基于MEMS微加速度计的振动测试仪

2007年第26卷第6期 传感器与微系统(T ransducer and M i crosyste m T echnolog i es)

75

基于ME M S 微加速度计的振动测试仪

曾 勇, 杨 涛, 岳高铭

(西南科技大学信息工程学院, 四川绵阳621010)

*

摘 要:采用16位单片机M SP430、微加速度计ADXL203及射频收发芯片nRF2401设计制作了一种微型振动测试仪。采用ADXL 203检测振动, 输出与加速度大小成比例关系的电压信号经滤波、放大、A /D转换

等处理后转换为单片机能识别的数字信号, 信号经处理器处理后, 通过n R F2401发送至PC 机显示, 并以加速度曲线的形式显示。重点研究了低功耗的轻巧敏感元件ADXL203的振动信号的检测和调理、中断方式下的A /D采样以及n RF 2401的射频通信, 并通过振动测试试验验证了设计的正确性, 该方案适用于低功耗、微型化、网络化的振动测试。

关键词:微加速度计; 微型振动仪; 低功耗

中图分类号:TP212. 9 文献标识码:A 文章编号:1000-9787(2007) 06-0075-02

Vibro meter based on ME M S m icroaccelero meter

ZENG Yong , YANG Tao , YUE Gao -m ing

(School of Informan tion E ngi n eer i ng , Sou thw est Un iversity of S cien ce and T echnology ,

M ianyang 621010, Ch i na)

*

Abstract :A m icrov ibrome ter w ith 16-bit M C U M SP 430, m icroaccelero m ete r ADXL203and n RF 2401i s developed . ADXL203i s used to detect v i brati on signa l of ob jects under test. The output signa l i s analog vo ltag e proportiona l t o acce lera ti on . Th rough filtra ti on , a m plifi cation and A /Dconve rs i on , the w eak analog signa l i s transfor m ed to b i na ry si gna, l which can be recognized byM CU. n RF 2401sends t he si gna l processed byM C U to PC to display accelerati on curve . T he research f ocuses on testi ng the v ibra tion si gna l of s m a ll l ow-powe r sensitive component ADXL203, A /Dsa m pli ng based on interrup tion and s i gna l trans m ission usi ng nRF2401, the correcti on o f t he des i gn i s proved by t he exper i m ent o f v i bration test , and t he pro j ec t is adapted to l ow po w er , m in-i size , net wo rk i ng v ibra tion test . K ey word s :m icroacce l ero m e ter ; m icrov i bro m ete r ; l ow-powe r

0 引 言

振动测试作为振动分析的一种重要手段, 一直以来在工程技术中占据极其重要的地位。它是各种降噪减振、设备状态监测与故障诊断、列车运行旅客乘座舒适性改善及主动控制等技术的基础。基于M E M S 微加速度计的振动测试仪具有尺寸小、功耗低、灵敏度高、使用灵活等优点。ADXL203是一种将加速度信号转换为模拟/数字信号输出的微电子机械系统(ME M S) 微加速度计, 由于其体积小、功耗低、精度高, 在振动测试、倾斜测试、惯性导航、智能引信等方面被广泛使用。1 总体设计

采用ADXL 203检测被测对象的振动, 输出与加速度大小成比例关系的电信号, 然后, 通过R C 低通滤波滤除加速度计主要的白噪声, 再进行信号放大, 并通过M SP 430内置

收稿日期:2006-13-03

*

:图1 振动测试仪系统结构框图F i g 1 Structure diag ra m of m icrov i brometer

的A /D转换器, 选择合适的参考电压, 将检测到的电压信号经处理器处理后通过无线发射芯片发送, 如图1(a) 。无线接收芯片将收到的信号传给M SP430处理后通过串口传至PC 机并显示, 显示结果为加速度曲线, 如图1(b) 。

76 传感器与微系统 第26卷2 硬件设计

采用PCB 天线, 天线的尺寸根据匹配网络计算得出。天线与射频芯片匹配, 包括频率匹配和阻抗匹配, 以获取最大的传输功率。天线的谐振频率应与nRF2401的工作频率相同, nRF2401的输入阻抗必须与天线的输出阻抗匹配, 由于二者阻抗通常不匹配, 需加入匹配网络。

2. 1 单片机

选用了T I 推出的16位超低功耗M SP430F 44X 系列单片机。工作频率为1MH z 、电源电压为2. 2V 时, 活动模式下工作电流为280L A, 待机(standby) 模式为1. 1L A, 掉电模式(pow er down) 仅为0. 1L A, 掉电模式RAM 中的数据也能有效保持。F44X 单片机可采用三套独立的时钟源:高速的主时钟、低频时钟(如32. 768k H z) 以及DCO 片内时钟, 可在满足功能需要的情况下按一定比例降低M C U 主时钟频率, 以降低功耗[1]。

3. 2 A /D转换

采用单通道单次定时中断采样, 采样频率由定时器设定。

传感器的带宽为0~200H z , 要求每个周期采16个点, 采样率为25. 6k H z 。

选用串口UAR S T 0, 一般情况下为了保证数据的准确传输, 串口的波特率应高于采样后数据率的2倍以上, 所以, 设置其波特率为115200B /s。

采用T m i erA 定时, T m i erA 选用M CLK 作为它的时钟源, 初始化系统时钟频率ACLK =TACLK =32768H z , M CLK =S M CLK =DCOCLK =1. 048576MH z , 计数器的初始值存放在CCR 0中。4 测 试

2. 2 传感器

采用微加速度计ADX L203, 输出为模拟信号, 精度高, 但是, 需要外加调理电路。而数字输出的ADXL202/ADXL210[2]都是通过占空比调制器(DC M ) 输出方波信号, 通过计数器测量脉冲的宽度, 再由控制器处理后还原成加速度信号, 因此, 计数器和控制器的处理速度决定了ADXL202/ADXL210的分辨力。电源电压为5V 时, 灵敏度为1000mV /g n ; 电源电压为3V 时, 灵敏度为560mV /g n 本设计选用3V 电压供电。

ADXL 203是双轴的加速度计, 可以检测X, Y 轴2个方向的加速度, 在X, Y 通道输出端外接电容C X , C Y 以设置加速度计的带宽。

ADXL203的噪声主要为高斯噪声, 呈现为白色噪声特性, 均匀分布在整个频域内。

[3]

[3]

,

4. 1 调理电路的测试

采用无源的R C 低通滤波电路, 滤波器影响整个系统的精度。在20~160H z 频带内, 滤波器工作比较稳定, 信号的衰减比较小, 与计算值比较吻合, 滤波器基本上能够正常工作; 在160~200H z 下, 信号衰减很厉害。因此, 在设计滤波器时应留有一定的裕量, 所以, 滤波器的截止频率设置为250H z , 这样, 传感器信号在0~200H z 频率范围内不会衰减很多。在这个带宽范围内通过的噪声也不会很大, 从而获到更大的信噪比。

2. 3 调理电路

加速度计ADX L203输出的信号比较微弱, 在3V 供电时, 分辨力为0. 56mV, 带宽约为200H z 。针对加速度计的白色噪声和系统低功耗要求, 采用了简单的无源RC 低通滤波电路, 放大器选用T I 公司的I NA 122。放大器I NA122是差动运算, 采用的是单电源3V 供电, 不能输出负电压, 但是, 系统要求加速度计ADXL203检测的振动信号能够区分方向, 并且, ADXL 203也采用的是单电源3V 供电, 输出信号有1. 5V 的直流偏置电压。3 软件设计

4. 2 整机测试

加速度传感器将振动信号转换为模拟的电信号, 经过A /D转换为数字信号后送单片机处理, 单片机通过串口把数据传给上位机, 时间与A /D转换电压关系如图2所示。

3. 1 射频模块

采用NORD I C 公司的nRF2401[4]射频收发芯片, 工作在2. 4GH z 。工作电压在1. 9~3. 6V, 待机工作电流为12mA, 唤醒时间为3m s , 功耗极低, 适合电池供电。通信距离可达到30m (室内), 100m (室外) 。nRF2401以1M B /s速率发射信号, 所需时间约为以常用的10kB /s速率发射信号所需时间的1/100, 耗电量大大降低, 且数据在空间传输的时间短, 受到干扰的可能性也就降低。nRF2401在Shock Burst T M 工作方式下, 射频模块的外围元件比较少, 编程也比较简

图2 振动测试结果F ig 2 Test res ults of v i brati on

测试结果表明:非线性为? 2. 5%, 带宽为190H z , 精度为0. 1%, 重复度为0. 3%。5 结 论

设计完成了M E M S 微加速度计微型振动仪。系统具有尺寸小、功耗低、灵敏度高、使用灵活等优点。

(下转第)

第6期 郭耀华, 等:光电编码器在钢板宽度剪切系统中的应用 894 测量数据

本系统剪切钢板的宽度范围为1400~2200mm , 现对不同尺寸的剪切钢板进行测量, 测量数据如表1所示。通过对测量数据分析可知, 实际测量尺寸都在误差允许范围之内。即板宽尺寸小于2mm , 因此, 系统完全满足设计要求。

表1 测量数据Tab 1 M easured da ta

标准长度(mm ) [***********][***********]

1

2

实际测量值(mm )

3

4

5

最大误差(mm ) 0. 510. 750. 911. 021. 131. 251. 421. 721. 87

5 结束语

由高精度单片机M SP430F149作为控制器, 利用光电编码器实现对剪切钢板宽度的测量, 通过对输出脉冲信号进行倍频处理, 大大提高了测量精度, 获得了理想的控制效果。本设计系统在实际钢铁厂的运行中, 系统工作稳定, 收到了良好的效果, 具有很好的实用价值。参考文献:

[1] 候崇升. 光电编码器在剪切钢板长度测量中的应用[J].传感

器技术, 2005, 24(7):76-78.

[2] 高肖林, 胡 瑜, 高贵强, 等. 济钢4#剪切机自动定长控制系

统研制及应用[J].冶金设备, 2003(1):72-74.

[3] 胡大可. M SP430系列超低功耗16位单片机原理与应用[M].

北京:北京航空航天大学出版社, 2000.

[4] 韩壮志, 李 伟, 王田苗, 等. 光电码盘四倍频分析[J].电子

技术应用, 2000(12):38-40.

1400. 231400. 451400. 511400. 431400. 371500. 521500. 001500. 751500. 491500. 561600. 721600. 591600. 831600. 911600. 251700. 341700. 691700. 971701. 021700. 981800. 961801. 131800. 231800. 561801. 041900. 001900. 761901. 251901. 091900. 982001. 362001. 422001. 222001. 172001. 412101. 502101. 722101. 122101. 652101. 712201. 852201. 762201. 382201. 572201. 87

作者简介:

郭耀华(1974-), 女, 河北唐山人, 硕士研究生, 讲师, 研究方向为单片机与嵌入式系统的研究。

(上接第74页

) 参考文献:

[1] G ardner J W, Bartl ett P N. Abrief h istory of el ectron i c noses[J].

Sen s or and Actuators B, 1994, 18(19):211-220.

[2] 王 磊, 曲建岭, 杨建华. 发展中的电子鼻技术[J].测控技

术, 1999, 18(5):8-10.

[3] 沈建华, 杨艳琴, 翟骁曙. M SP430系列16位超低功耗单片机

原理与应用[M].北京:清华大学出版社, 2004:20-21. [4] Texas Instrum ents . M SP430x13x , M SP430x14x m i xed signalm -i

crocon troller[DB/OL].www. 21IC. co m, 2006-20-21.

图4 传感器响应曲线

F ig 4 Res ponse curve of s ensors

[5] 史志存. 电子鼻及其应用研究[D].北京:中国科学院电子学

研究所, 2000:1-102.

[6] 蔡可芬, 余承卿, 王素兰. A -Fe 2O 3系气敏器件气敏机理初

探[J].传感器技术, 1987(Z1):21-27.

[7] M otorol a. TL494s w itc hm od e pu lse -w i d t h-m odu l ation con trol ci r -cu its[DB /OL].www. 21I C. co m, 2005-12-05.

5 结束语

16位高性能M SP 430F149单片机使系统具有强大的数据处理能力。独特的加热电路使系统的供电方式非常灵活。智能化电子鼻测试平台增强了识别的智能化。系统使用了F e 2O 3系列气体传感器。由于所选的传感器对氢气和液化气的响应非常的接近, 给识别带来了一定的困难。如果采用选择性好的传感器, 系统的性能会得到改善。

作者简介:

仓怀文(1978-), 男, 山东临沂人, 硕士研究生, 研究方向为化学/物理量的智能检测。

(上接第76页)

加速计ADXL 203在本设计中有一定的局限性。理论上, 在水平放置时, 它不会受到重力加速度的影响, 但是, 要保证绝对的水平是不可能的; 当垂直放置时, 受到重力加速度的影响, 放大器处于饱和的状态, 只能在一个方向上有输出, 系统不能正常工作; 当倾斜放置时, ADXL203的灵敏度会发生变化, 但可以通过软件加以修正。参考文献:

[1] 张大波. 嵌入式系统的低功耗设计技术[J ].电子产品世界,

[2] Analog D evices . Low cost ? 2g n /? 10g n M EM S du al ax i s acce -l ero meters w it h di g i tal outpu t[J /OL].ADXL202/ADXL210. h tt p :M www. anal og . co m, 2004-01-12.

[3] Analog D evices . Preci s i on ? 1. 7g n si ngle/dualaxis accel ero m e -t er[J /OL].ADXL203. h tt p:M www. anal og . co m, 2004-01-12.

[4] 黄 锐, 李琳琳, 刘 易. 用nRF2401实现的高速无线测量系

统[J].单片机与嵌入式系统应用, 2005(1):77-78.

作者简介:

曾 勇(1983-), 男, 四川自贡人, 硕士研究生, 研究方向为模

2007年第26卷第6期 传感器与微系统(T ransducer and M i crosyste m T echnolog i es)

75

基于ME M S 微加速度计的振动测试仪

曾 勇, 杨 涛, 岳高铭

(西南科技大学信息工程学院, 四川绵阳621010)

*

摘 要:采用16位单片机M SP430、微加速度计ADXL203及射频收发芯片nRF2401设计制作了一种微型振动测试仪。采用ADXL 203检测振动, 输出与加速度大小成比例关系的电压信号经滤波、放大、A /D转换

等处理后转换为单片机能识别的数字信号, 信号经处理器处理后, 通过n R F2401发送至PC 机显示, 并以加速度曲线的形式显示。重点研究了低功耗的轻巧敏感元件ADXL203的振动信号的检测和调理、中断方式下的A /D采样以及n RF 2401的射频通信, 并通过振动测试试验验证了设计的正确性, 该方案适用于低功耗、微型化、网络化的振动测试。

关键词:微加速度计; 微型振动仪; 低功耗

中图分类号:TP212. 9 文献标识码:A 文章编号:1000-9787(2007) 06-0075-02

Vibro meter based on ME M S m icroaccelero meter

ZENG Yong , YANG Tao , YUE Gao -m ing

(School of Informan tion E ngi n eer i ng , Sou thw est Un iversity of S cien ce and T echnology ,

M ianyang 621010, Ch i na)

*

Abstract :A m icrov ibrome ter w ith 16-bit M C U M SP 430, m icroaccelero m ete r ADXL203and n RF 2401i s developed . ADXL203i s used to detect v i brati on signa l of ob jects under test. The output signa l i s analog vo ltag e proportiona l t o acce lera ti on . Th rough filtra ti on , a m plifi cation and A /Dconve rs i on , the w eak analog signa l i s transfor m ed to b i na ry si gna, l which can be recognized byM CU. n RF 2401sends t he si gna l processed byM C U to PC to display accelerati on curve . T he research f ocuses on testi ng the v ibra tion si gna l of s m a ll l ow-powe r sensitive component ADXL203, A /Dsa m pli ng based on interrup tion and s i gna l trans m ission usi ng nRF2401, the correcti on o f t he des i gn i s proved by t he exper i m ent o f v i bration test , and t he pro j ec t is adapted to l ow po w er , m in-i size , net wo rk i ng v ibra tion test . K ey word s :m icroacce l ero m e ter ; m icrov i bro m ete r ; l ow-powe r

0 引 言

振动测试作为振动分析的一种重要手段, 一直以来在工程技术中占据极其重要的地位。它是各种降噪减振、设备状态监测与故障诊断、列车运行旅客乘座舒适性改善及主动控制等技术的基础。基于M E M S 微加速度计的振动测试仪具有尺寸小、功耗低、灵敏度高、使用灵活等优点。ADXL203是一种将加速度信号转换为模拟/数字信号输出的微电子机械系统(ME M S) 微加速度计, 由于其体积小、功耗低、精度高, 在振动测试、倾斜测试、惯性导航、智能引信等方面被广泛使用。1 总体设计

采用ADXL 203检测被测对象的振动, 输出与加速度大小成比例关系的电信号, 然后, 通过R C 低通滤波滤除加速度计主要的白噪声, 再进行信号放大, 并通过M SP 430内置

收稿日期:2006-13-03

*

:图1 振动测试仪系统结构框图F i g 1 Structure diag ra m of m icrov i brometer

的A /D转换器, 选择合适的参考电压, 将检测到的电压信号经处理器处理后通过无线发射芯片发送, 如图1(a) 。无线接收芯片将收到的信号传给M SP430处理后通过串口传至PC 机并显示, 显示结果为加速度曲线, 如图1(b) 。

76 传感器与微系统 第26卷2 硬件设计

采用PCB 天线, 天线的尺寸根据匹配网络计算得出。天线与射频芯片匹配, 包括频率匹配和阻抗匹配, 以获取最大的传输功率。天线的谐振频率应与nRF2401的工作频率相同, nRF2401的输入阻抗必须与天线的输出阻抗匹配, 由于二者阻抗通常不匹配, 需加入匹配网络。

2. 1 单片机

选用了T I 推出的16位超低功耗M SP430F 44X 系列单片机。工作频率为1MH z 、电源电压为2. 2V 时, 活动模式下工作电流为280L A, 待机(standby) 模式为1. 1L A, 掉电模式(pow er down) 仅为0. 1L A, 掉电模式RAM 中的数据也能有效保持。F44X 单片机可采用三套独立的时钟源:高速的主时钟、低频时钟(如32. 768k H z) 以及DCO 片内时钟, 可在满足功能需要的情况下按一定比例降低M C U 主时钟频率, 以降低功耗[1]。

3. 2 A /D转换

采用单通道单次定时中断采样, 采样频率由定时器设定。

传感器的带宽为0~200H z , 要求每个周期采16个点, 采样率为25. 6k H z 。

选用串口UAR S T 0, 一般情况下为了保证数据的准确传输, 串口的波特率应高于采样后数据率的2倍以上, 所以, 设置其波特率为115200B /s。

采用T m i erA 定时, T m i erA 选用M CLK 作为它的时钟源, 初始化系统时钟频率ACLK =TACLK =32768H z , M CLK =S M CLK =DCOCLK =1. 048576MH z , 计数器的初始值存放在CCR 0中。4 测 试

2. 2 传感器

采用微加速度计ADX L203, 输出为模拟信号, 精度高, 但是, 需要外加调理电路。而数字输出的ADXL202/ADXL210[2]都是通过占空比调制器(DC M ) 输出方波信号, 通过计数器测量脉冲的宽度, 再由控制器处理后还原成加速度信号, 因此, 计数器和控制器的处理速度决定了ADXL202/ADXL210的分辨力。电源电压为5V 时, 灵敏度为1000mV /g n ; 电源电压为3V 时, 灵敏度为560mV /g n 本设计选用3V 电压供电。

ADXL 203是双轴的加速度计, 可以检测X, Y 轴2个方向的加速度, 在X, Y 通道输出端外接电容C X , C Y 以设置加速度计的带宽。

ADXL203的噪声主要为高斯噪声, 呈现为白色噪声特性, 均匀分布在整个频域内。

[3]

[3]

,

4. 1 调理电路的测试

采用无源的R C 低通滤波电路, 滤波器影响整个系统的精度。在20~160H z 频带内, 滤波器工作比较稳定, 信号的衰减比较小, 与计算值比较吻合, 滤波器基本上能够正常工作; 在160~200H z 下, 信号衰减很厉害。因此, 在设计滤波器时应留有一定的裕量, 所以, 滤波器的截止频率设置为250H z , 这样, 传感器信号在0~200H z 频率范围内不会衰减很多。在这个带宽范围内通过的噪声也不会很大, 从而获到更大的信噪比。

2. 3 调理电路

加速度计ADX L203输出的信号比较微弱, 在3V 供电时, 分辨力为0. 56mV, 带宽约为200H z 。针对加速度计的白色噪声和系统低功耗要求, 采用了简单的无源RC 低通滤波电路, 放大器选用T I 公司的I NA 122。放大器I NA122是差动运算, 采用的是单电源3V 供电, 不能输出负电压, 但是, 系统要求加速度计ADXL203检测的振动信号能够区分方向, 并且, ADXL 203也采用的是单电源3V 供电, 输出信号有1. 5V 的直流偏置电压。3 软件设计

4. 2 整机测试

加速度传感器将振动信号转换为模拟的电信号, 经过A /D转换为数字信号后送单片机处理, 单片机通过串口把数据传给上位机, 时间与A /D转换电压关系如图2所示。

3. 1 射频模块

采用NORD I C 公司的nRF2401[4]射频收发芯片, 工作在2. 4GH z 。工作电压在1. 9~3. 6V, 待机工作电流为12mA, 唤醒时间为3m s , 功耗极低, 适合电池供电。通信距离可达到30m (室内), 100m (室外) 。nRF2401以1M B /s速率发射信号, 所需时间约为以常用的10kB /s速率发射信号所需时间的1/100, 耗电量大大降低, 且数据在空间传输的时间短, 受到干扰的可能性也就降低。nRF2401在Shock Burst T M 工作方式下, 射频模块的外围元件比较少, 编程也比较简

图2 振动测试结果F ig 2 Test res ults of v i brati on

测试结果表明:非线性为? 2. 5%, 带宽为190H z , 精度为0. 1%, 重复度为0. 3%。5 结 论

设计完成了M E M S 微加速度计微型振动仪。系统具有尺寸小、功耗低、灵敏度高、使用灵活等优点。

(下转第)

第6期 郭耀华, 等:光电编码器在钢板宽度剪切系统中的应用 894 测量数据

本系统剪切钢板的宽度范围为1400~2200mm , 现对不同尺寸的剪切钢板进行测量, 测量数据如表1所示。通过对测量数据分析可知, 实际测量尺寸都在误差允许范围之内。即板宽尺寸小于2mm , 因此, 系统完全满足设计要求。

表1 测量数据Tab 1 M easured da ta

标准长度(mm ) [***********][***********]

1

2

实际测量值(mm )

3

4

5

最大误差(mm ) 0. 510. 750. 911. 021. 131. 251. 421. 721. 87

5 结束语

由高精度单片机M SP430F149作为控制器, 利用光电编码器实现对剪切钢板宽度的测量, 通过对输出脉冲信号进行倍频处理, 大大提高了测量精度, 获得了理想的控制效果。本设计系统在实际钢铁厂的运行中, 系统工作稳定, 收到了良好的效果, 具有很好的实用价值。参考文献:

[1] 候崇升. 光电编码器在剪切钢板长度测量中的应用[J].传感

器技术, 2005, 24(7):76-78.

[2] 高肖林, 胡 瑜, 高贵强, 等. 济钢4#剪切机自动定长控制系

统研制及应用[J].冶金设备, 2003(1):72-74.

[3] 胡大可. M SP430系列超低功耗16位单片机原理与应用[M].

北京:北京航空航天大学出版社, 2000.

[4] 韩壮志, 李 伟, 王田苗, 等. 光电码盘四倍频分析[J].电子

技术应用, 2000(12):38-40.

1400. 231400. 451400. 511400. 431400. 371500. 521500. 001500. 751500. 491500. 561600. 721600. 591600. 831600. 911600. 251700. 341700. 691700. 971701. 021700. 981800. 961801. 131800. 231800. 561801. 041900. 001900. 761901. 251901. 091900. 982001. 362001. 422001. 222001. 172001. 412101. 502101. 722101. 122101. 652101. 712201. 852201. 762201. 382201. 572201. 87

作者简介:

郭耀华(1974-), 女, 河北唐山人, 硕士研究生, 讲师, 研究方向为单片机与嵌入式系统的研究。

(上接第74页

) 参考文献:

[1] G ardner J W, Bartl ett P N. Abrief h istory of el ectron i c noses[J].

Sen s or and Actuators B, 1994, 18(19):211-220.

[2] 王 磊, 曲建岭, 杨建华. 发展中的电子鼻技术[J].测控技

术, 1999, 18(5):8-10.

[3] 沈建华, 杨艳琴, 翟骁曙. M SP430系列16位超低功耗单片机

原理与应用[M].北京:清华大学出版社, 2004:20-21. [4] Texas Instrum ents . M SP430x13x , M SP430x14x m i xed signalm -i

crocon troller[DB/OL].www. 21IC. co m, 2006-20-21.

图4 传感器响应曲线

F ig 4 Res ponse curve of s ensors

[5] 史志存. 电子鼻及其应用研究[D].北京:中国科学院电子学

研究所, 2000:1-102.

[6] 蔡可芬, 余承卿, 王素兰. A -Fe 2O 3系气敏器件气敏机理初

探[J].传感器技术, 1987(Z1):21-27.

[7] M otorol a. TL494s w itc hm od e pu lse -w i d t h-m odu l ation con trol ci r -cu its[DB /OL].www. 21I C. co m, 2005-12-05.

5 结束语

16位高性能M SP 430F149单片机使系统具有强大的数据处理能力。独特的加热电路使系统的供电方式非常灵活。智能化电子鼻测试平台增强了识别的智能化。系统使用了F e 2O 3系列气体传感器。由于所选的传感器对氢气和液化气的响应非常的接近, 给识别带来了一定的困难。如果采用选择性好的传感器, 系统的性能会得到改善。

作者简介:

仓怀文(1978-), 男, 山东临沂人, 硕士研究生, 研究方向为化学/物理量的智能检测。

(上接第76页)

加速计ADXL 203在本设计中有一定的局限性。理论上, 在水平放置时, 它不会受到重力加速度的影响, 但是, 要保证绝对的水平是不可能的; 当垂直放置时, 受到重力加速度的影响, 放大器处于饱和的状态, 只能在一个方向上有输出, 系统不能正常工作; 当倾斜放置时, ADXL203的灵敏度会发生变化, 但可以通过软件加以修正。参考文献:

[1] 张大波. 嵌入式系统的低功耗设计技术[J ].电子产品世界,

[2] Analog D evices . Low cost ? 2g n /? 10g n M EM S du al ax i s acce -l ero meters w it h di g i tal outpu t[J /OL].ADXL202/ADXL210. h tt p :M www. anal og . co m, 2004-01-12.

[3] Analog D evices . Preci s i on ? 1. 7g n si ngle/dualaxis accel ero m e -t er[J /OL].ADXL203. h tt p:M www. anal og . co m, 2004-01-12.

[4] 黄 锐, 李琳琳, 刘 易. 用nRF2401实现的高速无线测量系

统[J].单片机与嵌入式系统应用, 2005(1):77-78.

作者简介:

曾 勇(1983-), 男, 四川自贡人, 硕士研究生, 研究方向为模


相关文章

  • MEMS三轴加速度传感器在飞行器姿态测量系统中的应用
  • ELECTRONICS WORLD・探索与观察 MEMS三轴加速度传感器在飞行器姿态测量系统中的应用 中国船舶重工集团公司第七一〇研究所 何 苗 陈金花 [摘要]介绍了一种基于MEMS三轴加速度传感器和STM32处理器的飞行器姿态测量系统, ...查看


  • 微电子技术发展现状与趋势
  • ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳.建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看. 微电子技术的发展 主要内容 微电子技术概述: 微电子发展历史及特点: 微电子前沿技术: 微电子技术在军事中的应用. 2010-11-26 北京理工大学微电 ...查看


  • 微机械电容式加速度传感器的设计与加工工艺_胥震
  • 2012年第10期 仪表技术与传感器 Instrument Technique and Sensor2012No.10 微机械电容式加速度传感器的设计与加工工艺 胥 震,欧阳清,施冠羽,易定和 (海军工程大学船舶与动力学院,湖北武汉4300 ...查看


  • 会拍照的胶囊 创新无限 20101218
  • 胶囊内窥镜 百科名片 胶囊内窥镜,英文名称:capsule endoscopy,是一种做成胶囊形状的内窥镜,它是用来检查人体肠道的医疗仪器.胶囊内窥镜能进入人体,用于窥探人体肠胃和食道部位的健康状况.可用来帮助医生对病人进行诊断. 组成 典 ...查看


  • 传感器的毕业设计
  • 1 引言 1.1 课题的研究背景及意义 振动测试近十多年来发展非常迅速,受到了国内外专家和工业.农业.国防各部门科技工作者的重视.近代工程技术的飞跃发展,特别是航空航天.海洋工程.电力.化工等技术的发展,必须对振动进行预测.采集.并实时处理 ...查看


  • 加速度传感器测试技术规范V1.0
  • 加速度传感器测试技术规范 Ver1.0 前言 加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备.加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力,就好比地球引力,也就是重力.加速力可以是个常量,比如g .也可以是变量. 加速度计有两种:一种是角加速度 ...查看


  • 振动测量综述
  • 摘 要 振动的研究与测试在工程应用和科学测量中占有非常重要的地位.当代工程中各种机械系统, 如大型发电设备, 电动机, 重型机械, 汽车, 船舶, 航空航天设备, 等, 都不断向着高速.高准确度方向发展.为保证其良好的性能以及可靠的寿命, ...查看


  • 无线定位与惯性导航结合的室内定位系统设计
  • 无线定位与惯性导航结合的室内定位系统设计 摘 要: 面对室内定位的实际应用需求,分析了基于接收信号强度指纹法定位技术精度较低.单纯的惯性导航累积误差较大等问题,采用基于信赖度的联合定位算法对多种信息进行融合处理,以获得较高的综合定位精度.通 ...查看


  • 电容式加速度传感器简介
  • 电容式加速度传感器简介 结构与原理 电容式加速度传感器又称变电容式加速度传感器,它的结构原理如下图所示,一个质量块固定在弹性梁的中间,质量块的上端面是一个活动电极,它与上固定电极组成一个电容器C1:质量块的下端面也是一个活动电极,它与下固定 ...查看


热门内容