1. 研究目的与意义
标准信号,是物理量的形式和数值范围都符合国际标准的信号值。传感器输出信号通常使用两种标准电信号,电流信号和电压信号。传感器输出电流信号一般为4~20mADC或0~20mADC,传感器输出电压信号一般为2.5VDC、5VDC、10VDC、0~10VDC、1~5VDC等。标准信号输出的传感器在岩土工程和工业控制系统中应用广泛,特别是电流输出的标准信号传感器适用于远距离传输,抗干扰能力强如电流信号输出的沉降仪、电压信号输出的倾斜仪等。所以标准信号测量单元有着广泛的应用,传感器能够输出电压值或电流值,并对测量数据进行存储等。
随着科技的进步和现代生活的快速发展,标准信号的测量扮演着非常重要的角色。标准信号的测量为人们提供工业现场重要的信息,方便人们对工程及其他场景进行有效监控和控制,使工程能稳定的运行。
2. 课题关键问题和重难点
1、设计关键:
(1)掌握整个测量单元的工作过程、每个环节的原理
课题以单片机和传感器为核心,通过传感器检测出外界的电流或电压信号,利用A/D转换对传感器输出的电信号转换为数字信号,再通过单片机进行处理,最后通过显示仪器LCD显示出所需测量的信号值,此外,硬件电路的各个电路模块的工作原理极其重要。
3. 国内外研究现状(文献综述)
1、主题
(1)通道切换
FWC-2分布式网络测量系统的研制论文中系统要求每个模块可对40只传感器进行测量,因而通道的切换在数字部分的设计中占有很大比重,它直接影响到电路的复杂程度,由于40只传感器处于同一地位,测量电路只有一套,从而使40只传感器能够准确切换到测量电路分时测量,是通道切换的主要任务,考虑到模拟信号特别是振弦信号通过模拟开关后的衰减,使后续测量变得很困难,通道切换考虑到用磁保持继电器,这种磁保持继电器由于磁保持故启动后不需电流维持,从而节约电路功耗,又由于磁保持继电器触点是机械触点,对信号基本上无衰减。这样通道切换的任务转化为对40组磁保持继电器的控制,由于每个磁保持继电器的控制需要80个控制信号(一个控制信号控制开一个控制关),从而此课题的通道切换任务可以对电压和电流信号进行控制来切换为测量电压还是电流信号。
4. 研究方案
1、标准信号测量设计大致分为四个模块:信号采集电路、测量电路、显示电路、存储电路。
2、电路模块包括电源模块、CPU最小系统、存储电路、RTC电路、看门狗电路、RS485通信接口等
电路。
5. 工作计划
第一周:对单片机AT89S52的资料查阅、相关资料阅读学习。
第二周:上交基于AT89S52的标准信号测量单元硬件设计的开题报告、文献综述及外文翻译。
第三周:整理并收集标准信号测量的相关资料,熟悉电路图绘制软件,完成电源模块和CPU最小
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