传感器与检测技术课程设计规范
- 格式:doc
- 大小:44.00 KB
- 文档页数:24
传感器与检测技术课程设计项目背景传感器与检测技术是现代工业自动化和信息化的核心技术之一,广泛应用于汽车、机器人、航空航天等多个领域。
随着物联网和智能制造技术的发展,对传感器与检测技术的需求也越来越大。
本课程设计旨在通过理论学习和实验操作,让学生掌握传感器的工作原理、分类、应用场景及与检测技术的结合。
同时培养学生的动手能力和实验设计能力。
课程设计思路本课程设计分为三个部分:理论学习、实验操作和课程作业。
理论学习部分为课堂教学,主要介绍传感器的基本原理、分类和应用场景。
实验操作部分为实验室环节,将学生分成小组,进行传感器电路的实际连接和数据采集。
课程作业部分为学生的自主设计和实现任务,要求学生独立完成传感器电路设计和数据采集,并用实验数据进行分析和解释。
以下是具体的课程设计内容:理论学习1.传感器的定义和基本原理2.传感器的分类和应用场景3.传感器与检测技术的结合实验操作1.传感器基础实验:温度传感器的电路连接和数据采集2.模拟信号处理实验:光敏传感器的电路连接和数据采集3.数字信号处理实验:红外传感器的电路连接和数据采集课程作业学生自主设计一个传感器的电路连接和数据采集实验,并完成以下任务:1.说明选用传感器的原因和应用场景2.设计传感器的电路连接图和程序3.完成数据采集和存储4.对实验数据进行分析和解释5.提交实验报告并进行展示教学方法本课程设计采用以下教学方法:1.课堂讲授:引导学生对传感器的基本原理、分类和应用场景的了解和认识。
2.实验操作:通过小组实验操作,让学生亲身体验传感器电路的连接和实验数据的采集。
3.课程作业:培养学生的实验设计和数据分析能力,提高学生的动手能力和实践能力。
4.实验报告:对学生的实验结果进行评估,考察学生真正掌握传感器的工作原理和应用。
教学资源1.教材:传感器与检测技术第2版,作者:张云波。
2.实验室设备:温度传感器、光敏传感器、红外传感器等。
3.实验工具:万用表、示波器、数据采集卡等。
传感器与现代检测技术课程设计
一、课程设计目的
本课程设计旨在通过系统的学习,使学生:
1.掌握传感器的基本原理和分类;
2.熟悉现代检测技术的应用和发展;
3.学会使用相关软件和设备进行传感器的参数测试和实验设计。
二、课程设计内容
1. 传感器基础知识
•传感器的定义
•传感器的分类和工作原理
•传感器的典型应用
2. 传感器参数测试
•传感器的主要参数测试
•传感器的灵敏度测试
•传感器的准确度测试
3. 现代检测技术
•现代检测技术的应用及发展
•智能化检测技术的应用
•检测仪器的性能指标和选择
4. 传感器实验设计
•传感器性能测试实验设计
•传感器应用实验设计
•传感器的系统设计
三、课程设计要求
1. 学生自主学习
本课程设计要求学生在课程中结合教师的讲解进行学习,同时要求学生积极主
动地进行自主学习和实验设计。
2. 课程设计实验报告
学生需要根据实验的结果编写实验报告。
实验报告不仅需要涵盖实验过程中的
方法、数据、实验结果等方面,还需要吸取实验过程中的问题和经验教训,具有反思性质。
3. 课程设计考核
学生需要根据自身实验成果和实验报告进行考核,成绩将结合日常作业、实验
报告以及成果展示等方面进行综合评定。
四、参考书目
1.现代传感技术及应用,万家琦著,清华大学出版社,2019年6月第
二版;
2.传感器与测量技术,冯瑜著,机械工业出版社,2018年7月第五版;
3.现代检测技术及应用,陈景润著,清华大学出版社,2019年12月
第二版。
传感器与检测技术课程设计《传感器与检测技术》课程改革设计方案一、课程性质本课程作为机电一体化技术专业基础课程,在本专业的职业能力培养中所起着承前启后的桥梁作用,它既是前期理论课的延续,又是学习其他专业课的前提。
本课程主要培养学生选择应用各类传感器的能力,组成各种检测系统的能力和各种测试模块电路的设计制作能力,这些能力是构成本专业职业岗位技能的重要部分。
本课程的前期课程主要有《工程制图》《电子电路基础》《电子线路cad》《应用数学基础》等。
二、课程整体设计1课程目标设计1.1能力目标(1)能够用万用表、示波器等常用仪器检查各种传感器性能,判别其好坏;(2)能够根据检测要求合理选用各种类型的传感器;(3)能够根据被测信号的特点,用不同类型的传感器设计合理的检测电路;(4)能够设计一般电子检测产品;(5)能够正确维护常用电子检测设备。
1.2知识目标(1)掌握测量及误差理论等知识,传感器及检测技术基本知识,电桥测量电路的基本特性;(2)掌握各种常用传感器的基本工作原理、性能特点,理解它们的工作过程,掌握它们的各种应用场合和方法;(3)掌握信号处理及抗干扰技术的基本知识,理解典型检测系统的工作原理,清楚各组成部分的功能及其特性。
1.3职业目标(1)能独立学习、工作,掌握交流与团队合作能力,具备相应的职业道德;(2)养成良好的工作责任心、坚强的意志力和严谨的工作作风;(3)在实际工作中能创造性地完成各项任务,了解电子信息产业的相关法律法规常识;(4)掌握文明生产、安全生产与环境保护的相关规定及内容。
2课程内容设计课程教学内容根据课程目标,按照职业岗位能力要求进行选择,采取项目教学结合虚拟真实工作场景的实践教学,培养典型电子产品设计和生产管理人员。
教学内容包括产品开发市场调研、产品电子线路设计制作、工艺文档编制、质量检验等,通过项目执行使学生了解项目从调研到成品检验的全过程,具体教学内容安排见表1。
表1《传感器与检测技术》课程内容工作过程课程内容模块子模块课时市场调研传感器常识传感器在电子产品中的应用情况4电子线路设计制作传感器选用模块电阻传感器及其应用4电容传感器及其应用4电感传感器及其应用6热电偶传感器及其应用6光电传感器及其应用4霍尔传感器及其应用4压电传感器及其应用4超声波传感器及其应用4工艺文档编制及产品质量检验检测系统集成模块信号处理与抗干扰技术4传感器网络的组成与应用4简易电子秤系统的设计10小组答辩23能力训练项目设计学期初,将学生分成四至六名一组的学习小组,每个学习小组分配在编号固定的传感器实验台上,上课在传感器实验室进行,在整个学习过程中完成常用传感器选型应用训练和典型检测系统集成与使用维护训练等10个项目。
传感器检测课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解传感器的定义、分类和工作原理,掌握传感器在检测技术中的应用。
2. 学生能描述不同传感器(如温度传感器、光敏传感器、压力传感器等)的特性和适用场景。
3. 学生了解传感器检测系统的基本组成部分,能解释传感器输出信号的处理方法。
技能目标:1. 学生能够正确使用传感器进行实验操作,完成数据采集、处理和分析。
2. 学生能够设计简单的传感器检测电路,解决实际问题。
3. 学生能够通过团队合作,运用传感器检测技术完成项目任务,提高实际操作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生对传感器检测技术产生兴趣,培养科技创新精神和实践探究能力。
2. 学生认识到传感器在日常生活和工业生产中的重要性,增强学以致用的意识。
3. 学生通过课程学习,养成合作、分享、尊重和责任的价值观,提高团队协作能力。
课程性质:本课程为高二年级物理选修课程,结合课本内容,注重理论与实践相结合,提高学生的动手能力和实际问题解决能力。
学生特点:高二学生对物理有一定基础,对新鲜事物充满好奇,具备一定的实验操作能力。
教学要求:教师需运用多种教学手段,如实验演示、分组讨论、项目式学习等,激发学生兴趣,提高课程参与度。
同时,注重培养学生的科学素养和实际操作能力。
通过本课程的学习,使学生能够将理论知识应用于实际问题解决中,提高综合运用能力。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 传感器基础知识:介绍传感器的定义、分类和工作原理,对应课本第二章“传感器原理”内容。
- 常见传感器类型:温度传感器、光敏传感器、压力传感器等。
- 传感器工作原理:电学、磁学、光学等原理在传感器中的应用。
2. 传感器检测技术:学习传感器在实际检测中的应用,对应课本第三章“传感器检测技术”内容。
- 传感器选型:根据实际需求选择合适的传感器。
- 数据采集与处理:学习传感器输出信号的处理方法,包括滤波、放大、转换等。
3. 传感器检测系统设计:以项目为导向,设计简单的传感器检测电路,对应课本第四章“传感器检测系统的设计与应用”内容。
《传感器与检测技术》课程原则课程编码:01060404 课程类别:专业理论课程课时:68 ` 学分:6合用专业:电气自动化技术开课学期:第三学期开课单位:信息工程学院撰写人:电气自动化教研室一、课程定位和设计思绪(一)课程定位《传感器与检测技术》是电子类各专业一门重要旳职业技术必修课,学生通过本大纲所规定旳所有教学内容旳学习,可以获得误差理论、传感器、自动检测工程应用方面旳基本知识。
(二)设计思绪1、按岗位所需能力设定培养目旳2、按课程培养目旳安排理论教学二、课程目旳(一)课程总目旳作为是电子类各专业一门重要旳职业技术必修书本,课程《传感器与检测技术》旳任务是简介传感器与检测技术综合应用,培养学生旳综合技术应用能力,使学生掌握检测系统旳设计和分析措施,可以根据工程需要选用合适旳传感器,使学生走上工作岗位后能更好地提高研发、系统构成等方面旳能力。
(二)详细目旳根据对教材内容、教学大纲及学生自身认知水平旳分析,教学目旳从知识目旳、能力目旳和素质目旳三个方面来分析。
1、知识目旳①掌握传感器旳基本概念、特性等;②理解传感器旳分类;③掌握传感器与检测技术旳目旳和意义。
2、能力目旳①掌握检测系统旳设计和分析措施,可以根据工程需要选用合适旳传感器;②理解各类别传感器旳工作原理,掌握其性能特点,理解其应用;③良好旳编程思绪和风格。
3、素质目旳①具有综合技术应用能力;②培养严谨踏实旳作风,训练自己旳逻辑思维;③锻炼自己分析问题、处理问题旳能力。
三、课程内容、规定及课时安排(一)课程内容及规定(二)课程课时安排四、实行提议(一)选用教材宋雪臣.《传感器与检测技术》. 人民邮电出版社(二)教学措施贯彻“以学生为中心”旳教学理念,采用课堂教学、多媒体教学、案例导入、任务驱动、讲练结合和分组讨论旳教学措施(三)教学评价1.教学是足于加强学生实际操作能力旳培养,采用项目教学,以工作任务引领提高学生学习爱好,激发学生旳成就动机。
传感器与测试技术课程设计传感器与测试技术是现代工程技术中的重要组成部分,广泛应用于各个领域。
传感器是一种能够感知和测量某种特定物理量的装置,而测试技术则是利用各种手段对传感器进行验证、校准和评估的过程。
本文将从传感器和测试技术的基本概念、应用领域、发展趋势等方面进行探讨。
一、传感器的基本概念传感器是一种将感知到的物理量转化为可用电信号或其他形式输出的装置。
它可以感知温度、湿度、压力、光照强度、声音等各种物理量,并将其转化为电信号传递给其他设备。
传感器的种类繁多,包括光电传感器、温度传感器、压力传感器、加速度传感器等。
每种传感器都有其特定的工作原理和适用范围。
二、传感器的应用领域传感器广泛应用于各个领域,如工业制造、交通运输、环境监测、医疗健康等。
在工业制造中,传感器可以用于监测生产过程中的温度、压力、流量等参数,实现自动化控制。
在交通运输领域,传感器可以用于车辆的安全监测,如制动系统、轮胎压力等。
在环境监测中,传感器可以用于检测空气质量、水质污染等。
在医疗健康领域,传感器可以用于监测患者的心率、血压等生理参数。
三、传感器的发展趋势随着科技的不断发展,传感器也在不断创新和进步。
首先,传感器的尺寸越来越小,体积更加紧凑,便于集成到各种设备中。
其次,传感器的精度和灵敏度不断提高,可以实现更加准确的测量和感知。
再次,传感器的功耗越来越低,可以实现长时间的运行和续航。
此外,传感器的通信方式也在不断改进,如无线传输和互联网连接,使得传感器的数据可以实时传输和共享。
四、测试技术的作用和方法传感器的测试是保证其性能和可靠性的重要环节。
测试技术主要包括传感器的验证、校准和评估。
首先,传感器的验证是指通过一系列测试和实验验证传感器是否满足设计要求和规范。
其次,传感器的校准是指通过与已知标准进行比较,调整传感器的输出信号,使之与实际值保持一致。
最后,传感器的评估是指对传感器的性能进行综合评估,如灵敏度、响应时间、稳定性等。
传感器与测试技术课程设计课程背景随着科技的不断进步,各行各业对于质量以及精度要求都越来越高,而传感器与测试技术则是近几年来在这个领域中应用最为广泛的技术之一。
本课程旨在介绍传感器及测试技术的基本原理和应用,让学生掌握常见的传感器类型以及测试方法,培养学生的工程实践能力。
教学目标•了解传感器的基本结构、特点及应用场景;•掌握传感器信号采集及处理方法;•熟悉传感器测试原理及测试系统的搭建方法;•能够进行传感器性能测试和优化;•能够利用传感器设计和实现基本测量系统。
教学内容1.传感器基本原理–传感器的定义及分类–传感器的基本结构和特点–传感器信号的采集与处理–数据采集系统的搭建方法2.常见传感器的应用–光学传感器–电化学传感器–生物传感器–气体传感器–压力传感器–温度传感器–湿度传感器–加速度传感器3.传感器测试方法–传感器性能测试和指标–传感器应力测试和寿命测试–传感器信号检测方法–传感器校准方法和流程4.基本测量系统设计–传感器信号放大及滤波电路设计–基本测量系统设计流程–数据采集软件开发教学方法本课程注重理论与实践的结合,采用以下教学方法:1.讲授课程内容和原理,并且提供相关实例;2.指导学生设计并实现实际的传感器测试系统;3.组织实验演示和实验报告,以检验学生的掌握情况;4.提供课程资料和练习题,保证学生的学习质量。
实验设计作为本课程的重点内容,实验环节将涵盖常见传感器的测试和优化,具体实验内容如下:1.传感器性能测试–利用自行设计的测试平台,测量不同类型传感器的精度、线性度、静态失调、温度漂移等各项指标;–比较不同类型传感器的性能,了解其中优缺点,并进行性能优化。
2.传感器应力测试–同样利用自行设计的实验装置,模拟不同的应力情况,如弯曲、拉伸等情况下,测量传感器的响应和寿命;–通过对比,分析不同材质传感器的使用情况及优化方法。
3.基本测量系统设计–设计并实现基本测量系统,包括传感器信号放大和滤波,采样和存储等;–从实验中了解不同的放大和滤波电路,对不同的信号进行处理的方法。
传感器与检测技术课程设计《传感器与检测技术》课程改革设计方案清晨的阳光透过窗帘,洒在书桌上,我拿起笔,思绪如泉涌。
作为一名有10年方案写作经验的大师,我要为《传感器与检测技术》课程改革设计方案贡献一份力量。
我们要明确课程改革的目标。
传感器与检测技术在现代工程领域有着广泛应用,但现有的课程设置存在一定的问题,如理论过多、实践不足、知识点陈旧等。
为了让课程更贴近实际需求,提高学生的动手能力和创新能力,我们需要对课程进行改革。
一、课程体系调整1.精简理论课程,增加实践环节。
将原本的理论课程分为基础理论和应用理论两部分,基础理论课程以讲授为主,应用理论课程则采用案例教学,让学生在实践中掌握知识。
2.引入最新技术动态,更新课程内容。
将传感器与检测技术的前沿动态融入课程,让学生了解行业最新发展。
3.增加实验课程,提高学生的动手能力。
设置多个实验项目,让学生在实验室中亲自动手,体验传感器与检测技术的魅力。
二、教学方法改革1.采用线上线下相结合的教学模式。
线上课堂以讲授为主,线下课堂以实践和讨论为主,提高课堂互动性。
2.引入项目式教学,培养学生的团队协作能力。
将学生分组,每组完成一个传感器与检测技术相关的项目,从方案设计、实施到成果展示,培养学生的团队协作和沟通能力。
3.加强实践教学,提高学生的创新能力。
在实验课程中,鼓励学生发挥创意,设计并实现具有实际应用价值的传感器系统。
三、课程评价体系改革1.调整考试形式,注重过程评价。
将期末考试调整为过程性评价,关注学生在课程学习过程中的表现。
2.引入同行评审,提高评价公正性。
让学生互相评价,充分发挥学生的主观能动性,提高评价公正性。
3.建立多元化评价体系,关注学生的全面发展。
除了成绩,还要关注学生在课程学习中的综合素质,如团队合作、创新能力等。
四、课程资源建设1.编写适合改革后的教材,满足教学需求。
组织专家编写一本涵盖最新技术动态的教材,让学生在学习过程中能够接触到行业前沿。
电气自动化技术专业传感器与检测技术课程的优秀教案范本一、引言电气自动化技术是现代工业领域中不可或缺的重要组成部分,而传感器与检测技术则是该领域中的核心技术之一。
传感器与检测技术的教学对于电气自动化技术专业的学生来说具有重要意义。
为了提高这门课程的教学效果,本文将呈现一份优秀的教案范本,以供教师参考与借鉴。
二、教学目标1. 了解传感器的基本原理,包括测量原理、信号处理原理等;2. 掌握不同类型传感器的工作原理和应用场景;3. 熟悉传感器与检测技术的常见应用领域,如工业自动化、环境监测等;4. 能够使用相应的仪器设备进行传感器的安装、调试和校准;5. 培养学生的实验能力和创新思维,通过实践探索新的传感器应用。
三、教学内容与安排1. 传感器概述- 传感器的定义和分类- 传感器的工作原理介绍- 传感器在电气自动化技术中的重要性2. 常见传感器及其工作原理- 光电传感器- 压力传感器- 温度传感器- 加速度传感器- 液位传感器- 等等(根据实际情况扩展)3. 传感器的应用案例- 工业自动化中的传感器应用- 环境监测中的传感器应用- 智能家居中的传感器应用- 等等(根据实际情况扩展)4. 传感器的安装与调试- 传感器的选型与试验- 传感器的安装与固定- 传感器信号的处理与校准5. 实验课程设计- 设计一套传感器实验平台- 学生进行实验操作与数据分析- 讨论实验结果与改进方案四、教学方法1. 理论讲解与案例分析:通过讲解传感器的理论知识以及实际应用案例,帮助学生理解传感器的工作原理和应用场景,培养学生的分析和解决问题的能力。
2. 实验操作与实践探索:通过搭建传感器实验平台,让学生亲自进行传感器的安装、调试和校准,培养学生的实际操作能力和创新思维。
3. 小组讨论与展示:鼓励学生形成小组进行案例研究和实验结果讨论,并组织学生进行展示,促进学生之间的交流与合作。
五、教学评估1. 平时成绩评定:考察学生的听课情况、课堂参与程度、作业完成情况等。
传感器与检测技术规范标准课程1<传感器及检测技术>课程标准一、课程信息课程名称:传感器及检测技术课程类型:电气自动化专业核心课课程代码:0722070 授课对象:电气自动化专业学分: 4 先修课:模拟电子技术、数字电子技术、微机原理学时:72 后续课:智能仪器、电气综合实训、电工中、高级职业资格证书、毕业设计、顶岗实习制定人:邓贻云制定时间: /7/10二、课程性质传感器是现代控制的基本工具,而检测技术则是控制过程获取信息的唯一手段。
<传感器与检测技术>是一门多学科交叉的专业课程,重点介绍各种传感器的工作原理和特性,结合工程应用实际,了解传感器在各种电量和非电量检测系统中的应用,培养学生使用各类传感器的技巧和能力,掌握常见传感器的工程测量设计方法和实验研究方法,了解传感器技术的发展动向。
本课程是电气自动化技术专业的一门核心专业技术课,也是后2续的电气综合实训、电工中、高级职业资格证书(其内容约占20%)、毕业设计、顶岗实习等基本技能养成课程,即是职业素质养成与职业能力培养最基本的理论实践一体化课程。
三、课程设计1、课程目标设计总体目标:教学目标和总体要求是让学生初步掌握检测技术的基本知识和应用。
培养学生使用各类传感器的能力。
使学生能够进一步应用传感器解决工程测控系统中的具体问题。
要求理解不同传感器的工作原理,常见的测量电路;能够对常见传感器的性能参数与主要技术指标进行校量与标定。
掌握传感器的工程应用方法,并能正确处理检测数据。
了解传感器技术发展前沿状况,培养学生科学素养,提高学生分析解决问题的能力。
经过行为导向的项目式教学,加强学生实践技能的培养,培养学生的综合职业能力和职业素养;独立学习及获取新知识、新技能、新方法的能力;与人交往、沟通及合作等方面的态度和能力。
(1)知识目标:1. 传感器的静态特性、动态特性与技术指标2. 电阻传感器原理与应用3. 电感传感器原理与应用34. 电容传感器原理与应用5. 光电(光纤、光栅)传感器原理与应用6. 磁电式传感器与霍尔传感器7. 压电式传感器原理与应用8. 半导体物性传感器9. 温度检测系统10.压力检测系统11.液位测检系统12.流量检测系统13.传感器在汽车上的应用(2)能力目标:1.测量误差与数据处理2. 传感器的标定和校准3. 应变电阻传感器的测量电路与电子秤的标定。
传感器与检测技术课程设计规范传感器与检测技术课程设计题目名称:红外热释防盗报警器学生:电信09华文琪电信04胡江电信35王璐物联网15景禄尧物联网13黄旦旦网工传感器与检测技术课程设计目录1 绪论............................................................... ....... 1 目的................................................................1 意义................................................................1 2 硬件电路设计..............................................................2 硬件框图 (2)红外感应部分 (2)电源模块 (2)热释电传感器................................................... 2 人体热释电原理................................................. 3 红外信号检测原理............................................... 3 信号采集处理模块............................................... 3 单片机部分. (5)STC89C52单片机简介............................................ 5 单片机最小系统.................................................5 按键控制电路...................................................6 指示灯和报警电路............................................... 6 3 软件的设计................................................................8 主程序工作流程图 (8)报警判断程序 (9)串口通信...........................................................10 串口程序 (10)4 调试............................................................... ...... 12 Keil编译器软件简介................................................. 12 使用Keil软件建立一个工程.......................................... 12 使用Debug进行调试................................................. 16 运行状态............................................................17 误差分析............................................................17 5 上位机............................................................... .... 18 I 传感器与检测技术课程设计上位机的介绍 (18)上位机执行过程的流程图.............................................. 18 上位机程序. (19)上位机界面 (21)附录1 .................................................................. ... 22 附录2电路图..............................................................28 附录3源程序..............................................................29 II 传感器与检测技术课程设计 1 绪论目的随着国家经济的发展,生活水平的不断提高,高新技术的快速融入,人们的生活方式发生了巨大的变化,便利的技术使得越来越多的家庭购买着方便、快捷的高科技产品。
高科技方便了我们的生活,但是昂贵的价值却吸引着越来越多的不速之客前来。
为了防止这种事情发生,住宅区通常都会配置保安、摄像头等。
但在一些老旧小区或者农村就没有这些设施,于是,许多家庭都安装了报警系统,这有效的保护了大家的财产安全。
在中,介绍一种利用热释电红外传感器进行监控,并进行报警的系统的设计。
意义进入21世纪随着科技的提高,电子电器飞速发展,人民生活水平有了很大提高。
各种高档家电和贵重物品为许多家庭所拥有。
然而一些不法分子也越来越多。
这点就是因为不法分子看到了大部分人防盗意识不够强所造成的结果。
因此越来越多的居民家庭对财产安全问题十分担忧。
报警系统这时为人们解决了大部分问题。
但是市场上的报警系统大部分是适用于一些大公司的重要机构。
其价格昂贵,使普通家庭难以承受。
如果设计一种价格低廉,性能可靠、智能化的报警系统,必将在私人财产的防盗领域起到巨大作用。
于红外线是不可见光,隐蔽性能良好,因此在防盗、警戒等安保装置中被广泛应用。
此次课题我希望通过传感器模块和单片机来实现红外报警。
本设计的电路包括硬件和软件两个部分。
硬件部分包括红外感应部分与单片机控制部分,整个系统电路可划分为:电源部分、传感器模块部分、单片机控制电路,而单片机控制最小系统和指示灯电路、报警电路等子模块组成。
主要工作热释电红外感应器完成信息采集、处理、数据传送经过单片机功能设定到达报警模块这一过程。
就此设计的核心模块来说,单片机就是设计的中心单元。
单片机应用系统也是硬件和软件组成。
硬件包括单片机、输入/输出设备、以及外围应用电路等组成的系统,软件是主要是工作的程序通过编写程序来控制输入的信号。
1 传感器与检测技术课程设计 2 硬件电路设计硬件框图本设计包括硬件和软件设计两个部分。
从设计的要求来分析该设计须包含如下结构:红外感应部分、STC89C52单片机、报警系统三大部分。
电路总原理图如图2-1所示:按键控制复位电路红外感应STC8 9C52 电源开关图硬件框图报警电路LED指示灯处理器采用51系列单片机STC89C52。
整个系统是在系统软件控制下工作的。
设置在监测点上的红外探头将人体辐射的红外光谱变换成电信号,送出TTL 电平至STC89C52单片机。
在单片机内,经软件查询、识别判决等环节实时发出入侵报警状态控制信号。
驱动蜂鸣器及报警指示灯报警。
红外感应部分电源模块本系统电压为左右,直接接3个的直流干电池提供电源,然后用导线连接电源接口模块。
热释电传感器热释电红外传感器(简称PIR)能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化,并将其转换成电压信号输出。
将这个电压信号加以放大,便可驱动各种控制电路,人体辐射的红外线中心波长为9~10--um,而探测元件的波长灵敏度在~20--um范围内几乎稳定不变。
在传感器顶端开设了一个装有滤光镜片的窗口,这个滤光片可通过光的波长范围为7~10--um,正好适合于人体红外辐射的探测,而对其它波长的红外线滤光片予以吸收, 2传感器与检测技术课程设计这样便形成了一种专门用作探测人体辐射的红外线传感器,本传感器是整个系统的关键,只有本传感器才能感应到人体红外线。
如图2-2所示。
图2-2热释感应传感器人体热释电原理在自然界中人体的温度会维持在37摄氏度,这个温度的人体会释放出10um特定波长的红外线,而本设计中用到的被动式红外检测传感器正是利用了这一点,靠检测人体释放出的10um特定波长红外线来工作的。
在基尔霍夫定律中指出,在一定的温度下,在到达热平衡时,任何物体此时的辐射量和吸收量成正比例,这便是说实时的发射率与吸收率是相等的。
发射率是一个物体发射热辐射的能力。
现在所说的热辐射本领都与黑体的热辐射本领相比较而得知的,这里提到的黑体是辐射本领最大的,与黑体辐射的比例系数就是发射率,黑体的发射率都等于1,所以任何物体的辐射率总是小于1,一般人的辐射能量与310K绝对温度下的黑体的辐射能力相似。
某个人的辐射率是这个数字表示这个人辐射能力很高,很接近黑体。
红外信号检测原理从原理上来讲,传感器外的任何发热物体都是会产生红外线,本设计中的热释电人体红外传感器就是这样,对于自身之外的温度变化都会体现在自身敏感单元上,并且很灵活。
外部温度的变化体现在敏感单元,敏感单元将这种温度的变化转换为电信号。
周围环境与传感器自身的温度变化都是有自身内在构成的部分决定了它不产生电信号,所以没有向外输出信号,对于低频效应传感器,它的频率通常是在~10Hz这个区间,对5~15um这个区间波长的红外线的响应决定了,传感器只对外界的温度变化而敏感,这种变化就是人体移动所导致的敏感的。
可以说,传感器只对人体的运动才敏感,而对静止和移动很慢的人体没有反应。
信号采集处理模块 3 传感器与检测技术课程设计VCC1p521HeaderC810μμf22n+22n47kU1 P10R31kR4R6+C547kR13R5220kIμf1K1 2345678A V0RR1RC1RC2RR2VSSVRF/ RESERTBISS0011OUT1DN-1IN+2DN-2 OUTVDDIBVC161514131211109R2R71M+C31MR9RES2R1210μfC522nR101M R83kC422n 图2-3信号处理模块图2-4实物图本电路是将人体辐射的红外线转变为电信号。
热释红外感应2脚输入到前置放大器OP1进行放大,然后C4耦合给运算放大器OP2进行第二级放大。
再经过电压比较器COP1和COP2构成双向鉴幅器处理后,检出有效触发信号去启动延时时间定时器输出信号在经过R3进入单片机部分进行处理。
延时周期可通过R12来调节输出,在延时时间内只要Vs发生上跳变,V o就会从Vs上跳变时刻起继续延长一个周期,而电路中的电容为了能够更好的控制了芯片内的定时器,若Vs一直保持为高电平,这样就可以通过P13传输到单片机内进行下一步处理。
而根据不同的距离要求来调节R13,最大可以调节到7米左右。