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声速的测量研究论文

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声速的测量研究论文

实验报告要点

一、扉页

并非所有的实验报告都有标题页,但是如果讲师想要标题页,那么它应该是一个单独的页面,包括:实验的题目、自己的名字和实验室伙伴的名字、导师的名字、进行实验或提交报告的日期。

二、标题

标题写着做了什么。它应该简短,并描述实验或调查的要点。

三、介绍

通常情况下介绍是解释实验室目标或目的的一个段落。用一句话陈述假设。有时介绍可能包含背景信息,简要总结实验是如何进行的,陈述实验的发现,并列出调查的结论。

四、步骤

描述在调查过程中完成的步骤。要足够详细,任何人都可以阅读这一部分并复制实验。提供一个图表来描述实验设置可能会有所帮助。

五、数据

从过程中获得的数字数据通常以表格的形式呈现。数据包括进行实验时记录的内容。

六、结果

用语言描述数据的含义。有时“结果”部分会与“讨论”部分结合在一起。

七、讨论或分析

数据部分包含数字,“分析”部分包含根据这些数字进行的任何计算。这是解释数据和确定假设是否被接受的地方,也是讨论在进行调查时可能犯的任何错误的地方。

八、结论

大多数情况下,结论是一个段落,总结了实验中发生的事情,假设是被接受还是被拒绝,以及这意味着什么。

九、图形和图表

图表和图形都必须标有描述性的标题。在图表上标注轴,确保包含测量单位。一定要参考报告正文中的图和图表。

十、参考

如果研究是基于别人的文献,或者引用了需要文档的事实,那么应该列出这些参考文献。

声速的测定实验原理是由于超声波具有波长短,易于定向发射、易被反射等优点。在超声波段进行声速测量的优点还在于超声波的波长短,可以在短距离较精确的测出声速。

超声波的发射与接收一般通过电磁振动与机械振动的相互转换来实现,最常 见的方法就是利用压电效应与磁致伸缩效应来实现的。本实验采用的就是压电陶瓷制 成的换能器(探头),这种压电陶瓷可以在机械振动与交流电压之间双向换能。

声速的测量简单最、最有效的方法之一是利用声速v 、振动频率f和波长λ之间的基本关系,即实验时用结构相同的一对(发射器和接收器)超声压电陶瓷换能器,来作声压与电压之间的转换。

利用示波器观察超声波的振幅和相位,用振幅法和相位法测定波长,由示波器直接读出频率f。

(一)谐振频率超声压电陶瓷换能器是实验的关键部件,每对超声压电陶瓷换能器都有其固有的谐振频率,当换能器系统的工作频率处于谐振状态时,发射器发出的超声波功率Z大,是Z佳工作状态。

(二)振幅法,由发射器发出的声波近似于平面波。经接收器反射后,波将在压电陶瓷换能器的两端面间来回反射并且叠加。当两个换能器之间的距离等于半波长的整数倍时发生共振,产生共振驻波现象,波幅达到极大。

由纵波的性质可以证明,振动位移处于波节时,则声压是处于波腹。接收器端面近似为一波节,接收到的声压Z大,经接收器转换成的电信号也Z强。声压变化和接收器位置的关系可从实验中测出,当接收器端面移动到某个共振位置时,示波器上会出现Z强的电信号,如果继续移动接收器,将再次出现Z强的电信号,两次共振位置之间的距离即为1/2λ 。

具体点呀,是什么标题呀,哪一类的,这样大家才好帮助你呀~~

文章简介:《大学物理实验课论文》物理实验小论文用超声光栅测液体中的声速本文主要对用超声光栅测液体中声速的实验进行探讨与思考。用超声光栅测液体中的声速摘 《学海无涯》中的文章《大学物理实验课论文》正文开始>> -

高速质量检测论文

高速铁路工程测量精度和测量模式论文范文

无论是在学校还是在社会中,大家都写过论文,肯定对各类论文都很熟悉吧,论文一般由题名、作者、摘要、关键词、正文、参考文献和附录等部分组成。那么一般论文是怎么写的呢?下面是我整理的高速铁路工程测量精度和测量模式论文,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

根据摘要的介绍,我们对于高速铁路测量的现今发展状况有了一个简单的了解,首先,我们要知道,随着现代道路铁路工程的发展,国内外,特别是近几年国内的高速铁路的发展使铁道工程勘测、设计、施工和运营组织都发生了巨大变化。这些变化不仅体现在我们对于铁路工程的发展前景的一个预测,更加体现我们对于铁路发展的当前形势的一个把握,铁路工程的发展来势迅猛,测量工程师们还没来得及做好充分的技术准备,但我们的新的发展模式就已经被需要。迫于形势需要,除借鉴国外已有先进技术外,讨论得比较多的就是提高测量精度。其实除适当提高测量精度外,改进测量方法和流程,降低成本,提高效率,是当前铁路工程测量更为重要的课题。下面,本文就来具体的谈一谈这一内容,从它的问题的出现和解决措施作出一个叙述。

1、各设计院测量工程师的想法——从经济、效率、和质量各方面考虑有如下困难

控制测量每提高一个等级,其经费增长约40%,观测时间成倍增加。就目前情况来看,多数工程项目给予勘测的工期都十分紧张。对于各设计院的测量,有着许多方面的考虑因素,也在不断地解决中,首先,经费问题是一个重要问题,我们必须确保我们的经费被控制在一定的范围内,经费的有效合理的利用和规划对于我们的工程的实施有着非常重要的作用,没有经费的支持,我们的测量工程就不能得到一个很好的发展和顺利进行。

二、三等控制网精度

控制网的精度控制是保证我们的工程准确测量的一个重要方面,也是我们应该注意的方面,我们知道控制网是以对应十几至几十公里的长边为条件的,其密度不能满足铁路测量需要,当进一步用短边加密时,其精度回落到一级导线的精度。

布设高等级控制网除精度要求高外还面临其他难题:如起算联测的一等控制点少,平差、计算不同于低等级控制网,更复杂,要进行天文、重力测量需要更专业的部门来完成,铁路设计院和工程局一般不具备施测能力。这些问题就是需要我们亟待解决的,我们必须明白这些问题的出现原因和解决措施,才能从根本上解决这些问题,并且能够在很大程度上将这些问题控制在我们可以解决以及利用的范围内。

关于建立独立的高速铁路二、三等控制网,不强制闭合到国家等级控制网上的设想因下列原因而不可取:

独立坐标系统一般用于区域性小范围地区,地球面可近似当作平面,不需做高斯投影,长大铁路途经几省,其球面特性不可忽略。

不具备进行高精度天文、重力测量的能力,数百公里控制网呈狭窄线形,其精度不易控制。精度的控制是我们在工程测量过程中一个比较重要的方面,精度的控制也是我们可以切实实施的方面。

已有的各种比例尺地形图及沿途经由的道路、江河、城市、机构等,都是以国家统一大地坐标定位,铁路另辟蹊径,相关关系很难理顺。地形图的测量是以实际的情况来考虑的,同时也是我们对于铁路工程测量的重要途径,我们必须保证,我们对于铁路的测量有着一定的现实基础和研究支撑。

2、关于新测量流程的建议

对于新测量的实施,是我们解决高速铁路工程测量的一个重要方法,为了扭转这种状况,使得图纸上定线放样到实地后消除系统误差,需要改变铁路测量流程如下。

一次布网把原航外控、加密四等控制点、初测导线、定测交点,合并为3~5km一对GPS点或边长500 ~1 000m的导线,做相对精度为1/115~1/2万的一次布网,并对其作五等水准测量。除能消除地形图和实地同名点的系统差外,还有以下主要作用:

简化测量程序,减少测量工作量,我们要将测量的程序尽量的简化,将测量的工作量控制在我们可以掌握和控制的范围内,同时也使得我们对于工程的顺利进行更加有信心,以及实施的措施更加的有效,使得我们对于程序化的流程更加的了解。

勘测、设计、施工都只用一次布网的资料和控制桩,资料简单清晰,差错少。资料的支持是我们对于工程测量的基础保证,同时也是我们对于工程测量设计的一个重要考虑方面,资料的尽量简单化和对程序的简化是保证我们铁路工程顺利进行的重要方面,也是必要的解决方式。

从一次布网控制点直接测设中线,则可改变铁路测量的模式,铁路工程测量精度一直是一个倍受测量工程师关注的问题,但铁路测量从未因精度问题对设计和施工产生过影响。问题都出在测量错误、测量资料处理错误等方面。理清各个测量环节之间的关系,简化测量过程使其更简洁、明晰、规范,以容易控制的内业逐步取代难以控制的外业测量。

坐标控制测设中线具有明显的优越性

直接从一次布网控制点测设中桩,不用长距离,连续转点,避免了误差累积。一个工程的进行必定会伴随着工程误差的出现,如何迅速有效的处理好误差,是我们在工程测量过程中的必要步骤,也是我们应该尽可能避免的一步,我们不能保证零误差,但我们至少可以保证尽可能的减少误差的发生,以及对于误差的解决方案。

可以任何里程切入测量,只要不是改线都不会出现断链。这一特点使得中线测量能够不连续进行,可以先测设桥、隧地段,使地质、桥梁、隧道等专业能及早开展工作。提高航测精度后,还可以只对重点地段测设中桩,一般路基在航测模型上直接量测。

从航测模型量测横纵断面在航测模型上量测横纵断面,国外多家机构进行过研究且已投入使用。国外采用1/3 000~1/5000大比例尺摄影,或初测做小比例尺摄影,定测再做一次大比例尺摄影。国内有许多单位,特别是铁道部属各设计院进行过研究,但因精度达不到《新建铁路工程测量规范》的规定限差而未能进行下去。

3、结论

就如上面介绍的一样,笔者对于铁路工程测量的过程中的测量精度和测量模式的内容作出了一定的总结和看法,铁路工程的实施作为我们现代社会铁路的重要组成部分,同时铁路工程的测量又作为铁路工程实施的重要方面,这几点是息息相关的,同时也是需要我们联合在一起考虑的内容,只有做到了这些方面的准备工作,同时做好了一定的预防措施和误差分析,我们的铁路工程的测量过程中可能出现的.问题就会有一个很好的解决,同时也会使得我国的铁路工程发展的越来越好,我们的铁路工程测量开展的越来越顺利。

1 引言

交通运输业与国家经济的发展有很大的联系, 在高速发展的今天,我国大力发展高铁建设,国家对高速铁路工程测量的要求也不断提高, 对高速铁路测量中应用到的技术要求也越来越高。一般情况下,传统的测量技术都存在一些不足,甚至跟不上时代发展得脚步,因此,这就需要将先进的测量技术应用到高速铁路工程测量中。我国的高速铁路工程测量技术在不断提高,以适应我国高速铁路建设的发展,只有保证了工程测量的精度要求,才能够很好的满足高速铁路发展需求。

2 高速铁路工程测量

高速铁路工程测量的内容

就铁路建设来看,无论是铁路的勘测设计、工程施工,还是项目完成后的验收和维护, 这些都离不开对工程的精密测量工作。工程测量工作需要贯穿于整个高速铁路建设的过程中,其对高铁工程建设具有非常重要的意义。高速铁路工程测量的内容也包含了多个方面,例如对轨道施工的测量、对高速铁路平面高程控制的测量以及对铁路运行维护的测量等。这些测量内容的精确度都是确保高速铁路建设质量的重要依据,所以,铁路工程相关工作人员必须高度重视工程测量问题。

高速铁路工程测量的目的

在高速铁路工程建设过程中, 做的所有工作都是为了确保高铁工程的质量及安全,高速铁路工程测量也不例外。工程测量主要是根据高铁工程的实际情况, 合理设计各级平面高层控制网,然后在精密测量网的控制下,对工程建设中每个施工环节有效实施,最终顺利完成高速铁路的建设。由于高速铁路的建设在各方面的要求都很高,所以,在进行高速铁路工程测量的时候,应该根据铁路工程的实际情况,按照设计的线型对铁路线路进行施工。为了确保轨道的平顺性,精度要控制在毫米级的范围内,来确保在车辆行驶中具有舒适性和安全性。

高速铁路测量技术的要求

轨道是高速铁路的重点建设环节。高铁轨道一般可以分为有砟轨道和无砟轨道。无砟轨道较有砟轨道平顺性以及稳定性要好,轨道的耐久性也随之大幅提升。但应注意的是,无砟轨道对工程基础的质量有非常高的要求, 如果工程基础有沉降等问题,不仅会影响行车安全,甚至造成灾难。这就对工程测量精度提出了极高的要求。另外,对于无砟轨道而言,在施工完毕后,很难对其进行调整,所以,为避免多个环节的误差积累,高铁轨道工程测量必须具有严格的控制网标准。

3 高速铁路工程测量技术存在问题

测量仪器导致的质量问题

在实际铁路工程测量中, 测量仪器的质量问题以及使用不当是导致工程测量数据不准确的一个重要因素, 主要表现在:①测量仪器相对落后,达不到当前工程测量的标准要求。在一些工程施工中,为了节省成本,不能及时的换新的仪器,还在使用比较老式的测量仪器,这样难保证测量精度;②测量人员在使用测量仪器进行工程测量时, 往往凭借自己的经验对工程测量,没能够按照相关的规范来使用仪器,这很可能使测量的数据与实际不符,最终导致铁路工程出现质量问题;③没能按照相关的规定来管理仪器,造成仪器失真。而对于工程测量仪器来说,其管理及保养都需要专业人员来进行,不能让其他人员随意使用或放置,以防仪器失去精度。

未能控制好测量质量

对于高速铁路工程质量监控来说, 它既涉及到铁路工程的质量问题,又涉及到人们的生命和财产安全问题,不仅需要相关部门的监察,更加需要政府的职能监督。政府及社会监理要和相关部门协同进行工程验收, 高铁质量重中之重不可忽视。然而,许多工程监理没能担负起应尽的责任,没有按照监理要求对工程质量进行评估。其次有一些监理人员未使得当的测量仪器进行工程监理,这会很大程度上影响监理质量。

工程测量产生误差

GPS 测量误差

对于高铁工程测量的前两个阶段, 都是需要采用GPS 测量方式,而此种方式很容易出现误差,其误差的来源可以分为以下三类:

(1)与控制段相关的误差,包括星历误差和卫星时钟误差,指的是在卫星传播过程中导航电文的参数值产生误差。

(2)与接收机有关的误差,一般是接收机噪声引起的误差。

(3)与卫星信号有关的误差,指信号受到接收机和卫星之间的传播介质的影响而造成的误差。

CPⅢ控制测量误差

CPⅢ控制网测量方式是采用后方交会全站仪自由设站的形式。误差来源主要是:

(1)由观测值误差产生的自由设站点误差,主要原因是出现了方向观测误差;

(2)两相邻测站在平面位置和高程产生的相对误差;

(3)全站仪测量轨道各点的误差。

4 工程测量问题的解决措施

提高工程测量中的技术创新

我们的社会在不断进步发展, 对于铁路工程测量技术来说,也需要不断的创新。把先进的科学技术运用到工程测量之中,有效的提高铁路工程测量技术水平。科学技术是第一生产力,在一定意义上说,测量技术的提升以及测量标准的提升既能够降低高铁工程测量的花费, 又能够确保高铁工程施工的进度和质量。因此,我国要推动高速铁路工程测量技术的进一步发展与革新,保证我国高速铁路事业顺利发展。

加强对高速铁路工程测量中各项制度的制定与实施

这包含了在高速铁路工程测量取得成果的复测、交接、施工过程等环节上要严格遵守相关的管理办法, 进而使工程测量行为规范起来,确保高铁工程测量成果的质量。如今高速铁路工程建设不断发展, 铁路施工技术要求的精度也在不断增高。对此高铁工程的负责人要把眼光放长远,同时要根据实际发展情况,引进先进、实用的设备仪器,为提高高速铁路工程的测量质量打下一个良好的基础, 为我国的高速铁路工程事业提供推动力量。

要加强对工程测量工作的监督与管理

把高速铁路工程测量的监督工作放到首位。①工作人员必须了解高速铁路工程测量过程中的每一个细节, 遵守相应的标准规范, 施工人员也不能仅仅依赖自己的工作经验来测量。②高铁工程测量工作人员要担负起自身的责任,对测量数据严格把关,并反复审查所得数据,确保数据万无一失。在高速铁路工程测量的数据应用到实际中,必须要再次核实数据,数据的真实有效性是保证铁路工程质量的首要前提,因此,必须将监督工作有效落实。

减弱工程测量误差

GPS 测量误差的减弱措施

卫星时钟造成的误差是系统误差, 它包括时钟的随机误差及频偏、钟差等所产生的误差。对于这种误差往往可以通过差分技术和钟差改正法来减弱。此外还有星历误差,它可采用相位观测量求差法来获取高精度的相对坐标, 从而减弱或消除误差。对于高精度、长距离的测量可以采取精密星历法来削弱。另外,对于整体的星历误差还可以通过轨道改进法、同步求差法等来减弱误差。

要消除与卫星传播有关的误差, 可以通过倾斜因子系数来解决电离层的折射使得码相位测量变长, 载波相位变短的问题,也可以选择一个特定的时间段观测,然后使用同步观测量求差法来消除误差。

可采用差分法来处理与接收站有关的误差, 如果要求高精度定位,可以使用外接频标,给接收站提供高精度的时间标准。或者是在求解的时候把接收机的钟差作为独立未知数处理。

CPⅢ控制误差的减弱

我们不能完全的消除全站仪测量所造成的误差, 只能采取一定的方法来合理的减弱误差, 所测量的轨道各点在竖直方向的不平顺性跟观测高度角是有关的, 观测水平方向与在水平方向的不平顺性有关, 正矢误差与测量距离和误差角度有关,想要减弱正矢误差,就要控制观测距离和观测角度的误差,还要尽量缩小观测距离。

5 结语

工程测量对于工程施工来说是一个非常重要的环节,工程测量精度对工程项目施工质量会有着很大作用。施工前要运用工程测量技术重新核实测量结果, 一旦测量技术出现问题,整个工程可能就会出现严重的质量问题。高速铁路工程施工是一项系统且又复杂的工程项目, 必须保证铁路轨道的平顺性,才能确保高速运行的列车安全稳定运行。因此,对高速铁路工程测量技术要求非常高。想要使高速铁路发展的更好更快,就要继续深入研究工程测量技术,还要加大对高速铁路工程测量的监督力度,在严格的审查制度下,工作人员才会具有高度责任心的工作态度, 并且能够认真完成自己的工程测量任务,进而促进我国高铁工程事业的快速发展。

高速公路路面病害防治论文

摘要:随着科学技术的发展以及改革开放政策的实施,带动了我国社会经济的不断进步,加快了我国城市化进程的脚步,城市化的深入发展使得我国的交通行业有了更快的发展,不仅增加了城市的桥梁建设,也增加了城市、乡村之间的道路建设。文章作者重点对高速公路路面病害主要的类型进行总结,对病害形成原因进行分析,以及提出了解决路面病害有效的防治措施。

关键词:高速公路;路面病害;类型;因素;防治措施

现阶段,我国高速公路的基本都是沥青材料铺筑的路面,这是由于沥青材料具有较好的力学性能以及很好的耐用能力,可以让行驶的车辆有着更高的舒适感以及安全性能。而在我国经济高速发展同时车辆的数量急速增长,使得高速公路车流量的加大,因此高速公路容易出现一些损坏的现象,即“路面病害”,出现这些“路面病害”时就要及时维修维护,从而大大的减少了高速公路上的车流量,直接影响到国民经济,最重要的是给行驶的车辆带来一定程度的安全威胁,容易造成人员的伤亡,因此要采取一定的措施以减少“路面病害”的现象。

1高速公路路面病害主要的类型

裂缝

裂缝包括纵向裂缝和横向裂缝两大类。与纵向裂缝相比横向裂缝的情况更为严重,横向裂缝产生的原因主要是由温度应力作用所引起的。横向裂缝的宽度、长度会随着时间的增长而发生变化,一旦当路面的抗裂能力降低到一定程度时,高速公路上温度裂缝的数量便会不断的增加,从而严重的影响了高速公路路面行车的安全性。

车辙

高速公路路面车辙主要是在车辆行驶荷载的反复作用下使路面产生出永久性变形积累形成的带状凹槽。高速公路路面上一旦出现车辙会导致路面平整度下降,当车辙达到一定深度时,便会在凹槽内形成大量积水非常容易引起交通安全事故。

坑槽

坑槽的成因主要是施工时路面空隙率过大,雨水渗入,沥青的'粘合度被破坏,出现油石分离,容易产生坑槽。另外,路基路面遭到破坏后,车辆荷载作用下也会形成坑槽。沉陷也是坑槽形成的一种现象。

波浪以及拥包

公路施工时沥青分布不均匀,油石粘合度降低,车载时路面反复受撞击就会形成局部受力不均匀,形成波浪。如果沥青过多稠度较低,或者是沥青混合料配合比不科学,车载时会对路面形成水平推力,路面局部隆起成拥包。翻浆由于路面排水能力差,雨水渗透使部分基层软化,或者是基层用料不当,细料过多,在荷载情况下,就可能造成翻浆。如果是低温时基层遭遇水渗透,会出现冻胀,当温度升高时化冻,会导致基层局部疏松,荷载之后也会引起翻浆。

2高速公路路面病害形成原因

地基的沉降

高速公路的沿线一般都会很长,所以在某一些特殊的路段难免会出现一些含水量过高的情况,另外高速公路相关设计人员有时没有到现场细心勘察地质问题与查找相关资料,就不知道哪些路段在建设过程中刻意的采取哪些措施来进行解决,因此就会导致高速公路的某些路段的含水量较高,从而引起高速公路地基承载能力的差异,进而使得高速公路路段的不均匀沉降现象的发生,为高速公路纵向开裂的产生提供了一些有利条件。

施工的因素

由于高速公路相关的设计人员没能仔细进行资料的审查以及整体结构的合理性设计,导致整个高速公路的路面建设缺乏一定的科学性与合理性,这是高速公路路基厚度严重不足的根本原因,再加上高速公路施工单位在进行建设时,施工人员的工作素质不高,混合材料在搅拌时没有搅拌均匀,使得混合材料在其底部仍然存在大量的素土夹层或者存在不均匀的材料,以这种材料建设的高速公路,就会很容易出现因路基的压实度不均匀而导致的“路面病害”现象的发生。

行车载荷的原因

高速公路上行车的负荷过载是导致高速公路容易出现车辙病害的主要原因之一,在高速公路的通行中,经常会出现一些重载的车辆,在加上高速公路通过的车流量较大,就使得路面受到载重的损害较为严重,当路面的荷载能力在行驶车辆的作用下不断加大,超出高速公路最大的荷载能力时,路面就产生一些大小不等、程度不一的车槽,这就是高速公路出现“路面病害”最主要的原因之一。

3高速公路路面病害有效的防治措施

裂缝的防治措施

首先,在高速公路路基分层填筑时,就必须加强对公路路基分层填筑的质量以及压实的密度进行谨慎、仔细的检查,对于高速公路建设过程中不合格的位置重新进行补充及做好施工的防止裂缝工作,这样有效减少高速公路路基发生裂缝的机率,极大的减少了高速公路路面在使用过程中裂缝出现的数量;其次,在高速公路出现裂缝时,先对裂缝的宽度进行测量,对于3毫米以下的裂缝,可以不需要做处理;对于处在3毫米与5毫米之间的纵向裂缝,则需要将裂缝出现的位置进行清扫,压缩空气吹净,然后用沥青堵住;对于大于5毫米的裂缝,则需要将裂缝上、中部分的面层刨除,然后对裂缝进行填充;若裂缝小于6毫米则不需要直接灌缝,对于6毫米以外的裂缝则需要先阔缝,在清洁,最后灌缝养生。

车辙的防治措施

第一,选择合适达标的材料来进行施工,通常情况下,根据现阶段公路施工技术的发展,一般都是选择表面粗糙、嵌挤作用好的材料以及含蜡量较低的沥青作为施工材料;第二,在温度偏高的季节和天气限制高速公路上行驶车辆的数量以及行驶车辆的载重,尽最大可能的对高速公路的路面进行维护和保养,在进行车辙的修复时,要采用小型铣刨机铣上面的4厘米,宽度为整个车道,再重新铺筑路面,以达到平整路面的效果;第三,在沥青路面上的不稳定层时,要将路面拉毛,然后重新铺设路面;第四,采用骨架密实结构的粗集料间断级配沥青混合料做路面表面层,可以有效的提高沥青路面对于高温天气的稳定性,进而减少车辙现象的发生。

坑槽的防治措施

坑槽的修补方法有热补法和冷补法两种。冷补法时先量深度,在划出范围,再切槽,然后对其进行清洁,接着喷灯烤干烤热,最后将预先准备好的热料补至坑槽中。对于厚度大于6厘米的坑槽要进行分层填筑,在填筑结束后应从外向内的对其进行碾压处理。以夯实修补的路面,在对坑槽进行热补法时,首先对将要进行修补部位进行加热,当修补地面软化后,将准备好的热料放置其中进行修补,同样也是从外向内的进行碾压工作,与冷补法相比,热补法的方式更为简单、方便。

4结束语

通过文章的叙述,可以得出以下结论。由于沥青具有较好的力学性质以及较高的舒适度和安全性,因此,沥青是目前高速公路常见的建筑材料,但是随着高速公路的不断运营,流经车辆的不断增多,高速公路的耐久性逐渐的降低,逐渐的出现了“路面病害”的现象,这不仅影响了交通运输带来的不便,更为严重的是威胁到人们出行的安全。因此我们不断努力探索与总结“路面病害”的原因所在,积极采取一些有效的预防措施。

参考文献

[1]冀正,孙正卿.探究高速公路路面病害处治措施[J].民营科技,2013(4):302.

[2]吴长添,方精思.高速公路沥青路面病害养护防治分析[J].公路与汽运,2006(1):39-41.

[3]韩亚林,汪涛.关于高速公路路面病害及其防治措施探讨[J].中华民居(下旬刊),2014(10):272-273.

[4]秦贵元,阎红伟.夏汾高速公路路面病害调查分析及防治措施的研究[J].山西交通科技,2008(1):14-16.

[5]吕华强.高速公路水泥混凝土路面质量、病害问题成因及防治措施[J].北方交通,2013(S2):68-70.

作者:周明永 单位:睢宁县公路管理站

高速铁路混凝土常见问题及对策论文

摘要: 混凝土工程质量尤为重要,从设计、施工到运营管理都必须严格控制混凝土施工质量,确保质量零缺陷。但由于施工现场诸多不可预见因素,导致混凝土在施工过程中出现许多质量问题,混凝土施工中出现的质量问题有共性的,还有由于结构特殊性而存在的个性问题。如何在现场及时有效地解决这些问题,对混凝土工程技术人员来讲至关重要。

关键词: 铁路;混凝土;含气量;隧道

混凝土工程在铁路工程中占有很大比重,由于铁路建设标准高、技术要求高、质量目标高,因此,混凝土工程质量尤为重要,从设计、施工到运营管理都应充分重视,特别施工过程中必须严格控制混凝土施工质量,确保质量零缺陷。但由于施工现场诸多不可预见因素,导致混凝土在施工过程中出现许多质量问题,如何在现场及时有效地解决这些问题,对混凝土工程技术人员来讲至关重要。

1共性质量问题及对策

混凝土离析、泌水

铁路混凝土离析、泌水比较常见,其直接后果是混凝土可泵性差,难以振捣密实,对混凝土外观及实体质量影响较大。

混凝土离析、泌水的原因有以下几方面:

(1)水泥、粉煤灰、矿粉等胶凝材料及减水剂、防腐剂等外加剂质量波动较大,导致胶凝材料与外加剂的适应性变差。

(2)粗、细骨料粒形变差,特别是针片状颗粒增多,细骨料细度模数增大10%以上,混凝土问题更加明显。

(3)粗、细骨料含水率变化大,没有按要求正确换算施工配合比,混凝土单方用水量偏大。

(4)混凝土净搅拌时间不足90s-120s,搅拌机拌合叶片上残余混凝土没有及时清理,导致混凝土搅拌不均匀,减水剂性能没有充分发挥。搅拌设备计量偏差大,没有按施工配合比生产混凝土。

(5)混凝土运输中没有转动运输罐,有二次加水现象。

预防及处理措施:

(1)严格控制原材料进场质量,不合要求的原材料禁止进场使用。重点了解掌握粉煤灰、减水剂等原材料的质量特性,含品质指标、质量波动情况。对质量波动大的除按要求做好品质质量检测外,还应每批对减水剂与胶凝材料相互进行适应性验证检测,对适应性差的不应生产混凝土,最好对减水剂予以调整或退换胶凝材料。

(2)对由于骨料原因引起的混凝土离析、泌水的,可通过增加砂率,调整粗骨料各级比例,增加胶凝材料用量等方法解决。实践证明砂率增加3%,粗骨料比例调整,胶凝材料总量在耐久性要求的允许范围内增加对混凝土结构实体强度、耐久性及长期性影响较小。

(3)对粗、细骨料均化处理,避免含水率变化过大。并勤测含水率,及时调整施工配合比。保持混凝土施工用水量与理论配合比相差不宜超过5kg/m3。

(4)定期检查、维护、保养搅拌设备,严格执行混凝土生产管理程序。

(5)加强混凝土运输过程管控,运输车中积水应倾倒干净,不得二次加水。

混凝土坍落度、含气量损失大

混凝土坍落度、含气量损失大也是非常棘手的`问题,如果处理不当,混凝土将无法正常浇注施工,硬化混凝土质量也无法保证。混凝土坍落度、含气量损失大的原因如下:

(1)原材料中粉煤灰吸附性强、水泥C3A含量高、减水剂(含引气剂)保坍保气性能差,粗、细骨料含泥量高。

(2)胶凝材料、骨料温度高,环境温度高,使混凝土中水分蒸发加大加快,从而导致混凝土坍落度、含气量损失大。

(3)施工组织不当,混凝土运输及浇注等待时间过长也是导致混凝土坍落度、含气量损失大的重要原因之一。

预防及处理措施:

(1)避免使用磨细粉煤灰及高C3A含量水泥,减水剂保坍保气性能应满足工程需求,粗、细骨料含泥量应符合标准要求。当胶凝材料、骨料性能难以改变时,应匹配合适的减水剂。并根据原材料性能、混凝土运距、浇注方式、环境气候条件等设计适宜的混凝土配合比,室内配合比设计相关试验指标必须符合设计要求。

(2)高温季节做好胶凝材料储备,避免使用高温胶凝材料,对粗、细骨料洒水降温处理,使用低温地下水,错开高温时段施工。

(3)强化施工组织,混凝土拌合站与浇注现场应加强沟通协调,杜绝混凝土运输及等待浇注时间过长。

(4)未雨绸缪,混凝土在搅拌站拌合生产时,根据实际情况(运距、气温、浇注时长等)将混凝土坍落度较设计增大5%-10%,可通过增加减水剂掺量解决。

(5)一旦混凝土出现坍落度、含气量损失过大,无法满足浇注施工,而废弃处理成本损失又较大时,可采取如下处理措施:①在现场混凝土入泵口(泵送设备搅拌锅中)采用雾化装置均匀加入减水剂,严禁加水。②将混凝土运回搅拌站,按照理论配合比相同的掺合料掺量、水胶比二次加入混凝土车中剩余混凝土浆体总量3%-5%的浆体,加入浆体的同时应高速搅拌罐车直至混凝土均匀。如还不能满足要求,再加入减水剂。③对二次处理后的混凝土浇注部位,应做好详细记录,并增加检查试件数量,及时对混凝土实体质量进行验证。

实践证明,混凝土二次处理中,增加5%的胶凝材料浆体和的减水剂掺量对混凝土实体质量影响较小。

混凝土含气量不符合要求

因结构耐久性要求,《铁路混凝土工程施工质量验收标准》TB10424-2010对混凝土含气量做了明确的规定,见表1。

在施工现场混凝土含气量不符合要求的也屡见不鲜,但大多数人都没有引起足够重视,更谈不上如何去应对处理。实际上含气量是混凝土拌合物性能中重要指标之一,其对混凝土的浇注、力学、耐久及长期性影响较大,如处理不当会留下质量隐患。

混凝土含气量不符合要求的原因分析如下:

(1)粉煤灰质量波动大,玻璃珠颗粒数量及形态变化都可导致含气量的变化。水泥质量波动大,引气剂质量差,减水剂与胶凝材料适应性差。

(2)粗、细骨料含泥量、粉尘含量高,颗粒级配变化大。

(3)混凝土拌合物坍落度控制不严,与设计范围值偏差过大。

预防及处理措施:

(1)对重要结构如梁体、轨道板等混凝土正式生产前,应采用现场原材料进行试拌,实测混凝土拌合物的含气量及经时损失,不符合要求的应调整外加剂组分。

(2)随时关注粗、细骨料含泥量、粉尘含量及级配变化情况,对变化幅度大的应及时调整混凝土配合比,如增减减水剂掺量等。

(3)严格按设计要求控制混凝土坍落度。

(4)实践证明,实际施工中混凝土含气量低于最低限值1%,梁体、轨道板混凝土含气量在对施工浇注及工程质量影响较小。

混凝土粘稠、内聚力大

混凝土粘稠、内聚力大在施工现场也较常见,其直观症状可通过坍落度试验表征出来,即混凝土铲装困难,坍落度桶提起后混凝土流动缓慢,20s-30s才能静止(正常状态混凝土5s-10s后静止即可量测坍落度及扩展度),并且混凝土可塑性差,呈粘底状。此类混凝土虽然拌合物性能指标符合要求,但其可泵性较差,容易堵管,不易振捣,对工程质量及进度影响较大。

混凝土粘稠、内聚力大的原因有以下几点:

(1)粗、细骨料含泥量、粉尘含量大,使用磨细粉煤灰,减水剂与胶凝材料适应性差。

(2)胶凝材料用量大,砂率大,水胶比低。

(3)混凝土含气量低,坍落度低。

预防及处理措施:

(1)严格控制粗、细骨料含泥量及粉尘含量,尽量不使用磨细粉煤灰,减水剂与胶凝材料应匹配使用。

(2)在满足混凝土性能的基础上,尽量降低胶凝材料用量和水泥用量。混凝土砂率应合理,避免盲目选用低水胶比。

(3)在允许范围内通过调整减水剂来增加混凝土含气量及坍落度,以减轻混凝土粘稠、内聚力大的症状。

(4)调整粗、细骨料的级配比例,降低粒形差颗粒含量。

2个性质量问题及对策

由于结构部位的特殊性,如按常规来控制生产混凝土,其工程实体质量不一定满足要求。下面对隧道初支、二衬拱顶混凝土予以总结。

隧道初支混凝土

现今隧道初支湿喷工艺已普遍推广应用,但其回弹量大、早期强度(特别是1天强度)低、功效低一直困扰着我们,导致很多单位继续使用干喷工艺。分析其原因有以下几方面:

(1)液体速凝剂与减水剂适应性差,混凝土凝结时间长。

(2)混凝土坍落度较大,大部分160mm以上。二次加水现象较多。

(3)配合比设计不当,混凝土细料偏少。

(4)速凝剂用量不准确,风管风压不合适等。

(5)操作工人技术水平不高,喷射角度、距离、顺序把握不当。

预防及处理措施:

(1)避免使用缓凝型减水剂,速凝剂应与减水剂相容性良好。

(2)严格控制混凝土坍落度不宜超过160mm,不得现场二次加水。

(3)设计合理的配合比,混凝土细料(小于5mm颗粒)质量不少于材料总量的55%—60%。添加增强增韧复合型掺合料。

(4)确保喷浆设备正常工作,速凝剂计量、风管风压等满足要求。

(5)使用熟练操作工人并及时总结改进。

隧道二衬拱顶混凝土

对已建和在建铁路隧道二衬无损检测质量统计发现,有近30%隧道二衬拱顶出现混凝土不密实、脱空等质量缺陷,给隧道缺陷整治和交验带来了不少麻烦。究其原因,有施工工艺方面,也有混凝土质量方面的。对于混凝土质量方面的有以下几点:

(1)在拱顶混凝土灌注过程中,盲目加大混凝土坍落度,导致混凝土匀质性变差,浆体流失,混凝土收缩变形大。

(2)坍落度偏小,无法满足“冲顶”及混凝土自密实的需求。

(3)“冲顶”时混凝土供应不连续,间隔时间长,没有一气呵成。

(4)混凝土泵车压力不足,泵送困难。

预防及处理措施:

(1)在二衬“冲顶”时,宜适当调整混凝土施工配合比,增加1%-2%砂率,必要时增加3%-5%的胶凝材料,增加坍落度10mm-20mm,使混凝土匀质性及自密实性能良好。

(2)搅拌站混凝土生产供应应连续,避免“冲顶”时出现断料现象。

(3)确保混凝土泵车等设备正常工作。

路基边坡防护骨架混凝土

路基边坡防护骨架混凝土施工质量控制一直是个薄弱环节,有不少混凝土存在裂纹、蜂窝麻面、不密实甚至空洞等质量缺陷。原因有两方面,一是管理及施工人员思想意识上没有引起重视,没有把边坡防护当作主体工程来施工。二是施工工艺存在一些问题。关于施工工艺方面的有以下问题:

(1)混凝土坍落度偏大,导致混凝土在振动力的作用下易溜坍,不易定型。

(2)没有分层浇注或层厚偏大。

(3)模板安装质量不符合要求,接缝不严实。

(4)基底处理不到位,混凝土由于基底不密实而产生沉降裂纹。

预防及处理措施:

(1)提高管理及施工人员的质量意识,要形成铁路工程没有主体与附属之分的理念。

(2)严格控制混凝土拌合物质量,坍落度不宜大于140mm,初凝时间不宜大于4h。

(3)混凝土层厚不宜大于15cm,由下至上分层循环浇注。

(4)确保模板安装质量满足要求,接缝应严实。

(5)处理好基底,不得有虚碴层,保证其密实。

3结语

混凝土质量问题特别是拌合物性能问题,一直是施工现场需要面对和及时解决的。而影响混凝土拌合物性能的因素很多,也很复杂,有原材料、配合比方面的,也有施工工艺控制和试验检测及施工技术管理方面的,广大工程技术人员应不断学习总结,努力提高现场解决问题和保证工程质量的能力。

流量测量研究论文

实力雄厚的专业,还是别考了,那里博士工作都难找

这是一首在交大男生中广为流传的歌: 交大无靓妞 我没有女朋友,因为交大无靓妞,欧---半个靓妞也没有,所以我没有女朋友。 我的同学叫罗密欧,他有三个女朋友, 一个个都说非他不嫁,我一个也没有。 当初说要来交大,只因为交大的美女多又多, 多的象那小草一样,所以我就来交大。 结果到了交大一看,这里的恐龙多又多, 多的象那小草一样,长的也一样。 我没有女朋友,因为交大无靓妞,欧------ 半个靓妞也没有,所以我没有女朋友。 交大女生一回头吓死路边一头老黄牛 交大女生二回头飞沙走石鬼见愁, 交大女生三回头倾倒一片教学楼, 交大女生四回头哈雷彗星撞地球! 我没有女朋友,因为交大恐龙太多, 恐龙不停的吼,叫我怎么交女朋友。 我没有女朋友,因为交大没有靓妞,欧---

该专业是一个宽口径大类专业,是我国培养热能与动力工程领域高级工程技术人才的重要基地,师资力量雄厚,学术氛围浓厚,教学科研成果丰硕,专业地位与综合实力处于全国领先地位,在国际上也享有较高声誉。该专业培养德智体美全面发展的热能与动力工程方面的高素质复合型专门人才,在课程体系与知识结构中强调数学、力学、机械、材料等基础理论,充分注重电子、电工、控制、微机软硬件应用以及人文等学科知识,培养出的学生具有科学基础扎实、专业知识面宽、创新意识和实践能力强、综合素质高等特点。 主要课程设置有:传热学、工程热力学、流体力学;理论力学、材料力学、电工电子、程序设计、计算机软件基础、微机原理及接口技术、工程经济学、工程制图、机械设计基础、工程材料基础、控制工程、测试技术。专业平台课程有动力机械工程基础、环境保护与节能等,专业课程分热能动力及控制工程、流体机械与制冷低温工程、内燃机及汽车工程3个模块,包括:锅炉原理、热力涡轮机械原理、发电厂系统及设备;流体机械原理、容积式压缩机原理、制冷原理与装置、低温原理与装置;内燃机原理、内燃机构造、汽车构造、汽车理论等。学生可在一定范围内选学一组主修课程和一组选修课程。选修课程分若干组,设有新能源发电、流体机械强度与振动等60余门。080702 热能工程01气液两相流与传热多相流体力学及其测量在动力、化工、石油、制冷、宇航等一系列工程中均得到重要应用。多相流体力学是一门较为年轻的学科,是流体力学的一个重要分支,至今只有数十年的历史。主要研究气液、液液、气固、液固、气液固或气固液等多种流体在管内或管外流动时(有换热的或无换热的)的流动型态、流动阻力、流动稳定性、多种流体的混合、分离和在并联管中的分配均匀性等问题。对于这些流动机理及多相流体测量技术均属国际有关前沿课题,有广阔的发展空间和创新领域。对于发展现代或未来的创新工程具有重要的理论和实用意义,并可取得重要经济效益。 指导教师:林宗虎林宗虎,中国工程院院士,男,浙江吴兴人,1933年5月13生。1957年交通大学锅炉专业研究生毕业。1980-1982年曾任美国迈阿密大学访问教授。现任西安交通大学热能工程系教授,热能工程专业博士生导师,国家科技奖励评委会评委,流体机械国家工程研究中心学术委员会主任,锅炉媒清洁燃烧国家工程研究中心和动力工程多相流国家重点实验室学术委员会委员,香港评审局专家中国电机工程学会锅炉专业委员会副主任,中国工程热物理学会副理事长,中国工程热物理学会多相流专业委员会主任,陕西省工程热物理学会副理事长, 陕西省计量测试学会副理事长,中国工程热物理学报副主编,美国<<国际工程流体力学>>期刊国际顾问等职。是热能工程、气液两相流与传热以及多相流测量领域的国内外著名专家。1988年被授予国家级有突出贡献中青年科技专家称号;1989年被授予陕西优秀科技工作者称号;1994年获王宽诚育才奖。林宗虎教授在热能、核电、石化等工程的重要理论-气液两相流与传热学科领域取得多方面开创性成果。在气液两方面: 他创建的两相流孔板流量计算式可通用于各种压力、不同组分、多种两相流体和变压力工况,被国际上推荐为最佳式,称林氏公式,并被收入国内外6本著作,被引用数十次。他首先对U型管内两相流体压力降型脉动机理进行系统研究,创建其 计算程序和脉动判别法并解决过电站锅炉严重脉动问题。他创建了3种两相摩阻计算法和一种截面含汽率计算式并被广泛应用。在沸腾传热方面:创立了国际上第一个脉动流动时的沸腾传热计算式,可用于光管和多种强化传热管,开拓了传热研究新方向。对过冷沸腾传热、稳定流动沸腾传热均有研究成果。在多相流测量方面:在林氏公式基础上,他首先解决了用一个元件同时测定两相流量和组分两个参数的国际难题并得到专利和应用,经济效益显著。 至今,林宗虎教授已获国家自然科学三等奖、国家教委科技进步一等奖及其它省部级科技奖12项和中国专利4项。他在国内外正式出版的著作有15部,其中由他独著或系第一作者的有《管路内气液两相流特性及其工程应用》、《强化传热及其工程应用》、《气液固多相流测量》、《气液两相流与沸腾传热》、《锅内过程》 和《锅炉测试》等9 部。发表论文近100多篇。已培养博士生15名、硕士生17名。 指导教师:曹子栋曹子栋,男,教授,毕业于西安交通大学,全国锅炉标准化技术委员会委员。研究领域: 多相流与传热,清洁能源燃烧,环境工程,高压全燃高炉煤气锅炉设计,分离式热管的设计 主要代表性论文:1.沈月芬,曹子栋等. 英国B&W公司燃煤锅炉掺烧高炉煤气对热工参数的影响. 中国电力, 1997年第4期 2.沈月芬,邹诤,曹子栋等. 分离式热管蒸发段传热特性的实验研究. 西安交通大学学报,1996年第6期 3.曹子栋, 章燕谋. 浮头式废热锅炉转化气传热特性实验研究. 西安交通大学学报,1994年第6期 Yuefen, Cao Zidong. An Investigation of Crossflow Mixing Effect caused by Grid Spacer with Mixing Blades in A Rod Bundle. Nuclear Engineering and Design. Fib, 1991 5.废热锅炉刺刀管换热元件中逆循环流动特定的实验研究. 西安交通大学学报, 1982年第1期 主要著作:1.锅炉本体布置与计算. 西安交通大学出版社, 1990年10月 2.工业锅炉原理. 西安交通大学出版社, 1986年11月 3.锅炉测试技术. 西安交通大学出版社,1995年5月 专利:1.带有再循环的分离式热管. 专利号 2.层燃炉的涡流燃烧拱. 专利号 3.全燃高炉煤气高压电站锅炉. 专利号 主要成果及获奖情况:1. 嵌入式铝翅片管高温换热器.1992.化学工业部科技进步三等奖 2. 天然气制合成氨转化气、变换气废热锅炉.1994.化学工业部科技进步二等奖 指导教师:车得福车得福, 男,1962年11月生,教授。1983年、1986年、1990年分别获西安交通大学热能工程专业学士、硕士和博士学位。1989-1990以联合培养博士研究生身份赴新西兰奥克兰大学学习,在陕西省工业锅炉厂实习,1995 -1996以高级访问学者身份赴美国洛杉矶加州大学(UCLA)进修。1998获陕西省优秀留学回国人员称号。曾任党支部书记、教研室副主任、系主任、副院长、科技处副处长兼技术成果转移中心主任。现任热能工程系系主任、锅炉研究所所长、全国高校机电类专业教学指导委员会委员兼热能工程专业指导小组秘书、陕西省机械工程学会理事、动力工程分委员会理事长、中国工程热物理学会副秘书长。给本(专)科生开"锅炉本体布置及计算"锅炉与锅炉房设备",给硕士生开设《气液两相流与沸腾传热》,给博士生开设《多相流及其进展》。研究方向为多相流与传热、化石燃料燃烧及其污染控制、锅炉及换热器设计。三项科研成果获省部级奖励,拥有两项专利。发表学术论文50余篇,著作两本。目前主持国家重点基础研究发展规划项目(973)《燃煤污染防治的基础研究》的二级课题《煤中氮的赋存形态及其迁徙规律》、《西安交通大学重点科研培植项目《中国西部沙尘水土迁徙的多相流动机理研究》、西安交通大学本科教学改革基金项目《锅炉原理英文教材、英语授课、多媒体教学一体化改革与实践》的研究以及多项来自企业的科研课题。获首批高等学校骨干教师资助计划的资助,资助的项目名称为《煤中有机硫的存在形态及其减排控制研究》。 Email: 指导教师:庄正宁,庄正宁,男,籍贯:上海,1952年1月生,教授。1982年毕业于西安交通大学动力二系工业热工专业,获学士学位;1992年获西安交通大学热能工程专业硕士学位。给本科生开设"锅炉原理","锅内过程","锅炉本体布置及计算"、"节能与环境保护"等课程。承担和完成的科研课题有二十余项,拥有3项专利,发表学术论文20多篇,参编著作1本。培养硕士研究生2名,目前在读硕士研究生4名。曾担任热能工程系主任,现为热能工程系副主任。主要研究兴趣为多相流与传热,能源转换与利用,环境科学与工程。可招研究生的研究方向为:● 多元混合介质的汽液与固液相变过程的研究。● 储能技术与系统的研究。● 强化传热。● 高效换热器的研究与开发。指导教师:王栋王栋 男 1960年生,副教授。1982年毕业于西安交通大学电厂热能专业,1982年师从于西安交通大学林宗虎院士,1985年获硕士学位。1995年起在职攻读博士学位,2000年获博士学位。长期专著于多相流体流量测量技术研究,在该领域共获专利6件,发表相关研究论文12篇,合著专著一部,国家教委科技进步二等奖一项,西安交大科研成果奖两项。在研究过程中积极与胜利、辽河等油田合作,将研究成果应用到生产实际中。发明的湿蒸汽流量计和井下吸汽剖面测试仪已在油田得到应用。主要研究热能动力、石油、化工、核能及环境工程内的多相流体的流动及传热规律。主要包括以下几个方面:1.多相流体流量测试技术 油-气-水三相流计量技术及仪表,蒸汽-水流量计 2.油气安全混输理论和技术 段塞流的形成及防止,段塞流的检测 3.采油测井技术 井下吸汽、吸水及吸聚合物剖面测试技术,井下产液剖面测试技术 4.超临界流体技术 超临界机组的汽-固磨蚀,超临界流体技术在环保工程中的应用 指导教师:朱长新朱长新,男,1962年8月出生,副教授。分别于1984,1989和1993年获西安交通大学热能工程专业学士、硕士和博士学位。1996年被聘为副教授。做为国家公派访问学者赴美国康州大学(UConn)进修。主讲课程:《锅炉与压力容器用钢》,《环境保护与节能》等研究兴趣为:微小尺度通道内流动与传热新能源应用技术强化传热与节能技术'相变传热过程发表论文20余篇。指导教师:王妍芃王妍芃,女,1965年3月生,汉族,辽宁鞍山人,中共党员,副教授,1986年获西安交通大学能源与动力工程系热能工程专业工学学士学位;1989年获西安交通大学热能工程专业硕士学位,毕业留校后一直从事多相流流动特性的研究,曾先后参加了多项国家及省、部属基金和横向课题的研究,取得了一系列的科研成果。主要参编著作《燃油燃气锅炉》。在国内外学术杂志上发表论文40多篇。研究方向-气液两相流简介:主要从事和气液两相流相关的传热与传质、多相流动流型、水循环原理,强化传热等方向的基础及应用性研究。对热能动力工程、石油、化工、冶金工程、环境工程等应用领域的重大研究项目进行多相流体动力学及其数值计算,并应用多相流测试技术来研究流体流动规律。多年来从事锅炉及热交换器的研制开发,曾独立完成热工领域的水循环程序计算。并从事新能源技术的研究和应用。指导教师:赵钦新赵钦新,男,1963年6月生,汉族,山东胶州人,中共党员,西安交通大学博士、副教授,1986年获西安交通大学能源与动力工程系热能工程专业工学学士学位;1989年获工程力学系实验力学专业硕士学位;1998年获西安交通大学材料科学与工程学院金属材料及热处理专业博士学位。主要著作有《燃油燃气锅炉》、《动力机械与设备制造工艺学》,参编《实用锅炉手册》。在国内外学术杂志上发表论文40多篇。目前担任中国机械工程学会高温材料及强度委员会委员、中国动力工程学会材料专业委员会委员和中国锅炉标准化技术委员会工业锅炉分会委员。研究方向-气固两相流及交叉学科简介:主要从事和气固两相流及能源、力学、材料交叉学科相关领域内燃烧与传热、清洁燃烧、燃料热解、流体及工程力学、超临界电站机组耐热材料等方向的基础及应用性研究以及能源、力学、材料跨学科的综合研究注重多学科交叉方向的综合研究。注重理论联系实际。研制开发的锅炉产品在全国五十多家企业获得推广应用;主持编制?quot;锅炉计算机辅助设计计算软件包"在全国二十多家企业获得应用;对"超临界机组材料T91"的研究取得突破性研究成果,科研项目多来源于重大工程实际,且研究成果能直接指导和服务于生产实际。指导教师:王树众王树众,男,1968年1月出生,副教授。1990年、1993年、1996年分别获西安交通大学热能工程专业学士、硕士、博士学位。1998年~1999年赴挪威能源技术研究所(IFE)做博士后。自1990年以来,一直从事热能工程、多相流和传热等方面的教学和科研工作。先后参与完成了多项国家及省、部属基金和横向课题的研究,发表相关学术论文二十余篇,获西安交通大学科技成果奖一项("段塞流工艺技术研究"),拥有做为独立发明人的国家专利一项,研制开发了我国第一个反映油气水多相混输特性的稳态计算机模拟软件。在热能工程领域,开发出基于Windows友好界面的燃油燃气炉CAD软件包一个,并开发出了具有国际先进水平的用于油田注汽开采(蒸汽吞吐和汽驱)的超临界压力蒸汽发生器。本人主要研究方向:多相流体动力学及其数值计算 (热能动力工程、石油、化工、冶金工程、环境工程以及生命血液流动等应用领域)多相流测试技术及热工仪表开发锅炉/加热炉设计和改造强化换热技术:高效换热器设计和开发新能源应用技术(太阳能、海洋能、地热能等)给水及污水处理技术CO2的流动和相变换热;超临界CO2萃取技术

This paper introduces the flow detection in the importance of the production process, focusing on the common principle of the flow meter structure, performance characteristics, as well as the development direction of the flow meter. A measurement of pulp for the streamlined flow of target-type flow sensor. Application of stress measurement method to target the force into a stress value. Research on the sensor on the water, the measurement of pulp properties, on the level and vertical installation of these two adaptive tests studied the concentration, particle size measurement results of the impact, in order to provide a guiding role in the production.

超声波测速仪毕业论文设计

2008-09-26 09:22

参考文献2008-09-26 09:22 翻译与原文2008-09-26 09:23 96,768 开题报告.doc2008-09-26 09:23 24,064 实习报告.doc2008-09-26 09:23 91,136 实习日记.doc2008-09-26 09:23 136,192 文献综述.doc2008-09-26 09:23 523,776 毕业论文.doc【摘要】超声波测距技术在当今社会生活中已有很广泛的应用,本论文在了解超声波测距原理的基础上,完成了基于时差测距原理的一种超声波测距系统的软硬件设计,其中的控制芯片是采用凌阳公司开发的SPCE061A系列单片机。论文着重介绍了SPCE061A与超声波测距模块组成的超声波测距系统的组成原理以及应用,另外也介绍了LED显示等模组的应用。该系统可广泛应用于小距离测距、机器人检测、车辆倒车雷达以及家居安防系统等应用方案。最后实际使用表明能实现基本测量。【关键词】SPCE061A 超声波 距离测量目 录一、 引言 4二、 凌阳SPCE061A简介 总述 性能 结构概览 61板卡说明 7三、 系统分析与设计 超声波测距基本原理 系统总体方案介绍 10四、 硬件电路设计 超声波发射模块 超声波接受模块 键盘模块 LED显示模块 超声波测距系统工作过程 14五、 以SPCE061A为核心的软件设计 总体设计 测距算法 系统调试 18六、 系统的测试与结果分析 系统误差分析 系统测试 21七、 结束语 22八、 参考文献 23九、 致谢 24十、附录(源程序)25

本科论文不能抄袭,只能借鉴,这有多个专业的论文,可供参考,1.基于labVIEW虚拟滤波器的设计与实现 2.双闭环直流调速系统设计 3.单片机脉搏测量仪 4.单片机控制的全自动洗衣机毕业设计论文 电梯控制的设计与实现 6.恒温箱单片机控制 7.基于单片机的数字电压表 8.单片机控制步进电机毕业设计论文 9.函数信号发生器设计论文 变电所一次系统设计 11.报警门铃设计论文 单片机交通灯控制 13.单片机温度控制系统 通信系统中的接入信道部分进行仿真与分析 15.仓库温湿度的监测系统 16.基于单片机的电子密码锁 17.单片机控制交通灯系统设计 18.基于DSP的IIR数字低通滤波器的设计与实现 19.智能抢答器设计 20.基于LabVIEW的PC机与单片机串口通信 设计的IIR数字高通滤波器 22.单片机数字钟设计 23.自动起闭光控窗帘毕业设计论文 24.三容液位远程测控系统毕业论文 25.基于Matlab的PWM波形仿真与分析 26.集成功率放大电路的设计 27.波形发生器、频率计和数字电压表设计 28.水位遥测自控系统 毕业论文 29.宽带视频放大电路的设计 毕业设计 30.简易数字存储示波器设计毕业论文 31.球赛计时计分器 毕业设计论文 数字滤波器的设计毕业论文 机与单片机串行通信毕业论文 34.基于CPLD的低频信号发生器设计毕业论文 变电站电气主接线设计 序列在扩频通信中的应用 37.正弦信号发生器 38.红外报警器设计与实现 39.开关稳压电源设计 40.基于MCS51单片机温度控制毕业设计论文 41.步进电动机竹竿舞健身娱乐器材 42.单片机控制步进电机 毕业设计论文 43.单片机汽车倒车测距仪 44.基于单片机的自行车测速系统设计 45.水电站电气一次及发电机保护 46.基于单片机的数字显示温度系统毕业设计论文 47.语音电子门锁设计与实现 48.工厂总降压变电所设计-毕业论文 49.单片机无线抢答器设计 50.基于单片机控制直流电机调速系统毕业设计论文 51.单片机串行通信发射部分毕业设计论文 52.基于VHDL语言PLD设计的出租车计费系统毕业设计论文 53.超声波测距仪毕业设计论文 54.单片机控制的数控电流源毕业设计论文 55.声控报警器毕业设计论文 56.基于单片机的锁相频率合成器毕业设计论文 57.基于Multism/protel的数字抢答器 58.单片机智能火灾报警器毕业设计论 59.无线多路遥控发射接收系统设计毕业论文 60.单片机对玩具小车的智能控制毕业设计论文 61.数字频率计毕业设计论文 62.基于单片机控制的电机交流调速毕业设计论文 63.楼宇自动化--毕业设计论文 64.车辆牌照图像识别算法的实现--毕业设计 65.超声波测距仪--毕业设计 66.工厂变电所一次侧电气设计 67.电子测频仪--毕业设计 68.点阵电子显示屏--毕业设计 69.电子电路的电子仿真实验研究 70.基于51单片机的多路温度采集控制系统 71.基于单片机的数字钟设计 72.小功率不间断电源(UPS)中变换器的原理与设计 73.自动存包柜的设计 74.空调器微电脑控制系统 75.全自动洗衣机控制器 76.电力线载波调制解调器毕业设计论文 77.图书馆照明控制系统设计 78.基于AC3的虚拟环绕声实现 79.电视伴音红外转发器的设计 80.多传感器障碍物检测系统的软件设计 81.基于单片机的电器遥控器设计 82.基于单片机的数码录音与播放系统 83.单片机控制的霓虹灯控制器 84.电阻炉温度控制系统 85.智能温度巡检仪的研制 86.保险箱遥控密码锁 毕业设计 变电所的电气部分及继电保护 88.年产26000吨乙醇精馏装置设计 89.卷扬机自动控制限位控制系统 90.铁矿综合自动化调度系统 91.磁敏传感器水位控制系统 92.继电器控制两段传输带机电系统 93.广告灯自动控制系统 94.基于CFA的二阶滤波器设计 95.霍尔传感器水位控制系统 96.全自动车载饮水机 97.浮球液位传感器水位控制系统 98.干簧继电器水位控制系统 99.电接点压力表水位控制系统 100.低成本智能住宅监控系统的设计 101.大型发电厂的继电保护配置 102.直流操作电源监控系统的研究 103.悬挂运动控制系统 104.气体泄漏超声检测系统的设计 105.电压无功补偿综合控制装置 型无功补偿装置控制器的设计 电机调速 频段窄带调频无线接收机 109.电子体温计 110.基于单片机的病床呼叫控制系统 111.红外测温仪 112.基于单片微型计算机的测距仪正文 113.智能数字频率计 114.基于单片微型计算机的多路室内火灾报警器 115.信号发生器 116.基于单片微型计算机的语音播出的作息时间控制器 117.交通信号灯控制电路的设计 118.基于单片机步进电机控制系统设计 119.多路数据采集系统的设计 120.电子万年历 121.遥控式数控电源设计 降压变电所一次系统设计 变电站一次系统设计 124.智能数字频率计 125.信号发生器 126.基于虚拟仪器的电网主要电气参数测试设计 127.基于FPGA的电网基本电量数字测量系统的设计 128.风力发电电能变换装置的研究与设计 129.电流继电器设计 130.大功率电器智能识别与用电安全控制器的设计 131.交流电机型式试验及计算机软件的研究 132.单片机交通灯控制系统的设计 133.智能立体仓库系统的设计 134.智能火灾报警监测系统 135.基于单片机的多点温度检测系统 136.单片机定时闹钟设计 137.湿度传感器单片机检测电路制作 138.智能小车自动寻址设计--小车悬挂运动控制系统 139.探讨未来通信技术的发展趋势 140.音频多重混响设计 141.单片机呼叫系统的设计 142.基于FPGA和锁相环4046实现波形发生器 143.基于FPGA的数字通信系统 144.基于单片机的带智能自动化的红外遥控小车 145.基于单片机AT89C51的语音温度计的设计 146.智能楼宇设计 147.移动电话接收机功能电路 148.单片机演奏音乐歌曲装置的设计 149.单片机电铃系统设计 150.智能电子密码锁设计 151.八路智能抢答器设计 152.组态控制抢答器系统设计 153.组态控制皮带运输机系统设计 154..基于单片机控制音乐门铃 155.基于单片机控制文字的显示 156.基于单片机控制发生的数字音乐盒 157.基于单片机控制动态扫描文字显示系统的设计 158.基于LMS自适应滤波器的MATLAB实现 功率放大器毕业论文 160.无线射频识别系统发射接收硬件电路的设计 161.基于单片机PIC16F877的环境监测系统的设计 162.基于ADE7758的电能监测系统的设计 163.智能电话报警器 164.数字频率计 课程设计 165.多功能数字钟电路设计 课程设计 166.基于VHDL数字频率计的设计与仿真 167.基于单片机控制的电子秤 168.基于单片机的智能电子负载系统设计 169.电压比较器的模拟与仿真 170.脉冲变压器设计 仿真技术及应用 172.基于单片机的水温控制系统 173.基于FPGA和单片机的多功能等精度频率计 174.发电机-变压器组中微型机保护系统 175.基于单片机的鸡雏恒温孵化器的设计 176.数字温度计的设计 177.生产流水线产品产量统计显示系统 178.水位报警显时控制系统的设计 179.红外遥控电子密码锁的设计 180.基于MCU温控智能风扇控制系统的设计 181.数字电容测量仪的设计 182.基于单片机的遥控器的设计 电话卡代拨器的设计 184.数字式心电信号发生器硬件设计及波形输出实现 185.电压稳定毕业设计论文 186.基于DSP的短波通信系统设计(IIR设计) 187.一氧化碳报警器 188.网络视频监控系统的设计 189.全氢罩式退火炉温度控制系统 190.通用串行总线数据采集卡的设计 191.单片机控制单闭环直流电动机的调速控制系统 192.单片机电加热炉温度控制系统 193.单片机大型建筑火灾监控系统 接口设备驱动程序的框架设计 195.基于Matlab的多频率FMICW的信号分离及时延信息提取 196.正弦信号发生器 197.小功率UPS系统设计 198.全数字控制SPWM单相变频器 199.点阵式汉字电子显示屏的设计与制作 200.基于AT89C51的路灯控制系统设计 201.基于AT89C51的宽范围高精度的电机转速测量系统 202.开关电源设计 203.基于PDIUSBD12和K9F2808简易USB闪存设计 204.微型机控制一体化监控系统 205.直流电机试验自动采集与控制系统的设计 206.新型自动装弹机控制系统的研究与开发 207.交流异步电机试验自动采集与控制系统的设计 208.转速闭环控制的直流调速系统的仿真与设计 209.基于单片机的数字直流调速系统设计 210.多功能频率计的设计 信息移频信号的频谱分析和识别 212.集散管理系统—终端设计 213.基于MATLAB的数字滤波器优化设计 214.基于AT89C51SND1C的MP3播放器 215.基于光纤的汽车CAN总线研究 216.汽车倒车雷达 217.基于DSP的电机控制 218.红外恒温控制器的设计与制作 219.串联稳压电源的设计 220.智能编码电控锁设计 221.多用定时器的电路设计与制作 222.基于单片机的数字电压表设计 223.智能饮水机控制系统 224.自行车 车速 报警系统 225.大棚仓库温湿度自动控制系统 226.浮点数运算FPGA实现 227.自行车里程,速度计的设计 228.等精度频率计的设计 229.人体健康监测系统设计 230.基于单片机的音乐喷泉控制系统设计 231.基于嵌入式系统的原油含水分析仪的硬件与人机界面设 232.基于LabVIEW环境下虚拟调幅波解调器的设计 233.虚拟示波器的设计 234.红外线遥控器系统设计 235.基于LabVIEW的虚拟频谱分析仪的研究与设计 236.低频功率放大器设计 237.银行自动报警系统 238.超媒体技术 239.数字电子钟的设计与制作 240.温度报警器的电路设计与制作 241.数字电子钟的电路设计 242.鸡舍电子智能补光器的设计 243.高精度超声波传感器信号调理电路的设计 245.电子密码锁的电路设计与制作 246.单片机控制电梯系统的设计 247.常用电器维修方法综述 248.控制式智能计热表的设计 249.电子指南针设计 250.汽车防撞主控系统设计 251.单片机的智能电源管理系统 252.电力电子技术在绿色照明电路中的应用 253.电气火灾自动保护型断路器的设计 254.基于单片机的多功能智能小车设计 255.对漏电保护器安全性能的剖析 256.解析民用建筑的应急照明 257.电力拖动控制系统设计 区域降压变电所电气系统的设计 AT89系列通用单片机编程器的设计 260.基于单片机的金属探测器设计 261.双闭环三相异步电动机串级调速系统 262.基于单片机技术的自动停车器的设计 263.自动剪板机单片机控制系统设计 264.单片机电器遥控器的设计 265.试论供电系统中的导体和电器的选择 266.浅论10KV供电系统的继电保护的设计方案 267.论无线通信技术热点及发展趋势 268.论工厂的电气照明 269.论供电系统中短路电流及其计算 270.电气设备的选择与校验 271.电气控制线路的设计原则 272.蓄电池性能测试仪设计 273.红外恒温控制器的设计与制作 274.串联稳压电源的设计 275.智能编码电控锁设计 276.多用定时器的电路设计与制作 277.基于单片机的数字电压表设计 278.智能饮水机控制系统 279.自行车 车速 报警系统 280.大棚仓库温湿度自动控制系统 281.浮点数运算FPGA实现 282.自行车里程,速度计的设计 283.等精度频率计的设计 284.声纳式高度计系统设计和研究 285.集约型无绳多元心脉传感器研究与设计 286.电气电子信息工程,通信工程,课程设计 交流接触器的工艺与工装 288.六路抢答器设计 双闭环不可逆直流调速系统设计 290.机床润滑系统的设计 291.塑壳式低压断路器设计 292.直流接触器设计 工艺流程及各流程分析介绍 294.大棚温湿自动控制系统 295.基于单片机的短信收发系统设计 ――硬件设计 296.三层电梯的单片机控制电路 297.交通灯89C51控制电路设计 298.基于D类放大器的可调开关电源的设计 299.直流电动机的脉冲调速 300.红外快速检测人体温度装置的设计与研制 301.基于8051单片机的数字钟 直流高频开关电源设计 303.继电器保护毕业设计 304.电力系统电压频率紧急控制装置研究 305.用单片机控制的多功能门铃 306.全氢煤气罩式炉的温度控制系统的研究与改造 307.基于ATmega16单片机的高炉透气性监测仪表的设计 308.基于MSP430的智能网络热量表 309.火电厂石灰石湿法烟气脱硫的控制 310.家用豆浆机全自动控制装置 311.新型起倒靶控制系统的设计与实现 312.软开关技术在变频器中的应用 313.中频感应加热电源的设计 314.智能小区无线防盗系统的设计 315.智能脉搏记录仪系统 316.直流开关稳压电源设计 317.用单片机实现电话远程控制家用电器 318.无线话筒制作 319.温度检测与控制系统 320.数字钟的设计 321.汽车尾灯电路设计 322.篮球比赛计时器的硬件设计 323.节能型电冰箱研究 324.交流异步电动机变频调速设计 325.基于单片机控制的PWM调速系统 326.基于单片机的数字温度计的电路设计 327.基于Atmel89系列芯片串行编程器设计 328.基于单片机的实时时钟 329.基于MCS-51通用开发平台设计 330.基于MP3格式的单片机音乐播放系统 331.基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计 332.基于MATLAB的FIR数字滤波器设计 333.单片机水温控制系统 334.基于PIC16F74单片机串行通信中继控制器 335.火灾自动报警系统336.基于单片机的电子时钟控制系统337.基于单片机mega16L的煤气报警器的设计338.微机型高压电网继电保护系统的设计 339.智能毫伏表的设计 340.基于单片机的波形发生器设计341.国产化PLC的研制 342.串行显示的步进电机单片机控制系统 343.编码发射与接收报警系统设计:看护机 345.编码发射接收报警设计:爱情鸟346.基于IC卡的楼宇门禁系统的设计 347.基于DirectShow的视频监控系统 348.智能机器人的研究与设计 ——自动循轨和语音控制的349.基于CPLD的出租车计价器设计——软件设计 电子商务在线信任模型实证研究

目 录摘 要 IABSTRACT(英文摘要) II目 录 IV第一章引 言 课题的提出 超声波测距发展概况 本课题研究内容及科学意义 3第二章超声波测距技术综述 超声及超声传感器简介 超声概述 超声传感器结构 超声传感器的主要参数及选择 超声测距原理与方法 测量盲区的影响 本章小结 13第三章硬件系统设计 方案论证 凌阳61板简介 功能区分与工作原理 系统各模块工作原理 超声波测距模组简介 超声波谐振频率发生电路、调理电路 超声波回波接受处理电路 超声波模组电源设置 LED键盘模组简介 硬件系统设计说明 系统设计 硬件原理图 系统连接 本章小结 26第四章软件系统设计 主程序设计 超声波测距程序设计 本章小结 31第五章试验结果与改进 系统调试 试验结果分析 试验结果 误差分析 系统改进方法 本章小结 38结论 39参考文献 41致谢 44附录一 45附录二 46

·GSM汽车防盗报警系统设计 (字数:15909,页数:46)·公交卡收费管理系统设计 (字数:13130,页数:34)·GSM数字通信机研究设计 (字数:17751,页数:48)·射频式计费卡系统设计与研究 (字数:13522,页数:36)·基于51单片机的超声波测距仪的设计分析 (字数:10545,页数:31)·全自动洗衣机模糊控制器的设计 (字数:16252,页数:41)·基于AT89C51的超声波测速系统 (字数:9584,页数:29 )·单相正弦波逆变电源 (字数:9589,页数:43 )·超声波液位计的设计 (字数:7532,页数:28 )·数字温度计 全套 (字数:7963,页数:24 )·基于数字图像处理的人民币纸币面向识别 (字数:6665,页数:21 )·基于单片机的饮水机温度控制系统 (字数:11411,页数:42)·基于单片机的湿度控制系统设计 (字数:10074,页数:33)·基于单片机的电子密码锁设计 (字数:7747,页数:32 )·基于单片机的电器遥控器的设计 (字数:10446,页数:31)·基于MCS-51的智能温度控制仪 (字数:8309,页数:30 )·基于DS18B20的多点测温系统 (字数:7853,页数:47 )·基于AT89S51单片机的汽车防撞系统的设计 (字数:8028,页数:27 )·基于DM6437的图像平滑算法的设计与实现 (字数:20706,页数:57)·基于单片机的语音录播放系统 (字数:9344,页数:28 )·铁路客车空调车厢内温度控制系统仿真 (字数:8614,页数:25 )·十字路口交通灯 (字数:8829,页数:28 )·基于单片机的脉冲燃烧热水炉控制器 (字数:6028,页数:27 )·基于单片机的火灾自动报警系统 (字数:8200,页数:27 )·基于AT89S52的智能人体健康电子秤的设计 (字数:7219,页数:27 )·基于AT89S52单片机的交通控制 (字数:653,页数:23 )·简单消防报警系统设计 (字数:5518,页数:21 )·基于时隙ALOHA的RFID防冲突算法和随机帧时隙防冲突算法的吞吐量研究 (字数:10395,页数:23)·汽车倒车防撞系统设计 (字数:25296,页数:47)·由AT89S51单片机控制实现的电子计时器系统 (字数:9135,页数:29 )·基于Freescale DT512的单片机闹钟设计 (字数:15400,页数:64)·智能温度报警系统的设计 (字数:11793,页数:36)·单片机温度控制系统 (字数:10581,页数:34)·单片机温度测量电路 (字数:13171,页数:41)· 环境噪声测试终端采集传输系统的设计 (字数:17921,页数:54)·基于MATLAB的直流电机控制的仿真 (字数:12001,页数:33)·基于Verilog的交通灯控制系统设计 (字数:6044,页数:18 )·基于AVR单片机的超声波距离测量系统 (字数:12946,页数:52)·基于XR-2206、AT89S51的信号发生器设计——频率显示部分 (字数:9051,页数:35 )·基于CPLD的CMI编译码器设计 (字数:8757,页数:34 )·自适应噪声抵消系统 (字数:14389,页数:35)·语音报价器设计 (字数:18177,页数:45)·心率失常计算机自动诊断 (字数:10645,页数:31)·图像灰度形态学算法的研究与实现 (字数:11698,页数:28)·数字式带通滤波器的设计 (字数:13225,页数:39)

电机转速测量毕业论文

论文题目:PLC和变频技术在恒压供水系统中的应用 PLC和变频技术在恒压供水系统中的应用WwWWW 摘要: 本文是针对节能和提高供水质量问题而提出的恒压供水系统设计和应用的研究.文中分析了旧系统存在的问题,介绍了水位自动检测技术及保护措施,阐述了采用变频技术、PLC技术及自动控制技术相结合来实现的恒压供水控制的系统总体设计方案和软件设计。通过实践证明.该系统具有较强的功能.对供水质量、节约能源和运行可靠性具有较好的改善。关键词:变频技术;PLC技术;恒压供水;自启动1 引言随着各住宅小区的宿舍楼等一座座高楼拔地而起,相应的生活用水量也大幅度增加。人们对提高供水质量的要求越来越高,另外人们的节能意识及对运行的可靠性的要求越来越强。采用变频器及PLC技术实现的无塔恒压供水系统,不仅能提高供水质量,而且在节约能源和运行可靠性具有较好的改善。其中,采用变频调速的主要目的是通过调速来恒定用水管道的压力以达到节能的目的,恒压供水则是为了满足用户对流量的要求。应用PLC技术是为了实现系统的软启动,减少手动操作或抚慰操作,同时替代部分继电器减少机械触点的故障,增强可靠性。下面笔者根据这方面的工作经验谈谈在恒压供水系统设计和实践过程中的一些思路和做法。2 变频器的工作原理在恒压供水控制系统中,关键技术主要是变频技术。目前效率最高、性能最好的系统是变压变频调速控制系统。2.1变频器的基本构成变频器的基本构成如图1所示,由主回路(包括整流器、滤波器、逆变器)和控制电路组成。 整流器的作用是把三相交流整流成直流。滤波器是用来缓冲直流环节和负载之间的无功能量。逆变器最常见的结构形式是利用六个半导体器件开关组成的三相桥式逆变电路,有规律地控制逆变器中主开关的通与断,可以得到任意频率的三相交流输出。控制电路主要是完成对逆变器的开关控制、对整流器的电压控制以及完成各种保护功能等。2.2变频器基本原理 变频器的基本原理是利用逆变器中的开关元件,由控制电路按一定的规律控制开关元件的通断,从而在逆变器的输出端获得一系列等幅而不等宽的矩形脉冲波形,来近似等效于正弦电压波。图2所示出正弦波的正半周,并将其分为n等分(n=12)。每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用一个与此面积相等的等幅矩形所代替。这样,由n个等幅而不等宽的矩形脉冲所组成的波形与正弦波的正半周等效。正弦波的负半周也可以用相同的方法来等效。可采用正弦波与三角波相交的方案来确定各分段矩形脉冲的宽度。当逆变器输出端需要升高电压时,只要增大正弦波相对三角波的幅值,这时逆变器的输出的矩形脉冲幅值不变而宽度相应增大,达到了调压的要求。当逆变器的输出端需要变频时,只要改变正弦波的频率就可以了。3 控制系统总体设计过去的供水控制系统投资多,采用的模式为多台小功率水泵供水。在运行实践中暴露出主控电路设计不合理和逻辑控制设计不合理的现象。新系统总体设计方案如图3所示。在该供水系统的控制电路中除采用了变频器(VVVF),还采用一些先进控制装置如数字调节器(PID)、可编程控制器(PLC)等,这些装置都是以电脑芯片为内核完成各自不同的控制功能。为简化控制电路,根据负荷需要,使用一台18.5KW大容量水泵供水。为提高使用的安全系数,选用一台日本富士22.5KW变频器进行水泵调速,该变频器内置PID调节功能,但不具备参数监视功能。为能有效监视调节工况,特选数字显示调节器进行监视和控制,以备实现串级PID控制。鉴于外部I/O可控点数不多,可编程控制器PLC选用20点即可满足控制要求。4 水位检测电路设计4.1水位检测开关考虑到水位检测装置要求故障率少,运行可靠,为简化检测环节,设计中采用结构简单的浮子式水位检测开关,但为防止信号串扰,另外增加了一个隔离转换装置。该装置内选用了干簧继电器用以提高开关接点的可靠性和使用寿命。4.2水位检测逻辑控制水位检测逻辑控制功能如前所述完全由可编程控制器PLc编程实现,减少了硬件配置,提高了运行的可靠性和应用的灵活性。PLC的I/O地址分配见图4(a)所示,简化梯形图如图4(b)所示。其逻辑电路主要完成如下功能,见图4(b)所示。(1)水位信号保持功能水位开关检测分别由PLC的常开接点实现。由于水位由于簧管的常开接点来检测,只有在水面越过该点时闭合,低于该点即断开,因此信号需由PLC保持。(2)水位信号显示、报警、保护功能水位正常时01002动作,使输出绿灯亮。水位低时01003动作,使输出红灯亮,且通过其常闭接点停供水泵。水位高时20000、01000同时启动,使输出黄灯亮(闪光l5秒转平光)且无条件停蓄水泵。 5 操作保护功能设计除了常规保护功能外还增加了人性化操作功能。考虑到泵短时间内的频繁启动对泵运行不利,故设置1分钟内只允许连续启动两次,第三次需延时3分钟后进行,以利泵的散热,延长设备使用寿命,减少功耗。编程时可采用定时器和计数器配合来实现。这项功能在启停调试设备过程中得到检验。6 系统自启动功能设计(1)自启动概述为了方便运行维护人员,有两种情况可以考虑自启动:①系统断电一段时间后恢复供电的自启动,系统在正常运行工况下突然停电时,如果其它检测无异常则来电后可实现自启动,这一点在夜间更为重要,可给维护人员带来方便,此项功能得到了维护人员的认可。②低水位使泵跳闸后水位恢复时的自启动管网用水负荷过大或蓄水水压过低流量减少造成的低水位,会引起供水泵跳闸。在水位恢复正常后可实现自启动。(2)自启功能的实现 如图5所示。图中,“自启动条件”有两个:一是计数器C103接点,二是“水位正常”信号接点。由于计数器C103具有停电记忆特性,所以只要水位恢复正常时01002闭合就可自启动。其过程是:微分继电器20006(13)产生的微分信号由20009继电器保持,再经时间继电器"1"020延时后使其输出的常开接点"1"020(见图4b)接通启动回路,则水泵重新运转。 (3)自启动的预置自启动功能可根据用户需要事先预置,否则,该功能会被屏蔽。设计方案如下:①预置和解除均借用运行状态下的启动按钮。预置时按动启动按钮三下使计数器C103启动,则其常开接点C103闭合。解除自启功能:按住启动按钮1秒,使计数器C103复位或按停止按钮使泵停运的同时也解除了自启动设置。②预置的显示借用水位正常灯(闪光3秒),解除借用高水位报警灯(闪光3秒)。7 结束语上述无塔供水控制系统经投入使用,各项设计功能运行正常,供水质量有了很大提高,单位大功率设备用电量也明显减少。期间,还经历了系统实际异常情况自动处理的考验,如“储水罐满水后的蓄水泵自动跳闸”、“电力网停电来电后的供水泵自启动”、“电源缺相报警”等,这些功能都得到了很好的验证。参考文献[1]张燕宾主编.变频调速应用实践.机械工业出版社,2001.[2]北京四通工控技术有限公司编.FRENIC5000G11S/P11S说明手册.2001.[3]北京鹭岛公司编.OMRON可编程控制器使用手册.2000.[4]高勤主编.电器与PLC控制技术.高等教育出版社,2001. 借鉴一下吧,以前搞了很多,找不到了~不好意思

基于 AT89C52 的多周期同步测频技术的实现黄晓峰 上海工程技术大学高职学院,上海 200437 摘 要:论述了传统的频率测量方法的原理及误差。提出了基于 AT89C52 实现多周期同步测频的新方法。 构造了与待测信号同步的多周期闸门时间,实现了时基信号与待测信号的准同步计数,系统只用一个定时/ 计数器 T2 实现了多周期同步测频。该频率测试仪结构简单,成本较低,能够在高低频段范围内实现频率参 数的等精度测量,具有较高的测量精度和较短的系统反应时间。 关键词:频率测量;多周期同步;闸门时间;AT89C52;捕捉方式; 关键词:频率测量;多周期同步;闸门时间;AT89C52;捕捉方式;等精度测量 中图分类号: 中图分类号: 文献标识码: 文献标识码:B 文章编号: 文章编号: Realization of multi-cycle synchronization based on AT89C52 HUANG Xiao-Feng Vocational Technical College, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai, 200437 Abstract:The traditional frequency measuring principles and the errors are introduced. The new way of : multi-cycle synchronization based on 89C52 is presented. By structuring multi-cycle gate time synchronistically with the frequency signal, the system use only T2 to acquire under synchronous time base with the frequency signal, and realize the new method of multi-cycle synchronization frequency measuring .With the characteristics of a simple structure ,low cost, high accuracy and short measuring time, this frequency meter can realize equal precision measurement from high frequency to low frequency . Keyword:frequency measurement; multi-cycle synchronization; gate time;AT89C52; capture function;equal : precision measurement 0 引言 频率作为一种最基本的物理量,是电子测量技术中最重要的被测量之一。本文详细论 述了传统频率测量方法及原理, 并对各种方法的测量误差进行了分析。 为保证频率测量精度 和兼顾测量反应时间, 采用多周期同步测频技术, 设计了以 AT89C52 单片机为核心的频率参 数测试仪, 由于充分利用 AT89C52 片内定时器/计数器 T2 所特有的捕捉功能, 使得该频率参 数测试仪的软硬件结构简单, 实现了对高低频段频率参数的等精度测量, 具有较高的测量精 度和较短的系统反应时间。 1 传统测频方法及其误差分析 频率测量的方法主要有 M 法、T 法以及 M/T 法 [1] 。M 法的基本测频原理是在选定的 闸门时间 T 内对被测脉冲信号进行计数,根据计数值 N x 和闸门时间 T 求得所测脉冲信号的 频率。在 M 法中,由于闸门时间 T 由标准频率源决定,而单片机的标准频率源是由晶振频 率分频后获得, 因而保证了闸门时间 T 的精确性。 但由于闸门的启闭与待测计数脉冲不同步, 闸 门开 通时间 通常 不是待 测信 号周期 的整数 倍, 存在 待测脉 冲信号 的计 数量 化误差 ?N x = ±1 。由 M 法的测频原理可知,待测信号频率 1 fx = Nx N ? f0 = x N0 T (1) 设待测脉冲频率的准确值为 f xd , 由于单片机测频系统中的标准频率源通常是由晶振产 生的频率信号分频后得到的, 而晶振的稳定性很高, 只要按测量精度要求选择合适的晶振后, 由标准频率源的不稳定性所造成的测频误差就可以被忽略掉 (文中的误差分析均是在忽略标 准频率源的不稳定性下做出的) 。设 δ Mx 为测量的相对误差 δM x = f xd = 得 δ Mx = f xd ? f x f xd (2) N x + ?N x T = ?N x N x + ?N x ≤ (3) f xd ? f x f xd 1 Nx (4) 由式(4)知, 当待测脉冲信号频率较高时, 在闸门时间 T 内被测信号脉冲的计数值 N x 较 大, δ Mx 很小,M 法能够达到较高的测量精度;而当待测脉冲信号频率较低时,在闸门时间 T 内 N x 较小, δ Mx 很大,测频精度降低。例如,被测信号的频率为 100HZ,则在 1S 内的相对误差 δ M x =1%。 而当待测脉冲信号的频率为 10HZ, f x 在 T =1S 内的相对误差 δ M x =10%。 则 虽然可以通过增大闸门时间 T 来提高测量精度,但闸门时间 T 过长将使系统的测量时间过 长,无法满足实时性的要求。 T 法的基本原理是在待测脉冲的一个周期内对标准频率信号进行计数,根据计数值 N 0 和标准信号的频率 f 0 求得待测脉冲信号的频率。在 T 法中,由于闸门时间 T 由待测脉冲信 号决定,不存在待测脉冲信号计数的量化误差 ?N x 。但由于闸门的启闭与标准频率源不同 步,故存在对标准频率源信号的计数量化误差 ?N 0 = ±1 。由 T 法的测频原理可知,待测信 号频率 f x = 1 N 0T0 = f 0 N 0 其中 T0 为标准频率源信号的周期。同理,可得 (5) δ Tx = f xd ? f x f0 f = ? 0 N 0 + ?N 0 N 0 f xd f0 N 0 + ?N 0 (6) 2 = ?N 0 N 0 ≤ 1 N 0 由于闸门时间 T 是待测脉冲信号周期的整数倍, 当待测脉冲频率较低时, 闸门时间 T 较 长,对标准频率源的计数值 N 0 较大,测量精度高;而当待测脉冲频率较高时,闸门时间 T 过短,甚至与标准频率源信号周期相近,故高频测量时 T 法存在严重的测量误差。 理论分析表明, 无论采取何种补偿措施, 都无法同时消除对待测脉冲和标准信号的计数 量化误差。将 M 法和 T 法结合起来就是 M/T 法,M/T 法结合了 M 法和 T 法各自的优点,在被 测信号频率较高时采用 M 法,频率较低时采用 T 法,这样在高、低频信号测量中都能获得较 高的精度。但由于在 M 法中, ?N x 随着被测信号频率的降低而增大,在 T 法中 ?N 0 随着被 测信号频率的增大而增大, 因此必存在 M 法和 T 法的分界点, 在该点高低频测量的相对误差 相等且达到最大,即 δ max = δ M x = δ T x 。我们将该点的频率称为中界频率 f C ,由式(1)知 N x = f x ? T ,由式(5)得 N 0 = f 0 f x ,则中界频率 f C = f 0 T 。虽然 M/T 法能够在两端获 得高精度,但在中界频率处的误差却总是最大的。本系统采用多周期同步测频原理,利用 AT89C52 片内定时器/计数器 T2 所特有的捕捉方式,实现对信号频率、周期、脉宽以及占空 比的测量。 2 多周期同步测频原理及其误差分析 多周期同步测频技术的基本原理是在待测脉冲的 m 个周期内同时对对待测脉冲和标准 信号计数, 根据待测脉冲的计数值 N x 和标准信号的计数值 N 0 求得被测信号的频率 [2,3] 。 由 于闸门时间 T 为待测脉冲的 m 个周期即闸门时间与待测脉冲同步,从而消除了待测脉冲的 计数量化误差 ?N x 。但由于闸门的启闭与标准信号不同步,故仍存在对标准信号的计数量 化误差 ?N 0 = ±1 。设两个计数器在闸门时间 T 内同时对待测脉冲和标准信号的计数值分别 为 N x 和 N 0 ,则待测信号频率 fx = Nx T f0 = N0 T 消去闸门时间 T ,得 f x = N x ? f 0 N 0 (7) (8) (9) 同理,相对误差 δ = f xd ? f x f xd f0 f ?N ? Nx ? 0 x N + ?N 0 N0 = 0 f0 ? Nx N 0 + ?N 0 (10) = ?N 0 N 0 ≤ 1 N 0 = 1 f 0T 3 由式(10)知, δ 只与标准频率源的频率 f 0 和闸门时间 T 有关,与待测脉冲的频率 f x 无 关,实现了整个测量频段内的等精度测量,使测量精度大大提高。对于标准信号的计数量化 误差 ?N 0 ,虽然可以通过提高标准频率源的频率 f 0 和加大闸门宽度 T 来减小,但需要考虑 标准频率源工作频率的限制,以及加大闸门宽度 T 所带来的系统测量时间的增加。 3 基于 AT89C52 的多周期同步测频技术的实现 AT89C52 片内有 1 个 16 位的定时/计数器 T2,T2 除具备和定时/计数器 T0、T1 相同的 功能外,还具有捕捉方式、16 位自动重装等功能 [4,5] 。所谓捕捉功能就是当 T2 的外部输入 端 T2EX()的输入电平发生负跳变时,就会把 TH2 和 TL2 的内容同时记录到特殊功能寄存 器 RCAP2H 和 RCAP2L 中,并将外部中断标志 EXF2 置位,向 CPU 发出中断申请信号。T2 的 捕捉功能避免了 CPU 在读计数值的高字节时, 低字节还在变化所引起的读数误差, 更重要的 是,T2EX()上输入电平连续两次负跳变的计数差值,就是外部输入脉冲的周期。 依据多周期同步测频技术的原理,将 AT89C52 的定时/计数器 T2 设置为定时器捕捉工 作方式,闸门时间 T 为 m 个待测脉冲周期,被测信号经放大、整形、分频后送入 T2 的外部 输入端 T2EX(),在待测信号产生第一次负跳变时,TH2 和 TL2 中的内容(即时基脉冲计 数值)被同时捕捉至特殊功能寄存器 RCAP2H 和 RCAP2L,并在 T2 外部中断服务程序中记录 待测信号下降沿的数目, 以此实现闸门开启及待测脉冲及和时基脉冲的同时计数, 闸门时间 到时(即 T2 的外部输入端 T2EX 检测到第 m + 1 个待测脉冲下降沿) ,一次测量过程结束。 在此过程中, 当外部待测脉冲的下降沿到来或定时器 T2 产生对时基脉冲的计数溢出时, T2 外部中断标志 EXF2 或 T2 溢出标志 TF2 置位,并向 CPU 发出中断申请信号。CPU 相应中 断后,在 T2 中断服务程序中通过软件判断是 EXF2 还是 TF2 产生的中断,并进行相应的处 理,是 EXF2 产生的中断就记录下待测脉冲下降沿的数目,若是 TF2 就记录下 T2 对时基脉 冲的溢出次数。待测频率具体的计算如下: 设闸门时间 T 内共产生了 m + 1 次 T2 外部中断( m 个待测脉冲)及 N 次 T2 溢出中断, 且设第一个待测脉冲的下降沿到来时 T2 对时基的计数值为 l1 , m + 1 个待测脉冲的下降沿 第 到来时 T2 对时基的计数值为 l2 ,则 T2 对时基的计数过程如下(包括 N 次 T2 溢出中断) 。 l1 L65535 → 0L65535 → 0L65535 → 0LLL0L65535 → 0Ll2 则闸门时间 T = ( l2 ? l1 + 65536 × N ) × T0 = mTx 其中 T0 为单片机时基信号周期, Tx 为待测脉冲信号周期,故被测信号频率为 fx = k ( l2 ? l1 + 65536 × N ) × mT0 (11) 其中 k 为可编程分频器相应的分频数 4 4 系统的软硬件设计 本系统采用多周期同 步 测 频 原 理 [3] , 以 盘 AT89C52 单片机为核心, 显 利用其片内定时器/计数 示 器 T2 所特有的捕捉功能, 器 XTAL2 利用定时器 T2 的捕捉功 复位电路 RESET VSS 能及外部中断,软硬件结 GND 合完成待测信号与闸门信 图1 系统硬件组成框图 号的同步,以及待测信号 与时基信号的同时刻计数,使用一个定时器/计数器 T2 实现多周期同步测频技术,使得频率 测试仪的软硬件结构简单易于实现。系统硬件组成框图如图 1 所示,主要由放大限幅电路、 波形转换与整形电路、可编程分频器电路、单片机最小应用系统及键盘显示器电路组成。输 入的正弦波、 三角波等各种形式的小信号电压经放大限幅后, 通过波形转换电路转换为方波 信号,再利用 7414 整形为 TTL 电平信号,利用可编程分频器来扩展频率测量范围的上限, 这样将经过了放大、整形、分频后的待测脉冲送入单片机最小应用系统的 (T2 的外部 输入端 T2EX) ,通过键盘显示器电路来实现被测频率参数(频率、周期、脉宽和占空比) 的选择与动态显示。 放 大 被测信号 与 限 幅 波 形 变 换 整 形 可 编 程 待测脉冲 分 频 器 +5V VCC XTAL1 键 软件采用自顶向下的模块化设计方法 [6] ,将 T2中断服务程序流程图 N 各个功能分成独立的模块,由系统的监控程序统 一管理执行。整个系统由初始化模块、键输入模 块(用于测量参数的选择)、信号频率测量模块、 数据处理模块、数据显示模块等组成。上电后, 首先进入系统初始化模块,在初始化子程序中完 成对定时/计数器 T2 的定时器及捕捉方式的设置, 并启动 T2。 频率测量模块由 T2 中断服务程序完成, 当外 部待测脉冲的下降沿到来或定时器 T2 产生对时基 脉冲的计数溢出时,T2 向 CPU 发出中断申请。 CPU 响应中断后, 通过软件判断是 EXF2 还使 TF2 产生的中断,并进行相应处理。T2 中断服务程序 流程图如图 2 所示。 5 结束语 本文讨论了传统频率测量方法的原理及误 差。在此基础上,对多周期同步测频技术的原理 及其误差进行了详细分析。由于多周期同步测频 技术的测量精度与被测信号的频率无关,实现了 整个测量频段内的等精度测量,消除了 M 法中对 T2外部中断? Y T2外中断次数加1 T2溢出中断 次数加1 Y 第1个外部 脉冲下降沿? N 第m+1个外部 脉冲下降沿? 捕捉寄存器 内容送时基 计数单元1 Y 捕捉寄存器内容 送时基计数单元2 存外中断次数 外中断次数清零 存T2溢出次数 溢出次数清零 清TF2中断 标志 清EXF2中断标志 中断返回 图2 T2中断服务程序流程图 5 被测脉冲信号的计数量化误差 ?N x = ±1 , 克服了 M/T 法中高低频两端精度高而中界频率附 近测量误差最大的缺陷。 本文提出了基于 AT89C52 实现多周期同步测频方法, 利用 T2 的捕 捉功能和外部中断产生与待测信号同步的闸门时间,通过 T2 的定时功能实现了时基信号与 待测信号的同步计数,使得系统只用一个定时器/计数器 T2 就实现了多周期同步测频技术, 该系统软硬件结构简单,具有较高的测量精度和较短的系统反应时间。 参考文献: 参考文献: [1] 尹克荣.智能仪表中的频率测量方法[J].长沙电力学院学报,2002, 17(1):74-76 [2] 章军,张平,于刚.多周期同步测频测量精度的提高[J].电测与仪表,2003,40(6):16-18 [3] 王连符.测频系统测量误差分析及其应用[J].中国科技信息,2005,(18A):94-94 [4] 李全利.单片机原理及应用技术[M].北京:高等教育出版社,2001 [5] 李群芳 黄建.单片微型计算机与接口技术[M].北京:电子工业出版社,2002 [6] 孙传友,孙晓斌,汉泽西等,测控系统原理与设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2002 作者简介: 作者简介: 黄晓峰(1969-),男,甘肃省甘谷县人,副教授,硕士,研究方向为检测技术及智能仪器仪表、计算机控制。 E-mail: 电话: 6 基于 MCS_51单片机的直流电机转速测控系统设计摘要: 给出了一种基于89C51单片机以及 PWM 控制思想的高精度、高稳定、多任务直流电机转速测控系 统的硬件组成及关键单元设计方法。实验结果表明该系统能实时、有效地对直流电机转速进行监测与控制, 而且输出转速精度高、稳定性好。 0 引言 目前使用的电机模拟控制电路都比较复杂,测量范围与精度不能兼顾, 且采样时间较长, 难以测得 瞬时转速。本文介绍的电机控制系统利用 PWM 控制原理, 同时结合霍尔传感器来采集电机转速, 并经 单片机检测后在显示器上显示出转速值, 而单片机则根据传感器输出的脉冲信号来分析转速的过程量, 并 超限自动报警。本系统同时设置有按键操作仪表, 可用于调节电机的转速。 1 系统方案的制定 直流电机控制系统主要是以 C8051单片机为核心组成的控制系统, 本系统中的电机转速与电机两端的 电压成比例, 而电机两端的电压与控制波形的占空比成正比, 因此, 由 MCU 内部的可编程计数器阵列 输出 PWM 波, 以调整电机两端电压与控制波形的占空比, 从而实现调速。本系统通过霍尔传感器来实 现对直流电机转速的实时监测。系统的设计任务包括硬件和软件两大部分,其中硬件设计包括方案选定、 电路原理图设计、PCB 绘制、线路调试; 软件设计包括内存空间的分配, 直流电机控制应用程序模块的 设计, 程序调试、软件仿真等。 2 硬件设计 C8051是完全集成的混合信号系统级 MCU 芯片, 具有64个数字 I/O 引脚, 片内含有 VDD 监视器、 看门狗定时器和时钟振荡器, 是真正能独立工作的片上系统, 并能快捷准确地完成信号采集和调节。同 时也方便软件编程、干扰防制、以及前向通道的结构优化。 本单片机控制系统与外部连接可实时接收到外部信号, 以进行对外部设备的控制, 这种闭环系统可 以较准确的实现设计要求, 从而制定出一个合理的方案, 图1所示是电机测控系统框图。 图1 电机测控系统框图。 本系统先由单片机发出控制信号给驱动电机, 同时通过传感器检测电机的转速信号并传送给单片机, 单片机再通过软件将测速信号与给定转速进行比较, 从而决定电机转速, 同时将当前电机转速值送 LED 显示。此外, 也可以通过设置键盘来设定电机转速。系统中的转速检测装置由霍尔传感器组成, 并通过 A/D 转换将转速转换为电压信号, 再以脉冲形式传给单片机。这种设计方法具有频率响应高(响应频率达 20 kHz 以上)、输出幅值不变、抗电磁干扰能力强等特点。其中霍尔传感器输入为脉冲信号, 十分容易与 微处理器相连接, 也便于实现信号的分析处理。单片机的 T0口可对该脉冲信号进行计数。 设计时, 可通过单片机的 ~ 五个接口来完成键盘的输入, 口可完成鸣叫和报警, 接电机, ~接显示器的位选, P0口为显示器段选码, 其硬件连接电路如图2所示。 图2 硬件连接电路图。 本系统的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation)原理是: 脉冲宽度调制波由一列占空比不同的矩形脉 冲构成, 其占空比与信号的瞬时采样值成比例。该系统由一个比较器和一个周期为 Ts 的锯齿波发生器组 成。脉冲信号如果大于锯齿波信号, 比较器输出正常数 A, 否则输出0。图3所示为脉冲宽度调制系统的 调制原理和波形图。 图3 脉宽调制过程。 设样本 τk 为均匀脉冲信号, 它的第 k 个矩形脉冲可以表示为: 其中, x {t} 是离散化信号; Ts 是采样周期,τ0是未调制宽度, m 是调制指数。现假设脉冲幅度为 A, 中心在 t=kTs 处, τk 在相邻脉冲间变化缓慢, 那么, 其 Xp (t) 可表示为: 其中, 为电机角速度,结合式(2) 可见, 脉冲宽度信号可由信 号 x (t)加上一个直流成分以及相位调制波构成。当 τ0<<> 因此, 脉冲宽度调制波可以直接通过低通滤波器进行解调。C8051单片机有2个12位的电压方式 DAC, 每个 DAC 的输出摆幅为0 V~VREF, 对应的输入码范围是0x000~0xFFF。通过交叉开关配置可将 CEX0~CEX4 配置到 P2 端口, 这样, 改变 PWM 的占空比就可以调整电机速度。 LED 显示采用动态扫描方式, 并用单片机 I/O 接口扩展输出, 再由三极管驱动各显示器的位选端并 放大电流。独立式按键采用查询方式, 按键输入均采用低有效, 上拉电阻可用于保证在按键断开使其 I/O 口为高电平。单片机的 I/O ()引脚所扩展的5个按键分别定义为: 设置、启动、移位、开始、+1 功能。硬件电路确定以后, 电机转速控制的主要功能将依赖于软件来实现。 3 软件设计 本系统的软件程序的设计可分为5个步骤: 分别是综合分析并确定算法; 设计程序流程图;合理选择和分配内存单元以及工作寄存器; 编写程 序; 上机调试运行程序。 应用软件的设计可采用模块化结构设计, 其优点是每个模块的程序结构相对简单, 且任务明确, 易 于编写、调试和修改; 其次是程序可读性好, 对程序的修改可局部进行, 而其他部分可以保持不变, 这 样便于功能扩充和版本升级; 另外, 对于使用频繁的子程序, 可以建立子程序库, 以便于多个模块调 用; 最后是便于分工合作, 多个程序员可同时进行程序的编写和调试工作, 故可加快软件研制进度。 本程序采用8051单片机的 C 语言编程来实现。 在系统的程序设计中, 可采用模块化编程实现。 整个软件由主程序模块、转速测量模块、时钟模块、数据通信模块、动态显示模块等组成。各模块均 采用结构化程序设计思想设计, 因而具有较强的通用性; 而采用模块化程序结构则可使软件易于调试、 维护和移植。 系统软件可根据硬件电路的功能与 AT89C51各管脚的连接情况对软件进行设计。以便明确各引脚所要 完成的功能, 从而方便进行程序设计和内存地址的分配, 最终完成程序模块化设计。 本系统为直流电机测控系统。根据系统性能要求, 除复位电路外, 还应该设置一些功能键: 包括启动键、设置键、确定键、移位键、加1键等。由于本系统中的单片机还有闲置的 I/O 口线,而系 统要求所设置的按键数量也不多, 因此, 可以采用独立式按键结构。 根据直流电机控制系统的结构, 该电机转速控制系统为一简单的应用系统, 可以采用顺序的设计方 法。这种设计由主程序和若干个中断服务程序构成, 整个电机转速测控系统可分成六大模块, 每个模块 完成一定的功能。图4所示是根据电路图确定的程序设计模块图。 图4 直流电机控制软件设计模块图。 其中主程序模块主要设置主程序的起始地址、中断服务程序的起始地址、有关内存单元及相关部件的 初始化和一些子程序调用等。其主程序流程图如图5所示。 图5 主程序流程图。 对于定时器 T1 (1s) 子程序的设计,其实在单片机中,定时功能既可以由硬件(定时/计数器) 实现,也 可以通过软件定时程序来实现。软件延时程序要占用 CPU 的时间, 因而会降低 CPU 的利用率。而硬件定 时则通过单片机内的定时器来定时, 而且, 定时器启动以后可与 CPU 并行工作, 故不占用 CPU 的时间, 从而可使 CPU 具有较高的工作效率。 本系统采用硬件定时和软件定时并用的方式, 即用 T1溢出中断功能来实现10 ms 定时, 而通过软件 延时程序实现1 ms 定时。其中 T1定时器中断服务程序的功能主要实现转速值的读入、检测与缓存处理。 对于定时器 T1的计数初值计算, 由于本系统采用的是6 MHz 的时钟频率, 所以, 一个机器周期时 间是2 ?s。这样, 根据 T1定时器产生500 ?s 的定时, 便可以计算出计数初值。 本文设计的转速测控系统的工作方式寄存器 TMOD=00010000B, T1定时器以工作方式2来完成定时。 4 程序调试 程序调试可在伟福仿真软件上进行编制, 该软件支持脱机运行, 纯软件环境可模拟单步、跟踪、全 速、 断点; 源文件仿真、 汇编等, 并可支持多文件混合编程。 仿真调试后的目标程序可以固化到 EPROM, 然后用专门的程序烧写器对89C51单片机进行程序烧写。 5 结束语 本设计采用 C51进行编程, 程序占用存储器单元少, 执行速度快, 并能够准确掌握执行时间, 实 现精细控制。同时由于采用89C51为 CPU,并利用噪声抵抗能力较强的 PWM 控制技术、串行口扩展显示 器接口和 I/O 口扩展键盘, 因而可省去片外 RAM, 而且体积小, 功能全, 小巧灵活,操作方便, 又 可安装在工作现场单独工作。因而具有较大的实用价值和良好的应用前景。

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