距離檢測裝置硬體框圖

『壹』 epc糾偏控制器有什麼技術要求

GD－4B 型光電糾偏控制器為邊緣位置檢測裝置（EPC），是對薄型軟物料在傳送過程中水平 方向位置偏移進行控制的系統，具有自動檢測、自動跟蹤、自動調整等功能。能對紙張、薄膜、不幹膠帶、鋁箔等物料的標志線或邊緣進行跟蹤糾偏，以保證卷繞、分切的整齊。該系統可用於輕工、紡織、印染、印刷等行業。  該系統用光電開關檢測物料邊緣的位置，由同步電機驅動器、同步電機、絲杠、拖板等組成執行機構，完成對物料的牽引，修正物料運行時的偏差。  GD-4B光電糾偏控制器的控制單元由單片機及大規模集成電路組成，內置EEPROM數據存儲器，可永久保存用戶的狀態設置，掉電不丟失數據；內置死機自恢復電路、EMI干擾抑制電路，系統可在較惡劣的環境工作；整個系統採用「模塊化」理念設計，便於用戶組成綜合控制系統。       

技術指標 

1． 跟蹤標志寬度＞2mm         

2．光電檢測開關與物料的距離   12mm±2mm 

3．響應時間25ms 

4．靈敏度  ±0.5mm         

5．驅動器速度：8mm/s        

6．推動力：50-500Kgf(由電機的輸出功率決定) 

7．位置失控保護 

8. 光電開關輸出方式：NPN常開型 

9. 安裝方式：嵌入式；面板尺寸：197*105；開孔尺寸：180*92 

二、工作條件 

1． 工作電壓  AC  220V±10%   50Hz 

2． 環境溫度 50 oC以下        

3． 空氣濕度  ≤85％   （25 oC）

三、工作原理    

本系統中，由光電檢測開關檢測單邊或雙邊的位置，以拾取位置偏差信號。再將位置偏差信號進行邏輯運算，產生控制信號，用同步電機驅動機械執行機構（絲杠、拖板等），修正物料運行時的蛇型偏差，控制物料直線運動。  在偏差方向上設置左、右限位開關，防止系統失控。  單邊雙開關控制時，光電頭置於材料一邊。使材料邊緣處於光電感測器二不靈敏區內。優點：控制誤差較小，材料寬度變化時，光電頭位置可以不變。缺點：如果邊緣破損，會強制跟蹤導致材料撕斷。材料走完，執行機構會跑到極限位置。  單邊單開關控制時，光電頭置於材料一邊。使材料邊緣處於光電感測器光斑下。優點：控制誤差較小，調試 簡單；材料寬度變化時，光電頭位置可以不變。缺點：如果邊緣破損，會強制跟蹤導致材料撕斷；材料走完，執行機構會跑到極限位置；無平衡點，電機不停轉動。  雙邊控制時，用兩個光電開關，分別置於材料兩邊，始終保持兩光電頭狀態相同。優點是：如果材料邊緣破損，或材料走完，都不影響運行。缺點：如果材料寬度經常變化，就需要經常改變光電頭位置，如果兩光電頭光軸之間的距離與材料寬度不等，則會產生糾偏誤差。

『貳』 什麼是檢測技術

檢測技術是將自動化、電子、計算機、控制工程、信息處理、機械等多種學科、多種技術融合為一體並綜合運用的復合技術，廣泛應用於交通、電力、冶金、化工、建材等各領域自動化裝備及生產自動化過程。

檢測技術的研究與應用，不僅具有重要的理論意義，符合當前及今後相當長時期內我國科技發展的戰略，而且緊密結合國民經濟的實際情況，對促進企業技術進步、傳統工業技術改造和鐵路技術裝備的現代化有著重要的意義。

(2)距離檢測裝置硬體框圖擴展閱讀：

常規檢測技術

1、超聲檢測（UT）

超聲檢測（UltrasonicTesting），業內人士簡稱UT，是工業無損檢測（NondestructiveTesting）中應用最廣泛、使用頻率最高且發展較快的一種無損檢測技術，可以用於產品製造中質量控制、原材料檢驗、改進工藝等多個方面，同時也是設備維護中不可或缺的手段之一。

2、滲透檢測（PT）

滲透檢測（PenetrantTesting），業內人士簡稱PT，是工業無損檢測（NondestructiveTesting）應用最早的無損檢測方法，由於滲透檢測簡單易操作，其在現代工業的各個領域都有廣泛的應用。

『叄』 一個完整的檢測系統或檢測裝置通常是由感測器、測量電路和顯示記錄裝置等幾部

一個完整的檢測系統或檢測裝置通常是由感測器、測量電路和顯示記錄裝置等幾部分組成，分別完成信息獲取、轉換、顯示和處理等功能。當然其中還包括電源和傳輸通道等不可缺少的部分。
檢測系統的組成框圖如下

『肆』 請教郭衛國老師10kV高壓帶電顯示器的工作原理

該裝置是利用高壓電場與感測器之間的電場耦合原理，在安全距離外進行感應式（非接觸式）測量，其工作原理框圖如圖所示；

高壓帶電顯示閉鎖裝置由感測器、顯示器二部分組成。感測器共三支，分別對准「A、B、C」三相帶電體，與高壓帶電體無直接接觸，並保持一定的安全距離。它接受高壓帶電體電場信號，並傳送給顯示器進行比較判斷：

當被測設備或網路帶電時，「A、B、C」三相指示燈亮，「操作」指示燈熄滅，且輸出強制閉鎖信號；

當被測設備或網路不帶電時，「A、B、C」三相指示燈都熄滅，「操作」指示燈亮，同時解除閉鎖信號，可以進行設備操作；

裝置採用分相控制，任何一相帶電時。即閃光報警，並輸出強制閉鎖信號，當顯示器失去控制電源時，顯示器輸出強制閉鎖信號，保持閉鎖狀態；

顯示器上設有「自檢」功能，即可自動檢測感測器和顯示器的各種功能模塊，在裝置發生任何故障時，「電源」指示燈閃亮，「操作」指示燈不會亮，始終輸出強制閉鎖信號，保持閉鎖狀態。

『伍』 自動檢測系統由幾部分組成各部分的作用是什麼

自動檢測系統的基本原理 自動檢測系統（ATS）是一個不斷發展的概念，隨著各種高新技術在檢測領域的運用，它不斷被賦予各種新的內容和組織形式。因此，以現代電子設備的自動檢測系統組成原理框圖，如圖1所示 ，說明當前自動檢測系統的基本組成。 圖中表明，當前的自動檢測系統，通常包括以下幾個部分。1、控制器控制器是自動檢測系統的核心，它由計算機構成。其功能是管理檢測周期，控制數據流向，接收檢測結果，進行數據處理，檢查讀數是否在誤差范圍內，進行故障診斷，並將檢測結果送到顯示器或列印機。控制器是在檢測程序的作用下，對檢測周期內的每一步驟進行控制，從而完成上述功能的。2、激勵信號源激勵信號源是主動式檢測系統必不可少的組成部分．其功能是向被測單元（UUT）提供檢測所需的激勵使號。根據各種UUT的不同要求，激勵裝置的形式也不同，如交直流電源、函數發生器、D／A變換器、頻率合成器、微波源等。3、測量儀器測量儀器的功能是檢測UUT的輸出信號．根據檢測的不同要求，測量儀器的形式也不同，如數字式多用表，頻率計，A／D變換器及其它類型的檢測儀器等。4、開關系統開關系統的功能是控制UUT和自動檢測系統中有關部件間的信號通道。即控制激勵信號輸入UUT，和UUT的被測信號輸往測量裝置的信號通道。5、適配器適配器的功能是實現UUT與自動檢測系統之間的信號連接。6、人機介面人機介面的功能是實現操作員和控制器的雙向通信。常見的形式為，操作員用鍵盤或開關向控制器輸人信息，控制器將檢測結果及操作提示等有關信息送到顯示器顯示。顯示器的類型有陰極射線管（CRT）顯示器、液晶（LCD）顯示器、發光二級管（LED）顯示器或燈光顯示裝置等。當需要列印檢測結果時，人機介面內應配備列印機。7、檢測程序自動檢測系統是在檢測程序的控制下進行性能檢測和故障診斷的。檢測程序完成人機交互、儀器管理和驅動、檢測流程式控制制、檢測結果的分析處理和輸出顯示、故障診斷等，是自動檢測系統的重要組成部分。

『陸』 求基於AT89C52超聲波測距簡易設計的源程序，要求用3個LED管顯示其測距，精確到小數點後2位如，X.XX米。

目前國內超聲波測距器的設計大多採用匯編語言設計。由於單片機應用系統的日趨復雜，要求所寫
的代碼規范化，模塊化，並便於多人以軟體工程的形式進行協同開發，匯編語言作為傳統的單片機應用系
統的編程語言，已經不能滿足這樣的實際需要了，而C語言以其結構化和能產生高效代碼滿足了這樣的需
求，成為電子工程師進行單片機系統編程時的首先編程語言。在本設計中，由於C語言程序有利於實現較
復雜的演算法，匯編語言程序具有較高的效率並且容易精確計算程序運行的時間，而超聲波測距器的程序既
有較復雜的距離計算又要求精確計算超聲波測距時程序運行的時間，所以本設計採用C語言和匯編語言
混合編程來實現。本文論述的是一種基於AT89C52單片機的超聲波測距器，可用於汽車倒車等場合⋯。
1設計要求
設計一個超聲波測距器，可以應用於汽車倒車、建築施工工地以及一些工業現場的位置監控，也可用
於如液位、井深、管道長度的測量等場合。要求測量范圍在0．10—5．00 m，測量精度lem，測量時與被測物
體無直接接觸，能夠清晰穩定地顯示測量結果。
2設計思路
2．1超聲波及其測距原理
超聲波是指頻率高於20KHz的機械波。為了以超聲波作為檢測手段，必須產生超聲波和接收超聲波。
完成這種功能的裝置就是超聲波感測器，習慣上稱為超聲波換能器或超聲波探頭。超聲波感測器有發送
器和接收器，但一個超聲波感測器也可具有發送和接收聲波的雙重作用。超聲波感測器是利用壓電效應
的原理將電能和超聲波相互轉化，即在發射超聲波的時候，將電能轉換為超聲波，發射超聲波；而在收到回
波的時候，則將超聲振動轉換成電信號。
超聲波測距的原理一般採用渡越時間法TOt(time of fliight)。首先測出超聲波從發射到遇到障礙物返
回所經歷的時間，再乘以超聲波的速度就得到二倍的聲源與障礙物之間的距離。測量距離的方法有很多
種，短距離的可以用尺，遠距離的有激光測距等，超聲波測距適用於高精度的中長距離測量。因為超聲波
收稿日期：2008-04-08
作者簡介：周功明(1963一)，男，副教授，主要研究方向：電子信息科學技術。
·50· 綿陽師范學院學報(自然科學版) 第27卷
在標准空氣中的傳播速度為331．45粑秒，由單片機負責計時，單片機使用12．0M晶振，所以此系統的測
量精度理論上可以達到毫米級。由於超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播距離遠，因而超聲波
可以用於距離的測量。利用超聲波檢測距離，設計比較方便，計算處理也較簡單，並且在測量精度方面也
能達到要求。
超聲波發生器可以分為兩類：一類是用電氣方式產生超聲波，一類是用機械方式產生超聲波。本課題
屬於近距離測量，可以採用常用的壓電式超聲波換能器來實現【7】。
2．2超聲波測距器的系統框圖
根據設計要求並綜合各方面因素，可以採用AT89C52單片機作為主控制器，用動態掃描法實現LED
數字顯示，超聲波驅動信號用單片機的定時器完成，超聲波測距器的系統框圖如下圖l所示¨2|：
3系統組成
3．1硬體部分
主要由單片機系統及顯示電路、超聲波發射電路
和超聲波檢測接收電路三部分組成。採用AT89C52來
實現對CX20106A紅外接收晶元和TCT40—10系列超
聲波轉換模塊的控制。單片機通過P1．0引腳經反相
＼
超聲波接收E ：， LED顯示單片機r
／＼
Z ∑
超聲波發送高控制器
：> 掃描驅動
圖1 超聲波測距器系統設計框圖
Fig．1 Ultrasonic eLangi．g system design diagram
器來控制超聲波的發送，然後單片機不停的檢測INT0引腳，當INTO引腳的電平由高電平變為低電平時就
認為超聲波已經返回。計數器所計的數據就是超聲波所經歷的時間，通過換算就可以得到感測器與障礙
物之間的距離¨≈J。
3．2軟體部分
主要由主程序、超聲波發生子程序、超聲波接收中斷程序及顯示子程序等部分。
4系統硬體電路設計
4．1單片機系統及顯示電路
單片機採用AT89C52或其兼容系列。採用12MHz高精度的晶振，以獲得較穩定的時鍾頻率，減小測
量誤差。單片機用P1．0埠輸出超聲波轉化器所需的40KHz方波信號，利用外中斷0口檢測超聲波接收
電路輸出的返回信號。顯示電路採用簡單實用的4位共陽LED數碼管，段碼用74LS244驅動，位碼用PNP
三極體驅動。單片機系統及顯示電路如下圖2所示『1。31。
圖2單片機及顯示電路原理圖
Fig．2 MCU and display circuit schematics
第8期周功明等：基於AT89C52單片機的超聲波測距器設計·51．
4．2超聲波發射電路原理圖
壓電超聲波轉換器的功能：利用壓電晶體諧振工作。內部結構如圖3『3Ⅲ1所示，它有兩個壓電晶片和
一個共振板。當它的兩極外加脈沖信號，其頻
率等於壓電晶片的固有振盪頻率時，壓電晶片PI．O
將會發生共振，並帶動共振板振動產生超聲波，
這時它就是一超聲波發生器；如沒加電壓，當共
振板接收到超聲波時，將壓迫壓電振盪器作振
動，將機械能轉換為電信號，這時它就成為超聲
波接收轉換器。超聲波發射轉換器與接收轉換
器其結構稍有不同。
4．3超聲波檢測接收電路圖3發射電路原理圖
參考紅外轉化接收電路，本設計採用集成
F『g·3 U1『ms。nie劬啪mi『婦c『咖1『∞hem蚯c
電路CX20106A，這是一款紅外線檢波接收的專用晶元，常用於電視機紅外遙控接收器。考慮到紅外遙控
常用的載波頻率38KHz與測距超聲波頻率
40KHz較為接近，可以利用它作為超聲波檢測
電路。如圖4【3 J[71超聲波檢測接收電路原理圖
所示，適當改變C4的大小，可改變接收電路的
靈敏度和抗干擾能力。⋯． J。j-二
5系統程序設計
超聲波測距軟體設計主要由主程序，超聲
波發射子程序，超聲波接收中斷程序及顯示子
程序組成。下面對超聲波測距器的演算法，主程
序，超聲波發射子程序和超聲波接收中斷程序
逐一介紹。
5．1超聲波測距器的演算法設計
GND
圖4超聲波檢測接收電路原理圖
Fig．4 Ultrasonic receiver and detection circuit schematic
圖5【_列示意了超聲波測距的原理，即超聲
波發生器T在某一時刻發出的一個超聲波信號，當超聲波遇到被測物
體後反射回來，就被超聲波接收器R所接受。這樣只要計算出發生信
號到接收返回信號所用的時問，就可算出超聲波發生器與反射物體的
距離。
距離計算公式：d=s／2=(c木t)／2，其中d為被測物與測距器的距
離，s為聲波的來迴路程，c為聲速，t為聲波來回所用的時間。
圖5超聲波測距原理圖
Fig．5 Ultrasonic Ranging schematic
聲速c與溫度有關(見表1)，如溫度變化不大，則可認為聲速是基
本不變的。如果測距精度要求很高，則應通過溫度補償的方法加以校正。聲速確定後，只要測得超聲波往
返時間，即可求得距離。在系統加入溫度感測器來監測環境溫度，可進行溫度補償。這里可以用DSl8820
測量環境溫度，根據不同的環境溫度確定一聲速提高測距的穩定性。為了增強系統的可靠性，可在軟硬體
上採用抗干擾措施。
表1不同溫度下的超聲波速表
Table I Under different temperatures ultrasonic velocity Table
·52· 綿陽師范學院學報(自然科學版) 第27卷
5．2主程序
主程序首先對系統環境初始化，設置定時器1D工作模式為16位的定時計數器模式，置位總中斷允許
位EA並給顯示端Po和P2清0。然後調用超聲波發生子程序送出一個超聲波脈沖，為避免超聲波從發射
器直接傳送到接收器引起的直接波觸發，需延遲0．1ms(這也就是測距器會有一個最小可測距離的原因)
後，才打開外中斷0接收返回的超聲波信號。由於採用12MHz的晶振，機器周期為lus，當主程序檢測到接
收成功的標志位後，將計數器喲中的數(即超聲波來回所用的時
間)按下式計算即可測得被測物體與測距儀之間的距離，設計時取
20℃時的聲速為344 m／s則有：d=(C木TO)／2=172T0／10000cm
(其中，ID為計數器，ID的計數值)。
測出距離後結果將以十進制BCD碼方式LED，然後再發超聲
波脈沖重復測量過程。主程序框圖如圖6所示。
5．3超聲波發生子程序和超聲波接收中斷程序
超聲波發生子程序的作用是通過PI．0埠發送2個左右的
超聲波信號頻率約40KHz的方波，脈沖寬度為12 US左右，同時把
計數器，ID打開進行計時。超聲波測距器主程序利用外中斷0檢
測返回超聲波信號，一旦接收到返回超聲波信號(INT0引腳出現
低電平)，立即進入中斷程序。進入該中斷後就立即關閉計時器
，ID停止計時，並將測距成功標志字賦值l。如果當計時器溢出時
還未檢測到超聲波返回信號，則定時器rID溢出中斷將外中斷0關
閉，並將測距成功標志字賦值2以表示此次測距不成功H旬J。
5．4超聲波測距器的部分程序清單
／宰超聲波測距器彈片機c程序使用Keil C51 ver 7．09
。
木／
#include<re951．h>
#define uchar unsigned int
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long
Extem void ca_t(void)；
Extem void delay(uint)；
Extem void display(unchar)；
Data unehar testtok；
／木超聲波測距器主程序術／
Void main(void)
{data unchar dispram[5]；
data uint i；
data ulong time；
p0=0xff；
pl=0xff；
TMOD=0X11：
IE=0x80；
While(1)
{．「}
開始
系統初始化
發送超聲波脈沖
等待發射超聲波
計算距離
顯示結果0．5s
圖6主程序框圖
diagram of the main program
第8期周功明等：基於AT89C52單片機的超聲波測距器設計·53·
6軟硬體調試
超聲波測距儀的製作和調試，其中超聲波發射和接收採用中15的超聲波換能器TCT40一IOFl(T發
射)和TCT40—10S1(R接收)，中心頻率為40kHz，安裝時應保持兩換能器中心軸線平行並相距4—8 cm，
其餘元件無特殊要求。若能將超聲波接收電路用金屬殼屏蔽起來，則可提高抗干擾能力。根據測量范圍
要求不同，可適當調整與接收換能器並接的濾波電容C4的大小，以獲得合適的接收靈敏度和抗干擾能力。
硬體電路製作完成並調試好後，便可將程序編譯好下載到單片機試運行。根據實際情況可以修改超
聲波發生子程序每次發送的脈沖寬度和兩次測量的間隔時間，以適應不同距離的測量需要∞】【71。
7 結束語
本文設計的是基於AT89C52單片機的超聲波測距器，可應用於汽車倒車等場合，提醒駕駛員倒車時有
效的避開可能對倒車造成危害的障礙物和行人，從而有效避免由於倒車造成的汽車碰撞或擦傷經濟損失
和人身安全問題。具有較強的實用性。
參考文獻：
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