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线性构件动态参数非接触检测系统设计.doc
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线性构件动态参数非接触检测系统设计.doc
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1
线性构件动态参数非接触检测系统设计
荆振林
摘要
随着现代检测技术的飞速发展。旨在充分利用我们的知识,进行新技术、新试验方
法的研究,掌握科学研究的创新方法,使之有分析和解决实际问题的能力。微电子技术
的进步提供了在一个芯片上以更快的速度和更低的功耗产生数百万门的能力。将包括处
理器和内存在内的更复杂的功能集成到单个芯片(片上系统)中,这对设计师来说是一项
非常困难的任务。考虑到这些芯片上市时间较短,从零开始设计它们是不切实际的。为
了应对这些挑战,将需要重大的创新设计工具、标准和设计方法。一种可能的解决方案
是采用类似于印刷电路板的模型,对标准的预先存在的组件进行拆卸、模拟和验证。设
计人员必须高度依赖设计复用或使用他们自己和第三方的 IP 块。针对视频数字信号处
理领域,我们提出了一个面向应用的 SOC 设计平台,包括系统级模型、模块化设计、Vsia
兼容接口、片上总线和集成 SOC 体系结构便于在特定的视频/图像数字信号处理领域进
行 SOC 的设计和验证。
关键词:系统芯片,系统集成,视频数字信号处理,IP,核心
2
Abstract
With the rapid development of modern detection technology all these. The
aim is to make full use of our knowledge, to carry out new technology, new
experimental methods of research, to master the innovative methods of scientific
research, with the ability to analyze and solve practical problems. Advances
in microelectronics technology provide the ability to generate millions of doors
on a single chip with faster speeds and lower power consumption. Integrating
more complex features, including processors and memory, into a single chip
(on-chip system) is a difficult task for designers. Given the short time to market
for these chips, it is impractical to design them from scratch. To meet these
challenges, significant innovative design tools, standards, and design
methodologies will be required. One possible solution is to use a printed circuit
board-like model to remove, simulate, and validate standard pre-existing
components. Designers must rely heavily on design reuse or use of their own and
third-party IP blocks. For the field of video digital signal processing, we
propose an application-oriented SOC design platform, including system-level
model, modular design, Vsia-compatible interface, on-chip bus and integrated
SOC architecture to facilitate THE design and verification of SOC in a specific
video/image digital signal processing field.
Keywords: System chips, system integration, video digital signal processing,
IP, core
3
目录
摘要 ......................................................................2
第一章 绪论 ..............................................................7
1.1 课题研究的意义 ........................................................7
1.2 国内外现状 ............................................................7
第二章 检测原理的分析 ....................................................9
2.1 磁晶格法 ..............................................................9
2.2 磁晶格线应变检测基本原理 ..............................................9
2.2.1 检测系统的组成及信号处理.....................................10
2.3 应变与时间域计测值的关系..............................................11
第三章 磁化技术研究 .....................................................14
3.1 磁化原理 .............................................................14
3.2 物质的磁性 ...........................................................14
3.3 构件的磁化方法 .......................................................16
3.3.1 磁带的磁化 ..................................................16
3.3.2 铁磁性构件的磁化 ............................................16
3.3.3 贴磁钢的方法 ................................................17
第四章 磁检测器的设计及其信号处理 .......................................18
4.1 磁检测器的设计........................................................18
4.1.1 霍尔效应.....................................................18
4.2 提高霍尔传感器精确度的研究 ...........................................19
4.2.1 零位误差及其补偿 ............................................19
4.2.2 温度的影响 ..................................................20
4
4.3 信号处理电路 .........................................................21
4.3.1 差动放大电路 ................................................21
4.3.2 低通滤波电路.................................................22
4.3.3 电压比较电路 ................................................23
4.3.4 整形功能的信号处理电路 ......................................23
4.3.5 逻辑运算电路 ................................................23
第五章 基于 8051 单片机的数据采集系统开发 ................................24
5.1 单片机简述............................................................24
5.2 单片机的特点..........................................................24
5.3 单片机的应用..........................................................25
5.4 总体设计..............................................................25
5.4.1 硬件设计 ....................................................26
5.4.2 检测脉冲宽度程序设计.........................................27
5.4.3 计算应变程序设计 ...........................................31
5.4.4 键盘处理.....................................................33
5.4.5 8051 单片机与显示器接口......................................34
5.5 软件抗干扰设计........................................................37
5.5.1 数据校验.....................................................37
5.6 程序设计 .............................................................38
5.6.1 初始化程序...................................................38
5.6.2 中断服务程序.................................................39
5.6.3 计算程序.....................................................42
5.6.4 显示程序.....................................................43
主要参考文献资料: .......................................................45
致谢 .....................................................................47
附录:英文参考资料 .......................................................48
5
第一章 绪论
检测技术是信息采集理论,采集技术、信息转换与信息处理在自动检测系统中的应
用技术。
机械测量技术是现代实验中非电测量的重要组成部分,根据不同物理效应的实验原
理,采用合适的测试方法和测试手段,对研究的机械构件进行机械量检测和分析的实验
方法。与理论分析方法一样,它是解决机械技术实际问题的有效途径。理论分析和实验
研究是两种促进、补充和各具特色的方法。
随着科学技术和生产的发展,检测技术作为一门现代的、独立的实验科学,它是科
学技术进步和生产发展的强大媒介。检测技术的发展水平,在一定程度上也是科学技术
和生产水平的重要标志之一。
1.1 课题研究的意义
检测技术是检验产品质量的重要组成部分,技术评价产品质量是技术应用的一个重
要领域。测试是传统的检验方法只适用于产品合格。浪费不能事先防止,机器零件的故
障也可以得到补偿。其在继续使用可能会造成伤害就不再使用了,每年由于这种原因造
成的浪费实在太大了。机械构件检测的参数一般是应力应变,传统的应力应变检测技术
最重要的方法还是利用电阻应片法,电阻应片法的布置和信号处理非常重要,复杂的电
阻应片法接触力的不稳定性降低了线间电容和热电势,降低了测试结果的准确性和测试
结果的准确性。
因此在现代测试系统中,越来越需要能进行及时检测的方法。本次设计的检测方
法是磁晶格法检测法,采用非接触式,利用霍尔元件为主要元件制成检测器,可以时时
监控、静态或者动态数据的测量,试验结果的准确度和准确度明显提高。
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南抖北快东卫
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