论文研究-基于ATmega128的环境次声测量装置 .pdf

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基于ATmega128的环境次声测量装置,梁良,,设计了一种基于ATmega128单片机的环境次声测量装置。该装置频率响应范围0.01~10Hz,灵敏度大于400mV/Pa,动态范围大于108dB,适用温度范围-1
国武技论文在线 0OF 100u GND 47uF TLV561BACP GND ADGO3A0 OUTA 2+ scLK GNEG VINP 上DBKF GND GND 图程控放大电路 如图, 的控制口与 的接口连接, 弓脚向输出 模拟电压值。精密电阻和对电源的分压,使 的 脚上得到 的电压。当 之间电压差在 时, 的增益范围 之间连续可调 信号采集 为了便于对信号的显示和处理,经过程控放大调整后的信号需要通过转换器将模 拟信号进行数字量化。根据奈奎斯特定理,采样频率至少是被测信号最高频率的两才能复 现出被测信号。传感器的频率响应范围是 ,为了保证能够清晰完整的显示波 形以及方便对数据进行后期分析,这里对信号的采样频率设定在,即最高响应频率的 倍。转换采用 ,它是位 型逐次逼近式模数转换芯片,具有速度快, 灵敏度高等优点。 系统主控单元 环境次声测量装置的核心是 公司的 单片机,采用结构, 具有 系统内可编程 和的 以及个可供编程的接口线,性 能十分强大,为设备提供稳定的使件基础以及扩展能力。通过 提供的端 口和多个接口,单片机可以控制 键盘、液晶屏等多个外设。 波形显示和按键 装置的显示部分采用 液晶模,分辨率 点阵, 封装,具 有体积小,显示清晰的优点。该模块上控芯片为 用串行方式与单片机接口 山于本机交互功能比较简单,故键盘直接采用单片机外部中断的方式连接,利用软件延时消 抖来保证按键响应准确 系统软件设计 系统的软件流程如图所示。 国武技论文在线 开始 初始化 用户菜作 开始米集 数据读取 显示波形 <结束采集 结末 图软件流程图 系统启动后,单片机对自身寄存器 数模转换芯片,液晶显示器,键盘接口 进行初始化,使其处于工作状态,然后系统等待用户操作。当用户发出采集指令后,单片机 控制 调整 的增益状态,满足 的量化范围时,启动 对信 号进行数字量化。量化得到的数据被单片机读取后,经过计算在液品屏幕上显示出波形。 装置测试 以某家庭住宅作为测试环境,该住宅距离一土方施工工地约米。测试装置置于室内, 传感器置于室外遮蔽处。在某一时刻开启次声测量装冒,记录波形如图所示 00.20.40.60.811.21.41.61.8 图测试波形 工地正在进行爆破,爆破产生的次声波信号显示在图中标号部分。而注意到标号 部分相对稳定,但是仍旧存在微小波动,这些波动是山室外噪声以及空气流动产生的千扰次 声波 从图中可以看出,标号部分产生的次声波频率大约为,已经接近人体腹部的固有 国武技论文在线 频率,长期处于这种次声坏境卜,势必对人体会产生不良影响。 结论 该次声测量装置可精确检测环境次声波并进行量化和直观显示,可支持环境监测部门对 于环境次声噪声污染的定量分析,为降低次声危害,以期对人群生存环境的有效保护提供依 据。根据使用的需要,该裝置可进一步改进,如加入片外并支持分析运算,以及 加入 通信,将采集数据上传到电脑,供科学⊥作者进行矿究。 参考文献 陈景藻次声的产生及生物学效应国外医学物理医学与康复学分册 工在忠张作明郭群次声生物作用的研究进展预防医学情报杂志 吴建斌田茂基于 的时变增益放大器的实现电子测量技术 郝建民采样定理与奈奎斯特准则的岍究遥测遥控 童敏明李哓戴新联等次声波检测装置的硏制科学咨询 查明华 新型黴控制器炇应用工业控制计算机

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