Тип работы:
 Предмет:
 Язык работы:


Импульсный датчик перемещения

Работа №108287

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

электротехника

Объем работы71
Год сдачи2018
Стоимость4840 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
29
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 4
1. Обзор датчиков перемещения. Принципы работы и область их
применения 6
1.1. Емкостные датчики перемещения 6
1.2. Микродатчик угловой скорости 7
1.3. Емкостные датчики перемещения 12
1.4. Индуктивные датчики перемещения 13
1.5. Вихретоковые датчики перемещения 15
1.6. Ультразвуковые датчики перемещения 16
1.7. Магниторезистивные датчики перемещения 16
1.8. Датчики на основе эффекта Холла 17
1.9. Магитострикционные датчики перемещения 18
1.10. Потнциометрические датчики перемещения 19
1.11. Оптические датчики перемещения 19
2. Обзор типов фотодатчиков 27
2.1. Фотодатчик - PSD 27
2.2. Комплементарная структура оксид - полупроводник - CMOS 28
2.3. Позиционно чувствительная матрица - CCD 34
2.4. ПЗС матрицы с полнокадровым переносом 36
2.5 Полнокадровая матрица 39
2.6. Матрицы с буферизацией кадра 39
2.7. Матрицы с буферизацией столбцов 40
2.8. Принципы функционирования позиционно-чувствительных датчиков
PSD 42
2.9. Принципы функционирования матрицы ПЗС 43
2.10. Сравнение PSD и ПЗС матриц 44
3. Пример триангуляционного метода измерений 46
3.4. Параметры конструкции для триангуляционных датчиков 48
3.5. Механическая конструкция триангуляционного датчика и выбор
материалов 52
4. Разработка функциональной схемы датчика перемещения 58
4.1. Описание блоков 59
4.2. Структура схемы 59
4.3. Работа схемы 59
5. Описание и принцип работы блоков функциональной схемы датчика 60
5.1. Устройство записи на регистрах и статических ОЗУ 60
5.2. Фотодатчик PSD 1L20 62
5.3. Аналоговый цифровой преобразователь 64
5.4. Преобразователь ток в напряжение 65
5.5. Устройство считывания 65
6. Конструирование датчика перемещения 65
Заключение 67
Список используемой литературы 68

Триангуляционный метод контроля перемещения объекта основан на расчете искомого перемещения через соотношения треугольника с применением известных параметров системы.
Лазерная триангуляция как метод измерения перемещения в наши дни получила большую известность в создании измерительных датчиков и систем для решения многих задач размерного контроля в диапазоне от единиц миллиметра до метра с погрешностями равными не больше сотен микрон.
Одной из задач решаемой триангуляционными датчиками это контроль за состоянием элемента сейсмоисточника.
На данный момент отсутствует возможность контролировать малые перемещения объекта. Требуется сконструировать датчик, который мог бы измерить перемещение объекта.
Целью диссертационной работы является разработка датчика, позволяющего в импульсном режиме строить графики перемещения c величиной 1-5 мм длительностью 0,1-6мс.
Задачи работы:
1. Поиск аналогов, выбор наиболее соответствующего сенсора.
2. Разработан монтаж датчика на сейсмоисточнике.
3. Разработаны электрические схемы датчика.
В данной диссертационной работе были использованы программы для построения схемы электрической принципиальной, схемы функциональной, печатной платы, сборочного чертежа и схемы монтажа датчика на сейсмоисточнике.
Научная новизна
Новизна диссертационной работы заключается в том, что разработан датчик, не имеющий аналогов.
Структура диссертации
Диссертация состоит из шести глав в которых излагается информация, необходимая для решения поставленных задач.
Первая глава посвящена обзорной части диссертации. В ней рассматриваются какие бывают датчики измерения их типы и принципы работы. В данной главе содержится информация о емкостных, оптических, индуктивных, ультразвуковых, магниторезистивных, а также датчиков на основе эффекта Холла.
Вторая глава содержит обзор оптика приемников датчиков перемещения различного типа таких как PSD, CMOS и CCD.
Третья глава включает обзор триангуляционного метода измерения перемещения и содержит в себе принципиальную схему, параметры конструкции и механическую конструкцию триангуляционных датчиков.
В четвертой главе описывается разработка структурной схемы датчика, как она работает в статике и динамике.
В пятой главе приведена работа блоков структурной схемы: фотоприемника, преобразователя тока в напряжение, аналогового цифрового преобразователя, устройства записи и устройства считывания
В шестой главе поясняется конструкция датчика перемещения. Приведены расчеты положения фотоприемника датчика, описание его компонентов.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

1. В ходе выполнения диссертационной работы был разработан датчик импульсных перемещений величиной 0,5-5мм и длительностью 0,1-6,4 мс. Для достижения поставленной цели был произведен поиск аналогов, существующих на данный момент датчиков перемещения, выбор наиболее соответствующего сенсора.
2. Разработан монтаж датчика на сейсмоисточнике.
3. Разработаны электрические схемы датчика.



1. Датчики перемещения (индуктивный, оптический, емкостной и другие типы) [Электронный ресурс] URL:http://www.devicesearch.ru/article/3648 (дата обращения 01.09.2017).
2. Оборудование для скоростной съемки (Матрицы камер для скоростной
съемки) [Электронный ресурс] URL: http://www.fastvideo.ru
/info/sensor/sensor.htm (дата обращения 10.09.2017).
3. Фотоника (КМОП - и ПЗС-матрицы) [Электронный ресурс] URL: http://www.npk-photonica.ru/content/products/ccd-and-cmos-sensors (дата обращения 25.10.2017).
4. Твердотельные фотоприемники (Физические принципы работы ПЗС-
матрицы) [Электронный ресурс] URL: http://www.security-
bridge.com/biblioteka/knigi_po_bezopasnosti/televidenie/pzsmatricy/ (дата обращения 16.11.2017).
5. Opticalmeasurementsystems (Лазерные триангуляционные датчики положения (перемещения)) [Электронный ресурс] URL:http://ru.d- test.ru/catalog/lazernoe_izmeritel_noe_oborudovani/triangulyatsionnye_datch ik_603/ (дата обращения 15.12.2017).
6. Время электроники. Датчики перемещения [Электронный ресурс] URL: http://www.russianelectronics.ru/developer-r/review/ printing/ doc/739/ (дата обращения 05.01.2018).
7. Импульсные датчики [Электронный ресурс] URL: http://mash- xxl.info/info/83572/ (дата обращения 08.01.2018).
8. Датчики перемещения (индуктивный, оптический, емкостной и другие типы) [Электронный ресурс] URL:http://www.devicesearch.ru/article/3648 (дата обращения 10.01.2018).
9. Датчики перемещений, линейные энкодеры [Электронный ресурс] URL: http://www.sensor.ru/catalog/datchiki_peremesheni/ (дата обращения 15.01.2018).
10.Sensor system solutions [Электронный ресурс] URL: http://www.sensor- systems.ru/category_11.html (дата обращения 07.02.2018).
11. Способ измерения перемещения объекта и устройство для его
осуществления [Электронный ресурс] URL:
http://www.findpatent.ru/patent/225/2258903.html (дата обращения
09.02.2018).
12. Modelling of extrinsic fiber optic sagnac ultrasound interferometer used for
displacement measurements [Электронный ресурс]: Journal of Fundamental and APPlied Sciences - URL:
http: //www.j fas .info/index.php/j fas/article/view/128/85 (дата обращения:
11.02.2018).
13.3. И. Гитис Преобразователи информации для электронных ЦВМ, М., «Сов. радио», 1970, с.209.
14.SU 1274651 А1, (КУЗНЕЦОВ С.П. и др.), 23.11.1985.
15.3. И. Гитис. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. М., «Энергия», 1970, стр. 223.
16. Авт. св. СССР № 271131, кл G 06F5/00, 1968.
17. В.М. Поляков Устройство преображения промежутков времени в цифровой код, М., «Пензенский политехнический институт», 1970.
18.3. И. Гитис Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств, М., «Энергия», 1975, с.236.
19. Н.И. Васильев и др. Измерение однократных временных промежутков импульсным методом. - «Вопросы радиоэлектроники». Сер. «Общетехническая» 1967, №10.
20. В.М. Шмендин Цифровые электроизмерительные приборы. М.,
«Энергия», 1972, с.97 (прототип).
21. А.А. Богородицкий Цифровой измеритель промежутков времени, М., «Пензенский политехнический институт», 1970.
22.Soft Pneumatic Bending Actuator with Integrated Carbon Nanotube Displacement Sensor [Электронный ресурс]: Tim Giffney, Mengying Xie,
Aaron Yong, Andrew Wong, Philippe Mousset, Andrew McDaid and Kean Aw, Mechatronics Engineerin - URL:
file://ZD:/%D0%B0%D0%BD%D0%B3%D0%BB%202/1.robotics-05- 00007/robotics-05-00007.pdf (дата обращения: 13.3.2018).
23. Characterization of a Low-Cost Optical Flow Sensor When Using an External Laser as a Direct Illumination Source [Электронный ресурс]: Davinia Font, Marcel Tresanchez, Tomas Palleja, Mercu Teixidy and Jordi Ра1аснп, Department of Computer Science and Industrial Engineering - URL: file:///D:/%D0%B0%D0%BD%D0%B3%D0%BB%202/2.sensors-11 - 11856/sensors-11-11856.pdf (дата обращения: 10.04.2018).
24. ARBRES: Light-Weight CW/FM SAR Sensors for Small UAVs
[Электронный ресурс]: Rene Acevo-Herrera, Antoni Broquetas, Jordi J. Mallorqui and Xavier Fabregas, Remote Sensing Lab - URL:
fi1e:///D:/aнгл%2O2/3.sensors-13-03204/sensors-13-03204.pdf (дата
обращения: 15.04.2018).
25. Techniques for Clutter Suppression in the Presence of 27 Body Movements during the Detection of Respiratory Activity through UWB Radars UAVs [Электронный ресурс]: Antonio Lazaro, David Girbau and Ramon Villarino, Department of Electronic - URL: fi1e:///D:/aнгл%202/4.sensors- 14-02595Aensors-14-02595.pdf (дата обращения: 17.04.2018).
26. Bio-Inspired Micro-Fluidic Angular-Rate Sensor for Vestibular Prostheses
[Электронный ресурс]: Charalambos M. Andreou, Yiannis Pahitas and Julius Georgiou, Department of Electrical and Computer Engineering - URL: fi1e:///D:/aнгл%202/5.sensors-14-13173/sensors-14-13173.pdf (дата
обращения: 03.05.2018).
27. Emergency Navigation without an Infrastructure [Электронный ресурс]: Erol Gelenbe and Huibo Bi, Intelligent Systems and Networks Group
- URL: fi1e:///D:/aнгл%202/6.sensors-14-15142/sensors-14-15142.pdf (дата обращения: 04.05.2018).
28. An Energy Efficient Distance-Aware Routing Algorithm with Multiple
Mobile Sinks for Wireless Sensor Networks [Электронный ресурс]: Jin Wang, Bin Li, Feng Xia, College of Information Engineering - URL: file:///D:/aHra%202/7.Y04404152158/sensors-14-15163-v2.pdf (дата
обращения: 07.05.2018).
29. High Linearity Position Sensing Detector [Электронный ресурс] URL: http://pdf.dzsc.com/1L2/1L20.pdf (дата обращения 09.05.2018).
30.1L Series - Single - Axis Position Sensing Detectors [Электронный ресурс] http://www.on-trak.com/1lseries.html (дата обращения 23.05.2018).

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.