❶ 直流電機速度單閉環調速系統設計及模擬 運動控制系統
士皓兄別來無恙，課程設計跟我們的差不多嘛！交直流調速挺難的哦
❷ 求一篇3000字的實驗報告。實驗題目：應用感測器設計電子秤
隨著技術的進步,由稱重感測器製作的電子衡器已廣泛地應用到各行各業,實現了對物料的快速、准確的稱量，特別是隨著微處理機的出現，工業生產過程自動化程度化的不斷提高，稱重感測器已成為過程式控制制中的一種必需的裝置，從以前不能稱重的大型罐、料斗等重量計測以及吊車秤、汽車秤等計測控制，到混合分配多種原料的配料系統、生產工藝中的自動檢測和粉粒體進料量控制等，都應用了稱重感測器，目前，稱重感測器幾乎運用到了所有的稱重領域。
1．高速定量分裝系統
本系統由微機控制稱重感測器的稱重和比較，並輸出控制信號，執行定值稱量，控制外部給料系統的運轉，實行自動稱量和快速分裝的任務。
系統採用MCS-51單片機和V/F電壓頻率變換器等電子器件，其硬體電路框圖如圖1所示，用8031作為中央處理器，BCD拔碼盤作為定值設定輸入器，物料裝在料斗里，其重量使感測器彈性體發生變形，輸出與重量成正比的電信號，感測器輸出信號經放大器放大後，輸入V/F轉換器進行A/D轉換，轉換成的頻率信號直接送入8031微處理器中，其數字量由微機進行處理。微機一方面把物重的瞬時數字量送入顯示電路，顯示出瞬時物重，另一方面則進行稱重比較，開啟和關閉加料口、放料於箱中等一系列的稱重定值控制。
在整個定值分裝控制系統中，稱重感測器是影響電子秤測量精度的關鍵部件，選用GYL-3應變式稱重測力感測器。四片電阻應變片構成全橋橋路，在所加橋壓U不變的情況下，感測器輸出信號與作用在感測器上的重力和供橋橋壓成正比，而且，供橋橋壓U的變化直接影響電子稱的測量精度，所以要求橋壓很穩定。毫伏級的感測器輸出經放大後，變成了0-10V的電壓信號輸出，送入V/F變換器進行A/D轉換，其輸出端輸出的頻率信號加到單片機8031定時器1的計數、輸入端T1上。在微機內部由定時器0作計數定時，定時器0的定時時間由要求的A/D轉換分辯率設定。
定時器1的計數值反映了測量電壓大小即物料的重量。在顯示的同時，計算機還根據設定值與測量值進行定值判斷。測量值與給定值進行比較，取差值提供PID運算，當重量不足，則繼續送料和顯示測量值。一旦重量相等或大於給定值，控制介面輸出控制信號，控制外部給料設備停止送料，顯示測量終值，然後發出回答令，表示該袋裝料結束，可進行下袋的裝料稱重。
圖2所示為自動稱重和裝料裝置。每個裝料的箱子或袋子沿傳送帶運動，直到裝有料的電子稱下面，傳送帶停止運動，電磁線圈2通電，電子稱料斗翻轉，使料全部倒入箱子或袋子中，當料倒完，傳送帶馬達再次通電，將裝滿料的箱子或袋子移出，並保護傳送帶繼續運行，直到下一次空袋或空箱切斷光電感測器的光源，與此同時，電子稱料箱復位，電磁線圈1通電，漏斗給電子秤自動加料，重量由微機控制，當電子秤中的料與給定值相等時，電磁線圈1斷電，彈簧力使漏斗門關上。裝料系統開始下一個裝料的循環。當漏斗中的料和傳送帶上的箱子足夠多時，這個過程可以持續不斷地進行下去。必要時，＊作人員可以隨時停止傳送帶，通過拔碼盤輸入不同的給定值，然後再啟動，即可改變箱或袋中的重量。
本系統選用不同的感測器，改變稱重范圍，則可以用到水泥、食糖、麵粉加工等行業的自動包裝中。
2．感測器在商用電子秤中的應用
目前，商用電子計價秤的使用非常普及，逐漸會取代傳統的桿稱和機械案秤。電子計價秤在秤台結構上有一個顯著的特點：一個相當大的秤台，只在中間裝置一個專門設計的感測器來承擔物料的全部重
量，如圖3所示。常用的電子計價秤感測器的結構如圖4所示，其中圖4（a）為雙連橢圓孔彈性體，秤盤用懸臂梁端部上平面的兩個螺孔緊固；圖4（b）為梅花型四連孔彈性體，秤盤用懸臂梁端部側面的三個螺孔堅固，中間支桿上粘貼補償用的應變片。這兩種形式的感測器，在計價秤中用得最多。圖4（c）為三梁式彎曲彈性體，采樣彎曲應力，對重量反應敏感，宜用來製作小稱量計價秤。圖4（d）為三梁式剪切彈性體，采樣中間敏感梁的剪切應力，宜用來製作幾百公斤稱量范圍計價秤。
用這些復梁型高精度感測器來支承一個大的稱重平台，被稱重物又可能放置在任何稱台的任意位置上，必然會產生四角示值誤差，對圖4（a），（b）兩種結構形式的感測器，可通過銼磨的形式進行角差修正。對圖4(c)，(d)，它有上下兩根局部削弱的柔性輔助梁，使感測器對側向力、橫向力和扭轉力矩具有很強的抵抗能力，可以通過銼磨輔助梁的柔性部位來調整感測器的靈敏系數和四角誤差。圖5為一種商用電子計價秤的電路框圖。感測器採用的是圖4（b）所示的梅花型四連孔結構，該秤具有置零、自動清除單價、零位自動跟蹤、自動去皮、次數累計和金額累計、列印輸出等功能，7段綠色熒光數碼管顯示，使用十分方便。
採用CHBL3型號S型雙連孔彈性體稱重感測器製作的攜帶型家用電子手提秤的原理圖，由稱重感測器、放大電路、A/D轉換和液晶顯示四部分組成。圖中，E為9V的疊層電池，R1-R4是稱重感測器的4個電阻應變片，R5、R6與W1組成零點調整電路。當載荷為零時，調節RW1使液晶顯示屏顯示為零。A1，A2為雙運放集成電路LM358中的兩個單元電路，組成了一個對稱的同相放大器，A/D轉換器採用ICL7106雙積分型A/D轉換器，液晶顯示採用3 1/2液晶顯示片。該電子秤精度高，簡單實用，攜帶方便。
稱重感測器是一種高精度的感測器，必須按規定的規格使用。若不按規定的規格使用，不僅不能發揮稱重的作用，而且容易損壞，尤其是絕對不準超過負荷安全值使用。
對於因溫度變化對橋接零點和輸出，靈敏度的影響，即使採用同一批應變片，也會因應變片之間稍有溫度特性之差而引起誤差，所以對要求精度較高的感測器，必須進行溫度補償，解決的方法是在被粘貼的基片上採用適當溫度系數的自動補償片，並從外部對它加以適當的補償。
非線性誤差是感測器特性中最重要的一點。產生非線性誤差的原因很多，一般來說主要是由結構設計決定，通過線性補償，也可得到改善。
滯後和蠕變是關於應變片及粘合劑的誤差。由於粘合劑為高分子材料，其特性隨溫度變化較大，所以稱重感測器必須在規定的溫度范圍內使用。
在露天下使用感測器，還應考慮陽光直射產生的溫度影響和風壓的影響。
❸ 大學生plc實訓報告範文(2)
實訓二 交通燈控制實驗
一、實訓目的：
設計交通燈控制系統。
二、實訓要求：
1.能夠實現總停止和總啟動;
2.紅燈亮燈時間為25s，綠的為20s，黃燈閃爍5s; 3.在觸摸屏上顯示各個燈的倒計時間。
三、實訓內容：
編輯觸摸屏人機界面，通過觸摸屏實現交通燈的啟動和停止，利用觸摸屏實現交通燈的實時監控，並在觸摸屏上顯示各路口的亮燈時間。
四、實驗設備
1、安裝了STEP7-Micro/WIN4.0編程軟體的計算機一台。
2、PC/PPI編程電纜一根。 3、鎖緊導線若干。 4、24V直流電源一個。 5、WEINVIEW觸摸屏一個。 6、安裝工具一套。
7、萬用表一個。
8、觸摸屏與PLC通訊電纜一根。
五、實現方法：
根據實訓課題要求，編程思路如下：
1、首先用觸點M1.1和M1.2分別控制中間繼電器M0.1的得電和失電，按動M1.1，M0.1得電，觸點M0.1閉合，計時器T37啟動，Q2.0、Q2.3得電，南北紅燈、東西綠燈點亮;
2、20S後，T37動作，T38啟動，同時Q2.3失電Q2.4得電，即東西綠燈熄滅，東西黃燈點亮;
3、0.5S後，T38動作，T39啟動，同時Q2.4失電，東西黃燈熄滅;
4、0.5S後，T39斷開，T38斷開，Q2.4得電，東西黃燈點亮，T39又閉合，T38重新啟動，同時計數器C0加一(振盪電路);
5、當計數器C0計到5(東西黃燈閃爍5S)時，觸點C0動作，T37，T38清零，T40啟動，Q2.0失電，Q2.5、Q2.1得電，即南北紅燈熄滅，南北綠燈和東西紅燈點亮;
6、此後東西黃燈閃爍過程與上述相同，當計數器C1計滿5次時，觸點C1閉合，C0和C1同時清零，觸點C0和C1復位，進入下一個循環過程;
7、整個過程中，利用定時器T34 和減法計數器C2、C3，每一秒減一次，並顯示在觸摸屏上，並利用傳送指令，在每個燈點亮時將其倒計時的初值傳送給相應的計數器，從而實現倒計時功能;
8、按動M1.2，M0.1失電，觸點M0.1復位，程序內所有觸點均復位，輸出均失電，交通燈停止。
五、實訓結果：
1)交通燈控制界面：
通過觸摸屏上啟動、停止按鈕來實現對交通信號燈的控制，時間框顯示各個路口信號燈的亮燈倒計時間。
2)交通燈控製程序：
實訓三 運動小車的多段速控制實驗
一、實訓目的：
設計小車的多段速控制系統。
二、實訓要求：
小車初始位置在左邊，限位開關2為OFF。
限位開關2
限位開關1限位開關
自動過程：
1.按下啟動按鈕，小車以50HZ的速度向右運行。
2.碰到限位開關1，小車以30HZ的速度向右運行。
3.碰到限位開關0後，小車停止8s，然後以40HZ的速度向左運行。 4.再次碰到限位開關1後，小車以20HZ速度向左運行。 5.碰到限位開關2後，小車停止5s後，重復上述過程。 要求：運行過程中可以隨時停止;帶有復位功能。
手動過程：
1、按下步進按鈕，小車以50Hz的速度向右運行，到達限位開關1後停止;
2、再次按下前進按鈕，小車以30Hz的速度向右運行，到達限位開關0後停止，再次按前進按鈕無效;
3、按下後退按鈕，小車以50Hz的速度向左運行，觸碰限位開關1後停止;
4、再次按下後退按鈕，小車以30Hz的速度向左運行，觸碰限位開關2後停止，再次按後退無效。
要求：小車可以隨時停止。
三、實訓內容：
通過觸摸屏，PLC實現小車的手動、自動控制。
四、實驗設備
1、安裝了WTEP7-Micro/WIN4.0編程軟體的計算機一台。 2、PC/PPI編程電纜一根。 3、鎖緊導線若干。 4、24V直流電源一個。
5、24V信號燈6個(紅燈、黃燈、綠燈各兩個) 6、WEINVIEW觸摸屏一個。 7、安裝工具一套。 8、萬用表一個。 9、台達變頻器一個。
10、三相非同步電動機一個。
11、觸摸屏與PLC通訊電纜一根。
五、實現方法：
根據實訓課題要求，編程思路如下： 自動過程：
1、首先用觸點M2.0和M2.1分別控制中間繼電器M0.3的得電和失電，按動M2.0，M0.3得電，觸點M0.3閉合，輸出Q1.2和Q1.6得電，電機正轉、頻率為50HZ;
2、到達限位開關1(按動M4.0)，M0.4得電，觸點M0.4動作，Q1.5得電，Q1.6失電，電機正轉、30HZ;
3、到達限位開關0(按動M5.0)，M0.5得電，T37啟動，觸點M0.5動作，M0.4、Q1.2、Q1.5失電，電機停轉;
4、8S後，T37動作又復位，M0.5失電、M0.6得電，相應地M0.5復位、M0.6動作，Q1.2、Q1.3、Q1.4、Q1.5得電，電機反轉，頻率為40HZ;
5、到達反向限位開關1(按動M4.0)時，M0.7得電，觸點M0.7動作，Q1.5失電，電機反轉，頻率為20HZ;
6、到達反向限位開關2(按動M8.0)時，M3.0得電，T38啟動，M3.0動作，Q1.2、Q1.3、Q1.4失電，電機停轉;
7、5S後，T38動作又復位，T38清零，M3.0失電，觸點M3.0復位，電機重新正轉、頻率為50HZ，如此循環下去;
8、按動M2.1，M0.3失電，M0.3斷開，所有輸出均失電;
9、按動M2.3，計數器C1計1，觸點C1閉合，此時為手動狀態;按動M2.4，C1清零，觸點C1斷開，此時為自動狀態。
手動過程;
執行上述自動過程一個周期後，長按M8.1和M8.3，電機分別以30HZ正轉和反轉。
I/O表：
五、實訓結果：
1)運動小車的多段速控制界面：
觸摸屏上的“啟動”和“停止”按鈕分別控制小車多段速運動的總過程的啟動和停止，手動和自動按鈕用於自動過程和手動過程的切換，當系統處於手動狀態時，小車自動運行一個周期後停止運行，可通過“手動前進”和“手動後退”兩按鈕手動使小車以30HZ前進和後退。
2)運動小車的多段速控製程序：
實訓心得
本次PLC專業綜合實訓已接近尾聲了，在這一個月的時間里，我完滿地完成了實訓課題，並取得了較為理想的實驗結果。在這期間，雖然遇到了一些困難，但通過老師和學長的指導和與同學的交流，以及查閱相關資料，從剛開始的迷茫到慢慢地有了清晰的思路並動手設計、操作，從而順利地完成了這次綜合實訓。
通過這次綜合實訓，我學到了很多東西。我不僅了解了PLC的主要功能和特點，充分感受到了PLC功能的強大，也學習到了PLC程序的簡單編寫和調試，加深了對PLC相關基本知識和軟體編程方法的理解和掌握，而且學習了利用EB8000軟體製作觸摸屏界面，並把軟體與硬體相結合起來，強化了自己原有的知識體系，擴展了思維，還提高了動手實踐和獨立思考的能力，培養了創新精神。在這次實訓中，我意識到自己掌握的知識還不足，某些方面的能力還是不夠。這也讓我再次認識到知識的重要性，活到老，學到老，只有不斷的充實自己、完善自己的知識理論體系，才能夠更好的勝任自己以後的工作。這次專業綜合實訓為我們以後的深入學習和在工作中的應用打下了良好的基礎，我將從中吸取經驗教訓，找到自己的不足，從而進一步提高自己。
院(系):機電工程學院 專業班級:12級機械設計5班 學 號: 指導教師:
目錄
實訓項目一：機械手動作的模擬 實訓項目二：十字路口交通燈控制 實訓項目三：多層電梯控制系統的設計
實訓項目一 機械手動作的模擬
一、實訓目的:
利用順序控制指令實現機械手動作的模擬。 二、實驗設備:
THPLC-A可編程式控制制實驗裝置。 三、實驗內容:
本實驗是將工件由A處傳送到B處的機械手，當某個電磁閥線圈通電，就一直保持現有的機械動作，例如一旦下降的電磁閥線圈通電，機械手下降，即使線圈再斷電，仍保持現有的下降動作狀態，直到相反方向的線圈通電為止。它的工作過程如圖所示，有八個動作，即為：
四、實驗報告
:
2.畫出外部接線圖:
SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SB2
YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 HL
24V
3.用基本指令、順空指令、應用指令編程:
0 1 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 16 17 18 21 22 24 25 26 27 29 30 31 32 34 35 36 37 39 40 41 44 45 47 48 49 50 52 53 54 55 56 57 59 60 61 63 64
LD SET STL LD AND OUT ANI AND SET STL OUT LD SET STL SET OUT LD SET STL OUT LD SET STL OUT LD SET STL OUT LD SET STL RST OUT LD SET STL OUT LD SET STL OUT LD OUT RST OUT LD AND OUT RET END
M8002 S0 S0 X002 X004 Y005 Y001 X000 S20 S20 Y000 X001 S21 S21 Y001 T0 T0 S22 S22 Y002 X002 S23 S23 Y003 X003 S24 S24 Y000 X001 S25 S25 Y001 T1 T1 S26 S26 Y002 X002 S27 S27 Y004 X004 Y005 Y005 S0 X004 X006 S20
K30
K20
五、實驗注意事項:
1.根據狀態轉移圖寫出PLC機械手控制系統步進梯形圖 2.根據狀態轉移圖描述機械手的運行步驟
機械手的運行步驟為：
啟動開關，機械手由原位向下運動，上限位開關斷開，到達下限位開關，執行夾緊動作;下限位開關閉合，機械手上行，到達上限位開關;機械手右移，左限位開關斷開，到達右限位開關，機械手下行，到達下限位開關，執行放鬆動作;機械手上行，到達上限位開關，然後左行，返回原點，一次循環結束。
3.將程序寫入PLC，觀察現象，寫出心得體會。
六、實驗心得體會:
實訓項目二
十字路口交通燈控制
在十字路口交通燈單元完成本實驗。
一、實驗目的
熟練使用基本指令，根據控制要求，掌握PLC的編程方法和程序調試方法，了解使用PLC解決一個實際問題。 二、實驗說明
信號燈受一個啟動開關控制，當啟動開關接通時，信號燈系統開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當啟動開關斷開時，所有信號燈都熄滅;南北紅燈亮維持25秒，在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，並維持20秒;到20秒時，東西綠燈閃亮，閃亮3秒後熄滅。在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮，並維持2秒。到2秒時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時，南北紅燈熄滅，綠燈亮,東西紅燈亮維持25秒。南北綠燈亮維持20秒，然後閃亮3秒後熄滅。同時南北黃燈亮，維持2秒後熄滅，這時南北紅燈亮，東西綠燈亮。周而復始。 三、實驗面板圖
四、實驗步驟 1.輸入輸出表：
2.打開主機電源將程序下載到主機中。 3.啟動並運行程序觀察實驗現象。
五、實驗報告 1、畫出外部接線圖：
G
Y R G Y R
24V
2、寫出實驗程序：
0 LD 1 SET 3 STL 4 LD 5 SET 7 SET 9 STL 10 OUT 11 OUT 14 LD 15 SET 17 STL 18 OUT 21 LD 22 OUT 23 LD 24 SET 26 STL 27 OUT 28 OUT 31 LD 32 SET 34 STL 35 OUT 36 OUT 39 STL 40 OUT 41 OUT 44 LD 45 SET 47 STL 48 OUT 49 OUT 52 LD 53 SET 55 STL 56 OUT 59 LD 60 OUT 61 LD 62 SET 64 STL 65 OUT 66 OUT 69 STL 70 STL 71 LD 72 OUT 74 RET 75
END
M8002 S0 S0 X000 S21 S31 S21 Y000 T0 T0 S22 S22 T1 M8013 Y000 T1 S23 S23 Y001 T2 T2 S24 S24 Y002 T3 S31 Y006 T4 T4 S32 S32 Y004 T5 T5 S33 S33 T6 M8013 Y004 T6 S34 S34 Y005 T7 S24 S34 T7 S0
K200
K30
K20
K250
K250
K200
K30
K20
3.畫出梯形圖
六、實驗心得體會:
實訓項目三 電梯控制系統設計
一、實訓目的:
1、通過對工程實例的模擬，熟練地掌握PLC的編程和程序調試方法。 2、進一步熟悉PLC的I/O連接。
3、熟悉三層樓電梯採用轎廂外按鈕控制的編程方法。 二、實訓設備:
THPLC-A可編程式控制制實驗裝置。
三、實訓內容:
電梯由安裝在各樓層廳門口的上升和下降呼叫按鈕進行呼叫操縱，其操縱內容為電梯運行方向。電梯轎箱內設有樓層內選按鈕S1～S3，用以選擇需停靠的樓層。L1為一層指示、L2為二層指示、L3為三層指示，SQ1～SQ3為到位行程開關。電梯上升途中只響應上升呼叫，下降途中只響應下降呼叫，任何反方向的呼叫均無效。例如，電梯停在一層，在二層轎箱外呼叫時，必須按二層上升
呼叫按鈕，電梯才響應呼叫(從一層運行到二層)，按二層下降呼叫按鈕無效;反之，若電梯停在三層，在二層轎箱外呼叫時，必須按二層下降呼叫按鈕，電梯才響應呼叫(從三層運行到二層)，按二層上升呼叫按鈕無效。
四、實驗報告:
1.分配輸入輸出地址，畫出分配表：
2.畫出外部接線圖:
S2 S1 U2
S3 L3 L2
L1 UP
SL3 SL2 SL1
24V
3.用基本指令、順空指令、應用指令編程: 2)程序思路設計;
1 SET 2 LD 3 SET 4 LD 5 SET 6 LD 7 SET 8 LD 9 SET 10 LD 11 SET 12 LD 13 SET 14 LD 15 SET 16 LD 17 AND 18 SET 19 RST 20 LD 21 RST 22 RST 23 OUT 26 AND 27 LD 28 OR 29 OR 30 OR 31 OR 32 ANB 33 SET 34 RST 35 LD 36 MPS 37 AND 38 LD 39 OR 40 LD 41 ANI 42 ANI 43 ORB 44 ANB
45 SET 46 RST 47 MPP 48 AND 49 SET 50 RST 51 LD 52 RST 53 RST 54 OUT 57 AND 58 MPS 59 LD 60 OR 61 ANB 62 SET 63 RST 64 MPP 65 ANI 66 ANI 67 LD 68 OR 69 ANB 70 SET 71 RST 72 LD 73 RST 74 RST 75 OUT 78 AND 79 LD 80 OR 81 OR 82 OR 83 OR 84 ANB 85 SET 86 RST
M1 X007 M2 X003 M11 X002 M12 X001 M13 X005 M22 X004 M23 M22 M40 M40 X010 M41 M40 M41 M1 M11 T1 T1 M2 M12 M13 M22 M23
M42 M41 M42
X011 M12 M2 M22 M13 M23
M43 M42
X012 M45 M42 M43 M2 M12 T2 T2
M13 M23
M42 M43
M13 M23 M11 M1
M46 M43 M45 M23 M13 T3 T3 M2 M12 M11 M22 M1
M46 M45
K50
K50
K50
87 LD M46
88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141
MPS AND LD OR LD ANI ANI ORB ANB SET RST MPP AND SET RST LD RST RST OUT AND MPS LD OR ANB SET RST MPP ANI ANI LD OR ANB SET RST LD OUT LD OR OUT LD OUT LD OUT LD OUT LD OUT LD OUT LD OUT END
X011 M12 M22 M2 M11 M1 M47 M46
K50
X010 M41 M46 M47 M22 M12 T4 T4
M1 M11
M46 M47
M11 M1 M13 M23
M42 M47 M41 Y002 M43 M47 Y001 M45 Y000 M11 Y007 M12 Y006 M13 Y005 M42 Y004 M46 Y003
五、實驗注意事項:
1. 按照外部接線圖正確連接電路。
2. 在程序寫入THPLC-A可編程式控制制實驗裝置時，注意控制器要處在run指示燈熄滅的狀態。
3. 如果用梯形圖進行編程時必須進行變換後才能寫入控制器。
4. 在使用完實驗設備後要將實驗設備整理歸位，為其他同學做實驗提供方便，同時要注意保持實驗室衛生。
六、實驗心得體會：
❹ 華科電磁裝置設計原理作業怎麼做
從近幾年的高考來看，理綜卷對物理實驗的考察，已成為高考的熱門題目。所考察的內容也並非教材中已成型實驗，而是以所掌握的實驗原理、技能自行設計為主。它要求學生能明確實驗目的，理解實驗原理，控制實驗條件；會運用已學過的實驗方法；會正確使用實驗中用過的儀器；會觀察、分析實驗現象，處理實驗數據，並得出結論。
設計性實驗是近幾年高考熱點也是得分難點。鑒於此，對物理實驗的復習，提出以下看法：
一是基本儀器的使用仍是實驗復習的基礎。
不管上一年度有無考到儀器的使用，我們對常用的物理儀器要熟練運用，這是實驗的基礎，是實驗的工具，任何時侯都不過時。在這方面花些時間是必需的。常見的有十三種儀器，這十三種儀器是刻度尺、游標卡尺、螺旋測微器、天平、秒錶、打點計時器、彈簧稱、溫度計、電流表、電壓表、多用電表、滑動變阻器、電阻箱等等。這些工具的使用每本復慣用書上都有很詳細的說明，本文不再多言。
二要從多種視角重新審視和組合實驗板塊。
在物理實驗總復習中，我們不應孤立地看待一個個實驗，而應該從這些實驗的原理、步驟、數據採集與處理方式的異同上，給這些實驗分門別類，從而組成不同的實驗板塊。平時我們已經自覺或不自覺地把實驗分成力學實驗板塊、電學實驗板塊、熱學實驗板塊、光學實驗板塊。但這樣的處理只是簡單地重復了物理課本知識的體系，大多數情況下也是為了講解的方便，沒有多大的創意，對於學生思維的開發和對實驗的科學思維方式的培養顯得很不夠的。在此，我認為我們要在這些實驗的組合板塊中挖掘一些功能，培養學生一種實驗的常規意識，比如對於力學板塊，這是由驗證力的合成與分解、打點計時器的使用和測勻變速直線運動加速度、驗證機械能守恆定律、驗證牛頓第二定律、驗證動量守恆定律等實驗組成的一個大的實驗板塊。
我們還可以把視野再擴大一些，以各種角度重新組合新的實驗板塊，比如按測量型與驗證型可把實驗分成兩大板塊，按能進行圖像處理數據和不能用圖像處理數據又可以把實驗分成兩大板塊。我們可以提示學生這樣劃分板塊，但把一個具體實驗歸類於哪個板塊，這要學生自已思考，比如說用圖像法處理數據，學生們熟悉的是驗證牛頓第二定律和測定電池電動勢和內電阻的實驗，不過畫出的圖形必須是直線，否則不好處理。這給予學生們思考的空間，其實還有許多實驗也是可以這樣處理的，它們都可以歸類於用圖像法處理數據，比如用單擺測重力加速度的實驗，我們測的是周期T和擺長L，再由公式來計算，書本上採用的是多測幾組再求平均值法，現在我們可以以L和T2/4л2為坐標軸，用測得的數據放入描點，畫直線求斜率即是g。
高中物理實驗復習
一、 基本儀器的使用
游標卡尺
設計原理：游標尺上n個刻度的總長度與主尺上（n-1）個刻度的總長度相等，如果游標尺的最小刻度的長為x，相應主尺上的每個最小刻度的長為y，則有nx=(n-1)y,由此式可得游標尺與主尺兩者最小刻度長度的差為k=y-x=y/n，我們把k叫做游標卡尺的精確度。其值由游標尺的刻度數和主尺上的歸小刻度長度y決定。
讀數原理：①先讀整數部分：整數部分由主尺上讀得，即游標尺零刻度線在主尺的多少毫米刻度線的右邊，該毫米刻度值就是應讀得的以毫米為單位的整數部分L
②再讀小數部分：小數部分由游尺上第幾條刻度線與主尺上某一刻度線對齊後讀出，即游標卡尺的准確度k×n=讀出的小數部分（可記為通式k×n）
③測量值為上述兩部分讀數之和，並按有效數字規則記錄，通用公式可寫為s=L+k×n
習題
例1：用一10分度的游標卡尺測量一長度為6.8mm的物體，則游標的哪個刻度與主尺的哪個刻度對齊？14mm處
1、游標有20個刻度的游標卡尺游標總長等於19毫米，它的測量精度是多少？測量時如游標的零刻度在尺身的2．4厘米和2．5厘米之間，游標的第16條刻度線與尺身對齊，測量的結果是多少？
彈簧秤
使用彈簧秤的注意事項：
① 根據被測力的大小選擇彈簧秤的量程，不能超量程測量，否則會損壞彈簧秤
② 使用前要檢查彈簧秤的指針是否指到零位置，如果不指零，就需要調節器零
③ 被測力的方向應與彈簧秤軸線方向一致
④ 讀數時應正對平視。一次測量的時間不宜過長，以免彈簧疲勞
⑤ 彈簧、指針、拉桿都不能與刻度板末端的限位卡發生摩擦
⑥ 讀數時，除讀出彈簧秤上最小刻度所表示的數值，還要估讀一位。
秒錶
使用注意事項：使用秒錶前應檢查秒錶指針是否與零點對齊，如果不能對齊，應記下此時秒針所指示的數值，並對讀數作修正； 測量完畢，應讓秒錶繼續走動，使發條完全放鬆，釋放彈性勢能，使發條恢復到鬆弛狀態。
二、測定性實驗
測定勻變速直線運動的加速度
由紙帶求物體運動加速度的方法：
a.逐差法：s4-s1＝s5-s2＝s6-s3＝…＝3aT2，分別求出a1＝(s4-s1)/3T2,a2＝(s5-s2)/3T2,a3＝(s6-s3)/3T2,再算出a1、a2、a3的平均值，即為物體運動的加速度.
b.v—t圖像法：先根據vn＝(sn+sn+1)/2T求出打第n個點時紙帶的瞬時速度，作出v—t圖像，圖線的斜率即為物體運動的加速度
習題：
1、在「測定勻變速直線運動的加速度」實驗中，下列方法中有助於減小實驗誤差的是（ACD ）
A 選取記數點，把每打5個點的時間間隔作為一個時間單位
B 使小車運動的加速度盡量小些
C 捨去紙帶上開始時密集的點，只得用點跡清晰、點間間隔適當的那一部分進行測量、計算
D 適當增加掛在細繩下鉤碼的個數
2、在研究勻變速直線運動的實驗中，算出小車經各計數點的瞬時的速度如下：
計數點序號 1 2 3 4 5 6
計數點對應的時刻(s) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
通過計數點的速度(cm/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
(1)為了計算加速度，合理的方法是( C )
A 根據任意兩計數點的速度公式，用a＝Δv/Δt算加速度.
B 根據實驗數據畫出v-t圖，量出其傾角，由公式a＝tgα求加速度.
C 根據實驗數據畫出v-t圖，由圖上相距較遠的兩點，由a＝Δv/Δt求a.
D依次算出通過連續兩計數點間的加速度，算出其平均值作小車的加速度.
(2)由上表中給出的數據，用作圖法求其加速度
3、在研究勻變速直線運動的實驗中，如圖2一22所示，為一次記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的記數點，相鄰記數點間的時間間隔T=0.1s。
（1）根據_ΔS=恆量_可判定小車做勻加速直線運動。
（2）根據_ _______計算各點的瞬時速度，且VA= 0.53m/s ，VB=0.88m/s ，VC =1.23m/s，VD=1.53m/s，VE=1.93m/s 。
（3）在圖2一23所示的坐標中作出小車的v一t，圖線，並根據圖線求出a=_3.5m/s2____。
4）將圖線延長與縱軸相交，交點的速度是_0.53m/s_，此速度的物理意義是__VA_____。
用單擺測定重力加速度
實驗注意事項：
①擺線要用細而輕且不可伸長的1m左右的線製成.
②擺球要用密度大的實心球.
③測擺長時應使擺自然下垂，測懸點到球心間的距離.
④單擺擺動時應使擺線在同一平面內且擺角小於10°.
⑤測周期時，應從擺球經平衡位置時開始計時，要測30或50次全振動時間，取平均值計算
習題
4、用單擺測重力加速度的實驗中，用的擺球密度不均勻，無法確定重心位置.第一次量得懸線長L1(不計半徑)，測得周期為T1；第二次測得懸線長為L2周期為T2，根據上述數據，g值應為( B )
A. 4π2（L1+L2）/（T12+T22） B. 4π2（L1-L2）/（T12-T22）
C. 4π2 /T1T2 D.無法計算
5、兩名同學在分析用單擺測重力加速度時由於擺球受空氣阻力而對單擺周期產生影響問題時，甲同學說：空氣對擺球的浮力與重力方向相反，浮力對擺球作用相當於重力加速度變小，因此振動周期變大.乙同學說：浮力對擺球的影響好像用一個輕一些的擺球做實驗，單擺振動周期與擺球質量無關，因此振動周期不變，試分析這兩種說法的正誤.
解析：如圖甲所示，無空氣浮力時，擺球做簡諧振動的回復力是重力的切向分量G1，F回=mg?sinθ，θ是擺角.
有空氣浮力時，如圖乙所示，設擺球受重力和浮力的合力F=mg-F?浮，方向豎直向下，這時擺球做簡諧振動的回復力是F的切向分量F1，
F′回=F1=F?sinθ=(mg-F浮)?sinθ
F′回=m(g- )?sinθ=mg′?sinθ，g′=g-
這時擺球的質量不變，回復力減小，相當於重力加速度減小，周期增大，甲同學說得對.
乙同學說法的錯誤在於沒有正確理解周期與擺球質量無關的特點，單擺周期與質量無關的原因是：回復力F回=mg?sinθ，F回與質量m成正比.回復力F?回產生的指向平衡位置的加速度.
a= =g?sinθ與質量無關，所以周期與m無關.有浮力時F回′=(mg-F浮)?sinθ
a′=(g- )?sinθ,顯見a′＜a
所以T增大.單擺振動周期與質量無關也可以從F回=-k?x,k是回復系數，而簡諧振動周期T=2π ,代入k討論得出.
二、 驗證性實驗
驗證力的平行四邊形定則
注意：
1、在本實驗中，以橡皮條的伸長（結點到達某一位置）來衡量力的作用效果，因此，在同一次實驗中應使兩種情況下結點達到同一位置。
2、實驗前，首先檢查彈簧秤的零點是否正確，實驗中，彈簧秤必須保持與木板平等，使用時不能超過彈性限度，讀數時眼睛一定要正對刻度，讀到最小刻度的下一位。
3、畫力的圖示時，標度的稱取應恰當，嚴格按幾何作圖法求合力
習題
6、 如圖所示為驗證力的平行四邊形法則的實驗裝置示意圖，通過細線用兩個互成角度的測力計拉橡皮條使結點移到某一位置O.此時需要記下：
(1) ；
(2) ；
(3) ；
然後，只用一個測力計再把橡皮條拉長，使結點到達位置 .再記下
(4) ；
(5) ；
(6)實驗中，應使各拉力方向位於 同一平面 ，且與木板平面 平行 。
驗證機械能守恆定律
注意：
(1)安裝打點計時器時，必須使穿紙帶的兩個限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力.
(2)接通電源前，穿過打點計時器的紙帶應平展不捲曲，提紙帶的手必須拿穩紙帶，並使紙帶保持豎直，從而不致人為地增大摩擦阻力，導致機械能損耗.
(3)實驗時，必須先接通電源，讓打點計時器工作正常後才能松開紙帶讓垂錘下落，從而使紙帶下落的初速度為零，並且紙帶上打出的第一個點是清晰的一個小點.
(4)選用紙帶應盡量挑選第1、2兩點間的距離接近2mm的紙帶，以保讓打第一個點時紙帶的速度為零.
(5)測量下落高度時，都必須從起點算起，不能搞錯，選取的各個計數點要離起始點適當遠一些，以減小測量高度h值的相對誤差.
(6)因驗證的是ghn,是否等於Vn2/2，不需要知道動能的具體數值，故無需測量重錘的質量m.
實驗誤差
由於重物和紙帶在下落過程中要克服阻力(主要是打點紙帶所受的阻力)做功，所以勢能的減小量△Ep稍大於動能的增加量△Ek.
習題
7、 在驗證機械能守恆定律的實驗中，有同學按以下步驟進行實驗操作：
A.用天平稱出重錘和夾子的質量；
B.固定好打點計時器，將連著重錘的紙帶穿過限位孔，用手提住，且讓手盡量靠近打點計時器；
C.松開紙帶，接通電源，開始打點.並如此重復多次，以得到幾條打點紙帶；
D.取下紙帶，挑選點跡清晰的紙帶，記下起始點O，在距離O點較近處選擇幾個連續計數點(或計時點)，並計算出各點的速度值；
E.測出各點到O點的距離，即得到重錘下落高度；
F.計算出mghn和 mυ2n/2，看兩者是否相等.
在以上步驟中，不必要的步驟是 A ；有錯誤或不妥的步驟是 BCDF (填寫代表字母)；更正情況是① B中「讓手盡量靠近」應改為「讓重錘盡量靠近打點計時器」 ，② C中應先接通電源，後松開紙帶 ，③ D中應將「距離O點較近處」改為「距離O點較遠處」 ，④ F中應改為「ghn和υ2n/2」
8、在利用重錘自由下落「驗證機械能守恆定律」的實驗中，在打出紙帶並測量出第n點到第1點的距離後，用公式υn=ngT(T為打點時間間隔)來計算打第n點時重錘的速度，然後計算重錘動能的增量△Ek和重錘重力勢能的減少量△Ep.計算時經常出現△Ek＞△Ep的結果，試分析其中的原因.
解析：本題可從如下兩方面進行分析：(1)由於重錘和紙帶受到阻力，它們下落的實際加速度a將小於重力加速度，而利用重力加速度g來計算速度υ=n?g?T，將使得υ值偏大. (2)在先接通電源使打點計時器工作，再讓紙帶從靜止釋放的步驟中，常常容易造成紙帶上記錄下來的最初兩點之間的時間間隔小於0.02s，計算中仍按0.02s計算，也將使得速度值υ=n?g?T偏大.
9、某同學在做「驗證機械能守恆定律」的實驗時，不慎將一條選擇好的紙帶的前面部分損壞了，剩下的一條紙帶上各點間的距離，他測出並標在紙帶上，如下圖所示.已知打點計時器的周期是0.02s，重力加速度為9.8m/s2.
(1) 利用紙帶說明重錘(質量為mkg)通過對應於2、5兩點過程中機械能守恆.
(1)重錘在對應2、5兩點時的速度分別為
υ1= m/s=1.495m/s υ2= m/s=2.06m/s
則重錘在2、5兩點對應過程的動能增加量為
△Ek=Ek2-Ek1= mυ22- mυ21=1.004mJ,
而重錘在該過程中下落的距離為
△h=(3.18+3.56+3.94)×10-2m=10.68×10-2m
則重錘在該過程減小的重力勢能為
△Ep=mg?△h=1.047mJ
在允許的實驗誤差范圍內可以認為△Ek=△Ep,即機械能守恆.
(2) 說明為什麼得到的結果是重錘重力勢能的減小量△Ep稍大於重錘動能的增加量△Ek?
因重錘拖著紙帶下落時，空氣阻力和打點計時器的阻力做功而使重錘的機械能有損失，故重力勢能的減小量稍大於動能的增加量
驗證動量守恆定律
實驗需注意事項
(1)為保證兩球在水平方向作同一直線上的對心正碰，必須將斜槽末端切線調節成水平然後固定；
(2)為使入射球A在碰後能沿原方向運動，必須使A球的質量大於被碰球B的質量.
(3)為保證多次重復實驗的條件相同，一是必須使入射球每次都是從斜槽上同一位置從靜止開始滾下；二是注意不能移動實驗桌、斜槽和白紙.
(4)必須明確標明重錘線尖端所指的位置O.以便能較精確地確定兩球作平拋運動的拋出點，從而獲得較精確的水平位移大小.
練習
1、某同學用如下圖所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恆定律.圖中PQ是斜槽，QR為水平槽.實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位於水平地面的記錄紙上，留下痕跡.重復上述操作10次，得到10個落點痕跡.再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞後，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡.重復這種操作10次.圖(甲)中O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點.B球落點痕跡如圖(乙)所示，其中米尺水平放置，且平行於G、R、O所在的平面，米尺的零點與O點對齊.
(1)碰撞後，B球的水平射程應取為64.7 cm.
(2)在以下選項中，哪些是本次實驗必須進行的測量?答ABD (填選項號).
A.水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到O點的距離
B.A球與B球碰撞後，測量A球落點位置到O點的距離
C.測量A球或B球的直徑
D.測量A球和B球的質量(或兩球質量之比)
E.測量G點相對於水平槽面的高度.
2、某同學設計了一個用打點計時器驗證動量守恆定律的實驗：在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之作勻速運動.然後與原來靜止在前方的小車B相碰並粘合成一體，繼續作勻速運動，他設計的具體裝置如下圖所示.在小車A後連著紙帶，電磁打點計時器電源頻率為50HZ，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力.
(1)若已得到打點紙帶如上圖，並測得各計數點間距標在圖上，A為運動起始的第一點，則應選 BC 段來計算A的碰前速度，應選 DE 段來計算A和B碰後的共同速度.(以上兩格填「AB」或「BC」或「DC」或「DE」).
(2)已測得小車A的質量m1=0.40kg,小車B的質量m2=0.20kg,由以上測量結果可得：
碰前總動量= 0.42 kg.m/s.
碰後總動量= 0.417 kg.m/s.
由上述實驗結果得到的結論是: 在誤差允許范圍內，A、B兩車作用前後的總動量相等，系統的動量守恆。
三、研究性實驗
研究平拋物體的運動
1、在研究平拋物體的運動的實驗中，坐標原點0及豎直向下的軸的確定，下列說法正確的是（AD）
A O點在斜槽末端點處
B O點在斜槽末端點正前方r處（r為小球半徑）
C 過0點畫一條平行木板邊緣向下的線作為軸
D 過0點利用重錘線畫一條豎直線作為軸
2．如圖所示為做平拋運動實驗的專用卡片，長方形孔的寬度為a，長度為b，c為描軌跡點的缺口，若小球半徑為r，則下列說法中正確的是（AB ）
A 缺口c應在折線處且緊貼木板上的白紙
B a應略大小2r（r為球半徑）
C b應等於2r D a應等於2r
3、下列哪些因素會使實驗的誤差增大（ B ）
A 小球與斜槽之間有摩擦 B 安裝斜槽時其末端不水平
C 建立坐標系時以斜槽末端埠位置為坐標原點 D 每次釋放小球的位置相同
❺ 求一個感測器設計報告，比如簡易電阻，電容和電感測試儀此類的
感測器課程設計報告論文雜集 2009-03-15 12:42:55 閱讀2482 評論24 字型大小：大中小 訂閱
一、綜述
隨著時代的不斷進步，人們對自己所處環境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不時刻留意那些不速之客。現在現在很多小區都安裝了智能報警系統，因而大大提高了小區的安全程度，有效保證了居民的人身財產安全。由於紅外線是不見光很強的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應用。此外，在電子防盜、人體探測等領域中，被動式熱釋電紅外探測器也以其價格低廉、技術性能穩定等特點而受到廣大用戶和專業人士的歡迎。
1、基於紅外技術報警器的種類
目前國內使用的各類防盜、保安報警器基本都是以超聲波、主動式紅外發射／接收以及微波等技術為基礎。與被動式紅外入侵報警器比較，主動式具有靈敏度高，探測距離遠，對氣候與氣象變化有良好的適應能力等優點，比較適合室外或某些特殊警戒使用。但其不足之處是視場角小，警戒區狹窄，安裝比較復雜，價格稍貴。主動式紅外入侵報警器也由探測器和監控器兩部分組成。將一台紅外發射機和接收機組合在一起就可以構成一種簡單的非可見光束入侵物探測器或報警系統DJ。上述的主動和被動入侵報警器是利用一種感測或探測方式，即單探測技術進行報警的。雖然其結構簡單，價格低廉，但由於易受各種因素的影響，如環境溫度、震動、光強變化、電磁干擾、小動物活動等的影響，在某些情況下的誤報，漏報率會相當高，所以只有採用多種探測技術，才能較好的解決誤報率高這一難題。多技術復合入侵報警器是將兩種或兩種以上的探測技術結合在一起，以「相與」的關系來觸發報警裝置，即只有當兩種或兩種以上探測器
同時或相繼在短暫時間內都探測到入侵日標時，才發出報警信號。在雙探測技術的報警器中，以熱釋電紅外一微波雙探測技術組合的誤報率最低。
而這里所設計的被動式紅外報警器則採用了美國的感測元件——熱釋電紅外感測器。這種熱釋電紅外感測器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，並將其轉變為電壓信號，同時，它還能鑒別出運動的生物與其它非生物。熱釋電紅外感測器既可用於防盜報警裝置，也可以用於自動控制、接近開關、遙測等領域。用它製作的防盜報警器與目前市場上銷售的許多防盜報警器材相比，具有如下特點：
●不需要用紅外線或電磁波等發射源。
●靈敏度高、控制范圍大。
●隱蔽性好，可流動安裝。
2、熱釋電紅外感測器簡介
熱釋電紅外線感測器是20世紀80年代發展起來的一種新型高靈敏度探測元件。它能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線能量變化，並將其轉換成電壓信號輸出。將這個電壓信號加以放大，便可驅動各種控制電路，如用於電源開關控制、防盜防火報警、自動監測等。熱釋電紅外感測器不僅適用於防盜報警場所，亦適於對人體傷害極為嚴重的高壓電及×射線、 射線自動報警等。
熱釋電紅外線感測器主要部分是由一種高熱電系數的材料製成尺寸為2×lmm的探測元件。在每個探測器內裝入一個或兩個探測元件，並將兩個探測元件以反極性串聯，以抑制由於自身溫度升高而產生的干擾。探測元件的作用是探測、接收紅外輻射並將其轉換成微弱的電壓信號。為了提高探測器的靈敏度及探測距離，一般在探測器的前方裝設一個菲涅爾透鏡或衍射光學型聚焦鏡等。菲涅爾透鏡是用透明塑料製成的一種具有特殊光學系數的透鏡。用它和放大電路相配合，可將信號放大70dB以上，可以測出10～20m內人的活動。同時利用透鏡的特殊原理，在探測器的前方產生一個交替變化的"盲區"和"高靈敏區"。 當有人從透鏡前走過時，人體發生的紅外線就不斷地在"盲區"和"高靈敏區"內切換，這樣就使接收到的信號以忽強忽弱的脈沖形式輸入,增強了能量幅度，從而提高了探測靈敏度。人體輻射的紅外線中心波長為9～10μm，而探測元件的波長靈敏度在0.2～20μm范圍內，可在感測器頂端開一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片只能通過波長范圍為7～10μm的光，這樣便可以製成專門探測人體輻射的紅外線感測器 。
3、熱釋電紅外感測器的原理
釋電紅外感測器和熱電偶都是基於熱電效應原理的熱電型紅外感測器。不同的是熱釋電紅外感測器的熱電系數遠遠高於熱電偶，其內部的熱電元由高熱電系數的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成，其極化隨溫度的變化而變化。為了抑制因自身溫度變化而產生的干擾，該感測器在工藝上將兩個特徵一致的熱電元反向串聯或接成差動平衡電路方式，因而能以非接觸式檢測出物體放出的紅外線能量變化，並將其轉換為電信號輸出。熱釋電紅外感測器在結構上引入場效應管的目的在於完成阻抗變換。由於熱電元輸出的是電荷信號，並不能直接使用，因而需要用電阻將其轉換為電壓形式，該電阻阻抗高達104MΩ，故引入的N溝道結型場效應管應接成共漏形式，即源極跟隨器，來完成阻抗變換。熱釋電紅外感測器由感測探測元、干涉濾光片和場效應管匹配器三部分組成。設計時應將高熱電材料製成一定厚度的薄片，並在它的兩面鍍上金屬電極，然後加電對其進行極化，這樣便製成了熱釋電探測元。由於加電極化的電壓是有極性的，因此極化後的探測元也是有正、負極性的。
二、設計內容
設計課題：基於熱釋電紅外感測器的自動報警器
目前，紅外技術作為一種新的技術，它已越來越得到社會各界的重視和廣泛應用，已經成為先進科學技術的重要組成部分，它在各領域都得到廣泛應用。由於它不是可見光，因此用來製作防盜報警系統，具有良好的隱蔽性，白天和夜裡都能用，而且抗干擾能力強，這種報警裝置可廣泛用於博物館、單位要害部門和家庭的防護。本課題的目的是通過對現有的光電防盜報警裝置優缺點的研究，進行改進和優化，研製出一種新型的光電防盜報警系統，比傳統的光電防盜報警系統的誤報率低，抗干擾能力強
在綜合各類感測器的優劣特點和查閱一些相關的國內外文獻後，確定了基於熱釋電紅外感測器的防盜自動報警系統的可行性，設計了由熱釋電和光敏感測器構成的新的自動報警電路，適用於家庭、倉庫、商場的夜晚自動值守防盜保護。
熱釋電紅外感測器感應到入侵者的紅外熱輻射(人體體溫)，將其轉換成超低頻信號，經電路放大，輸出。同時由於微波探測器接收到的回波信號的頻率(或相位)發生變化，經過電路處理後轉變為電信號，輸出。兩組信號同時到達與「〕，經判斷，再將報警信號通過天線發射出，可以用接收電路或收音機接收報警信號。最後本文對熱釋電紅外探測器件性能、微波多普勒探測系統性能進行了檢測，分析了微波多普勒探測系統干擾的來源及進入機器的途徑，並對其脈沖干擾、電源干擾等提出了抑制辦法。
三、本課程設計要達到的技術指標
紅外感測頭為雙敏感元感測器P228，其晶元材料為擔酸鏗，上有雙探測元，具有響應度高(6500V/W)> 雜訊低，抗電磁干擾性能好，窗口譜響應(包括探測元和濾光片)為7-15μΜ。熱釋電紅外探測器對入侵者輻射出的紅外能量和移動速度兩個參數都能探測到，它對橫向切割(垂直方向)探測區方向的人體運動最敏感。因此安裝熱釋電紅外探測器時，應盡量使入侵者的活動有利於橫向穿越其視場，以提高其探測靈敏度。微波多普勒探測器，則對軸向移動(或徑向移動)的活動體最為敏感最大，因此，在一個有限的空間兩者的探測靈敏度需兼顧。探測最靈敏。安裝熱釋電紅外探測器和微波探測器時，具體布置和安裝時，應使探測器正前方的軸向方向與來犯者最有可能會穿越的主要方向約成45°角為宜，便使熱釋電紅外和微波兩種探測器皆處於較靈敏的狀態。
電路主要由熱釋電紅外感測器探測電路、光控電路、報警驅動電路等組成。在溫度為-20— +60度之間，電壓為3—15V時，熱釋電能有效探測進入探測區域的紅外發射體。
四、實驗原理
1、熱釋電效應
熱釋電紅外探測器最重要的部件是熱釋電紅外感測器。這種感測器的原理基
於熱釋電效應。某些強介電物質的表面接收了紅外線的輻射能量，其表面產生溫
度變化，隨著溫度的上升或下降，在這些物質表面就會產生電荷的變化，這種現
象稱為熱釋電效應，是熱電效應的一種。這種現象在欽酸鋇之類的強介電質材料
上表現得特別顯著。若在欽酸鋇一類的晶體的上下表面鍍膜形成電極，在上表面
加以黑色膜，若有紅外線間歇地照射，其表面溫度上升乙T，其晶體內部的原子
排列將產生變化，引起自發極化電荷dP，設該元件的電容量為C，則該元件的電壓為乙只℃。需要指出的是，熱釋電效應產生的表面電荷不是永存的，只要它出現，很快便被空氣中的各離子所結合。因此，用熱釋電效應製成的紅外線感測器往往需要在元件的前面加機械式的周期遮光裝置，以使此表面電荷周期出現才能實現測量;或者只有當測移動物體時才可不用周期遮光裝置。因此紅外線探測器在探測靜止物體(包括人體)時需要加周期遮光裝置;只有檢測運動的人體時才無周期遮光裝置。
2、實驗原理圖
該自動防盜報警系統包括熱釋電紅外探測電路、光控電路、報警驅動電路和發射、接收電路。自動報警器在白天處於封鎖狀態；夜晚自動進入工作狀態，只要有人進入熱釋電紅外感測器探測的區域，揚聲器就發出報警聲。
其組成功能框圖如下圖所示。
報警
驅動
電路
光控
電路
熱釋電紅外探測器探測電路
報警
電路
該自動報警電路主要由熱釋電紅外感測器探測電路、光控電路（RG、RP2、R4）、報警驅動電路（四聲語音集成塊IC2等）等組成。白天，受光控感測器RG的控制，VT1處於導通狀態，封鎖了聲控電路；夜晚自動進入工作狀態。調節RP1可改變報警聲時間的長短。拆除RG及VT1、VT2，並在IC1的④腳與地間加接一隻47μF的電容進行開機復位，則自動報警系統就會進入全天候監控狀態。
五、實驗過程
1、選題
實驗小組最初的設計目的是想運用所學的感測器知識製作一個了「溫度報警器」，但是該電路比較簡單，根據老師的指導，我們准備進行改進和擴展，定為「數字溫度報警器」，就是對報警的溫度給予定性的表述。然而，在實驗的過程中發現缺少較多元器件。最後，我們查閱資料，依然選擇了報警器，只是這個課題是基於熱釋電紅外感測器的自動報警器。
2、設計電路
在復習了該類感測器的工作原理、工作特性等基礎知識後，我們又查閱了感測器應用電路製作知識以及相關的碩士學位論文，初步確定了實驗的電路構成，並經過分析最終設計出了「熱釋電紅外感測器自動報警器」電路。
3、實驗器材和實驗元器件的准備
設計好電路後最重要的一項工作就是要確定各個元器件的型號和規格。經過分析和計算，我們選定熱釋電紅外感測器的紅外感測頭為雙敏感元感測器P228，晶元為IC：NE5585，揚聲器為四聲片IC：9561；此外，在實驗室准備了其他的實驗器材和元器件。
4、在面板上搭接電路
在面板上搭接電路時應注意，搭接人員應先分析熟悉電路，如果不熟悉的人進行搭接會走很多彎路。我們搭接時基本上是先把電路分為四個版塊紅外探測部分、光控電路部分、驅動電路部分和報警電路部分，按照這四個部分的順序依次搭接。搭接好後再換一個同學進行檢測，主要是先檢查電路搭接是否准確無誤，然後就是用萬用表檢測各個原件是否導通完好。經過這么幾個步驟，實驗電路就基本上在面板上搭好了。
5、模擬調試
前面幾個步驟都順利完成後，我們就進行模擬調試。然而，此時才發現調試結果卻並沒有達到預期效果，報警器只是輕微鳴了一下。經過分析發現電路和元器件並沒有問題，而是在面板上的元器件因為振動等原因接觸不好，特別是部分電阻，有時壓根就沒有連接上。於是，我們採取把面板撐起，讓元器件引腳懸空的措施，經過調試達到了預期效果。
6、焊接電路板
焊接電路板看似簡單，實際操作起來才發現很困難。剛開始焊接時一點都不熟悉，手也發抖，導致各個引腳的焊錫過大，經常使部分電阻短路，更困難的是造成虛焊，因為很難檢查。經過焊接、檢查、焊接、再檢測，終於把電路板焊接好，再進行試驗，能完成任務，達到目的。
7、整理實驗器材
實驗結束，收拾整理實驗的器材，歸還器材管理人員。
8、驗收
最後，將做成的產品交給老師檢查、驗收。
六、討論
該自動報警器因具有檢測范圍寬、探測距離遠、可靠性高、隱蔽性好等優點，所以改裝後，基於紅外探測技術的自動報警器還可用於軍事等方面，如部隊的彈葯庫等，此外，軍用紅外技術的飛速發展和廣泛應用，表明紅外技術的地位己從以往的戰術地位向戰略地位發展，對未來戰爭將有重大的影響。在民用方面，光電防盜報警系統的應用就更廣泛了。美國用於飛機貨艙防火的熱監視系統就是基於這個道理，現在飛機貨艙配置的火災探測系統並不符合目前聯邦航空管理局的要求，其中有一條技術規定，即在火災發生後一分鍾內將其探測出來。聯邦航空管理局關於適航性的新規定要求改進由波音公司和麥克道耐爾道格拉斯公司生產的所有客貨飛機上的火災探測系統。人們研製了一種符合聯邦航空管理局新規定的熱監視/火災探測系統。它基於同菲涅爾掃描光學系統禍合起來的紅外探測技術，並且使用雙重的計其他方面:如銀行、庫房和家庭。隨著住宅智能化系統設計的不斷擴大和深入，安防系統工程的實施越來越普及。住宅用光電防盜報警系統可以利用電話的免提功能或號碼記憶功能，直接報警給監控中心，而監控中心一旦接到報警信號，可查出住戶姓名、地址、單元樓層，很快作出反應。
七、體會
課程設計是實培養學生綜合運用所學知識，發現、提出、分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環節，是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程。回顧起此次課程設計，我感慨頗多。我們在設計過程中，的確出現過一些問題，比如說課題的臨時更改，電阻不合適，電容缺少等，在解決這些問題時往往很費腦筋。這些事情說起來比較容易，但真是到了實驗時就不是那麼簡單了，有時電路焊得很密，想拆下來電阻都很難，更別說是在換上新電阻了。
總之，從選題到定稿，從理論到實踐，在整個過程里，可以說困難比想像的要難得多，但是確實也學到了很多的的東西。通過此次課程設計，我學到了關於感測器和電路設計方面的許多知識，學到了如何查閱科技論文，和很好的利用科技知識。當然，因為合作不夠協調的原因，此次課程設計也留下了很大的遺憾，沒能最終設計一個完整的產品出來，很是可惜。這也為今後的學習和工作得到了教訓和啟示！最後感謝老師的指導和組員的幫助！
八、參考文獻
《感測器應用電路300例》 孫余凱 吳鳴山 項綺明 編著
電子工業出版社
《感測器應用電路集萃》 卿太全 梁 淵 郭明瓊 編著
中國電力出版社
《單片機原理與應用》 楊恢先 黃輝先 等編著
國防科技大學出版社
張華.新型光電防盜報警系統的研製.
萬方資料庫.長春理工大學碩士學位論文.
曾宏博. 一種熱釋電紅外探測器專用控制晶元的設計.