现代检测技术
大型作业
（2014/2015学年第1学期）
课题名称粮食存储环境品质监测系统设计院（系）自动化工程学院
专业电气系统检测与控制
小组成员
时间
指导老师
一．设计背景及意义
“国以民为本，民以食为天”，“兵马未动，粮草先行”，这些都充分说明粮食对国家的重要性。储粮是为了防备战争、保证非农业人口的粮食消费需求、调节国内粮食供求平衡、稳定粮食市场价格、应对重大自然灾害及其它突发性事件而采取的有效措施。因此，粮食的科学储藏具有重要的战略意义和经济意义。
我国是世界上最大的粮食生产、储藏及消费大国，粮食储藏是国家为防备战争、灾荒及其他突发性事件而采取的有效措施，因此粮食的安全储藏是关系到国计民生的战略大事。在粮食的储藏的过程中，由于粮仓温湿度异常而造成粮食变质，带来的经济损失是惊人的。粮食在贮藏过程中，会因为受温度、湿度、氧气、微生物及昆虫等因素的影响，从而造成其质量的不良改变。目前我国许多粮食仓储单位采用测温仪器与人工抄录、管理相结合的传统方法，消耗了大量的人力和财力，并且效果不佳，发霉变质等现象大量存在。因此设计粮食储存品质监测系统，可以提高工作效率，实现粮仓数据的实时监控，是仓储单位亟待解决的重要问题。
粮食在贮藏过程中，会因为受温度、湿度、压力、2
CO、微生物及昆虫等因素的影响，从而造成其质量的不良改变。对粮食贮藏过程中的影响参数进行实时监测、分析，是保障粮食储存品质的有效手段。在此，通过采用CAN总线的数据采集系统对影响粮食贮藏过程中的参数进行实时采集、分析，当发现不良变化时，能够及时发出预警信息，保证粮食储存的安全。
粮食储存品质监测系统是利用现场的前沿机检测粮食储备库中粮食的基本情况，并结合其他粮情信息（如入仓时间、品种、仓型、天气状况等）进行综合分析，然后通过控制电机启停，达到对相应参数的控制。利用监控室的上位机对粮仓进行监控，用户可方便地构造自己需要的数据采集系统，在任何时候把粮仓现场的信息实时地传到控制室，管理人员不需要深入现场，就可以按照所需的要求对粮仓内的情况进行控制，还可以查看历史数据，优化现场作业，提高了生产效率，增强了国家粮食储备安全水平，以获得实时粮仓管理，实现自动化、智能化，为实现我国粮仓管理现代化更近了一步。
二．设计内容
2.1 系统总体结构规划
影响粮库储粮安全性的参数主要有粮堆温度、湿度、压力和2
CO等，及时监测这些参数、准确分析这些参数的变化并及时采取相应处理措施，对于提高仓储质量、减少粮食损耗具有重要意义。这里我们采用分布式监控网络，主要分为上位机和下位机两部分。而上位机按功能分由现场上位监控管理机，远程监控管理机和CAN通讯适配器组成，下位机则由CAN节点和现场参数采集和控制组成。
系统总体结构
CAN总线（Controller Area Network）即控制器局域网，由德国BOSCH公司20世纪80年代推出，是国际上应用最广泛的现场总线之一。CAN 具有下列主要特性：多主站依据优先权进行总线访问；无破坏性的基于优先权的仲裁；借助接收滤波的多地址帧传送；全系统数据相容性；废除了常用的地址编码，而代之以对通信数据块进行编码；可靠的错误处理和检错机制，极强的错误检测能力，发送期间若丢失仲裁或由于出错而遭破坏的帧可自动重发送；暂时错误和永久性故障节点的判别以及故障节点的自动脱离；可以根据用户的需要，改变总线上分机的数量，理论上可连无数个分机；CAN总线的接收数据长度最多为8个字节，因而不存在占用总线时间过长的问题，可以保证通信的实时性。从而确保系统的可靠运行。
考虑到C AN 总线技术具有先进的多主网络结构和通信距离远、成本低、可靠性高、系统容量大、安装方便、维护费用低、性价比高等优点，用在库区较大、仓库分布较分散的大型粮仓的温湿度监控系统是一种合理而新颖的尝试。
数据采集服务器主要完成监测网络系统的参数设置、粮库的状态查询、数据处理、粮情
可以在任何时间、任何地点浏览数据信息，为管理部门的决策提供依据。
智能节点由微控制器、数据采集电路和CAN总线接口电路构成。智能节点不仅要实时监测粮库内各个测试点的温度、湿度、2
CO、压力等信息，并保存和显示结果。还要根据数据采集服务器的要求上传数据。
CAN/USB转换器负责把数据采集服务器的数据，通过USB接口的输出命令转换成CAN总线数据格式后，下传到CAN总线;或者将智能节点通过CAN总线上传的数据转换成USB数据格式后，再送到数据采集服务器。
2.2 系统功能
下位机节点通过一定时间间隔把含有地址，温度，湿度，压力等数据量的报文向CAN总线发送，总线通过自身仲裁确定先把优先级最高的数据放到总线上，然后自动仲裁依次发送低优先级的报文到CAN总线。由于CAN总线的信息存取利用了广播式的存取工作方式，报文可以在任何时候由任何节点发送到空闲的总线上，每个节点的CAN总线接口接收总线上出现的所有信息，通过每个节点的报文滤波和地址匹配，只有上位机能实现所有报文的接收。同时上位机可随时发送信息到CAN总线，只有地址匹配的节点才能收到信息。同时通过这种方式实现粮库的参数反馈控制。
2.2.1 智能节点原理
智能节点温度、湿度、压力、2
CO、水、烟雾、入侵物:控制电路采用单总线数据通信方式。它采用单根信号线完成数据的双向传输，具有节省I/0引脚资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护。温度检测采用单总线数字温度传感器DS18B20，它不仅能直接输出串行数字信号，而且具有微型化、低功耗、高性能，易于微处理器连接和抗干扰能力强等优点。传感器检测到的湿度、压力、2
CO、水、烟雾、入侵物:信号经过调理电路处理后，可以通过单总线A/D转换模块(DS2450)输出的串行数字信号与单总线数字温度传感器DS18B20输出的串行数字信号使用同一线路连接，这样可以大大简化布线的难度。
2.2.2 CAN节点的组成
2.3 元件选型
2.3.1传感器选型
1.温度传感器
低温储藏使粮食的呼吸活动大大减弱，可延缓粮食的陈化，保持粮食的新鲜度并降低储粮自然减量损失。粮食在10℃时储藏，由于呼吸产生的干物质损失要比在20℃和30℃时储藏分别少4倍和15倍。当粮温达到13℃时，害虫的繁殖和活动就基本停止，粮温降至10℃时完全停止，因此低温储藏可以避免粮食遭受虫害而造成的损失。
DS18B20是美国DALLAS半导体公司继DS1820之后最新推出的一种改进型智能温度传感器。与传统的热敏电阻相比，他能够直接够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。可以分别在93.75ms和750ms内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线（单线接口）读写,温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。他在测温精度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较DS1820有了很大的改进，给用户带来了更方便的使用和更令人满意的效果。
主要特点：
(1)独特的单线接口方式：DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯；
(2)在使用中不需要任何外围元件；
(3)可用数据线供电，电压范围：+3.0~+5.5V；
(4)测温范围：-55~+125℃。固有测温分辨率为0.5℃；
(5)通过编程可实现9~12位的数字读数方式；
(6)用户可自设定非易失性的报警上下限值；
(7)多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点测温；
(8)负压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；
2.湿度传感器
粮食在通常储藏过程中，含水量一般在12%以下为安全状态，不会产生温度突变，一旦粮仓进水、结露等使粮食的含水量达到20%以上时，由于粮粒受潮，胚芽萌发，新陈代谢加快而产生呼吸热，使局部粮食温度突然升高，必然引起粮食“发烧”和霉变，并可能形成连锁反
测量空气湿度的方式很多，其原理是根据某种物质从其周围的空气吸收水分后引起的物理或化学性质的变化，间接地获得该物质的吸水量及周围空气的湿度。电容式、电阻式和湿涨式湿敏原件分别是根据其高分子材料吸湿后的介电常数、电阻率和体积随之发生变化而进行湿度测量的。下面介绍HS1100/HS1101湿度传感器及其应用。湿度检测采用HS1101型湿度传感器，HS1101是HUMIREL公司生产的变容式相对湿度传感器，HS1101 湿敏电容是基于独特工艺设计的电容元件。
主要特点：
(1)高精度：±2%RH，极好的输出线性；
(2)宽量程：1—99%RH，宽工作温度-40—100℃；
(3)湿度输出受温度影响小，常温使用不需温度补偿；
(4)响应速度快：5秒；浸水或结露后迅速恢复10秒；
(5)抗静电，防灰尘，有效抵抗各种腐蚀性物质；
(6)长期稳定性可靠性好：0.5%RH/年；
3.压力传感器
粮仓储粮数量是国家粮食数量安全及粮食库存检查的一项重要内容。现有的粮仓储粮数量检测方法主要包括称重法和测量计算法，称重法效率低、工作量大、成本高，难以广泛应用，而测量计算法具有较大的不确定性，因此开发方便"快捷"准确的国家粮食储藏数量监测技术势在必行。针对粮仓压强分布的随机性，利用对粮堆底面和侧面压力的测量从而得出粮仓储量数量的检测方法是可行的。
CPS181是采用陶瓷材料经特殊工艺精制而成的干式陶瓷压阻压力传感器，陶瓷是一种公认的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动的材料。陶瓷的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40～135℃，而且具有测量的高精度、高稳定性。电气绝缘程度>2kV，输出信号强，长期稳定性好。高特性，低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向，在欧美国家有全面替代其它类型传感器的趋势，在中国也越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。CPS181干式陶瓷压力传感器被广泛地应用在：过程控制、环境控制、液压和气动设备、伺服阀门和传动、化学制品和化学工业及医用仪表等众多领域。它的尺寸小，直径18mm，量程范围1～600bar，价格低，被广泛的应用在各种测量压力的场合。主要特点：
(1)坚固的陶瓷敏感膜片、卓越的抗腐蚀、抗磨损性能；
(2)高精度、高稳定性；
(3)宽的工作温度范围：-40～135℃；
(4)体积小巧，易封装，尺寸：18×5.25×8.05mm；
(5)量程范围：100kPa～60Mpa；
(6)综合误差(包括：线性、迟滞、重复性)：0.2～0.4FS%；
(7)零点输出：0±0.2mV，满量程输出：2.0～4.8mV；
CO传感器
4.2
气体浓度监侧试验研究小麦自身呼吸及昆虫和霉菌活动产生2
CO气体的特点。结果表明安全水分小麦呼吸水平较低，6个月中检侧的2
CO浓度最高值仅为0.06%。昆虫活动可显著提高粮堆中的2
CO气体量很CO气体浓度；另外发现安全水分的粮食自身呼吸作用微弱，产生2
少，不会影响虫霉活动的监测.当粮堆中有昆虫或霉菌进行生长活动时，不仅在生长部位可检测到2
CO气体还可以通过扩散作用，快速向周边传导，CO气体浓度的显著升高，其产生的2
可以在虫霉活动点以外的部位检测到2
CO气体浓度的变化。因此，可以通过在粮堆中设置适当的监测点，准确、灵敏地监测粮堆中的虫霉活动。与粮堆侧温方法相比，当模拟霉变点的
(p>0.05)。因此，在粮仓中采用侧定2
CO气体的方法监侧虫霉活动可显著提高监侧灵敏度。
红外2
CO进行探测，具有很好CO传感器利用非色散红外（NDIR）原理对空气中存在的2
的选择性，无氧气依赖性，广泛应用于存在可燃性、爆炸性气体的各种场合。
英国Clairair公司高分辨率红外2
CO气
CO传感器Prime2传感器利用 NDIR技术检测2
体浓度。该传感器内部有一个红外光源，一个双元件红外探测器，一个独特的光波导让气体扩散进去，ARM7内核微处理器，输出电压与电源极性无关。内部的集成电路可以实现的功能如驱动光器件，提取检测信号，把信号强度转化为浓度，进行温度补偿和量化输出值等。在催化燃烧配置时，Prime2可以在满足电源供电要求的条件下，不改变电路并完全替代催化燃烧传感器。当Prime2用于恒流催化燃烧电路时，外围元件需要满足电源要求。
主要特点：
(1)工作不受供电极性影响；
(2)线性电压输出或模拟催化燃烧电桥输出；
(3)工作电压范围 3.0V-5.0V；
(4)工作电流典型值为 80mA；
(5)最新的 MEMS 探测器技术；
(6)量程：从0-5000ppm2
CO；
CO到0-10%Vol2
(7)全金属结构，绝缘外壳；
(8)体积小；
(9)灵活的电路访问设置；
(10)用户可以通过硬件连接进行标定；
(11)宽温度工作范围；
(12)快速响应；
5.红外传感器
红外传感器是将红外辐射转换为电能的装置是利用红外线来进行数据处理的一种传感器，有灵敏度高等优点，红外线传感器可以控制驱动装置的运行。利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，反应快等优点。红外测距传感器利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理，进行障碍物远近的检测。红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管，发射管发射特定频率的红外信号，接收管接收这种频率的红外信号，当红外的检测方向遇到障碍物时，红外信号反射回来被接收管接收，经过处理之后，通过数字传感器接口返回到中央处理器主机，中央处理器即可利用红外的返回信号来识别周围环境的变化。在粮仓里可以用来探测扫描一定范围内的物体活动情况（如鼠害等）。
RE200B采用TO-5封装形式，正常工作直流电压3-10V；信号输出电压最小值2.5V，典型值4V；噪声输出电压最大250mV, 典型值90 mV, 频率响应0.3Hz—3Hz, 增益±10Bb。该传感器探测范围平视角138度，仰视角125度。在传感器前安装菲涅尔透镜可以增大探测范围, 增强传感器工作的稳定性。此传感器工作在7—14um的红外光谱之间。正常工作周围环境温度范围- 300—700, 储存温度-400—800。
6.烟雾传感器
烟雾传感器就是通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范的烟雾报警器内部采用离子式烟雾传感离子式烟雾传感器是一种技术先进工作稳定可靠的传感器被广泛运用到各种消防报警系统中性能远优于气敏电阻类的火灾报警器。在粮仓监控系统中用于探测火灾或不明烟尘。
MQ-2气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使
器对液化气、丙烷、氢气的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测也很理想。这种传感器可检测多种可燃性气体，是一款适合多种应用的低成本传感器。
技术指标：
(1)检测气体：可燃气体，烟雾；
(2)检测浓度：300-10000pm（可燃气体）；
(3)温度湿度：20℃+/-2℃，65%+/-5%RH；
(4)预热时间：不少于48小时；
7.水浸传感器
水浸传感器是基于液体导电原理，用电极探测是否有水存在，再用传感器转换成干接点输出。通常为常开，如果想要常闭的需要提前预定，预定时间为3天。用来检测渗水或溢水情况。
线式水浸传感器VEC-A-10，线式水浸传感器（漏水检测传感器），专为机房环境、空调管道、粮仓监控系统，地下室水浸检测设计，稳定性好，安装简单轻松。
技术指标：
(1)继电器接点：常开接点；
(2)接点容量：DC30V,1A；
(3)整机功耗：<1VA（DC12V时）；
(4)引线长度：<150M；
(5)绝缘电阻：≥2MΩ；
(6)探测灵敏度：<50KΩ；
(7)工作环境：10~50℃，20%~90%无凝露；
(8)工作电压：12VDC；
2.3.2控制器选型
为了设计此系统，我们采用了AT89S51单片机作为控制芯片，在前向通道中是一个非电信号的电量采集过程。它由传感器采集非电信号，从传感器出来经过功率放大过程，使信号放大，再经过模/数转换成为计算机能识别的数字信号，再送入计算机系统的相应端口。
由于AT89S51中只有4k Bytes Flash片内程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器，且数据存储器也不能满足要求，经扩展6264来达到存储器的要求，其结果通过显示器来进行显示输出。
1.AT89S51的内部结构
AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。
此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
主要特征：
(1)8031CPU与MCS-51兼容；
(2)4K字节可编程FLASH存储器；
(3)全静态工作：0Hz-24KHz；
(4)三级程序存储器保密锁定；
(5)128*8位内部RAM；
(6)32条可编程I/O线；
(7)两个16位定时器/计数器；
(8)6个中断源；
(9)可编程串行通道；
(10)低功耗的闲置和掉电模式；
(11)片内振荡器和时钟电路；
AT89S51的内部结构
2.AT89S51引脚图
AT89S51引脚图
2.3.3执行器选型
工作原理由于工艺决定，进仓之前已经将湿度控制在了安全限以内，而且仓是密闭的所以湿度变化不明显，所以湿度的升高可能性极小。测量过程是先温度后湿度与2
CO浓度的顺序。首先对温度进行采样，每个温度点采样5次，计算平均值作为采样值送入显示和存储的相应单元进行存储和传感器的编号和温度的显示，然后判断温度是否超过设定温度，如果温度超标则报警并根据传感器的位置判断启动通风设备或加热设备，如果不超标就继续检测下一个点的温度，直到整个粮仓的温度全部测量完成，然后计算和显示仓的平均温度。然后对各个点的湿度进行测量并且显示，也是按照每个点测量5次然后取平均值的方法计算，来减少干扰因素带来的误差，各个点的湿度测量完成后计算并显示仓的平均湿度。同样与设定的参考值（如2
CO浓度等）比较如果超标就报警，并且起动风扇进行通风处理。然后系统返回再进行温度和湿度的巡回测量和显示。
2.4系统布局
粮仓立柱局部结构图
立柱设计为内外双层结构。外层固定一个直径略大于该立柱的网孔立柱，用于防止粮食进入立柱上的通风口以及避免粮食对立柱转动产生阻力。网孔立柱内侧设置通风槽和温湿度检测节点。该系统采用的立柱式鼓风通道可以精确控制通风立柱的转向，从而实现智能通风。当温度传感器节点检测到粮仓内部某处因粮食霉变或虫蛀等原因使温度异常而需要通风时，监控中心自动远程控制步进电机，从而带动内层立柱转动，使立柱上的通风槽对准温度异常方位进行精确通风。直至温度正常后，自动停止通风。
2.4.1温湿度等传感器布置
传感器节点的选择和布局目前，我国各大粮仓大多采用电缆内部安装热电偶和热电阻等测温元件，测温元件随电缆竖直插入粮食内部，传感器的安装费时费力，测量精度不高。本系统采用的传感器，接线简单，使用方便，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。其在与微处理器连接时，可实现微处理器与之的双向通讯，并支持多点组网功能，实现多点测温测湿。因此，可以有效实现本系统功能，方便、准确地读取数据信息。依据国家标准，
传感器，湿度粮温传感器的密度为仓内水平方向不大于５ｍ，垂直方向不大于１.２ｍ。CO
2
传感器均布置在一点。本传感器可均匀分布各点进行测量，为方便操作，温湿度传感器，CO
2
系统在每个立柱的竖直方向均匀布置３层传感器，每层放置３个且各自相差120°的节点，与之连接的传感器引伸至立柱外，直接检测粮食温度参数。水浸传感器是基于液体导电原理，用电极探测是否有水存在，再用传感器转换成干接点输出，水浸传感器安装在水流向的地方，低水位地方。烟雾传感器根据检测的烟雾浓度来判断是否发生火灾，能做到及时监测火灾发生分布安装在房间的顶部。红外线传感器可以对侵入粮仓的老鼠等入侵物进行检测进行检测，
2.4.2粮仓压力传感器布置
由于粮食数量巨大，价格低，要求粮堆数量在线检测设备成本低、简单方便。因此，传感器的布置应满足：1)经济性原则，即传感器数量应尽可能少。2)可行性原则，满足通常进粮方式的要求，方便出进粮并避免损坏传感器。基于这些考虑，本项目提出的粮仓底面侧面压力传感器布置模型如图所示。
压力传感器布置模型图
对于如图所示的粮仓底面压力传感器布置，各传感器距侧面墙距离d应相等，以便于侧面摩擦力作用的补偿，扩大粮仓数量检测模型的适用范围；在保证不影响粮仓进粮等操作的情况下，传感器距侧面墙距离d应尽可能大，以尽可能降低其临近侧面摩擦力作用。由于粮仓宽度一般在7 m左右，因此d=2一3.5 m为妥。各个传感器间距应不小于2 m，以便于消除底面压强的随机性。传感器应尽可能远离进粮口，以避免进粮冲击造成传感器损坏，降低传感器输出值的波动。对于图示的粮仓侧面压力传感器布置，压力传感器按2列多行布置，应尽可能远离进粮口，列间距L应大于1.5 m，各行依装粮高度沿上下均匀分布，行间距h 应大于1.5 m，以便于消除底面压强的随机性。底部压力传感器距地面为h/2，顶部压力传感器距粮堆顶部应大于1 m，以保证侧面压强检测的有效性。
2.5模拟量数字量的输入输出
各传感器经过检测模拟信号将其转化为电压信号从而传送给微处理器处理其输入输出如下表：
AI 温度湿度CO2 气体烟雾压力红外线
DO 电压电压电压电压电压电压
2.6系统模块
2.6.1转换器模块
为了把温度、湿度等量检测电路测出的模拟信号转换成数字量送CPU处理，本系统选用了双积分A/D转换器MC14433。它精度高，分辨率达1/1999。由于MC14433只有一路输入，而本系统检测的多路温度与湿度信号输入，故选用多路选择电子开关，可输入多路模拟量。MC14433 A/D 转换器由于双积分方法二次积分时间比较长，所以A/D转换速度慢，但精度可以做得比较高；对周期信号变化的干扰信号积分为零，抗干扰性能也比较好。
目前，国内外双积分A/D转换器集成电路芯片很多，大部分是用于数字测量仪器上。常用的有3.5位双积分A/D装换器MC14433和4.5位双积分A/D转换器ICL7135
MC14433是三位半双积分型的A/D转换器，具有精度高，抗干扰性能好的优点，其缺点
被广泛采用。MC14433A/D转换器与国内产品5G14433完全相同，可以互换。MC14433A/D转换器的被转换电压量程为199.9mV或1.999V。转换完的数据以BCD码的形式分四次送出。是转换速率低，约1—10次/秒。在不要求高速转换的场合，例如，在低速数据采集系统中，被广泛采用。MC14433A/D转换器与国内产品5G14433完全相同，可以互换。MC14433A/D转换器的被转换电压量程为199.9mV或1.999V。转换完的数据以BCD码的形式分四次送出。
Q0---Q3： BCD码输出线。其中Q0为最低位，Q3 为最高位。当DS2、DS3和DS4选通期间，输出三位完整的BCD码数，但在DS1选通期间，输出端Q0-------Q3 除了表示个位的0或1外，还表示了转化值的正负极性和欠量程还是过量程。
Q3 表示1/2位，Q3=“0”对应1，反之对应0。
Q2 表示极性，Q2=“1”为正极性，反之为负极性。
Q0=“1”表示超量程：当Q3=“0”时，表示过量程；当Q3=“1”时，表示欠量程；
2.6.2控制器模块
MCP2515 是 Microchip 公司的一款独立 CAN 控制器，完全支持 CAN V2.0B 技术规范。该器件能发送和接收标准和扩展数据帧以及远程帧。MCP2515 自带的两个验收屏蔽寄存器和六个验收滤波寄存器可以过滤掉不想要的报文，因此减少了主单片机（MCU）的管理负担。MCP2515与MCU的连接是通过业界标准串行外设接口来实现的。MCP2515的操作简单，使用方便，可以简化需要与CAN 总线连接的应用。
MCP2515 该器件主要由三个部分组成：
(1)CAN模块，包括 CAN 协议引擎、验收滤波寄存器、验收屏蔽寄存器、发送和接收缓冲器;
(2)用于配置该器件及其运行的控制逻辑和寄存器;
(3)SPI协议;
单片机通过MCP2515的SPI接口与CAN总线通信，将采集到的数据发送到 MCP2515，进而再发送到CAN总线。对于接收数据，则采用中断方式。一旦中断发生,即将接收的数据自动装载到相应的报文寄存器中。此时还可利用屏蔽滤波寄存器对接收报文的标识符和预先在接收缓冲器初始化时设定的标识符进行有选择的逐位比较，只有标识符匹配的报文才能进入接收缓冲器。从而使下位机以单片机为智能控制器，在粮仓温湿度控制系统中，通过温湿度传感器来采集粮仓内的温度、湿度，经过单片机处理后发出信号，控制风机、加湿器、去湿器的打开和关闭,以达到自动调节的功能。
TJA1050是CAN控制器和物理总线之间的接口。TJA1050可以为总线提供不同的发送性能,为CAN控制器提供不同的接收性能。TJA1050是PCA82C250高速CAN收发器的后继产品。所做的改进为：CANH和CANL理想配合，使电磁辐射减到更低；在有不上电节点时，性能有所改进。TJA1050内部功能框图如下图所示。
上位机管理采用普通 PC 机，通过 USB-CAN 转换模块与现场 CAN 总线相连，主要负责参数设定，数据的处理、保存和显示，以及对下位监控机的管理等功能。USB-CAN 转换模块是系统中的重要部分，它的性能如何将直接影响着本系统的工作品质。
USB-CAN 转换模块带有 USB2.0 接口和 1 路 CAN 接口，USB2.0 接口的最高传输速率可达 12MB/s，并且支持双向数据传输，完全满足 CAN 总线的传输波特率的范围及传输方向要求。可进行收、发双向透传。主要特点：传输协议非常简洁、透明，支持进行二次开发。USB 虚拟串口，可以在各种操作系统下，像使用普通串口一样方便地使用。USB-CAN 转换模块的内部结构框图和实物图分别如下图所示。
USB-CAN 结构图
系统中，单片机通过SPI接口控制 MCP2515，将要发送的数据转化成特定格式（标准和扩展数据帧或远程帧）发送到CAN总线上进而传给上位机，同时从CAN总线上读取上位机发来的数据，通过设置验收屏蔽寄存器和验收滤波寄存器，由选择性地接收上位机发给该智能节点的数据。使用时，只需要对MCP2515 某些寄存器进行设置，光电耦合和高速CAN 收发器对用户是透明的，操作简单。
2.7系统模块连接
2.7.1 MC14433与AT89S51单片机的接口设计
由于MC14433的A/D转换结果是动态分时输出的BCD码，Q0～Q3HE DS1～DS4都不是总线式的。因此，MCS-51单片机只能通过并行I/O接口或扩展I/O接口与其相连。对于8031单片机的应用系统来说，MC14433可以直接和其P1口或扩展I/O口8155/8255相连。下面是MC14433与AT89S51单片机P1口直接相连的硬件接口，接口电路如图3.13所示（J1为网络接口，接单片机P1口）。
MC14433与8031单片机P1口直接相连的硬件接口
2.7.2 报警电路
计算机采集的数据或记过计算机进行数据处理、数字滤波，标度变换之后，与该参数上下限给定值进行比较，如果高于上限值（或低于下限值）则进行报警，否则就作为采样的正常值，进行显示和控制。
本设计采用峰鸣音报警电路。峰鸣音报警接口电路的设计只需购买市售的压电式蜂鸣器，然后通过AT89S51的1根口线经驱动器驱动蜂鸣音发声。压电式蜂鸣器约需10mA的驱动电流，可以使用TTL系列集成电路7406或7407低电平驱动，也可以用一个晶体三极管驱动。在图中，P3.2接晶体管基极输入端。当P3.2输出高电平“1”时，晶体管导通，压电蜂鸣器两端获得约+5V电压而鸣叫；当P3.2输出低电平“0”时，三极管截止，蜂鸣器停止发声。图3.19是一个简单的使用三极管驱动的峰鸣音报警电路：
峰鸣音报警电路
本设计是为在温湿度测量中对温湿度的上下限超出是的提示报警，接口位于单片机AT89S51的P3.2口，但温湿度过限时，P3.2口被置0，本系统开始工作。
2.7.3 AT89S51与分站，分站与PC连接通信电路
粮仓中测控器与分站单片机之间通信采用CAN总线通信，AT89S51通过CAN总线将各探测器数据上传至分站单片机中。
分站与PC 机联机通信电路
2.8框图
2.8.1系统框图（以温湿度为例）
PC
上位机
分站 0#
0#
测控器
粮仓 0#
分站
N #
湿度
温度 风扇
CAM
CAN
N#
测控器
粮仓 N#
湿度
温度 风扇
N# 测控器
粮仓 N#
湿度
温度
风扇
N#
测控 粮仓 温度 湿度
CAN
2.8.2粮仓框图
2.8.3系统原理图（以温湿度为例）
分站
单片机
A/D 转换器
多 路 模 拟
开 关
温度传感器
单元
湿度传感器
单元 风扇 单元
数据存储器 扩展
测控器
传感器
三．预期目标
此粮仓存储环境品质测控系统，着眼于通过应用CAN总线通信网络的方式满足减少建设和维护成本的要求，实现全部粮仓的存储环境品质信息采集，通过CAN总线汇总于粮仓控制室，并允许由粮仓控制室发送相关命令完成相应的控制功能。使工作人员在控制室就可以实时掌握各仓室的温度、湿度、2
CO等实时信息，并远程发送通风命令加以干预，以此减少粮仓运营中为维持粮食质量付出的人力和财力，提高粮食存储的效益。对粮食存储环境，本系统信息采集传感器使用的是智能温度传感器DS18B20，变容式相对湿度传感器HS1101，CPS181干式陶瓷压力传感器以及高分辨率红外传感器Prime2，此传感器与以AT89S51芯片为核心的系统共同组成了信息采集的硬件电路。
四．成本分析
序号设备名称数量型号报价
1 温度传感器若干DS18B206-12元
2 湿度传感器若干HS11019元
3 压力传感器若干CPS1811-4元
CO传感器若干NDIR1-3元
4 2
5 红外传感器若干RE200B2-4元
6 烟雾传感器若干MQ-25-10元
7 水浸传感器若干VEC-A-108-10元
8 控制器若干AT89S51单片机5元
9 A/D转换器若干MC144338-10元
10 压力变送器若干TSK-TG10115-20元
11 温湿度变送器若干LTM8701-TR15-20元
12 CAN 控制器若干MCP25155-10元
13 CAN总线6元/米
Harbin Institute of Technology 课程大作业说明书 课程名称：机械工程测试技术基础 设计题目：信号的分析与系统特性 院系： 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：2013/07/05 哈尔滨工业大学
目录
1 题目： 写出下列信号中的一种信号的数学表达通式，求取其信号的幅频谱图（单边谱和双边谱）和相频谱图，若将此信号输入给特性为传递函数为 )(s H 的系统，试讨论信号参数的取值，使得输出信号的失真小。 （选其中一个信号） 1-1信号参数 2 幅频谱和相频谱 将其分解为三角函数表示形式的傅里叶级数， 式中00 2= =2w T π π 。 所以0001111 (t)=(sin(w t)+sin(2w t)+sin(3w t)+223 w π-…)
转换为复指数展傅里叶级数： 当n=0时，01 = =22 A c ，0=0? ； =1,2,3,n ±±±当… 时， 111 222n n c A n π=== ， 3 频率成分分布 由信号的傅里叶级数形式及可以看出，锯齿波是由一系列正弦波叠加而成，正弦波的频率由0w 到20w ，30w ……，其幅值由A π 到2A π，3A π，……依次减小，各频率成分的相位都为0。 3.1 H(s)伯德图 3.1.1 一阶系统1 ()1 H s s τ= +伯德图 ` M a g n i t u d e (d B ) 10 10 10 10 10 10 P h a s e (d e g ) Bode Diagram Frequency (rad/s) 10 1010101010 P h a s e (d e g ) Bode Diagram Frequency (rad/s)
第二章 信号的描述与分析 补充题2-1-1 求正弦信号0()sin()x t x ωt φ=+的均值x μ、均方值2 x ψ和概率密度函数 p (x )。 解答： (1)0 00 11lim ()d sin()d 0T T x T μx t t x ωt φt T T →∞== +=? ? ，式中02π T ω = —正弦信号周期 (2) 2 222 2 2 0000 1 1 1cos 2() lim ()d sin ()d d 22 T T T x T x x ωt φψx t t x ωt φt t T T T →∞-+== += = ? ? ? (3)在一个周期内 012ΔΔ2Δx T t t t =+= 000 2Δ[()Δ]lim x x T T T t P x x t x x T T T →∞<≤+=== Δ0Δ000 [()Δ]2Δ2d ()lim lim ΔΔd x x P x x t x x t t p x x T x T x →→<≤+==== 正弦信号 x
2-8 求余弦信号0()sin x t x ωt 的绝对均值x μ和均方根值rms x 。 2-1 求图示2.36所示锯齿波信号的傅里叶级数展开。
2-4周期性三角波信号如图2.37所示，求信号的直流分量、基波有效值、信号有效值及信号的平均功率。
2-1 求图示2.36所示锯齿波信号的傅里叶级数展开。 补充题2-1-2 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|c n|–ω和φn–ω
图，并与表1-1对比。 解答：在一个周期的表达式为 00 (0)2 () (0) 2 T A t x t T A t ? --≤
. ... .. 现代材料测试技术复习 第一部分 填空题： 1、X射线从本质上说，和无线电波、可见光、γ射线一样，也是一种电磁波。 2、尽管衍射花样可以千变万化，但是它们的基本要素只有三个：即衍射线的峰位、线形、强度。 3、在X射线衍射仪法中，对X射线光源要有一个基本的要求，简单地说，对光源的基本要稳定、强度大、光谱纯洁。 4、利用吸收限两边质量吸收系数相差十分悬殊的特点，可制作滤波片。 5、测量X射线衍射线峰位的方法有七种，它们分别是7/8高度法、峰巅法、切线法、弦中点法、中线峰法、重心法、抛物线法。 6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是哈那瓦尔特索引、芬克索引、字顺索引。 7、特征X射线产生的根本原因是原子层电子的跃迁。 8、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分连续扫描、步进扫描、跳跃步进扫描三种。 9、实验证明，X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：连续X射线光谱和特征X射线光谱。 10、当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为X射线的衰减。 11、用于X射线衍射仪的探测器主要有盖革-弥勒计数管、闪烁计数管、正比计数管、固体计数管，其中闪烁计数管和正比计数管应用较为普遍。 12、光源单色化的方法：试推导布拉格方程，解释方程中各符号的意义并说明布拉格方程的应用 名词解释 1、X-射线的衰减：当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为X-射线的吸收。 2、短波限：电子一次碰撞中全部能量转化为光量子，此光量子的波长 3、吸收限：物质对电磁辐射的吸收随辐射频率的增大而增加至某一限度即骤然增大，称吸收限。吸收限：引起原子层电子跃迁的最低能量。 4、吸收限电子--hv 最长波长与原子序数有关 5、短波限 hv--电子最短波长与管电压有关 6、Ｘ射线：波长很短的电磁波 7、特征Ｘ射线：是具有特定波长的X射线，也称单色X射线。 8、连续Ｘ射线：是具有连续变化波长的X射线，也称多色X射线。 9、荧光Ｘ射线：当入射的X射线光量子的能量足够大时，可以将原子层电子击出，被打掉了层的受激原子将发生外层电子向层跃迁的过程，同时辐射出波长严格一定的特征X射线 10、二次特征辐射：利用X射线激发作用而产生的新的特征谱线 11、Ka辐射：电子由L层向K层跃迁辐射出的K系特征谱线 12、相干辐射：X射线通过物质时在入射电场的作用下，物质原子中的电子将被迫围绕其平衡位置振动，同时向四周辐射出与入射X射线波长相同的散射X射线，称之为经典散射。由于散射波与入射波的频率或波长相同，位相差恒定，在同一方向上各散射波符合相干条件，称为相干散射 13、非相干辐射：散射位相与入射波位相之间不存在固定关系，故这种散射是不相干的 14、俄歇电子：原子中一个K层电子被激发出以后，L层的一个电子跃迁入K层填补空白，剩下的能量不是以辐射 15、原子散射因子：为评价原子散射本领引入系数f (f≤E)，称系数f为原子散射因子。他是考虑了各个电子散射波的位相差之后原子中所有电子散射波合成的结果
哈工大测试技术大作业 锯齿波 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
Harbin Institute of Technology 课程大作业说明书课程名称：机械工程测试技术基础 设计题目：信号的分析与系统特性 院系： 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：2013/07/05 哈尔滨工业大学
目录
1 题目： 写出下列信号中的一种信号的数学表达通式，求取其信号的幅频谱图（单边谱和双边谱）和相频谱图，若将此信号输入给特性为传递函数为)(s H 的系统，试讨论信号参数的取值，使得输出信号的失真小。 （选其中一个信号） 1-1信号参数 2 幅频谱和相频谱 将其分解为三角函数表示形式的傅里叶级数， 式中00 2= =2w T π π 。 所以0001111 (t)=(sin(w t)+sin(2w t)+sin(3w t)+223 w π-…) 转换为复指数展傅里叶级数： 当n=0时，01 = = 22A c ， 0=0? ； =1,2,3,n ±±±当…时，111 222n n c A n π=== ， 用Matlab 做出其双边频谱 图 1锯齿波双边幅频谱 图 2锯齿波双边相频谱
单边频谱： 图 3锯齿波单边频谱 3 频率成分分布 由信号的傅里叶级数形式及可以看出，锯齿波是由一系列正弦波叠加而 ` 3.1.2 二阶系统22 40()2n n n H s s s ωζωω= ++ 4 式中 A ， =-arctan ()?τω ，sin ? M a g n i t u d e (d B ) 10 10 10 10 10 10 P h a s e (d e g ) Bode Diagram Frequency (rad/s) 10 10 10 10 10 10 P h a s e (d e g ) Bode Diagram Frequency (rad/s) M a g n i t u d e (d B ) 101010101010 P h a s e (d e g ) Bode Diagram Frequency (rad/s)10 10 10 10 10 10 Bode Diagram Frequency (rad/s)
《蜀道难的课件制作》 课程名称：现代教育技术 系别:：教师教育学院 专业：汉语言文学行知二班 姓名：郭军 学号：44 注意事项 1.考生需将上述有关项目填写清楚 2.字迹要清楚，保持卷面清洁。 3.交卷时请将本答卷和题签一起上交，题签作为封面下一页装订。 论文试题 课程名称：现代教育技术考核类别：考察 课程类别: 专业选修考试形式: 作品加论文 使用范围：教师教育学院11级 要求： 一、论文题目。 选一节课，必须是你学习的本专业的课程，论文题目为：《XXX课的课件制作》 二、要求： 1、不少于2000字； 2、论文分三部分，第一部分课件制作的目的意义。 3、第二部分，你所选课程的制作方法和过程；要求图文并茂（附制作过程中软件抓图）。
4、第三部分，制作过程中应该注意的问题以及应用了哪些制作软件。 三、评分标准： 1、优秀的标准：论文立意明确，观点正确，有独到见解；论述说理透彻，论据充分，逻辑性强，意见或建议对实际工作具有指导意义和重要参考价值；文章层次清楚，条理清晰；语言流畅自然。 制作课件所用素材为自己制作，课件结构合理，交互性强，具有一定的艺术性，为独创课件。 2、良好的标准：论文立意较明确，观点正确；论述较透彻，逻辑性较强，意见和建议具有一定参考价值；文章层次较清楚，语言流畅，字数符合要求。 制作课件所用素材多数为自己制作，课件结构比较合理，交互性强，具有一定的艺术性，部分为独创课件。 3、中等的标准：论文立意较明确，观点基本正确；论据较充分，有一定逻辑性，能理论联系实际；文章层次较清楚，语言流畅，字数基本符合要求。 制作课件所用素材少数为自己制作，课件结构太简单，少量交互性，具有少量的艺术性，部分为独创课件。 4、及格的标准：论文立意较明确，有一定论述说理，逻辑性一般；文章有一定层次感，语言基本顺畅，字数基本符合要求。 制作课件所用素材少数为自己制作，课件结构混乱，无交互性，具有少量的艺术性，很少部分为独创课件。 5、不及格的标准：论文立意不明，有明显的错误观点和理念；论述说理不明白，文章层次混乱。课件为抄袭课件。 《蜀道难课的课件制作》 目的意义： 《蜀道难》是人教版高中《语文》第六册的一篇课文，内容主要是唐代诗歌。教学目 标是通过朗读把握诗歌丰富多彩的语言特点，领会诗歌奔放磅礴的气势和宏伟豪迈的情感基调，加深对李白诗歌特点的理解。 以往的课堂教学步骤的把握常常并不是很科学，老师有时完全不顾课堂节奏超时或者提前下课有时还是会发生，合理的备课是改善这一问题的关键之一，以此同时加入多媒体课件教学就会更好的合理分配教学时间，按时完成教学任务。伴随课件的教学，可以根据课件的播放板块、环节来调整教学的节奏，从而促进学生们积极的、主动的去学习，进而更好的提高学生的接受度、提升学习的效果。这就是多媒体课件存在并在课堂中应用的第二个意义所在。 传统的课堂主要是讲读、讲授法教学，教师总是沦为了所谓的“教书匠”，而并不是一个“引导者”的角色。课堂上一节课的课堂容量又十分有限，这造成了学生学到的知识的局限性，除了应试以及“死嚼书本”外其他知识均不了解，以至于进入大学、社会之后成为真正的学习的“机器”，这样的结果往往是“丢了西瓜捡芝麻”，“顾此失彼”的。因此，在当今的现代化课堂中使用课件就有了更加丰富的用途。课件的应用能丰富我们的教学内容，增加我们课堂上讲授的内容容量，课件中插入的视频、音乐、图片能加深学生对于课文的理解与学习，让学生在感官上受到熏陶与感染，更好的拓展、迁移、升华，课件的使用既让学生收获更多多元化的知识同时又对教学过程有促进和推动作用。 传统的课堂可能会出现死气沉沉的情况，学生学习兴趣不高、不注意听讲、不主动
现代检测技术 学院： 专业： 姓名： 学号： 指导教师： 2014年12月30日
一现代检测技术的技术特点和系统的构成 1、现代检测技术特点 （1）测量过程软件控制 智能检测系统可以是新建自稳零放大，自动极性判断，自动量程切换，自动报警，过载保护，非线性补偿，多功能测试和自动巡回检测。由于有了计算机，上述过程可采用软件控制。测量过程的软件控制可以简化系统的硬件结构，缩小体积，降低功耗，提高检测系统的可靠性和自动化程度。 （2）智能化数据处理 智能化数据处理是智能检测系统最突出的特点。计算机可以方便、快捷地实现各种算法。因此，智能检测系统可用软件对测量结果进行及时、在线处理，提高测量精度。另一方面，智能检测系统可以对测量结果再加工，获得并提高更多更可靠的高质量信息。 智能检测系统中的计算机可以方便地用软件实现线性化处理、算术平均值处理、数据融合计算、快速的傅里叶变换（FFT）、相关分析等各种信息处理功能。（3）高度的灵活性 智能检测系统已以软件工作为核心，生产、修改、复制都比较容易，功能和性能指标更加方便。而传统的硬件检测系统，生产工艺复杂，参数分散性较大，每次更改都涉及到元器件和仪器结构的改变。 （4）实现多参数检测与信息融合 智能检测系统设备多个测量通道，可以有计算对多路测量通进行检测。在进行多参数检测的基础上，依据各路信息的相关特性，可以实现智能检测系统的多传感器信息融合，从而提高检测系统的准确性、可靠性和容错性。 （5）测量速度快 高速测量时智能检测系统追求的目标之一。所谓高速检测，是指从检测开始，经过信号放大、整流滤波、非线性补偿、A/D转换、数据处理和结果输出的全过程所需要的时间。目前，高速A/D转换的采样速度在2000MHz以上，32位PC机的时钟频率也在500MHz以上。随着电子技术的迅猛发展，高速显示、高速打印、高速绘图设备也日臻完善。这些都为智能检测系统的快速检测提供了条件。（6）智能化功能强 以计算机为信息处理核心的智能检测系统具有较强的智能功能，可以满足各类用户的需要。典型的智能功能有： 1）测量选择功能 智能检测系统能够实现量程转换、信号通道和采样方式的自动选择，使系统具有对被测量对象的最优化跟踪检测能力。 2）故障诊断功能 智能检测系统结构复杂，功能较多，系统本身的故障诊断尤为重要，系统可以根据检测通道的特性和计算机本身的自诊断能力，检查个单元故障，显示故障部位，故障原因和应采取的故障排除方法。 3）其他智能功能 智能检测系统还可以具备人机对话、自校准、打印、绘图、通信、专家知识查询和控制输出等智能功能。 2、系统的构成
现代材料测试技术 作业
第一章X射线衍射分析 一、填空题 1、X射线从本质上说，和无线电波、可见光、γ射线一样，也是一种。 2、尽管衍射花样可以千变万化，但是它们的基本要素只有三个：即、、。 3、在X射线衍射仪法中，对X射线光源要有一个基本的要求，简单地说，对光源的基本要求是、、。 4、利用吸收限两边相差十分悬殊的特点，可制作滤波片。 5、测量X射线衍射线峰位的方法有六种，它们分别是、、 、、、。 6、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是、 、。 7、特征X射线产生的根本原因是。 8、X射线衍射定性分析中主要的检索索引的方法有三种，它们分别是、 和字顺索引。 9、X射线衍射仪探测器的扫描方式可分、、三种。 10、实验证明，X射线管阳极靶发射出的X射线谱可分为两类：和 11、当X射线穿过物质时，由于受到散射，光电效应等的影响，强度会减弱，这种现象称为。 12、用于X射线衍射仪的探测器主要有、、、，其中和应 用较为普遍。 13、X射线在近代科学和工艺上的应用主要有、、三个方面 14、X射线管阳极靶发射出的X射线谱分为两类、。 15、当X射线照射到物体上时，一部分光子由于和原子碰撞而改变了前进的方向，造成散射线；另一部分光子可能被原子吸收，产生；再有部分光子的能量可能在与原子碰撞过程中传递给了原子，成为。 二、名词解释 X-射线的吸收、连续x射线谱、特征x射线谱、相干散射、非相干散射、荧光辐射、光电效应、俄歇电子、质量吸收系数、吸收限、X-射线的衰减 三、问答与计算 1、某晶体粉末样品的XRD数据如下，请按Hanawalt法和Fink法分别列出其所有可能的检索组。 2、产生特征X射线的根本原因是什么？ 3、简述特征X-射线谱的特点。 4、推导布拉格公式，画出示意图。 5、回答X射线连续光谱产生的机理。
电子测量技术大作业 目录 题目一测量数据误差处理 (1) (1)提供测试数据输入、粗大误差判别准则选择等的人机界面； (1) (2)编写程序使用说明； (1) (3)通过实例来验证程序的正确性。 (1) 题目二时域反射计 (1) (1)时域反射计简介 (1) (2)时域反射计原理 (2) (3)时域反射计（TDR）组成 (2) (4)仿真与结果 (2) 附录 (2)
题目一测量数据误差处理 2-21 参考例2-2-6的解题过程，用C语言或Matlab设计测量数据误差处理的通用程序,要求如下： (1)提供测试数据输入、粗大误差判别准则选择等的人机界面； 图 1 测试数据误差处理的输入 (2)编写程序使用说明； 本题用的是C语言编写的数据误差处理的通用程序，调试编译借助了CodeBlocks软件。运行exe文件后，只需输入所需测试数据的数目、各数值大小并选择误差处理方式与置信概率即可得出处理结果。在程序的子函数中已经将t a值表、肖维纳准则表及格拉布斯准则表的所有数据存入，无需人工查表填入。其他具体程序内容可见附录。 图 2 程序运行流程图 (3)通过实例来验证程序的正确性。 例2-2-6中的原始数据如下表1 计算所得结果与图3显示结果近似相等，说明程序编译无误。 图 3 数据处理后的结果显示 题目二时域反射计 6-14 在Multisim环境下，基于Tektronix TDS204虚拟示波器设计一种时域反射计，给出电路原理图和实验仿真结果。（本题设计以时域反射计测量阻抗为例） (1)时域反射计简介 时域反射计(TDR)用来测量信号在通过某类传输环境传导时引起的反射，如电路板轨迹、电缆、连接器等等。TDR仪器通过介质发送一个脉冲，把来自“未知”传输环境的反射与标准阻抗生成的反射进行比较。TDR 显示了在
福师《现代教育技术》在线作业二 试卷总分：100 测试时间：-- 一、单选题（共 35 道试题，共 70 分。） 1. 我国的电化教育萌芽于__B______。 A. 19世纪末 B. 20世纪20年代 C. 20世纪40年代 D. 20世纪60年代 2. 意义学习论的代表人物是（ C ） A. 斯金纳 B. 布鲁纳 C. 奥苏贝尔 D. 乔姆斯基 3. 用录音机录制教材时，如果录音机上没有磁带选择开关，那么应使用___A_____录音。 A. 普通磁带 B. 钴带 C. 铬带 D. 金属带 4. 下列几种媒体中，___A_____是听觉媒体。 A. CD B. VCD C. LD D. DVD 5. 在一个校园内构建计算机网络，一般属于___A_____。 A. 局域网 B. 都市网 C. 广域网 D. 因特网 6. 人本主义心理学之父指（ B ） A. 罗杰斯 B. 马斯洛 C. 布鲁纳 D. 乔姆斯基
7. （ B ）是要选择合适的教学模式、教学媒体和教学方法 A. 教学设计 B. 教学策略 C. 教学目标 D. 教学大纲 8. “媒体是人体的延伸”是（ D ）的主要观点。 A. 乔姆斯基 B. 戴尔 C. 斯金纳 D. 麦克卢汉 9. 按照布鲁纳的发现学习的策略，老师不把教学内容___C_____告诉学生。 A. 全部 B. 间接 C. 直接 D. 逐步 10. 教学设计所面对的问题目标状态，是由（ D ）的要求和教材教学内容本身 的性质所决定的。 A. 学生 B. 教师 C. 教材 D. 教学大纲 11. ( B )环节要作的工作就是：使用评价的工具和方法对学生学习前的起点行 为进行分析，确定学生的准备状态。 A. 分析教学大纲 B. 分析学生特征 C. 制订教学目标 D. 实施教学评价 12. 社会学习理论的创立者是（ A ） A. 班杜拉 B. 布鲁纳 C. 斯金纳 D. 桑代克 13. 用韦斯特莱传播理论解释教学过程，___C__是“把关人”。 A. 教材的编制者 B. 教学管理者
现代检测技术 大型作业 （2014/2015学年第1学期） 课题名称粮食存储环境品质监测系统设计院（系）自动化工程学院 专业电气系统检测与控制 小组成员 时间 指导老师
一．设计背景及意义 “国以民为本，民以食为天”，“兵马未动，粮草先行”，这些都充分说明粮食对国家的重要性。储粮是为了防备战争、保证非农业人口的粮食消费需求、调节国内粮食供求平衡、稳定粮食市场价格、应对重大自然灾害及其它突发性事件而采取的有效措施。因此，粮食的科学储藏具有重要的战略意义和经济意义。 我国是世界上最大的粮食生产、储藏及消费大国，粮食储藏是国家为防备战争、灾荒及其他突发性事件而采取的有效措施，因此粮食的安全储藏是关系到国计民生的战略大事。在粮食的储藏的过程中，由于粮仓温湿度异常而造成粮食变质，带来的经济损失是惊人的。粮食在贮藏过程中，会因为受温度、湿度、氧气、微生物及昆虫等因素的影响，从而造成其质量的不良改变。目前我国许多粮食仓储单位采用测温仪器与人工抄录、管理相结合的传统方法，消耗了大量的人力和财力，并且效果不佳，发霉变质等现象大量存在。因此设计粮食储存品质监测系统，可以提高工作效率，实现粮仓数据的实时监控，是仓储单位亟待解决的重要问题。 粮食在贮藏过程中，会因为受温度、湿度、压力、2 CO、微生物及昆虫等因素的影响，从而造成其质量的不良改变。对粮食贮藏过程中的影响参数进行实时监测、分析，是保障粮食储存品质的有效手段。在此，通过采用CAN总线的数据采集系统对影响粮食贮藏过程中的参数进行实时采集、分析，当发现不良变化时，能够及时发出预警信息，保证粮食储存的安全。 粮食储存品质监测系统是利用现场的前沿机检测粮食储备库中粮食的基本情况，并结合其他粮情信息（如入仓时间、品种、仓型、天气状况等）进行综合分析，然后通过控制电机启停，达到对相应参数的控制。利用监控室的上位机对粮仓进行监控，用户可方便地构造自己需要的数据采集系统，在任何时候把粮仓现场的信息实时地传到控制室，管理人员不需要深入现场，就可以按照所需的要求对粮仓内的情况进行控制，还可以查看历史数据，优化现场作业，提高了生产效率，增强了国家粮食储备安全水平，以获得实时粮仓管理，实现自动化、智能化，为实现我国粮仓管理现代化更近了一步。
现代流动测试技术 大作业 姓名： 学号： 班级： 电话： 时间：2016
第一次作业 1）孔板流量计测量的基本原理是什么？对于液体、气体和蒸汽流动，如何布置测点？ 基本原理：充满管道的流体流经管道的节流装置时，在节流件附近造成局部收缩，流速增加，在上下游两侧产生静压差。在已知有关参数的条件下，根据流动连续性原理和伯努利方程可以推导出差压与流量之间的关系而求得流量。公式如下： 4v q d π α== 其中： C －流出系数 无量纲 d －工作条件下节流件的节流孔或喉部直径 D －工作条件下上游管道内径 qv －体积流量 m3/s β－直径比d/D 无量纲 ρ—流体的密度Kg/m3 测量液体时，测点应布置在中下部，应为液体未必充满全管，因此不可以布置的太靠上。 测量气体时，测点应布置在管道的中上部，以防止气体中密度较大的颗粒或者杂质对测量产生干扰。 测量水蒸气时，测点应该布置在中下部。 2）简述红外测温仪的使用方法、应用领域、优缺点和技术发展趋势。 使用方法：红外测温仪只能测量表面温度，无法测量内部温度；安装地点尽量避免有强磁场的地方；现场环境温度高时，一定要加保护套，并保证水源的供应；现场灰尘、水汽较大时，应有洁净的气源进行吹扫，保证镜头的洁净；红外探头前不应有障碍物，注意环境条件：蒸汽、尘土、烟雾等，它阻挡仪器的光学系统而影响精确测温；信号传输线一定要用屏蔽电缆。 应用领域：首先，在危险性大、无法接触的环境和场合下，红外测温仪可以作为首选，比如： 1）食品领域：烧面管理及贮存温度 2）电气领域：检查有故障的变压器，电气面板和接头 3）汽车工业领域：诊断气缸和加热/冷却系统 4）HVAC 领域：监视空气分层，供/回记录，炉体性能。 5）其他领域：许多工程，基地和改造应用等领域均有使用。 优点：可测运动、旋转的物体；直接测量物料的温度；可透过测量窗口进行测量；远距离测量；维护量小。 缺点：对测量周围的环境要求较高，避免强磁场，探头前不应有障碍物，信号传输线要用屏蔽电缆，当环境很恶劣时红外探头应进行保护。 发展趋势：红外热像仪，可对有热变化表面进行扫描测温，确定其温度分布图像，迅速检测出隐藏的温差。便携化，小型化也是其发展趋势。 3）简述LDV 和热线的测速原理及使用方法。
现测课后习题答案 第1章 1. 直接的间接的 2. 测量对象测量方法测量设备 3. 直接测量间接测量组合测量直读测量法比较测量法时域测量频域测量数据域测量 4. 维持单位的统一，保证量值准确地传递基准量具标准量具工作用量具 5. 接触电阻引线电阻 6. 在对测量对象的性质、特点、测量条件（环境）认真分析、全面了解的前提下，根据对测量结果的准确度要求选择恰当的测量方法（方式）和测量设备，进而拟定出测量过程及测量步骤。 7. 米(m) 秒(s) 千克(kg) 安培(A) 8. 准备测量数据处理 9. 标准电池标准电阻标准电感标准电容 第2章 填空题 1. 系统随机粗大系统 2. 有界性单峰性对称性抵偿性 3. 置信区间置信概率 4. 最大引用0.6% 5. 0.5×10-1[100.1Ω，100.3Ω] 6. ± 7.9670×10-4±0.04% 7. 测量列的算术平均值 8. 测量装置的误差不影响测量结果，但测量装置必须有一定的稳定性和灵敏度 9. ±6Ω 10. [79.78V，79.88V]
计算题 2. 解: (1)该电阻的平均值计算如下： 1 28.504n i i x x n == =∑ 该电阻的标准差计算如下： ?0.033σ == (2)用拉依达准则有，测量值28.40属于粗大误差，剔除，重新计算有以下结果： 28.511?0.018x σ '='= 用格罗布斯准则，置信概率取0.99时有，n=15，a=0.01，查表得 0(,) 2.70g n a = 所以， 0?(,) 2.700.0330.09g n a σ =?= 可以看出测量值28.40为粗大误差，剔除，重新计算值如上所示。 (3) 剔除粗大误差后，生于测量值中不再含粗大误差，被测平均值的标准差为： ?0.0048σσ ''== (4) 当置信概率为0.99时，K=2.58，则 ()0.012m K V σ'?=±=± 由于测量有效位数影响，测量结果表示为 28.510.01x x m U U V =±?=± 4. 解： (1) (2) 最大绝对误差?Um=0.4，则最大相对误差=0.4%<0.5% 被校表的准确度等级为0.5 (3) Ux=75.4，测量值的绝对误差:?Ux=0.5%× 100=0.5mV
《近代材料测试方法》复习题 1．材料微观结构和成分分析可以分为哪几个层次？分别可以用什么方法分析？ 答：化学成分分析、晶体结构分析和显微结构分析 化学成分分析——常规方法（平均成分）：湿化学法、光谱分析法 ——先进方法（种类、浓度、价态、分布）：X射线荧光光谱、电子探针、 光电子能谱、俄歇电子能谱 晶体结构分析：X射线衍射、电子衍射 显微结构分析：光学显微镜、透射电子显微镜、扫面电子显微镜、扫面隧道显微镜、原子力显微镜、场离子显微镜 2．X射线与物质相互作用有哪些现象和规律？利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作，有哪些实际应用？ 答：除贯穿部分的光束外，射线能量损失在与物质作用过程之中，基本上可以归为两大类：一部分可能变成次级或更高次的X射线，即所谓荧光X射线，同时，激发出光电子或俄歇电子。另一部分消耗在X射线的散射之中，包括相干散射和非相干散射。此外，它还能变成热量逸出。 （1）现象/现象：散射X射线（想干、非相干）、荧光X射线、透射X射线、俄歇效 应、光电子、热能 （2）①光电效应：当入射X射线光子能量等于某一阈值，可击出原子内层电子，产生光电效应。 应用：光电效应产生光电子，是X射线光电子能谱分析的技术基础。光电效应 使原子产生空位后的退激发过程产生俄歇电子或X射线荧光辐射是 X射线激发俄歇能谱分析和X射线荧光分析方法的技术基础。 ②二次特征辐射（X射线荧光辐射）：当高能X射线光子击出被照射物质原子的 内层电子后，较外层电子填其空位而产生了次生特征X射线（称二次特征辐射）。 应用：X射线被物质散射时，产生两种现象：相干散射和非相干散射。相干散射 是X射线衍射分析方法的基础。 3．电子与物质相互作用有哪些现象和规律？利用这些现象和规律可以进行哪些科学研究工作，有哪些实际应用？ 答：当电子束入射到固体样品时，入射电子和样品物质将发生强烈的相互作用，发生弹性散 射和非弹性散射。伴随着散射过程，相互作用的区域中将产生多种与样品性质有关的物理信 息。 （1）现象/规律：二次电子、背散射电子、吸收电子、透射电子、俄歇电子、特征X射 线 （2）获得不同的显微图像或有关试样化学成分和电子结构的谱学信息
精密测试技术大作业专业： 班级： 学号： 姓名：
上世纪90年代以来，如何以最短的时间开发出高质量、高性能价格比、容易被用户接受的新产品已成为市场竞争的焦点。有人预测，当前制造技术的发展目标是：强化具有自主创新技术的产品开发能力和制造能力，增强企业间的合作能力，缩短产品上市时间，提高产品质量和生产效率，进而提高企业对市场需求的应变能力和综合竞争能力。因此先进制造技术的发展日新月异，继计算机集成制造技术之后，又出现了并行工程、精益制造、智能制造、敏捷制造、快速原形制造等。如美国在90年代实现了“三个三”，即产品生命周期三年；试制周期三个月；设计周期三周。未来制造业发展的主要趋势是向精密化、柔性化、智能化、集成化、全球化、网络化、虚拟化的方向发展。精密测试技术就要适应这种发展，它在机械学科中的作用是：为先进制造业服务，担负起质量技术保证的重任。首先要以提高产品质量和要达到的最重要的目标为基本出发点，要将精密测试贯穿产品制造的整个过程。其次精密测试技术要有利于生产效率的提高，至少不能妨碍生产速度，因此检测方法要能适应快速发展的生产要求，不能单纯为了检测而检测，更不能因为检测的要求而影响生产的效益。从更积极的角度出发，应该是由于精密测试技术的正确服务和保证促进了生产能力的提高。 根据先进制造技术发展的要求，精密测试技术本着其自身的发展规律，不断拓展着新的测量原理、测试方法和测试信息处理技术，就机械学科而言，预计将向以下几个方面发展。 1.零废品生产中的测量控制 在机械制造业中，质量保证的理想目标是实行生产的零废品制造，在实现这个目标的过程中，精密测试技术的作用和重要意义是不言而喻的。零部件的加工质量、整机的装配质量都与加工设备、测试设备以及测试信息的分析处理有关，因此实现零废品生产，从精密测试的角度出发，应考虑以下几个方面的问题：
《现代教育技术基础作业2》 一、填空题 1．媒体按作用于人的不同感官划分，可分为视听、视觉和听觉。 2．教学媒体由教和学两部分组成。 3．媒体具有传播和获取的功能；媒体具有积累和存储信息的功能。 4．通常小学教学中最普遍使用的教学媒体有黑板和粉笔、文字印刷、图片、实物和模型教具。 5．教学中使用的投影型视觉媒体主要有幻灯和投影。 6．在使用幻灯机时，如果影幕上的图像模糊，应调节幻灯机的调焦旋钮。 7．录音机在教学中使用的方法主要有示范模仿、情景展示和配画放音法。 8．听觉媒体是指承载、传输和控制声音的物质材料和工具。 9．计算机辅助学习主要有辅助学习式和模拟环境两种基本模式。 10．多媒体计算机主要包括三部分：信息输入部分、信息管理部分、输出部分。 11．计算机多媒体的教学功能主要有四个方面：作为教师、作为学习者、作为学习环境或学习工具、教学管理助手。 12．卫星电视系统由上行地面站、同步地球卫星和地面卫星接收站三部分组成。 二、单项选择题 1．教学传播过程中的五个基本要素是。 A．传播者、资源、信息、媒体、接受者 B．传播者、资源、信息、接受者、效果 C．传播者、媒体、信息、接受者、效果 D．教师、媒体、教材、学生、学习效果 2．下面关于教学媒体这一概念的叙述中正确的是。 A．教学媒体是教学信息的发送者 B．在教学中所有的服务于教学的工具都是媒体 C．教师不能算是一种教学媒体 D．黑板不是教学媒体 3．下面关于教学媒体分类的表述中，不正确的是。 A．可按教学媒体的实用性和价值分类 B．可按教学媒体的物理性质分类 C．可按传递信息的单向或双向分类 D．可按与外界接触的人体器官分类 4．下面关于媒体的教学功能的说法中，正确的是。 A．教学媒体的理论和实践是教育技术的唯一研究领域 B．运用媒体的方式、方法对教学的效果影响不大 C．能找到一种可以适合于任何教学目标的“超级媒体”
东北大学继续教育学院 现代材料测试技术X 试卷（作业考核线上2） A 卷（共 3 页） （√）1. 从X射线管射出的X射线谱通常包括连续X射线和特征X射线。 （√）2. 布拉格公式λ=2dsinθ中λ表示入射线波长，d表示衍射（干涉）面的间距，θ表示掠射角。 （×）3. 利用衍射卡片鉴定物相的主要依据是d值，参考厚度。 （×）4. 透射电镜中的电子光学系统可分为照明、成像和显示记录三部分。 （×）5. 电镜中的电子衍射花样有斑点花样、环状花样、菊池线花样和会聚束花样。（√）6. 等厚条纹是衍射强度随试样厚度的变化而发生周期性变化引起的，图像特征为明暗相间的条纹。 （×）7. 电子探针X射线显微分析中常用X射线谱仪有光谱仪和能谱仪。 （×）8. 俄歇电子能谱仪最适合做材料的厚度和轻元素的成分分析。 （√）9. 电子探针定性分析时是通过测定特征X射线波长或能量确定元素，定量分析时通过测定X射线的强度确定含量。 （√）10. 当X射线照射在一个晶体时，产生衍射的必要条件是满足布拉格方程, 而产生衍射的充要条件是同时满足结构因数不等于零。 （√）11. 随X射线管的电压升高,λ 0和λ k 都随之减小。 （√）12. 当X射线管电压低于临界电压时仅可以产生连续X射线；当X射线管电压超过临界电压就可以产生特征X射线和连续X射线。 （×）13.当X射线照射在一个晶体时，产生衍射的必要和充分条件是必须满足布拉格方程。（×）14. 面心点阵的系统消光规律是 H+k+L 为偶数时出现反射，而 H+K+L 为奇数不出现反射。 （×）15. 扫描电镜的表面形貌衬度是采用背散射电子形成的电子像。 二、选择题：（20分） 1.当X射线将某物质原子的K层电子打出后,L层电子回迁K层,多余能量将另一个L层电子打出核外,这整个过程将产生( C )。 A.特征X射线 B. 背反射电子 C.俄歇电子 2. 吸收电子的产额与样品的原子序数关系是原子序数越小，吸收电子（ A ）。 A.越多 B.越少 C.不变 3. 仅仅反映固体样品表面形貌信息的物理信号是（ B ）。 A.背散射电子； B. 二次电子； C. 吸收电子； D.透射电子。 4. 让透射束通过物镜光阑而把衍射束挡掉得到图像衬度的方法，叫做（ A ）。 A.明场成像 B.暗场成像 C.中心暗场成像 5. 透射电镜的两种主要功能是检测（ B ）。 A.表面形貌和晶体结构 B.内部组织和晶体结构 C.表面形貌和内部组织 6. 由电磁透镜磁场中近轴区域对电子束的折射能力与远轴区域不同而产生的像差，称为（ A ）。 A.球差 B.像散 C.色差
期末作业考核 《现代教育技术》 满分100分 一、名词解释（每题5分，共30分） 1．教育技术 答：教育技术是关于学习过程与学习资源的设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践。上述定义明确地指出了教育技术的两个研究对象（学习过程、学习资源）和五个研究领域（设计、开发、运用、管理与评价）。 2．教学媒体 答：教学媒体包括教与学两方面的媒体，它是在教/学活动中，传递、承载和控制教育、教学信息的载体或中介，是教学系统的重要组成部分。 3. 文件传送协议FTP 答：文件传送协议FTP文件传送协议FTP是Internet传统的服务之一，它也是Internet的一种标准协议。这一协议使用户能在联网的计算机之间传送文件，使用FTP几乎可以传送任何类型的正文文件、二进制文件、图像文件、声音文件、数据压缩文件等，因此FTP文件传输已成为Internet上传递文件的最主要方法。目前FTP软件很多，常用的有Leapftp，Cuteftp等。 4．网络教室 答：网络教室是指在一个物理教室范围内的计算机局域网，主要服务于课堂教学。 5．电子邮件 答:电子邮件是一种通过计算机网络与其他用户进行联系的现代化通讯手段，它是Internet上使用最广泛的一种服务，是Internet最重要、最基本的应用。 6．研究性学习 答：研究性学习是学生在教师的指导下,以类似科学研究的方式去获取知识和应用知识的学习方式。二、简答题（每题10分，共40分） 1．简述教育技术的内涵？ 答：教育技术的内涵：（1）“学习过程”和“学习资源”是教育技术研究和实践的对象（2）系统方法是教育技术的核心；（3）教育技术的根本目的是追求教育的最优化。
1.X射线管主要由阳极，阴极，和窗口构成。 2.X射线透过物质时产生的物理效应有：散射，光电效应，荧光辐射，俄歇效应。 3.德拜照相法中的底片安装方法有：正装，反装，和偏装三种。 4.X射线物相分析方法分：定性分析和定量分析两种。 5.透射电子显微镜的分辨率主要受衍射效应和像差两因素影响。 7.电子探针包括波谱仪和能谱仪成分分析仪器。 8.扫描电子显微镜常用的信号是二次电子和背散射电子。 9.人眼的分辨率本领大约是：0.2mm 10.扫描电镜用于成像的信号：二次电子和背散射电子，原理：光栅扫描，逐点成像。 11.TEM的功能是：物相分析和组织分析（物相分析利用电子和晶体物质作用可发生衍射的特点；组织分析；利用电子波遵循阿贝成像原理） 12.DTA：定性分析（或半定量分析），测温范围大。DSC：定量分析，测温范围常在800℃以下。 13.放大倍数（扫描电镜）：M=b/B（b：显像管电子束在荧光屏上的扫描幅度，通常固定不变；B：入射电子束在样品上的扫描幅度，通常以改变B来改变M） 14.X射线衍射分析方法中，应用最广泛、最普通的是衍射仪法。 15.透射电镜室应用透射电子来成像。 16.TEM无机非金属材料大多数以多相、多组分的非导电材料，直到60年代初产生了离子轰击减薄法后，才使无机非金属材料的薄膜制备成为可能。 17.适合透射电镜观察的试样厚度小于200nm的对电子束“透明”的试样。 18.扫描电镜是用不同信号成像时分辨率不同，分辨率最高的是二次电子成像。 19.在电子与固体物质相互作用中，从试样表面射出的电子有背散射电子，二次电子，俄歇电子。 20.影响红外光谱图中谱带位置的因素有诱导效应，键应力，氢键，物质状态。 1.电离能：在激发光源作用下，原子获得足够的能量就发生电离，电离所必须的能 量称为电离能。 2.原子光谱分析技术：是利用原子在气体状态下发射或吸收特种辐射所产生的光谱 进行元素定性和定量分析的一种分析技术。 3.X射线光电效应：当X射线的波长足够短时，其光子的能量就很大，以至能把原 子中处于某一能级上的电子打出来，而它本身则被吸收，它的能量就传递给电子了，使之成为具有一定能量的光电子，并使原子处于高能的激发态。这种过程称为光电吸收或光电效应。 4.衍射角：入射线与衍射线的夹角。 5.背散射电子：电子射入试样后，受到原子的弹性和非弹性散射，有一部分电子的 总散射角大于90℃，重新从试样表面逸出，成为背散射电子。 6.磁透镜：产生旋转对称磁场的线圈装置称为磁透镜。 7.俄歇电子：当外层电子跃入内层空位时，其多余的能量也可以不以X射线的形式 放出，而是传递给其他外层电子，使之脱离原子，这样的电子称为俄歇电子。 8.热重法：把试样置于程序控制的加热或冷却环境中，测定试样的质量变化对温度
温度测试的实现 学院（系）：化工与环境生命学部专业：过程装备与控制工程学生姓名：张锦 学号：201142055 指导教师：魏炜 评阅教师： 完成日期：2014年5月27日 大连理工大学 Dalian University of Technology
温度测试的实现 学院：化工机械学院 班级：化机1102班 姓名：张锦（201142055） 摘要：温度测量方法分: 接触式测温和非接触式测温。接触式测温包括：膨胀式温度测量、压力式温度测量、热电偶温度测量、热电阻温度测量；非接触式测温包括：辐射式测温、光谱测温、声波、微波测温。分析对比了其各自的优缺点及其适用范围。 关键词：温度测量；接触式测温；非接触式测温；膨胀式温度测量；压力式温度测量；热电偶温度测量；热电阻温度测量；辐射式测温；光谱测温；声波、微波测温。 引言： 温度是表征物体冷热程度的物理量，是测量中最常见、最基本的参数之一。工业生产过程中物体的任何物理和化学变化都与温度有关；在农业上，温度的监控能力直接影响对各种自然灾害的预报诊断能力；在仪器以及高新技术方面，温度影响仪器的测量精度，决定高新技术的研发和实施的安全性。因此，对温度的测量就显得尤为重要。 1温度测量技术介绍 温度测量的分类可以通过其与被测量的物体是否接触分为接触式和非接触式。接触式测量仪表比较简单、可靠，测量精度高。但是因为测温元件与被测介质需要进行充分的热交换并最终达到平衡，这时测量体的温度就是被测物体的温度。接触式测量仪存在测温延迟现象，同时受耐高温和耐低温材料的限制，不能应用于这些极端的温度测量。非接触式仪表测温仪是通过热辐射的原理来测量温度的，测温元件不需要与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体辐射率、被测物体与测量仪表之间的距离、烟尘和水汽等外界因素的影响，其测量误差较大。 2 接触式测量方法 2.1膨胀式温度测量 原理：利用物质的热胀冷缩原理即根据物体体积或几何形变与温度的关系进行温度测量。热胀冷缩式温度计包括玻璃液体温度计、双金属膨胀式温度计和压力式温度计等。