显微视觉技术不仅能完成对零件形状的识别，还能对零件的位置进行精确定位，还能与控制系统形成精确闭环控制，因此，建立一套高精度的显微视觉系统对实现自动化微装配有重要意义。 （2）测量检测技术 在微装配过程中，为了提高装配精度，需要使用各种传感器检测技术对零件的位置和夹持过程中的力进行及时的检测。为了测量零件的位置，将视觉传感器集成到视觉系统中，采集到的图像传送到计算机中处理后可以得到零件的边界特征和空间的位置信息，完成零件的形状、位置识别。除了视觉检测，还应使用应力传感器对微装配过程中的力进行检测，以实现高精度的微装配。 （3）驱动控制技术驱动控制技术是微装配的一项关键技术，不仅要求要高的控制精度，还要有非常好的响应性，以实现准确、高效的微装配。 （4）微夹持技术 微夹持器是完成微装配的直接操作机构，微夹持器的性能直接决定了微装配的成败。微装配的零件通常尺寸较小、形状不规则，对外界影响比较敏感。目前，针对不同材料、形状的零件有机械夹钳式和真空吸附式两种微夹持器。钳式微夹持器可以完成对轴类零件的夹持，且
水质在线监测系统，通过建立无人值守实时监控的水质自动监测站，可以及时获得连续在线的水质监测数据( 常规五参数、COD、氨氮、重金属、生物毒性等)，利用现代信息技术进行数据采集并将有关水质数据传送至环保信息中心，实现环保信息中心对自动监测站的远程监控，有利于全面、科学、真实地反映各监测点的水质情况，及时、准确地掌握水质状况和动态变化趋势。水质在线监测系统由水质在线分析仪、采样系统、辅助参数监测系统等组成。 其中水质在线分析仪是基于紫外全光谱技术的连续在线式水中有机物浓度分析仪，在水质的在线监测方面与传统的COD化学法和现有的紫外单/双波长法相比均具有非常明显的技术优势，同时给用户的使用带来了明显的经济效益，具体表现如下： 与传统的COD化学法在线监测设备想比，在技术上具有结构简单、可靠性高、响应速度快（1秒钟一个数据）实时性高、不存在二次污染等特点，从经济效益上讲水质在线分析仪具有运行费用低、维护周期特别长（一般可达到半年之久）、维护量小等显著特点。 与现有的紫外单/双波长法（利用污水在254nm处的吸光度与污水中COD之间的线性关系测定COD浓度）相比具有测试准确度高、检测范围宽、维护周期特别长（一般可达到半年之久）、维护量小等显著特点。这是因为单波长法仅能对有机污染物组分较为单一的污水或者污水中所含有机污染物组分相对固定的污水进行COD的测定，而对于污染物组分复杂多变的样品由于吸光度与COD之间的相关性较差直接导致测试结果的误差增大。紫外全谱扫描技术则通过污水的紫外光谱数据与有机污染物浓度之间所建立的数学模型来预测水中有机污染物的浓度，由于模型本身的外推能力会使测试准确度随着用户的使用时间增长而愈来愈高。在检测范围上采用专利型在线稀释装置，可以满足在不更换或调整比色皿的
设计题目：光照强度自动检测显示系统设计一、题目的认识理解 本次设计题目是光照强度自动检测显示系统设计，既然是系统设计，我们可以将其分解为模块，把复杂问题简单化。 数据采集模块，可用光敏电阻将光照强度信号转换为电阻信号从而进行测量计算。 测量电路模块，设置分压电路和比较电路，将电阻信号转换为电压信号分档输出，用于显示和报警。 显示报警模块，用发光二极管进行显示，同时设置光照过强时蜂鸣器报警。 二、设计任务要求： 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） 1、方案的设计 根据题目选定光照强度自动检测所用的光电传感器类型； 1）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； 2）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；
3）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； 4）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）； 5）设计结束后，进行仿真调试。 2、仿真调试方案 利用：Multisim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； 给出系统整机电路图（利用PROTEL软件做出原理图SCH文件和PCB文件）。 3、完成课程设计报告。 三、设计所需基础知识及工具 1、基础知识 电路理论中电阻电路的分析、模拟电子线路中运算放大器、 比较器、功率放大器等知识，数字电子线路中开关特性及数 字信号等知识，传感器技术中的光电传感器原理及应用、测 量电路等部分知识。 2、设计工具 电子电路EDA仿真软件：Multisim 电子线路设计软件：Protel99SE。
设计说明书 一、设计任务 1、零件结构图 图1.零件结构图 2、设计要求 （1）孔是否已加工？ （2）面A和B是否已加工？ （3）孔φ15±0.01精度是否满足要求？ （4）凸台外径φ40±0.012精度是否满足要求？ （5）零件质量20±0.01kg是否满足要求？ （6）产品标签（白色）是否帖正或漏帖？ （7）如果不合格将其剔除到次品箱； （8）对合格产品和不合格产品进行计数。 3、工作量 （1）设计一套检测装置，能完成所有检测内容； （2）说明书一份，说明各个检测内容采用什么传感器，如何实现； （3）自动检测流程图一份。 4、设计内容及说明 要求将检测装置画出，能完成所有检测内容；在完成自动检测功能的基础上，要求费用最少，以提高经济效益；检测装置结构简单可靠、易于加工和实现；自动检测流程图要求详细正确。
二、设计方案 根据设计要求，该自动检测生产线应具备形状识别（检测圆孔和平面是否加工）、孔径检测、凸台外径检测、质量检测、标识检测等功能，故初步设计该生产线应具有5道检测工序。在每个检测工位上都对应有一个废品下料工位，将不合格品剔除到废品传送带上，同时最后还要对合格产品和不合格产品进行计数，故初步预计该生产线共有12个工位（5道检测工位、5道废品下料工位和2道计数工位）。所有这些工位均匀分布于检测线上(以便准确定位)。整个检测线应用机电一体化技术，综合控制各道工序的检测工作，包括零件的搬移、检测设备的动作、数据连接、检测结果处理、不合格工件的下料处理等。检测生产线线基本结构如图2所示： 图2.零件质量检测系统基本结构图 1、判断孔和平面A、B是否加工的方案 由于设计要求中只要求检测孔和平面是否被加工，而无需检测它们的大小和精度，因而可采用价格相对低廉的光电传感器进行检测，其检测方法如图3所示。 图3.光电开关检测原理图4.面A、B未加工时零件的形状
在线连续自动监测系统 一、自动监测系统 1.水质在线自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现在传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测数据，统计、处理监测数据，可打印输出日、周、月、季、年平均数据以及日、周、月、季、年最大值、最小值等各种监测、统计报告及图表（棒状图、曲线图、多轨迹图、对比图等），并可输入中心数据库或上网。收集并可长期存储制定的监测数据及各种运行资料、环境资料以备检索。系统具有监测项目超标及子站状态信号显示、报警功能；自动运行、停电保护、来电自动恢复功能；远程故障诊断，便于例行维修和应急故障处理等功能。 2. CEMS是英文Continous Emission Monitoring System的缩写，即烟气连续排放监测系统。该系统对固定污染源颗粒物浓度和气态污染物浓度以及污染物排放总量进行连续自动监测，并将监测数据和信息传送到环保主管部门，以确保排污企业污染物浓度和排放总量达标。同时，各种相关的环保设备如脱硫、脱硝等装置，也依靠CEMS的数据进行监控和管理，以提高环保设施的效率。 二、连续监测系统的组成 1、水质自动监测系统主要由如下几部分组成： ①采水单元包括水泵、管路、供电及安装结构部分。 ②配水单元包括水样预处理装置、自动清洗装置及辅助部分。
③分析单元由一系列水质自动分析和测量仪器组成，包括水温、Ph/溶解氧（DO）、电导率、浊度、氨氮、化学需氧量、高锰酸钾指数、总有机碳（TOC）、总氮、总磷、硝酸盐、磷酸盐、氰化物、氟化物、氯化物、酚类、油类、金属离子、水位计、流量/流速/流向计及自动采样器等组成。 ④控制单元包括系统控制柜和系统控制软件；数据采集、处理与存储及基站各单元的控制和状态的监控；有线通讯（ADSL）和无线通讯（GSM、GPRS和CDMA）设备。 ⑤子站站房及配套设施包括站房主体和配套设施。 2、烟气排放连续监测系统（CEMS）的组成： ①颗粒物监测子系统主要对烟气排放中的烟尘浓度进行测量。 ②气态污染物监测子系统主要对烟气排放中NO x、SO2、CO、CO2等气态方式存在的污染物进行监测。 ③烟气排放参数监测子系统主要对排放烟气的温度、压力、湿度、含氧量等参数进行监测，用以将污染物的浓度转换成标准干烟气状态和排放标准中规定的过剩空气系数下的浓度。 ④数据处理子系统主要完成测量数据的采集、存储、统计功能，并按相关标准要求的格式将数据传输到环保局。 三、我公司的现状 1、水质自动监测系统：
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报警控制 系统设计 学号： 姓名： 完成时间：2010、12、13至2010、12、19 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 一、题目的认识理解 本次设计题目是光照强度自动检测显示报警控制系统设计，完成光照强度自动检测、显示、报警、控制系统。采用电路、数电、模电知识柔和一块设计电路，将系统分为四个模块设计电路：检测、显示、报警、控制，把复杂问题简单化。 数据采集模块，可用光敏电阻将光照强度信号转换为电阻信号从而进行测量计算。 测量电路模块，设置分压电路和比较电路，将电阻信号转换为电压信号分档输出，用于显示和报警。 显示报警模块，用发光二极管进行显示，同时设置光照过强时蜂鸣器报警。 自动控制模块，用或非门实现暗光控制，同时继电器闭合，打开日光灯，当在外界中、强光条件下继电器掉电日光灯熄灭。 一、设计任务要求： 设计一个光照强度自动检测、显示、报警、控制系统，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） 1、方案的设计 根据题目选定光照强度自动检测所用的光电传感器类型； 1）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；2）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； 3）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； 4）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）； 5）设计结束后，进行仿真调试。 2、仿真调试方案 利用：Multisim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； 给出系统整机电路图（利用PROTEL软件做出原理图SCH文件和PCB文件）。 3、完成课程设计报告。
钣金零件视觉检测系统介绍 内容来源网络，由深圳机械展（11万㎡，1100多家展商）收集整理！ 更多数控机床及钣金加工机床、数控刀具、金属材料、工业机器人、精密测量、精密零件加工展示，就在深圳机械展。 现代钣金制造业趋于多品种、小批量生产，这种加工方式对生产流程的管控提出了很大挑战。钣金件的小批量生产需要经常对机床进行调整，如激光切割机编程、模具更换等，频繁的调整会给加工带来偏差或错误。如何保证各批次钣金件的合格率，这就需要对每批次首件进行检测。首件不合格将会导致产品的批量报废，给企业带来材料、人工等浪费。此外，大批量的钣金件加工还需配合抽检。 传统钣金检测方法主要存在两个问题：一是检测时间太长，一些复杂的钣金件其型孔就有几十甚至上百个，再加上其他尺寸的检测，人工测量往往要花费很长时间，这也延长了设备停机等待时间，而批次越多所造成的机器及人工浪费就越严重；二是精度难以保证，检测结果容易受人为因素的影响，如“测量从哪个点开始”“测量基准的选取方式”等，导致了不同人员的检测结果存在差异，若管控不力将导致不合格品流入市场，给企业带来不可估量的损失。 钣金视觉检测系统基于机器视觉技术，集光学、电子、计算机图像处理技术于一体，专门用于钣金检测的精密测量仪器。它有效解决了人工测量偏差和一次成像范围测量精度的问题，测量速度是传统测量仪器的10倍以上，大幅提高了测量效率和测量精度，消除了人为误差，实现了钣金检测的智能化。 钣金检测系统的使用非常简便，首先要将被测零件放置于测量平台，通过工业相机拍摄获取零件轮廓，并与导入的CAD图拟合，实现一键式测量，最后显示检测结果，零件的加工偏差、尺寸缺失等项目可直观显示，整个检测过程不到一分钟。
复习题 1、光电检测系统通常主要由光学变换、光电转换、电信号处理三部分组成。 2、在环境亮度大于102时,最强的视觉响应在光谱蓝绿区间的555 处。 3、光电倍增管由光窗、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。由于其引入了电子倍增机构，因此具有灵敏度高、响应时间快等特点，常被使用。 4、指的是帧转移型 5、发光二极管()是一种注入电致发光器件，他由P型和N型半导体组合而成。其发光机理可以分为结注入发光_、_异质结注入发光。 6、光电池的结工作在零偏状态，它的开路电压会随光照强度的增加而增加。 7、对于辐射源来说，光通量（光功率）定义为单位时间内向所有方向发射的可见光能量。 8、激光的形成必须具有工作物质、泵浦源、光学谐振腔。 9、入瞳位于无限远，物方主光线平行于光轴的光学系统称为物方远心光路，此光路克服了调焦不准带来的测量误差，常用于瞄准、读数和精密测量。 10、短焦物镜用于拍近距离物体，焦距越短，视场角越大，因此也称为广角物镜。 11、载光电耦合器件既具有光电耦合特性，又具有隔离特性
12、三种典型光子效应是指光电发射效应、光电导效应和光伏效应。 1 / 14 13、光敏电阻的工作原理是光照产生光生载流子，使其电阻值急剧减小。 14、与其它器件相比，最突出的特点是它以电荷作为信号，而其他大多数器件是以电流或者电压作为信号。 15、依据噪声产生的物理原因,光电探测器的噪声可大致分为散粒噪声、热噪声和低频噪声三类。 16、由于光源发光的各向异性，许多光源的发光强度在各个方向 是不同的。若在光源辐射光的空间某一截面上，将发光强度相同的点连线，得到该光源在该截面的发光强度曲线，称为配光曲线。 17、人眼按不同照度下的响应可分为明视觉、暗视觉。 18、降压使用对于光电测量用的白炽灯光源十分重要，因为灯泡寿命的延长将使系统的调整次数大为减少，也提高了系统的可靠性。 19、出瞳位于像方无限远处，平行于光轴的像方主光线在无限远处会聚于出瞳中心的光路被称为像方远心光路，它用于大地测量中测距，能大大提高测距精度。 20、集光镜将光源成像到聚光镜的前焦面上，孔径光阑位于聚光镜的物方焦面上，组成像方远心光路，视场光阑被聚光镜成像到物面上，称为远心柯勒照明。 1、光子效应
一工业零件形状尺寸的机器视觉检测系统的研究 在工业生产中，传统的检测技术需要众多的检测工人，不仅影响生产效率，而且带来不可靠因素。视觉检测技术克服了传统检测技术的缺点，它以检测的安全性、可靠性及自动化程度高等优点而得到广泛的应用，成为当今检测技术的研究热点之一。 机器视觉检测的主要过程为：首先采用CCD摄像机将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号。图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如：面积、长度、数量、位置等。最后，根据预设的容许度和其他条件输出结果，如：尺寸、角度、偏移量、个数、合格／不合格等，极大的提高了工作效率和产品的质量。随着跨学科基础研究的不断深入，计算机性能的快速提高和其它视觉测量外围组件性价比的提高，基于机器视觉的精密检测技术必将会有更广阔的应用前景。 二视觉检测系统结构及工作原理 机器视觉系统的基本结构是在一定的光照(包括可见光、红外线甚至超声波等各种成像手段)条件下，成像设备(摄像机、图像采集卡等)把三维场景的图像采集到计算机内部，形成二维图像：其次，运用图像处理技术对采集到的原始图像进行预处理以得到质量改善了的图像；然后，从图像中提取感兴趣的特征，构成对图像的描述；再进一步，运用模式识别技术对抽取到的特征进行分类整理；最后，运用人工智能得到更高层次的抽象描述，完成视觉系统的任务。机器视觉系统通常由光源部分、图像传感器、装有图像采集卡的计算机和专用的图像处理软件组成。通过图像传感器采集图像目标，把目标的三维图像采集为二维图像，通过光信号转换成模拟的电信号，再由图像采集卡把模拟信号转换成数字信号，供计算机处理。一般来说，机器视觉系统为了避免环境自然光线或灯光对其工作状态的影响，光源应亮度大、亮度可调、均匀性及稳定性好，以抑制外界环境各种光对图像质量产生较大影响而导致机器视觉系统的故障或误判行为。常用的图像传感器有两种形式：一种为线阵，一种为面阵。图像采集卡具有图像信号接收与ⅣD转换、协调摄像机进行同步或实现异步重置拍摄和定时拍摄、通过数据总线进行高速数据传输等功能，最后通过专用图像处理软件完成对图像的处理与分析。机器视觉检测系统的基本结构原理图如下图所示。
郑州交通职业学院 课程设计项目：汽车自动检测系统 所属系别车辆工程系 专业班级检测与维修6班 姓名 学号 5 5 撰写日期 2012 年 5 月
摘要 对于分布式网络化汽车综合性能自动测控系统整体结构来讲，各工位测控子系统主要完成某个局部的检测与台架控制功能，也就是说，各工位子系统主要完成汽车综合性能检测项目中的部分单项任务的检测，根据工艺设计的要求或检测控制节拍设计的需要，既可以将各个工位控制子系统顺序布置在同一个检测作业车间内，也可以布置在几个不同的车间内。因此，根据前面系统总体结构设计的思想，各个工位测控子系统的数量及其中的测量与控制内容不是固定不变的，而是随着系统工艺设计的变化而变化。 关键词：汽车经济性安全性分布式网络化远程诊断
系统软件设计 1.1系统软件总体设计 1.1.1软件设计的总体构思 实时微机测控系统的软件主要分为两类：即系统软件和应用软件。所谓系统软件是由软件开发商提供的专门用来使用和管理计算机本身的程序。系统软件包括：①各种语言的汇编解释及编译程序；②机器的监控管理程序，故障诊断程序； ③开发系统。作为计算机应用人员是没有必要开发这些软件的，否则需要投入大量的人力物力并且工程的进度和系统的可靠性都难以得到保证。在本系统的开发过程中，我们购买了所有需要用到的系统软件。操作系统：由于本系统对实时性要求不高，各工位机选用的是Windows98操作系统，服务器则选用Windows2000 Server：开发工具为Visual Basic 6.0和Visual C++ 6.0；数据管理软件采用的是Microsoft Access。所谓应用软件就是面向用户本身的程序。如：工业过程控制中的A/D，D/A转换型数据采样程序，滤波程序，以及各种过程控制程序等等。一般应用软件都是用户根据自己需要自行编写，但近年来随着计算机软件技术的七速发展，市场上也出现了一些非常优秀的通用实时工业控制软件包，国外的有：美国西雷公司的ONSPEC，康泰克公司的CONDAC等，国产的有北京亚控的组态王和研华的组态软件，只是这类软件价格非常昂贵(通常是几万到十几万RMB)。考虑到该系统中的应用程序针对性较强(汽车检测线系统不同于一般的工业控制系统)，加之我们有多年开发此类程序的经验，因此我们仍然采用以往的技术路线，即自行开发应用软件。 1.1.2应用程序模块设计 在本系统的应用程序中，大体可以分为数据处理和过程检测两大基本类型。数据处理主要包括：数据采集、数字滤波、标度变换以及数值计算、数据存储、数据显示和打印等。过程控制程序主要是指让微机按照一定的方法对采集数据进行计算、判断，然后给出输出以便控制生产或给出报警。 为了完成以上任务，在进行软件设计时，结合系统整体功能，我们把整个程序分为若干个模块，每一模块又包括若干子程序，然后将这些程序交给不同开发人员进行编写，这样不仅可以缩短开发周期，同时还可以提高程序的可读性和可维护性。模块程序设计的主要优点是： 1.单个模块比一个完整的程序容易编写和调试。
直接检测系统的基本原理是什么为什么说直接检测又称为包络检测 ）（t d A A i 2221 s αα+=所谓光电直接检测是将待测光信号直接入射到光检测器光敏面上，光检测器响应于光辐射强度（幅度）而输出相应的电流或电压信号。 式中：第一项为直流项。若光检测器输出端有隔直流电容，则输出光电流只包含第二项，就是包络检测的意思。 对直接检测系统来说，如果提高输入信噪比 答：对于光电检测系统来说，其噪声主要有三类：（1）光子噪声包括：A.信号辐射产生的噪声；B.背景辐射产生的噪声。（2）探测器噪声包括：热噪声；散粒噪声；产生—复合噪声；1/f 噪声；温度噪声。（3）信号放大及处理电路噪声在实际的光电探测器中，由于光电转换机理不同，各种噪声的作用大小亦各不相同。若综合上述各种噪声源，其功率谱分布可用下图表示。由图可见：在频率很低时，1/f 噪声起主导作用；当频率达到中间范围频率时，产生——复合噪声比较显着；当频率较高，甚至于截至频率时，只有白噪声占主导地位，其它噪声影响很小。很明显，探测器应当工作在1/f 噪声小、产生-复合噪声为主要噪声的频段上。因此，对于直接探测系统，提高输入信噪比的措施有：（1）利用信号调制及选频技术可抑制噪声的引入白噪声的大小与电路的频带宽度成正比，因此放大器应采用带宽尽可能窄的选频放大器或锁相放大器。（2）将器件制冷，减小热发射，降低产生-复合噪声。采用半导体制冷、杜瓦瓶液态气体制冷或专用制冷机制冷。（3）采用最佳条件下的偏置电路，使信噪比（S/N ）最大。 什么是直接检测系统的量子极限说明其物理意义。 答：当入射信号光波所引起的散粒噪声为主要噪声， 其他噪声可忽略时，此时信噪比为：()f h 2P p s SNR ?=νη 该式为直接检测理论上的极限信噪比。也称为直接检测系统的量子极限。量子极限检测为检测的理想状态 试根据信噪比分析具有内增益光电检测器的直接检测系统为什么存在一个最佳倍增系数。 答：当光检测器存在内增益（如：光电倍增管）时当2M 很大时，热噪声可忽略。若光电倍增管加致冷、屏蔽等措施以减小暗电流和背景噪声，则可达到散粒噪声极限。在直接检测中，光电倍增管、雪崩管的检测能力高于光电导器件，采用有内增益的检测器是直接检测系统可能趋近检测极限的唯一途径。
10KV母线回路故障检测控制器软硬件设计方案 徐源 南阳理工学院电子与电气工程系 一、系统功能架构设计 根据附件一的要求，设计故障检测与控制系统架构如下： 高压支线电压送入电压互感器后获得合适的AC电压，经感应电压调整器调整成两路电压，一路作为电压采集信号，一路为驱动电路和执行电路供电，为保证系统整体的稳定性和可靠性，在电压调整器上增加一个抑制峰值电压和反向电涌的抗干扰模块，采集到的电平信号经A/D数模转换以后，送入CPU进行处理，当检测到电平信号的异常后，触发CPU的中断系统，在小于0.1us时间里对事件反应，先由CPU软件进行去抖动处理，滤除干扰信号，然后判断出故障类型，由CPU发出指令，由调节执行电路完成高压线回路继电器的通断闭合，从而排除或正确判断故障类型。 系统信息适时通过LED屏幕或者LCD屏幕进行指示，并且延时参数等信息都可以通过面板的控制键盘进行设置，必要时可以用红外遥控器进行设置。 为保障系统的稳定运行，防止CPU死机，采用“看门狗”来防止软件意外的发生；为获得系统的适时故障检测信息，采用RTC时钟并对系统进行适时监控，并把故障信息存储在8K的EERPOM中去，防止掉电信息丢失，并可以适时对系统历史信息进行查询；数据通信采用485总线和综自计算机进行通信。 此系统的自动化程度相对来说很高，功能更强大，稳定性也比较高，可以实现时时故
障显示和判断，甚至是简单故障的排除，人员的劳动强度和安全性得到有效保障，因为系统在很短时间内就可以排除故障或显示故障类型，对电力设备的安全有更大的保障。二、故障检测控制器走线图
附件一： 控制器设计要点 一、控制器组成： 二、基本功能： 1、如果VA降低大于等于30%，其他两相VB、VC升高大于 等于30%，检测KA、KB、KC均断开，KA、JA立即闭合，持续1秒断开，如果条件1继续存在，检测KA、KB、KC均断开，KA、JA再立即闭合，持续1秒断开，如果条件1继续存在，持续4秒，检测KA、KB、KC均断开，Kb、JＢ闭合，延时1秒断开； 2、如果VB降低大于等于30%，其他两相VB、VC升高大于 等于30%，检测KA、KB、KC均断开，KB、JB立即闭合，持续1秒断开，如果条件2继续存在，检测KA、KB、KC均断开，KB、JB再立即
汽车零部件检测设施及相关参数 一、制动系统 1．制动部件试验系统 a 气压真空密封性能试验台 最大真空度98kPa 最大气压0.85 Mpa 生产商中国汽车工程研究院 b 液压制动部件总成性能试验台 最大液压25Mpa 生产商中国汽车工程研究院 c 真空助力器及液压制动部件耐久试验台 最大真空度98kPa 最大液压25Mpa 环境控制温度-50℃～155℃ 生产商中国汽车工程研究院 d 液压密封性刚性试验台 最大液压58Mpa 生产商中国汽车工程研究院 e 制动钳拖带力矩试验台 最大扭矩10Nm 生产商吉大机电设备 f 制动器扭转疲劳强度试验台 最大液压20 MPa 生产商中国汽车工程研究院 2．盐雾试验箱 3．电动振动台 频率5～2500Hz, 最大加速度980m/s2, 最大振幅51mm 生产商苏州苏试试验仪器有限公司 4．拉力试验机 5．制动软管试验系统 生产商合肥天诺测控科技有限公司 a液压制动软管容积膨胀测定仪 b液压、气压和真空制动软管爆裂强度试验台 最大液压60Mpa c液压制动软管制动液相容性试验台 最高温度140℃ d液压制动软管挠曲疲劳试验机 最大液压1620kpa 最大转速810rpm e气压制动软管气密性和长度变化率试验台 最大气压2Mpa f真空制动软管耐负压试验装置 最大真空度95kPa
g液压制动软管耐高温脉冲性试验机 最大液压0～30Mpa 最高温度150℃ 二、电器仪表系统 1．汽车仪表试验系统 生产商合肥安达数控技术有限公司 a汽车仪表性能试验台 频率0～20000kHz， 转速0～8000r/min 电阻0～1000Ω b汽车仪表耐久试验台 电压0～35V， 电流0～20A 2．汽车组合开关/翘板开关试验系统生产商合肥安达数控技术有限公司 a汽车组合开关试验台 电压5～35V， 电流0～60A b测力测扭试验台 力矩0～3N2m， 力0～98N 3．汽车点火开关/点烟器试验系统 生产商合肥安达数控技术有限公司 a汽车点火开关试验台 电压5～35V， 电流0～60A b测力测扭试验台 力矩0～3N2m， 力0～98N 4．汽车微电机试验系统 a汽车微电机试验台 压力0～300KPa, 流量0～3L/min 生产商合肥安达数控技术有限公司 b恒温恒湿试验箱 温度-40~+150 湿度10~98% 5．电动振动台 频率5～2500Hz, 最大加速度980m/s2, 最大振幅51mm 生产商苏州苏试试验仪器有限公司6．盐雾试验箱 三、车身及附件系统 1．汽车座椅及头枕冲击试验台
水质在线自动监测仪的功能特点及系统分析 为了保护水环境，必须加强对污水排放的监测，水质在线自动监测仪是用来监测监测质量变化的专业仪器，该仪器可以监测水体溶解氧、浊度、pH值、电导率、水温等参数。在环境保护、水质的检测和水资源保护中起到了重要的作用。 托普云农水质在线自动监测仪是用来监测监测质量变化的专业仪器，也叫水质在线自动监测仪，水质监测仪可以监测水体溶解氧、浊度、pH值、电导率、水温等参数。在环境保护、水质的检测和水资源保护中起到了重要的作用。 水质在线自动监测仪/水质在线监测系统/水质在线分析仪功能特点： 采用高精度传感器。 低功耗设计，增加系统监控和保护措施，防止电源短路或外部干扰而损坏，避免系统死机。 带SD卡，可无限存储数据。 数据监测：采用高精度传感器可实时监测水体溶解氧、浊度、pH值、电导率、水温。 数据传输：水质在线监测技术可在极短的时间内，将监测点所采集的数据通过GPRS上传至用户端，确保数据的及时性和有效性。与传统人工取样监测相较，不仅简化了繁琐的程序，还节约了监测时间。 监测预警：通过系统云平台，用户可设置所监测参数的安全值域，一旦前端传感器监测到某处水质参数超过安全值域，系统将发送报警信息通知用户，以便及时处理，确保蓄水池、水库的水质良好。 数据分析：可设置监测时段，自动采集，无需人工看顾。系统自动生成数据图表，用户可直观了解水质变化情况。采集数据可保存，随时查看历史数据，并
可用于分析，为用户的水产养殖和农作物种植总结经验，指导管理。 上传设置：根据需要开关上传功能，并且上传到服务器。 管理云平台功能： 1、自带管理云平台，无论身在何处，可随时随地通过电脑网页在线查看历史数据和实时数据。也可以随时随地通过智能手机查看历史和实时数据。 2、数据可通过GPRS方式上传至管理云平台。平台内数据可下载，分析，打印。 3、用户可为设备配置传感器报警条件，预置若干常用报警。 4、平台支持设备数据存储，提供足够容量可永久保存。 5、平台为设备数据提供曲线与表格等报表形式，且数据可导出与导入。 其他气象仪器：温室小管家、手持农业气象监测仪、温湿光三参数记录仪、二氧化碳记录仪、土壤温度记录仪、光合有效辐射计、积温积光仪、农林小气候信息采集系统
设计题目：光照强度自动检测显示系统设计 题目理解 本次设计题目是光照强度自动检测显示报警控制系统设计，完成光照强度自动检测、显示、报警、控制系统。采用电路、数电、模电知识柔和一块设计电路，将系统分为四个模块设计电路：检测、显示、报警、控制，把复杂问题简单化。 数据采集模块，可用光敏电阻将光照强度信号转换为电阻信号从而进行测量计算。 测量电路模块，设置分压电路和比较电路，将电阻信号转换为电压信号分档输出，用于显示和报警。 显示报警模块，用发光二极管进行显示，同时设置光照过强时蜂鸣器报警。 自动控制模块，用或非门实现暗光控制，同时继电器闭合，打开日光灯，当在外界中、强光条件下继电器掉电日光灯熄灭。 1 设计任务要求： 设计一个光照强度自动检测、显示、报警、控制系统，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） 1、方案的设计 根据题目选定光照强度自动检测所用的光电传感器类型； 1）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； 2）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； 3）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；4）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）； 5）设计结束后，进行仿真调试。 2、仿真调试方案 利用：Multisim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；
工业零件的机器视觉检测 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 在工业生产中，传统的检测技术需要众多的检测工人，不仅影响生产效率，而且带来不可靠因素。视觉检测技术克服了传统检测技术的缺点，它以检测的安全性、可靠性及自动化程度高等优点而得到广泛的应用，成为当今检测技术的研究热点之一。 机器视觉检测的主要过程为：首先采用CCD摄像机将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号。图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，如：面积、长度、数量、位置等。后，根据预设的容许度和其他条件输出结果，如：尺寸、角度、偏移量、个数、合格／不合格等，极大的提高了工作效率和产品的质量。 今天，给大家分享一下基于机器视觉的工业零件检测是如何实现的， 对于工业零件的全系统检测过程如下： (1)将零件放到传送带上，随步进电机的移动送到CCD下方； (2)对工业相机进行曝光控制并采集图像； (3)将采集到的图像传给计算机； (4)对图像进行滤波等预处理；
(5)选取待测量部分区域，对这一区域进行亚像素定位，找出这一区域的边缘，完成边缘之间长度的测量； (6)对角度的测量采用模板匹配的方法自动找出待测图像中的角度，然后测出角度的值； (7)在实际生产测量中，根据技术指标要求，判断零件是否合格； (8)合格零件由剔除机构送入产品箱，不合格零件送入废品箱。 我们知道，影响系统测量精度的因素有很多种，通过实际分析，主要有成像系统的误差、各种噪声、标定误差和软件算法等的误差，下面我们来看看这些误差对检测系统的影响和解决办法。 1．成像系统的误差：CCD的分辨率是测量系统中的一项重要指标，使用的CCD摄像机分辨率越高、被测目标物的实际尺寸越小，图像的物面分辨率就越高，即可使得系统检测精度越高。成像系统的几何畸变误差是典型的系统误差，是影响光学检测精度的因素之一。选用维视图像高质量的双远心镜头可提高检测精度。 2．各种噪声：包括照明系统由于供电电源波动以及光源本身的发光不稳定产生的随机起伏噪声，光响应非均匀性引起的空间起伏噪声，摄像机由于暗电流分布不均、各光敏元大小、间隔不等引起的噪声。选用亮度大、亮度可调、均匀性及稳定性好的机器视觉光源和对CCD进行合理的参数设置可有利于噪声的控制。 3．标定误差：系统在标定过程中会引入误差，通过对标准件在摄像机视场内不同方位进行多次采集图像进行标定，然后求其均值作为终的标定系数，这样既可消除镜头畸变引起的误差又可去掉标定过程引入的随机误差。