❶ 直流电机速度单闭环调速系统设计及仿真 运动控制系统
士皓兄别来无恙，课程设计跟我们的差不多嘛！交直流调速挺难的哦
❷ 求一篇3000字的实验报告。实验题目：应用传感器设计电子秤
随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制，到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等，都应用了称重传感器，目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。
1．高速定量分装系统
本系统由微机控制称重传感器的称重和比较，并输出控制信号，执行定值称量，控制外部给料系统的运转，实行自动称量和快速分装的任务。
系统采用MCS-51单片机和V/F电压频率变换器等电子器件，其硬件电路框图如图1所示，用8031作为中央处理器，BCD拔码盘作为定值设定输入器，物料装在料斗里，其重量使传感器弹性体发生变形，输出与重量成正比的电信号，传感器输出信号经放大器放大后，输入V/F转换器进行A/D转换，转换成的频率信号直接送入8031微处理器中，其数字量由微机进行处理。微机一方面把物重的瞬时数字量送入显示电路，显示出瞬时物重，另一方面则进行称重比较，开启和关闭加料口、放料于箱中等一系列的称重定值控制。
在整个定值分装控制系统中，称重传感器是影响电子秤测量精度的关键部件，选用GYL-3应变式称重测力传感器。四片电阻应变片构成全桥桥路，在所加桥压U不变的情况下，传感器输出信号与作用在传感器上的重力和供桥桥压成正比，而且，供桥桥压U的变化直接影响电子称的测量精度，所以要求桥压很稳定。毫伏级的传感器输出经放大后，变成了0-10V的电压信号输出，送入V/F变换器进行A/D转换，其输出端输出的频率信号加到单片机8031定时器1的计数、输入端T1上。在微机内部由定时器0作计数定时，定时器0的定时时间由要求的A/D转换分辩率设定。
定时器1的计数值反映了测量电压大小即物料的重量。在显示的同时，计算机还根据设定值与测量值进行定值判断。测量值与给定值进行比较，取差值提供PID运算，当重量不足，则继续送料和显示测量值。一旦重量相等或大于给定值，控制接口输出控制信号，控制外部给料设备停止送料，显示测量终值，然后发出回答令，表示该袋装料结束，可进行下袋的装料称重。
图2所示为自动称重和装料装置。每个装料的箱子或袋子沿传送带运动，直到装有料的电子称下面，传送带停止运动，电磁线圈2通电，电子称料斗翻转，使料全部倒入箱子或袋子中，当料倒完，传送带马达再次通电，将装满料的箱子或袋子移出，并保护传送带继续运行，直到下一次空袋或空箱切断光电传感器的光源，与此同时，电子称料箱复位，电磁线圈1通电，漏斗给电子秤自动加料，重量由微机控制，当电子秤中的料与给定值相等时，电磁线圈1断电，弹簧力使漏斗门关上。装料系统开始下一个装料的循环。当漏斗中的料和传送带上的箱子足够多时，这个过程可以持续不断地进行下去。必要时，＊作人员可以随时停止传送带，通过拔码盘输入不同的给定值，然后再启动，即可改变箱或袋中的重量。
本系统选用不同的传感器，改变称重范围，则可以用到水泥、食糖、面粉加工等行业的自动包装中。
2．传感器在商用电子秤中的应用
目前，商用电子计价秤的使用非常普及，逐渐会取代传统的杆称和机械案秤。电子计价秤在秤台结构上有一个显著的特点：一个相当大的秤台，只在中间装置一个专门设计的传感器来承担物料的全部重
量，如图3所示。常用的电子计价秤传感器的结构如图4所示，其中图4（a）为双连椭圆孔弹性体，秤盘用悬臂梁端部上平面的两个螺孔紧固；图4（b）为梅花型四连孔弹性体，秤盘用悬臂梁端部侧面的三个螺孔坚固，中间支杆上粘贴补偿用的应变片。这两种形式的传感器，在计价秤中用得最多。图4（c）为三梁式弯曲弹性体，采样弯曲应力，对重量反应敏感，宜用来制作小称量计价秤。图4（d）为三梁式剪切弹性体，采样中间敏感梁的剪切应力，宜用来制作几百公斤称量范围计价秤。
用这些复梁型高精度传感器来支承一个大的称重平台，被称重物又可能放置在任何称台的任意位置上，必然会产生四角示值误差，对图4（a），（b）两种结构形式的传感器，可通过锉磨的形式进行角差修正。对图4(c)，(d)，它有上下两根局部削弱的柔性辅助梁，使传感器对侧向力、横向力和扭转力矩具有很强的抵抗能力，可以通过锉磨辅助梁的柔性部位来调整传感器的灵敏系数和四角误差。图5为一种商用电子计价秤的电路框图。传感器采用的是图4（b）所示的梅花型四连孔结构，该秤具有置零、自动清除单价、零位自动跟踪、自动去皮、次数累计和金额累计、打印输出等功能，7段绿色荧光数码管显示，使用十分方便。
采用CHBL3型号S型双连孔弹性体称重传感器制作的便携式家用电子手提秤的原理图，由称重传感器、放大电路、A/D转换和液晶显示四部分组成。图中，E为9V的叠层电池，R1-R4是称重传感器的4个电阻应变片，R5、R6与W1组成零点调整电路。当载荷为零时，调节RW1使液晶显示屏显示为零。A1，A2为双运放集成电路LM358中的两个单元电路，组成了一个对称的同相放大器，A/D转换器采用ICL7106双积分型A/D转换器，液晶显示采用3 1/2液晶显示片。该电子秤精度高，简单实用，携带方便。
称重传感器是一种高精度的传感器，必须按规定的规格使用。若不按规定的规格使用，不仅不能发挥称重的作用，而且容易损坏，尤其是绝对不准超过负荷安全值使用。
对于因温度变化对桥接零点和输出，灵敏度的影响，即使采用同一批应变片，也会因应变片之间稍有温度特性之差而引起误差，所以对要求精度较高的传感器，必须进行温度补偿，解决的方法是在被粘贴的基片上采用适当温度系数的自动补偿片，并从外部对它加以适当的补偿。
非线性误差是传感器特性中最重要的一点。产生非线性误差的原因很多，一般来说主要是由结构设计决定，通过线性补偿，也可得到改善。
滞后和蠕变是关于应变片及粘合剂的误差。由于粘合剂为高分子材料，其特性随温度变化较大，所以称重传感器必须在规定的温度范围内使用。
在露天下使用传感器，还应考虑阳光直射产生的温度影响和风压的影响。
❸ 大学生plc实训报告范文(2)
实训二 交通灯控制实验
一、实训目的：
设计交通灯控制系统。
二、实训要求：
1.能够实现总停止和总启动;
2.红灯亮灯时间为25s，绿的为20s，黄灯闪烁5s; 3.在触摸屏上显示各个灯的倒计时间。
三、实训内容：
编辑触摸屏人机界面，通过触摸屏实现交通灯的启动和停止，利用触摸屏实现交通灯的实时监控，并在触摸屏上显示各路口的亮灯时间。
四、实验设备
1、安装了STEP7-Micro/WIN4.0编程软件的计算机一台。
2、PC/PPI编程电缆一根。 3、锁紧导线若干。 4、24V直流电源一个。 5、WEINVIEW触摸屏一个。 6、安装工具一套。
7、万用表一个。
8、触摸屏与PLC通讯电缆一根。
五、实现方法：
根据实训课题要求，编程思路如下：
1、首先用触点M1.1和M1.2分别控制中间继电器M0.1的得电和失电，按动M1.1，M0.1得电，触点M0.1闭合，计时器T37启动，Q2.0、Q2.3得电，南北红灯、东西绿灯点亮;
2、20S后，T37动作，T38启动，同时Q2.3失电Q2.4得电，即东西绿灯熄灭，东西黄灯点亮;
3、0.5S后，T38动作，T39启动，同时Q2.4失电，东西黄灯熄灭;
4、0.5S后，T39断开，T38断开，Q2.4得电，东西黄灯点亮，T39又闭合，T38重新启动，同时计数器C0加一(振荡电路);
5、当计数器C0计到5(东西黄灯闪烁5S)时，触点C0动作，T37，T38清零，T40启动，Q2.0失电，Q2.5、Q2.1得电，即南北红灯熄灭，南北绿灯和东西红灯点亮;
6、此后东西黄灯闪烁过程与上述相同，当计数器C1计满5次时，触点C1闭合，C0和C1同时清零，触点C0和C1复位，进入下一个循环过程;
7、整个过程中，利用定时器T34 和减法计数器C2、C3，每一秒减一次，并显示在触摸屏上，并利用传送指令，在每个灯点亮时将其倒计时的初值传送给相应的计数器，从而实现倒计时功能;
8、按动M1.2，M0.1失电，触点M0.1复位，程序内所有触点均复位，输出均失电，交通灯停止。
五、实训结果：
1)交通灯控制界面：
通过触摸屏上启动、停止按钮来实现对交通信号灯的控制，时间框显示各个路口信号灯的亮灯倒计时间。
2)交通灯控制程序：
实训三 运动小车的多段速控制实验
一、实训目的：
设计小车的多段速控制系统。
二、实训要求：
小车初始位置在左边，限位开关2为OFF。
限位开关2
限位开关1限位开关
自动过程：
1.按下启动按钮，小车以50HZ的速度向右运行。
2.碰到限位开关1，小车以30HZ的速度向右运行。
3.碰到限位开关0后，小车停止8s，然后以40HZ的速度向左运行。 4.再次碰到限位开关1后，小车以20HZ速度向左运行。 5.碰到限位开关2后，小车停止5s后，重复上述过程。 要求：运行过程中可以随时停止;带有复位功能。
手动过程：
1、按下步进按钮，小车以50Hz的速度向右运行，到达限位开关1后停止;
2、再次按下前进按钮，小车以30Hz的速度向右运行，到达限位开关0后停止，再次按前进按钮无效;
3、按下后退按钮，小车以50Hz的速度向左运行，触碰限位开关1后停止;
4、再次按下后退按钮，小车以30Hz的速度向左运行，触碰限位开关2后停止，再次按后退无效。
要求：小车可以随时停止。
三、实训内容：
通过触摸屏，PLC实现小车的手动、自动控制。
四、实验设备
1、安装了WTEP7-Micro/WIN4.0编程软件的计算机一台。 2、PC/PPI编程电缆一根。 3、锁紧导线若干。 4、24V直流电源一个。
5、24V信号灯6个(红灯、黄灯、绿灯各两个) 6、WEINVIEW触摸屏一个。 7、安装工具一套。 8、万用表一个。 9、台达变频器一个。
10、三相异步电动机一个。
11、触摸屏与PLC通讯电缆一根。
五、实现方法：
根据实训课题要求，编程思路如下： 自动过程：
1、首先用触点M2.0和M2.1分别控制中间继电器M0.3的得电和失电，按动M2.0，M0.3得电，触点M0.3闭合，输出Q1.2和Q1.6得电，电机正转、频率为50HZ;
2、到达限位开关1(按动M4.0)，M0.4得电，触点M0.4动作，Q1.5得电，Q1.6失电，电机正转、30HZ;
3、到达限位开关0(按动M5.0)，M0.5得电，T37启动，触点M0.5动作，M0.4、Q1.2、Q1.5失电，电机停转;
4、8S后，T37动作又复位，M0.5失电、M0.6得电，相应地M0.5复位、M0.6动作，Q1.2、Q1.3、Q1.4、Q1.5得电，电机反转，频率为40HZ;
5、到达反向限位开关1(按动M4.0)时，M0.7得电，触点M0.7动作，Q1.5失电，电机反转，频率为20HZ;
6、到达反向限位开关2(按动M8.0)时，M3.0得电，T38启动，M3.0动作，Q1.2、Q1.3、Q1.4失电，电机停转;
7、5S后，T38动作又复位，T38清零，M3.0失电，触点M3.0复位，电机重新正转、频率为50HZ，如此循环下去;
8、按动M2.1，M0.3失电，M0.3断开，所有输出均失电;
9、按动M2.3，计数器C1计1，触点C1闭合，此时为手动状态;按动M2.4，C1清零，触点C1断开，此时为自动状态。
手动过程;
执行上述自动过程一个周期后，长按M8.1和M8.3，电机分别以30HZ正转和反转。
I/O表：
五、实训结果：
1)运动小车的多段速控制界面：
触摸屏上的“启动”和“停止”按钮分别控制小车多段速运动的总过程的启动和停止，手动和自动按钮用于自动过程和手动过程的切换，当系统处于手动状态时，小车自动运行一个周期后停止运行，可通过“手动前进”和“手动后退”两按钮手动使小车以30HZ前进和后退。
2)运动小车的多段速控制程序：
实训心得
本次PLC专业综合实训已接近尾声了，在这一个月的时间里，我完满地完成了实训课题，并取得了较为理想的实验结果。在这期间，虽然遇到了一些困难，但通过老师和学长的指导和与同学的交流，以及查阅相关资料，从刚开始的迷茫到慢慢地有了清晰的思路并动手设计、操作，从而顺利地完成了这次综合实训。
通过这次综合实训，我学到了很多东西。我不仅了解了PLC的主要功能和特点，充分感受到了PLC功能的强大，也学习到了PLC程序的简单编写和调试，加深了对PLC相关基本知识和软件编程方法的理解和掌握，而且学习了利用EB8000软件制作触摸屏界面，并把软件与硬件相结合起来，强化了自己原有的知识体系，扩展了思维，还提高了动手实践和独立思考的能力，培养了创新精神。在这次实训中，我意识到自己掌握的知识还不足，某些方面的能力还是不够。这也让我再次认识到知识的重要性，活到老，学到老，只有不断的充实自己、完善自己的知识理论体系，才能够更好的胜任自己以后的工作。这次专业综合实训为我们以后的深入学习和在工作中的应用打下了良好的基础，我将从中吸取经验教训，找到自己的不足，从而进一步提高自己。
院(系):机电工程学院 专业班级:12级机械设计5班 学 号: 指导教师:
目录
实训项目一：机械手动作的模拟 实训项目二：十字路口交通灯控制 实训项目三：多层电梯控制系统的设计
实训项目一 机械手动作的模拟
一、实训目的:
利用顺序控制指令实现机械手动作的模拟。 二、实验设备:
THPLC-A可编程控制实验装置。 三、实验内容:
本实验是将工件由A处传送到B处的机械手，当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：
四、实验报告
:
2.画出外部接线图:
SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SB2
YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 HL
24V
3.用基本指令、顺空指令、应用指令编程:
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、实验注意事项:
1.根据状态转移图写出PLC机械手控制系统步进梯形图 2.根据状态转移图描述机械手的运行步骤
机械手的运行步骤为：
启动开关，机械手由原位向下运动，上限位开关断开，到达下限位开关，执行夹紧动作;下限位开关闭合，机械手上行，到达上限位开关;机械手右移，左限位开关断开，到达右限位开关，机械手下行，到达下限位开关，执行放松动作;机械手上行，到达上限位开关，然后左行，返回原点，一次循环结束。
3.将程序写入PLC，观察现象，写出心得体会。
六、实验心得体会:
实训项目二
十字路口交通灯控制
在十字路口交通灯单元完成本实验。
一、实验目的
熟练使用基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，了解使用PLC解决一个实际问题。 二、实验说明
信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭;南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒;到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮,东西红灯亮维持25秒。南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。周而复始。 三、实验面板图
四、实验步骤 1.输入输出表：
2.打开主机电源将程序下载到主机中。 3.启动并运行程序观察实验现象。
五、实验报告 1、画出外部接线图：
G
Y R G Y R
24V
2、写出实验程序：
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.画出梯形图
六、实验心得体会:
实训项目三 电梯控制系统设计
一、实训目的:
1、通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。 2、进一步熟悉PLC的I/O连接。
3、熟悉三层楼电梯采用轿厢外按钮控制的编程方法。 二、实训设备:
THPLC-A可编程控制实验装置。
三、实训内容:
电梯由安装在各楼层厅门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵，其操纵内容为电梯运行方向。电梯轿箱内设有楼层内选按钮S1～S3，用以选择需停靠的楼层。L1为一层指示、L2为二层指示、L3为三层指示，SQ1～SQ3为到位行程开关。电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。例如，电梯停在一层，在二层轿箱外呼叫时，必须按二层上升
呼叫按钮，电梯才响应呼叫(从一层运行到二层)，按二层下降呼叫按钮无效;反之，若电梯停在三层，在二层轿箱外呼叫时，必须按二层下降呼叫按钮，电梯才响应呼叫(从三层运行到二层)，按二层上升呼叫按钮无效。
四、实验报告:
1.分配输入输出地址，画出分配表：
2.画出外部接线图:
S2 S1 U2
S3 L3 L2
L1 UP
SL3 SL2 SL1
24V
3.用基本指令、顺空指令、应用指令编程: 2)程序思路设计;
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、实验注意事项:
1. 按照外部接线图正确连接电路。
2. 在程序写入THPLC-A可编程控制实验装置时，注意控制器要处在run指示灯熄灭的状态。
3. 如果用梯形图进行编程时必须进行变换后才能写入控制器。
4. 在使用完实验设备后要将实验设备整理归位，为其他同学做实验提供方便，同时要注意保持实验室卫生。
六、实验心得体会：
❹ 华科电磁装置设计原理作业怎么做
从近几年的高考来看，理综卷对物理实验的考察，已成为高考的热门题目。所考察的内容也并非教材中已成型实验，而是以所掌握的实验原理、技能自行设计为主。它要求学生能明确实验目的，理解实验原理，控制实验条件；会运用已学过的实验方法；会正确使用实验中用过的仪器；会观察、分析实验现象，处理实验数据，并得出结论。
设计性实验是近几年高考热点也是得分难点。鉴于此，对物理实验的复习，提出以下看法：
一是基本仪器的使用仍是实验复习的基础。
不管上一年度有无考到仪器的使用，我们对常用的物理仪器要熟练运用，这是实验的基础，是实验的工具，任何时侯都不过时。在这方面花些时间是必需的。常见的有十三种仪器，这十三种仪器是刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、打点计时器、弹簧称、温度计、电流表、电压表、多用电表、滑动变阻器、电阻箱等等。这些工具的使用每本复习用书上都有很详细的说明，本文不再多言。
二要从多种视角重新审视和组合实验板块。
在物理实验总复习中，我们不应孤立地看待一个个实验，而应该从这些实验的原理、步骤、数据采集与处理方式的异同上，给这些实验分门别类，从而组成不同的实验板块。平时我们已经自觉或不自觉地把实验分成力学实验板块、电学实验板块、热学实验板块、光学实验板块。但这样的处理只是简单地重复了物理课本知识的体系，大多数情况下也是为了讲解的方便，没有多大的创意，对于学生思维的开发和对实验的科学思维方式的培养显得很不够的。在此，我认为我们要在这些实验的组合板块中挖掘一些功能，培养学生一种实验的常规意识，比如对于力学板块，这是由验证力的合成与分解、打点计时器的使用和测匀变速直线运动加速度、验证机械能守恒定律、验证牛顿第二定律、验证动量守恒定律等实验组成的一个大的实验板块。
我们还可以把视野再扩大一些，以各种角度重新组合新的实验板块，比如按测量型与验证型可把实验分成两大板块，按能进行图像处理数据和不能用图像处理数据又可以把实验分成两大板块。我们可以提示学生这样划分板块，但把一个具体实验归类于哪个板块，这要学生自已思考，比如说用图像法处理数据，学生们熟悉的是验证牛顿第二定律和测定电池电动势和内电阻的实验，不过画出的图形必须是直线，否则不好处理。这给予学生们思考的空间，其实还有许多实验也是可以这样处理的，它们都可以归类于用图像法处理数据，比如用单摆测重力加速度的实验，我们测的是周期T和摆长L，再由公式来计算，书本上采用的是多测几组再求平均值法，现在我们可以以L和T2/4л2为坐标轴，用测得的数据放入描点，画直线求斜率即是g。
高中物理实验复习
一、 基本仪器的使用
游标卡尺
设计原理：游标尺上n个刻度的总长度与主尺上（n-1）个刻度的总长度相等，如果游标尺的最小刻度的长为x，相应主尺上的每个最小刻度的长为y，则有nx=(n-1)y,由此式可得游标尺与主尺两者最小刻度长度的差为k=y-x=y/n，我们把k叫做游标卡尺的精确度。其值由游标尺的刻度数和主尺上的归小刻度长度y决定。
读数原理：①先读整数部分：整数部分由主尺上读得，即游标尺零刻度线在主尺的多少毫米刻度线的右边，该毫米刻度值就是应读得的以毫米为单位的整数部分L
②再读小数部分：小数部分由游尺上第几条刻度线与主尺上某一刻度线对齐后读出，即游标卡尺的准确度k×n=读出的小数部分（可记为通式k×n）
③测量值为上述两部分读数之和，并按有效数字规则记录，通用公式可写为s=L+k×n
习题
例1：用一10分度的游标卡尺测量一长度为6.8mm的物体，则游标的哪个刻度与主尺的哪个刻度对齐？14mm处
1、游标有20个刻度的游标卡尺游标总长等于19毫米，它的测量精度是多少？测量时如游标的零刻度在尺身的2．4厘米和2．5厘米之间，游标的第16条刻度线与尺身对齐，测量的结果是多少？
弹簧秤
使用弹簧秤的注意事项：
① 根据被测力的大小选择弹簧秤的量程，不能超量程测量，否则会损坏弹簧秤
② 使用前要检查弹簧秤的指针是否指到零位置，如果不指零，就需要调节器零
③ 被测力的方向应与弹簧秤轴线方向一致
④ 读数时应正对平视。一次测量的时间不宜过长，以免弹簧疲劳
⑤ 弹簧、指针、拉杆都不能与刻度板末端的限位卡发生摩擦
⑥ 读数时，除读出弹簧秤上最小刻度所表示的数值，还要估读一位。
秒表
使用注意事项：使用秒表前应检查秒表指针是否与零点对齐，如果不能对齐，应记下此时秒针所指示的数值，并对读数作修正； 测量完毕，应让秒表继续走动，使发条完全放松，释放弹性势能，使发条恢复到松弛状态。
二、测定性实验
测定匀变速直线运动的加速度
由纸带求物体运动加速度的方法：
a.逐差法：s4-s1＝s5-s2＝s6-s3＝…＝3aT2，分别求出a1＝(s4-s1)/3T2,a2＝(s5-s2)/3T2,a3＝(s6-s3)/3T2,再算出a1、a2、a3的平均值，即为物体运动的加速度.
b.v—t图像法：先根据vn＝(sn+sn+1)/2T求出打第n个点时纸带的瞬时速度，作出v—t图像，图线的斜率即为物体运动的加速度
习题：
1、在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中，下列方法中有助于减小实验误差的是（ACD ）
A 选取记数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位
B 使小车运动的加速度尽量小些
C 舍去纸带上开始时密集的点，只得用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算
D 适当增加挂在细绳下钩码的个数
2、在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经各计数点的瞬时的速度如下：
计数点序号 1 2 3 4 5 6
计数点对应的时刻(s) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
通过计数点的速度(cm/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
(1)为了计算加速度，合理的方法是( C )
A 根据任意两计数点的速度公式，用a＝Δv/Δt算加速度.
B 根据实验数据画出v-t图，量出其倾角，由公式a＝tgα求加速度.
C 根据实验数据画出v-t图，由图上相距较远的两点，由a＝Δv/Δt求a.
D依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出其平均值作小车的加速度.
(2)由上表中给出的数据，用作图法求其加速度
3、在研究匀变速直线运动的实验中，如图2一22所示，为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的记数点，相邻记数点间的时间间隔T=0.1s。
（1）根据_ΔS=恒量_可判定小车做匀加速直线运动。
（2）根据_ _______计算各点的瞬时速度，且VA= 0.53m/s ，VB=0.88m/s ，VC =1.23m/s，VD=1.53m/s，VE=1.93m/s 。
（3）在图2一23所示的坐标中作出小车的v一t，图线，并根据图线求出a=_3.5m/s2____。
4）将图线延长与纵轴相交，交点的速度是_0.53m/s_，此速度的物理意义是__VA_____。
用单摆测定重力加速度
实验注意事项：
①摆线要用细而轻且不可伸长的1m左右的线制成.
②摆球要用密度大的实心球.
③测摆长时应使摆自然下垂，测悬点到球心间的距离.
④单摆摆动时应使摆线在同一平面内且摆角小于10°.
⑤测周期时，应从摆球经平衡位置时开始计时，要测30或50次全振动时间，取平均值计算
习题
4、用单摆测重力加速度的实验中，用的摆球密度不均匀，无法确定重心位置.第一次量得悬线长L1(不计半径)，测得周期为T1；第二次测得悬线长为L2周期为T2，根据上述数据，g值应为( B )
A. 4π2（L1+L2）/（T12+T22） B. 4π2（L1-L2）/（T12-T22）
C. 4π2 /T1T2 D.无法计算
5、两名同学在分析用单摆测重力加速度时由于摆球受空气阻力而对单摆周期产生影响问题时，甲同学说：空气对摆球的浮力与重力方向相反，浮力对摆球作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大.乙同学说：浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验，单摆振动周期与摆球质量无关，因此振动周期不变，试分析这两种说法的正误.
解析：如图甲所示，无空气浮力时，摆球做简谐振动的回复力是重力的切向分量G1，F回=mg?sinθ，θ是摆角.
有空气浮力时，如图乙所示，设摆球受重力和浮力的合力F=mg-F?浮，方向竖直向下，这时摆球做简谐振动的回复力是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-
这时摆球的质量不变，回复力减小，相当于重力加速度减小，周期增大，甲同学说得对.
乙同学说法的错误在于没有正确理解周期与摆球质量无关的特点，单摆周期与质量无关的原因是：回复力F回=mg?sinθ，F回与质量m成正比.回复力F?回产生的指向平衡位置的加速度.
a= =g?sinθ与质量无关，所以周期与m无关.有浮力时F回′=(mg-F浮)?sinθ
a′=(g- )?sinθ,显见a′＜a
所以T增大.单摆振动周期与质量无关也可以从F回=-k?x,k是回复系数，而简谐振动周期T=2π ,代入k讨论得出.
二、 验证性实验
验证力的平行四边形定则
注意：
1、在本实验中，以橡皮条的伸长（结点到达某一位置）来衡量力的作用效果，因此，在同一次实验中应使两种情况下结点达到同一位置。
2、实验前，首先检查弹簧秤的零点是否正确，实验中，弹簧秤必须保持与木板平等，使用时不能超过弹性限度，读数时眼睛一定要正对刻度，读到最小刻度的下一位。
3、画力的图示时，标度的称取应恰当，严格按几何作图法求合力
习题
6、 如图所示为验证力的平行四边形法则的实验装置示意图，通过细线用两个互成角度的测力计拉橡皮条使结点移到某一位置O.此时需要记下：
(1) ；
(2) ；
(3) ；
然后，只用一个测力计再把橡皮条拉长，使结点到达位置 .再记下
(4) ；
(5) ；
(6)实验中，应使各拉力方向位于 同一平面 ，且与木板平面 平行 。
验证机械能守恒定律
注意：
(1)安装打点计时器时，必须使穿纸带的两个限位孔在同一竖直线上，以减小摩擦阻力.
(2)接通电源前，穿过打点计时器的纸带应平展不卷曲，提纸带的手必须拿稳纸带，并使纸带保持竖直，从而不致人为地增大摩擦阻力，导致机械能损耗.
(3)实验时，必须先接通电源，让打点计时器工作正常后才能松开纸带让垂锤下落，从而使纸带下落的初速度为零，并且纸带上打出的第一个点是清晰的一个小点.
(4)选用纸带应尽量挑选第1、2两点间的距离接近2mm的纸带，以保让打第一个点时纸带的速度为零.
(5)测量下落高度时，都必须从起点算起，不能搞错，选取的各个计数点要离起始点适当远一些，以减小测量高度h值的相对误差.
(6)因验证的是ghn,是否等于Vn2/2，不需要知道动能的具体数值，故无需测量重锤的质量m.
实验误差
由于重物和纸带在下落过程中要克服阻力(主要是打点纸带所受的阻力)做功，所以势能的减小量△Ep稍大于动能的增加量△Ek.
习题
7、 在验证机械能守恒定律的实验中，有同学按以下步骤进行实验操作：
A.用天平称出重锤和夹子的质量；
B.固定好打点计时器，将连着重锤的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器；
C.松开纸带，接通电源，开始打点.并如此重复多次，以得到几条打点纸带；
D.取下纸带，挑选点迹清晰的纸带，记下起始点O，在距离O点较近处选择几个连续计数点(或计时点)，并计算出各点的速度值；
E.测出各点到O点的距离，即得到重锤下落高度；
F.计算出mghn和 mυ2n/2，看两者是否相等.
在以上步骤中，不必要的步骤是 A ；有错误或不妥的步骤是 BCDF (填写代表字母)；更正情况是① B中“让手尽量靠近”应改为“让重锤尽量靠近打点计时器” ，② C中应先接通电源，后松开纸带 ，③ D中应将“距离O点较近处”改为“距离O点较远处” ，④ F中应改为“ghn和υ2n/2”
8、在利用重锤自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中，在打出纸带并测量出第n点到第1点的距离后，用公式υn=ngT(T为打点时间间隔)来计算打第n点时重锤的速度，然后计算重锤动能的增量△Ek和重锤重力势能的减少量△Ep.计算时经常出现△Ek＞△Ep的结果，试分析其中的原因.
解析：本题可从如下两方面进行分析：(1)由于重锤和纸带受到阻力，它们下落的实际加速度a将小于重力加速度，而利用重力加速度g来计算速度υ=n?g?T，将使得υ值偏大. (2)在先接通电源使打点计时器工作，再让纸带从静止释放的步骤中，常常容易造成纸带上记录下来的最初两点之间的时间间隔小于0.02s，计算中仍按0.02s计算，也将使得速度值υ=n?g?T偏大.
9、某同学在做“验证机械能守恒定律”的实验时，不慎将一条选择好的纸带的前面部分损坏了，剩下的一条纸带上各点间的距离，他测出并标在纸带上，如下图所示.已知打点计时器的周期是0.02s，重力加速度为9.8m/s2.
(1) 利用纸带说明重锤(质量为mkg)通过对应于2、5两点过程中机械能守恒.
(1)重锤在对应2、5两点时的速度分别为
υ1= m/s=1.495m/s υ2= m/s=2.06m/s
则重锤在2、5两点对应过程的动能增加量为
△Ek=Ek2-Ek1= mυ22- mυ21=1.004mJ,
而重锤在该过程中下落的距离为
△h=(3.18+3.56+3.94)×10-2m=10.68×10-2m
则重锤在该过程减小的重力势能为
△Ep=mg?△h=1.047mJ
在允许的实验误差范围内可以认为△Ek=△Ep,即机械能守恒.
(2) 说明为什么得到的结果是重锤重力势能的减小量△Ep稍大于重锤动能的增加量△Ek?
因重锤拖着纸带下落时，空气阻力和打点计时器的阻力做功而使重锤的机械能有损失，故重力势能的减小量稍大于动能的增加量
验证动量守恒定律
实验需注意事项
(1)为保证两球在水平方向作同一直线上的对心正碰，必须将斜槽末端切线调节成水平然后固定；
(2)为使入射球A在碰后能沿原方向运动，必须使A球的质量大于被碰球B的质量.
(3)为保证多次重复实验的条件相同，一是必须使入射球每次都是从斜槽上同一位置从静止开始滚下；二是注意不能移动实验桌、斜槽和白纸.
(4)必须明确标明重锤线尖端所指的位置O.以便能较精确地确定两球作平抛运动的抛出点，从而获得较精确的水平位移大小.
练习
1、某同学用如下图所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律.图中PQ是斜槽，QR为水平槽.实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹.重复上述操作10次，得到10个落点痕迹.再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置G由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作10次.图(甲)中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点.B球落点痕迹如图(乙)所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零点与O点对齐.
(1)碰撞后，B球的水平射程应取为64.7 cm.
(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量?答ABD (填选项号).
A.水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离
B.A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离
C.测量A球或B球的直径
D.测量A球和B球的质量(或两球质量之比)
E.测量G点相对于水平槽面的高度.
2、某同学设计了一个用打点计时器验证动量守恒定律的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之作匀速运动.然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续作匀速运动，他设计的具体装置如下图所示.在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50HZ，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.
(1)若已得到打点纸带如上图，并测得各计数点间距标在图上，A为运动起始的第一点，则应选 BC 段来计算A的碰前速度，应选 DE 段来计算A和B碰后的共同速度.(以上两格填“AB”或“BC”或“DC”或“DE”).
(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得：
碰前总动量= 0.42 kg.m/s.
碰后总动量= 0.417 kg.m/s.
由上述实验结果得到的结论是: 在误差允许范围内，A、B两车作用前后的总动量相等，系统的动量守恒。
三、研究性实验
研究平抛物体的运动
1、在研究平抛物体的运动的实验中，坐标原点0及竖直向下的轴的确定，下列说法正确的是（AD）
A O点在斜槽末端点处
B O点在斜槽末端点正前方r处（r为小球半径）
C 过0点画一条平行木板边缘向下的线作为轴
D 过0点利用重锤线画一条竖直线作为轴
2．如图所示为做平抛运动实验的专用卡片，长方形孔的宽度为a，长度为b，c为描轨迹点的缺口，若小球半径为r，则下列说法中正确的是（AB ）
A 缺口c应在折线处且紧贴木板上的白纸
B a应略大小2r（r为球半径）
C b应等于2r D a应等于2r
3、下列哪些因素会使实验的误差增大（ B ）
A 小球与斜槽之间有摩擦 B 安装斜槽时其末端不水平
C 建立坐标系时以斜槽末端端口位置为坐标原点 D 每次释放小球的位置相同
❺ 求一个传感器设计报告，比如简易电阻，电容和电感测试仪此类的
传感器课程设计报告论文杂集 2009-03-15 12:42:55 阅读2482 评论24 字号：大中小 订阅
一、综述
随着时代的不断进步，人们对自己所处环境的安全性提出了更高的要求，尤其是在家居安全方面，不得不时刻留意那些不速之客。现在现在很多小区都安装了智能报警系统，因而大大提高了小区的安全程度，有效保证了居民的人身财产安全。由于红外线是不见光很强的隐蔽性和保密性，因此在防盗、警戒等安保装置中得到了广泛的应用。此外，在电子防盗、人体探测等领域中，被动式热释电红外探测器也以其价格低廉、技术性能稳定等特点而受到广大用户和专业人士的欢迎。
1、基于红外技术报警器的种类
目前国内使用的各类防盗、保安报警器基本都是以超声波、主动式红外发射／接收以及微波等技术为基础。与被动式红外入侵报警器比较，主动式具有灵敏度高，探测距离远，对气候与气象变化有良好的适应能力等优点，比较适合室外或某些特殊警戒使用。但其不足之处是视场角小，警戒区狭窄，安装比较复杂，价格稍贵。主动式红外入侵报警器也由探测器和监控器两部分组成。将一台红外发射机和接收机组合在一起就可以构成一种简单的非可见光束入侵物探测器或报警系统DJ。上述的主动和被动入侵报警器是利用一种传感或探测方式，即单探测技术进行报警的。虽然其结构简单，价格低廉，但由于易受各种因素的影响，如环境温度、震动、光强变化、电磁干扰、小动物活动等的影响，在某些情况下的误报，漏报率会相当高，所以只有采用多种探测技术，才能较好的解决误报率高这一难题。多技术复合入侵报警器是将两种或两种以上的探测技术结合在一起，以“相与”的关系来触发报警装置，即只有当两种或两种以上探测器
同时或相继在短暂时间内都探测到入侵日标时，才发出报警信号。在双探测技术的报警器中，以热释电红外一微波双探测技术组合的误报率最低。
而这里所设计的被动式红外报警器则采用了美国的传感元件——热释电红外传感器。这种热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号，同时，它还能鉴别出运动的生物与其它非生物。热释电红外传感器既可用于防盗报警装置，也可以用于自动控制、接近开关、遥测等领域。用它制作的防盗报警器与目前市场上销售的许多防盗报警器材相比，具有如下特点：
●不需要用红外线或电磁波等发射源。
●灵敏度高、控制范围大。
●隐蔽性好，可流动安装。
2、热释电红外传感器简介
热释电红外线传感器是20世纪80年代发展起来的一种新型高灵敏度探测元件。它能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量变化，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，如用于电源开关控制、防盗防火报警、自动监测等。热释电红外传感器不仅适用于防盗报警场所，亦适于对人体伤害极为严重的高压电及×射线、 射线自动报警等。
热释电红外线传感器主要部分是由一种高热电系数的材料制成尺寸为2×lmm的探测元件。在每个探测器内装入一个或两个探测元件，并将两个探测元件以反极性串联，以抑制由于自身温度升高而产生的干扰。探测元件的作用是探测、接收红外辐射并将其转换成微弱的电压信号。为了提高探测器的灵敏度及探测距离，一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜或衍射光学型聚焦镜等。菲涅尔透镜是用透明塑料制成的一种具有特殊光学系数的透镜。用它和放大电路相配合，可将信号放大70dB以上，可以测出10～20m内人的活动。同时利用透镜的特殊原理，在探测器的前方产生一个交替变化的"盲区"和"高灵敏区"。 当有人从透镜前走过时，人体发生的红外线就不断地在"盲区"和"高灵敏区"内切换，这样就使接收到的信号以忽强忽弱的脉冲形式输入,增强了能量幅度，从而提高了探测灵敏度。人体辐射的红外线中心波长为9～10μm，而探测元件的波长灵敏度在0.2～20μm范围内，可在传感器顶端开一个装有滤光镜片的窗口，这个滤光片只能通过波长范围为7～10μm的光，这样便可以制成专门探测人体辐射的红外线传感器 。
3、热释电红外传感器的原理
释电红外传感器和热电偶都是基于热电效应原理的热电型红外传感器。不同的是热释电红外传感器的热电系数远远高于热电偶，其内部的热电元由高热电系数的铁钛酸铅汞陶瓷以及钽酸锂、硫酸三甘铁等配合滤光镜片窗口组成，其极化随温度的变化而变化。为了抑制因自身温度变化而产生的干扰，该传感器在工艺上将两个特征一致的热电元反向串联或接成差动平衡电路方式，因而能以非接触式检测出物体放出的红外线能量变化，并将其转换为电信号输出。热释电红外传感器在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换。由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用，因而需要用电阻将其转换为电压形式，该电阻阻抗高达104MΩ，故引入的N沟道结型场效应管应接成共漏形式，即源极跟随器，来完成阻抗变换。热释电红外传感器由传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。设计时应将高热电材料制成一定厚度的薄片，并在它的两面镀上金属电极，然后加电对其进行极化，这样便制成了热释电探测元。由于加电极化的电压是有极性的，因此极化后的探测元也是有正、负极性的。
二、设计内容
设计课题：基于热释电红外传感器的自动报警器
目前，红外技术作为一种新的技术，它已越来越得到社会各界的重视和广泛应用，已经成为先进科学技术的重要组成部分，它在各领域都得到广泛应用。由于它不是可见光，因此用来制作防盗报警系统，具有良好的隐蔽性，白天和夜里都能用，而且抗干扰能力强，这种报警装置可广泛用于博物馆、单位要害部门和家庭的防护。本课题的目的是通过对现有的光电防盗报警装置优缺点的研究，进行改进和优化，研制出一种新型的光电防盗报警系统，比传统的光电防盗报警系统的误报率低，抗干扰能力强
在综合各类传感器的优劣特点和查阅一些相关的国内外文献后，确定了基于热释电红外传感器的防盗自动报警系统的可行性，设计了由热释电和光敏传感器构成的新的自动报警电路，适用于家庭、仓库、商场的夜晚自动值守防盗保护。
热释电红外传感器感应到入侵者的红外热辐射(人体体温)，将其转换成超低频信号，经电路放大，输出。同时由于微波探测器接收到的回波信号的频率(或相位)发生变化，经过电路处理后转变为电信号，输出。两组信号同时到达与「〕，经判断，再将报警信号通过天线发射出，可以用接收电路或收音机接收报警信号。最后本文对热释电红外探测器件性能、微波多普勒探测系统性能进行了检测，分析了微波多普勒探测系统干扰的来源及进入机器的途径，并对其脉冲干扰、电源干扰等提出了抑制办法。
三、本课程设计要达到的技术指标
红外传感头为双敏感元传感器P228，其芯片材料为担酸铿，上有双探测元，具有响应度高(6500V/W)> 噪声低，抗电磁干扰性能好，窗口谱响应(包括探测元和滤光片)为7-15μΜ。热释电红外探测器对入侵者辐射出的红外能量和移动速度两个参数都能探测到，它对横向切割(垂直方向)探测区方向的人体运动最敏感。因此安装热释电红外探测器时，应尽量使入侵者的活动有利于横向穿越其视场，以提高其探测灵敏度。微波多普勒探测器，则对轴向移动(或径向移动)的活动体最为敏感最大，因此，在一个有限的空间两者的探测灵敏度需兼顾。探测最灵敏。安装热释电红外探测器和微波探测器时，具体布置和安装时，应使探测器正前方的轴向方向与来犯者最有可能会穿越的主要方向约成45°角为宜，便使热释电红外和微波两种探测器皆处于较灵敏的状态。
电路主要由热释电红外传感器探测电路、光控电路、报警驱动电路等组成。在温度为-20— +60度之间，电压为3—15V时，热释电能有效探测进入探测区域的红外发射体。
四、实验原理
1、热释电效应
热释电红外探测器最重要的部件是热释电红外传感器。这种传感器的原理基
于热释电效应。某些强介电物质的表面接收了红外线的辐射能量，其表面产生温
度变化，随着温度的上升或下降，在这些物质表面就会产生电荷的变化，这种现
象称为热释电效应，是热电效应的一种。这种现象在钦酸钡之类的强介电质材料
上表现得特别显著。若在钦酸钡一类的晶体的上下表面镀膜形成电极，在上表面
加以黑色膜，若有红外线间歇地照射，其表面温度上升乙T，其晶体内部的原子
排列将产生变化，引起自发极化电荷dP，设该元件的电容量为C，则该元件的电压为乙只℃。需要指出的是，热释电效应产生的表面电荷不是永存的，只要它出现，很快便被空气中的各离子所结合。因此，用热释电效应制成的红外线传感器往往需要在元件的前面加机械式的周期遮光装置，以使此表面电荷周期出现才能实现测量;或者只有当测移动物体时才可不用周期遮光装置。因此红外线探测器在探测静止物体(包括人体)时需要加周期遮光装置;只有检测运动的人体时才无周期遮光装置。
2、实验原理图
该自动防盗报警系统包括热释电红外探测电路、光控电路、报警驱动电路和发射、接收电路。自动报警器在白天处于封锁状态；夜晚自动进入工作状态，只要有人进入热释电红外传感器探测的区域，扬声器就发出报警声。
其组成功能框图如下图所示。
报警
驱动
电路
光控
电路
热释电红外探测器探测电路
报警
电路
该自动报警电路主要由热释电红外传感器探测电路、光控电路（RG、RP2、R4）、报警驱动电路（四声语音集成块IC2等）等组成。白天，受光控传感器RG的控制，VT1处于导通状态，封锁了声控电路；夜晚自动进入工作状态。调节RP1可改变报警声时间的长短。拆除RG及VT1、VT2，并在IC1的④脚与地间加接一只47μF的电容进行开机复位，则自动报警系统就会进入全天候监控状态。
五、实验过程
1、选题
实验小组最初的设计目的是想运用所学的传感器知识制作一个了“温度报警器”，但是该电路比较简单，根据老师的指导，我们准备进行改进和扩展，定为“数字温度报警器”，就是对报警的温度给予定性的表述。然而，在实验的过程中发现缺少较多元器件。最后，我们查阅资料，依然选择了报警器，只是这个课题是基于热释电红外传感器的自动报警器。
2、设计电路
在复习了该类传感器的工作原理、工作特性等基础知识后，我们又查阅了传感器应用电路制作知识以及相关的硕士学位论文，初步确定了实验的电路构成，并经过分析最终设计出了“热释电红外传感器自动报警器”电路。
3、实验器材和实验元器件的准备
设计好电路后最重要的一项工作就是要确定各个元器件的型号和规格。经过分析和计算，我们选定热释电红外传感器的红外传感头为双敏感元传感器P228，芯片为IC：NE5585，扬声器为四声片IC：9561；此外，在实验室准备了其他的实验器材和元器件。
4、在面板上搭接电路
在面板上搭接电路时应注意，搭接人员应先分析熟悉电路，如果不熟悉的人进行搭接会走很多弯路。我们搭接时基本上是先把电路分为四个版块红外探测部分、光控电路部分、驱动电路部分和报警电路部分，按照这四个部分的顺序依次搭接。搭接好后再换一个同学进行检测，主要是先检查电路搭接是否准确无误，然后就是用万用表检测各个原件是否导通完好。经过这么几个步骤，实验电路就基本上在面板上搭好了。
5、仿真调试
前面几个步骤都顺利完成后，我们就进行仿真调试。然而，此时才发现调试结果却并没有达到预期效果，报警器只是轻微鸣了一下。经过分析发现电路和元器件并没有问题，而是在面板上的元器件因为振动等原因接触不好，特别是部分电阻，有时压根就没有连接上。于是，我们采取把面板撑起，让元器件引脚悬空的措施，经过调试达到了预期效果。
6、焊接电路板
焊接电路板看似简单，实际操作起来才发现很困难。刚开始焊接时一点都不熟悉，手也发抖，导致各个引脚的焊锡过大，经常使部分电阻短路，更困难的是造成虚焊，因为很难检查。经过焊接、检查、焊接、再检测，终于把电路板焊接好，再进行试验，能完成任务，达到目的。
7、整理实验器材
实验结束，收拾整理实验的器材，归还器材管理人员。
8、验收
最后，将做成的产品交给老师检查、验收。
六、讨论
该自动报警器因具有检测范围宽、探测距离远、可靠性高、隐蔽性好等优点，所以改装后，基于红外探测技术的自动报警器还可用于军事等方面，如部队的弹药库等，此外，军用红外技术的飞速发展和广泛应用，表明红外技术的地位己从以往的战术地位向战略地位发展，对未来战争将有重大的影响。在民用方面，光电防盗报警系统的应用就更广泛了。美国用于飞机货舱防火的热监视系统就是基于这个道理，现在飞机货舱配置的火灾探测系统并不符合目前联邦航空管理局的要求，其中有一条技术规定，即在火灾发生后一分钟内将其探测出来。联邦航空管理局关于适航性的新规定要求改进由波音公司和麦克道耐尔道格拉斯公司生产的所有客货飞机上的火灾探测系统。人们研制了一种符合联邦航空管理局新规定的热监视/火灾探测系统。它基于同菲涅尔扫描光学系统祸合起来的红外探测技术，并且使用双重的计其他方面:如银行、库房和家庭。随着住宅智能化系统设计的不断扩大和深入，安防系统工程的实施越来越普及。住宅用光电防盗报警系统可以利用电话的免提功能或号码记忆功能，直接报警给监控中心，而监控中心一旦接到报警信号，可查出住户姓名、地址、单元楼层，很快作出反应。
七、体会
课程设计是实培养学生综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。回顾起此次课程设计，我感慨颇多。我们在设计过程中，的确出现过一些问题，比如说课题的临时更改，电阻不合适，电容缺少等，在解决这些问题时往往很费脑筋。这些事情说起来比较容易，但真是到了实验时就不是那么简单了，有时电路焊得很密，想拆下来电阻都很难，更别说是在换上新电阻了。
总之，从选题到定稿，从理论到实践，在整个过程里，可以说困难比想象的要难得多，但是确实也学到了很多的的东西。通过此次课程设计，我学到了关于传感器和电路设计方面的许多知识，学到了如何查阅科技论文，和很好的利用科技知识。当然，因为合作不够协调的原因，此次课程设计也留下了很大的遗憾，没能最终设计一个完整的产品出来，很是可惜。这也为今后的学习和工作得到了教训和启示！最后感谢老师的指导和组员的帮助！
八、参考文献
《传感器应用电路300例》 孙余凯 吴鸣山 项绮明 编著
电子工业出版社
《传感器应用电路集萃》 卿太全 梁 渊 郭明琼 编著
中国电力出版社
《单片机原理与应用》 杨恢先 黄辉先 等编著
国防科技大学出版社
张华.新型光电防盗报警系统的研制.
万方数据库.长春理工大学硕士学位论文.
曾宏博. 一种热释电红外探测器专用控制芯片的设计.