水温传感器工作原理_门传感器工作原理的论文
对业进行特殊情况能够做出及、正确响应保证业数据完整性。
业规化原则系统设计也将业流程制定了较完善规具有较强实际操作性。
三端式磁通门传感器采用双探头结构即将两绕有相匝数线圈磁通门传感器平行对称放置将其并端作激励信输入端另端相连接引出抽头作信输出端。
主要是了抵消由变压器效应产生感应电动势。
这种结构相对普通磁通门传感器具有噪声低、基波分量、灵敏高和性能等优[90]。
先对三端式磁通门上半轴进行分析上半轴上磁场强总和外界磁场强0和两激励线圈磁芯轴向上产生磁场强和。
其+。
根据法拉电磁感应定律当磁芯远饱和状态这磁导率视常数产生感应电动势08(+)()式铁芯磁导率;横截面积;感应线圈匝数。
当交流激励作用下磁芯充磁达到饱和状态磁导率成随变化变量这线圈产生感应电动势08()(+)08[(+)+0]()。
()理对下半轴铁心由下半轴激励方向和上半轴相反其线圈产生感应电动势08()(+)+08[(+)0]()。
(3)由三端式磁通门传感器结构差分输出总感应电动势上下半轴磁芯感应电动势和如式()+080()()式()变函数将()傅立叶展开代入式()可以得出080(++)。
(5)通式(5)得出三端式磁通门传感器输出信与外界磁场变化成正比偶次谐波奇次谐波分量得到有效抑制。
设计磁通门传感器探头采用三端式结构即将对高磁导率、低矫顽力铁芯(选取型86坡莫合金)平行放置其磁芯饱和磁通b0。
6磁导率00000。
磁芯截面积约6假设探头激励电压幅值v频率kz根据献[]公式利用磁芯磁通达到饱和确定线圈匝数计算线圈匝数9。
实验磁芯上各绕组匝数50线圈这种结构主要是了相抑制由变压器效应而引起感应电动势。
了使传感器探头具有较高灵敏设计适当加了磁芯探头与横截面直径比值设计磁芯探头长0横截面直径7。
5。
3系统设计。
铁磁体探测系统主要包括激励电路、磁通门探头、信调理电路、数据采集模块、上位机几部分如图所示。
通这模块得到信就是与外界磁场强成正比电信。
3。
激励电路磁通门探头激励电路对系统性能和测量结有较影响了提高测量系统稳定性要激励信频率、幅值、相位等方面具有较高稳定。
设计采用8晶振分频器7060分别输出kz8kz方波信使其分别作激励信和相敏检波基准信。
将激励信通功率放器和二阶带通滤波器目是了得到波形稳定输出信并且可以使磁芯处周期性饱和状态。
3。
信调理电路磁通门信调理电路般采用二次谐波法由l并谐振电路、低噪声放电路、带通滤波器、积分器和反馈电路几环节构成。
由磁通门探头阻抗特性以电感主通并电容使二次谐波频率达到谐振状态。
探头二次谐波信比较微弱对其进行滤波前设置前置放电路滤波采用二阶有带通滤波器心频率3。
5kz品质因素q9。
8增益5。
把滤波信与相敏检波基准信相敏检波电路进行全波整流消除基波信和奇次谐波信影响得到信幅。
3。
3信采集电路探测系统采用可编程逻辑器件30型g作控制芯片控制实现3路信采集将采集数据先存入gr对数据进行值滤波和频谱分析。
了减少脉动干扰采集信进行值滤波其方法信采样次对其进行排序取值。
系统采样5次排序选取值作有效值。
g部对信进行运算应用对不频率目标进行识别。
实验。
当目标移动方向和传感器敏感轴方向致靠近传感器首先测到磁场强是减而逐渐增;当目标与传感器条线寄传感器与目标距离系统测到磁场强0;当目标继续移动远离传感器传感器输出值会先增减初值如图3()所示。
当目标移动方向和传感器敏感轴方向刚相反信变化方向也会变反如图3()所示。
实验选体积约3磁铁作待测磁异目标将三轴磁通门传感安装试验台上磁铁先沿传感器x轴敏感方向反向匀速移动移动段距离改变运动方向而取传感器输出信值结如图所示。
实验结显示正向运动与反向运动波形对称与预期变化致。
5结论。
设计了基三端式磁通门传感器铁磁性目标探测系统系统能感测到铁磁性目标运动情况实现了磁性目标三分量测量。
系统具有功耗低、灵敏高、稳定性等优。
作者李沅 胡冠华 李凯 吴晓华 单位北学 电子测试技术国重实验室 北方动控制技术研究所 北京交通运输职业学院。
二。
系统通信。
zgb树簇拓扑络zgb络动动态组功能及数据传输动路由功能对实现了系统灵活机动通信。
图zgb树簇拓扑络其协调器是首(全功能设备)路由器终端设备r(精简功能设备)。
除了r相不能通信外,其他组合能相通信。
zgb收发器图3型zgb收发器框图不zgb收发器设计都必须包含匹配滤波6功能模块。
采用匹配滤波(lrg)是佳滤波种对信匹配滤波相当对信进行相关运算。
采用匹配滤波器处理可以对传感器采集信存工频信进行突显对其他信或噪声进行抑制[3]。
530核单周期805兼容核图530系统设计电路原理图也是实际收发器模块电路核心电路部分。
图电阻r、r、r3和电容6、7、8、9、0、构成匹配滤波。
驱鸟终端设计。
驱鸟终端组成框图如图5所示。
供电模块给终端供电检测模块由多传感器电路组成责将外部环境模拟量换数值量输入核心控制器3069按设定要对采集信息做出对应处理动作终端上是zgb收发模块实现近距离通信语音模块及超声波模块系统输出。
3069从结构上看包含6位精简指令计算机多外围电路和用常见冯诺依曼存地总线和存数据总线连接灵活钟系统。
低频辅助钟直接由3z晶振驱动能作台实钟我唤醒。
电模块驱鸟终端装置安装电力塔杆横担上可以充分接受阳光因采用太阳能供电方式比较适合。
模块采用太阳能光伏发电再由v蓄电池存储电能并整系统提供电能。
电模块由稳压、滤波电路组成给驱鸟终端检测模块和zgb收发模块提供3。
3v输入电压给语音模块、l模块及超声波模块提供5v输入电压。
3检测电路设计多普勒效应指出波波移向观察者接收频率变高而波远离观察者接收频率变低[]。
观察者(brv)r和发射(r)频率表达式其'观察到频率;发射该介质原始发射频率;波该介质行进速;观察者移动速若接近发射则前方运算+,反则;发射移动速若接近观察者则前方运算反则+。
采用是微波移动物体探测器正是基多普勒效应设计g79模块。
g79微波感应位移模块属非接触探测型模块抗射频干扰能力强不受温湿光线气流尘埃影响[5]。
驱鸟终端设计除了微波感应位移模块外辅助有钟模块与温模块可以准确地检测到是否白天有光情况。
图7检测电路部分原理图,补充加上模数换电路即可实现g79微波感应位移模块数信输出功能。
80语音录放模块语音模块动作筛选出对应鸟类天敌声音进行驱鸟。
语音芯片采用80含振荡器、语音话筒前置放、动增益控制、防混淆滤波器、扬声器驱动及l阵列。
外接电阻能调整录放音还可以借助专用设备批量拷贝语音信息不耗电信息可以保存很长(约00年)。
考虑到可靠性和市场普及性通对各种无线传输模块比较选择80芯片它能方便实现语音录音用户可以方便地对驱鸟有明显效语音进行录音并能通微控制模块控制语音芯片播放录音。
其电路如图8所示。
3系统软件设计。
驱鸟终端通微波位移感应传感器采集鸟飞临电力杆塔横担附近位移信放滤波电路处理系统启动先初始化系统各硬件模块由软件实现驱鸟方式选择判断测量值是否满足预设值若满足按流程驱鸟不满足则代表没有鸟飞临杆塔横担附近则进入休眠低耗能状态。
检测是否有鸟到便开启天敌声驱鸟若检测到无太阳光或星辰光根据鸟类视觉定向特开启l阵列驱鸟。
段是否还能检测到鸟若不能则系统进入休眠状态;若能则改超声波驱鸟采集鸟类鸣叫声音利用zgb无线近距离传输、无线远程传输发送有故障杆塔位置、具体、光照强等信息以便监控心观察记录。
图9系统软件设计流程图。
结语。
所设计系统着眼电力系统输电线路管理结构优化及安全性重要性通zgb无线近距离传输和gr无线远程传输对采集信息及有效地传输对飞临电力杆塔横担附近鸟类录制其声音并对应发出其天敌声音进行驱赶。
而当该系统对天敌声音失效下情况下发出超声波达到相效监控心收集实运行状态可以更及更高效维护驱鸟装置省省力降低了定期排人力成预留口可以满足期扩展和开发要。
作者彭龑 戴毓虎 单位四川理工学院 动化与电子信息学院