關於設計製作的要求

2023-01-14 19:27:04 字數 5124 閱讀 1127

1、日光燈的發光強度測試儀

1. 目的

掌握光電感測器的選擇和介面電路的設計,能夠針對被測訊號的特點設計相應的訊號處理電路,理解對測量系統的一般要求(精度、測量範圍、響應速度)。

2. 考核要求

(1)測量範圍:能夠測量室內可能出現的最強日光燈的光強;

(2)測量精度:採用3位半數字萬用表作為輸出顯示,讀數穩定在±2lsb;

(3)響應速度:> 1 sps;

(4)能夠抑制其他光源的干擾。比如,用手電穩定照射時基本不會干擾輸出。

3. 提示

按照題目要求,只能測量日光燈的「光」,因此,必須在電路上採取措施抑制環境光的干擾。日光燈發出的光與其他光源發出的光最大不同在於發光頻率不同。因此,系統需要設計相應的訊號濾波與處理電路。

鼓勵採用微控制器來控制,但需要注意自己的時間與精力是否足夠!

2、溫度測量控制儀(用模擬表頭顯示)

4. 目的

掌握溫度感測器的選擇和介面電路的設計,能夠針對被測訊號的特點設計相應的訊號處理電路,理解對測量系統的一般要求(精度、測量範圍、響應速度),了解閉環(反饋)控制原理與應用。

5. 考核要求

測量:(1)測量範圍:0~100℃;

(2)測量精度:±1℃;

(3)響應速度:> 1 sps;

控制:(4)加熱容量:100ml水;

(5)速度:10℃/10 min

(6)可以用電位器(數碼電位器更好)設定溫度值。

6. 提示

(1) 需要選擇線性良好的感測器,或者通過電路將其線性化;

(2) 需要一支高精度的溫度計來除錯和校準電路

(3) 允許採用攪拌結構;

(4) 注意感測器與加熱元件的隔離;

(5) 需要採用pid控制,至少需要採用p控制;所謂p方式是將溫度測量值與設定溫度的差值來控制加熱的功率,即pwm的脈衝寬度與溫度差值成正比。

(6) 鼓勵採用微控制器來控制,但需要注意自己的時間與精力是否足夠!

3、超聲測距儀(用模擬表頭顯示)

7. 目的

掌握超聲感測器的選擇和介面電路的設計,能夠針對被測訊號的特點設計相應的訊號處理電路,理解對測量系統的一般要求(精度、測量範圍、響應速度)。

8. 考核要求

(1)測量範圍:1~10 m;

(2)測量精度:± 0.1 m;

(3)響應速度:> 1 sps;

9. 提示

(7) 建議系統構成

(8) 注意超聲感測器的激勵脈衝越強、越陡峭,測量範圍越大、精度越高。

(9) 接收靈敏度越高、頻響越寬,測量精度越高。

(10) 超聲測量中經常採用可變增益放大器,請給予關注。

(11) 鼓勵採用微控制器來控制,但需要注意自己的時間與精力是否足夠!

4、壓力測量控制儀(用養魚的水幫浦加壓、模擬表頭顯示)

10. 目的

掌握壓力感測器的選擇和介面電路的設計,能夠針對被測訊號的特點設計相應的訊號處理電路,理解對測量系統的一般要求(精度、測量範圍、響應速度),了解閉環(反饋)控制原理與應用,掌握pwm控制方式。

11. 考核要求:分為水箱方式和氣袖方式

水箱方式(養魚的水幫浦加壓、模擬表頭顯示)

測量:(1)測量範圍:1~100 mm h2o;

(2)測量精度:±2 mm h2o;

(3)響應速度:> 1 sps;

控制:(7)加壓容量:1000ml;

(8)速度:< 30 s

(9)可以用電位器(數碼電位器更好)設定壓力值。

氣袖方式(可採用電子血壓計和水銀血壓計中的部件來實現、模擬表頭顯示)

測量:(1)測量範圍:1~200 mmhg;

(2)測量精度:±2 mmhg;

(3)響應速度:> 1 sps;

控制:(10)加壓容量:1000ml;

(11)速度:< 30 s

(12)可以用電位器(數碼電位器更好)設定壓力值。

12. 提示

(12) 需要採用pid控制,至少需要採用p控制;

(13) 鼓勵採用微控制器,但需要注意自己的時間與精力是否足夠!

5、心電圖測試儀(用示波器2v以上量程顯示)

13. 目的

掌握生物電檢測及其電路的設計,能夠針對被測訊號的特點設計相應的訊號處理電路,理解對測量系統的一般要求(精度、測量範圍、響應速度),了解電路引數的測量。

14. 考核要求

(1)輸入阻抗:> 5 mω;

(2)共模抑制比:> 80 db;

(3)頻率響應範圍:0.05--100 hz;

(4)訊雜比:> 20 db。

15. 提示

(14) 需要了解生物電測量中的雜訊**及其抑制的電路方法;

(15) 掌握ecg中的常用電路,如共模反饋、右腿驅動等。

6、雙波長頻分光電脈搏波測量電路(用雙蹤示波器2v以上量程顯示)

16. 目的

掌握光電感測器的選擇及其介面電路的設計,特別是主動驅動方式的光電感測器的設計;了解頻分方式的訊號除錯、分離與解調,並針對訊號的特點設計相應的訊號處理電路,理解對測量系統的一般要求(精度、測量範圍、響應速度),了解電路引數的測量。

17. 考核要求

(1)保證每個波長的脈搏波訊號 > 1 vp-p;

(2)通道竄擾:< -20 db;

(3)脈搏波訊號的頻率:0.25--20 hz;

(4)訊雜比:> 20 db。

18. 提示

(16) 盡量將兩個載波頻率拉開;

(17) 盡量選用正弦波調製,需要注意led的偏置保證led一直處於導通狀態;

(18) 注意光電感測器的頻率響應、接收面積與靈敏度等引數之間關係

(19) 需要掌握幅度的調製與解調原理。

(20) 可選紅色和紅外兩種波長的發光管,且適當選擇紅色led的功率更大一些。

(21) 鼓勵採用微控制器,但需要注意自己的時間與精力是否足夠!

7、雙波長時分分光電脈搏波測量電路(用雙蹤示波器2v以上量程顯示)

19. 目的

掌握光電感測器的選擇及其介面電路的設計,特別是主動驅動方式的光電感測器的設計;了解頻分方式的訊號除錯、分離與解調,並針對訊號的特點設計相應的訊號處理電路,理解對測量系統的一般要求(精度、測量範圍、響應速度),了解電路引數的測量。

20. 考核要求

(1)保證每個波長的脈搏波訊號 > 1 vp-p;

(2)通道竄擾:< -20 db;

(3)脈搏波訊號的頻率:0.25--20 hz;

(4)訊雜比:> 20 db。

21. 提示

(22) 注意激勵訊號與分離電路的同步。

(23) 注意光電感測器的頻率響應、接收面積與靈敏度等引數之間關係

(24) 需要掌握幅度的調製與解調原理。

(25) 可選紅色和紅外兩種波長的發光管,且適當選擇紅色led的功率更大一些。

(26) 鼓勵採用微控制器,但需要注意自己的時間與精力是否足夠!

8、直流電機轉速控制器(能夠控制和模擬或數字顯示轉速)

22. 目的

掌握反饋控制電路(含有測量的控制電路)的設計,能夠針對被控物理量的特點設計相應的訊號處理電路,理解對測控系統的一般要求(精度、測量範圍、響應速度),了解電路引數的測量。

23. 考核要求

測量:(1)轉速範圍:0.1--20 rpm;

(2)精度:< 0.6 rpm;

控制:(1)轉速範圍:0.1--20 rpm;

(2)精度:< 0.6 rpm;

(3)可以用電位器(數碼電位器更好)設定轉速值。

24. 提示

(27) 建議採用直流電機、光電編碼盤和pwm方式;

(28) 需要採用pid控制,至少需要採用p控制;

(29) 鼓勵採用微控制器,但需要注意自己的時間與精力是否足夠!

9、交流功率控制電路(變壓器輸出的36v、可控矽相角控制,有反饋)

25. 目的

掌握交流電的控制方法,特別是可控矽電路的設計方法,掌握反饋控制電路的一般原理和訊號轉換的原理,理解對測控系統的一般要求(精度、測量範圍、響應速度),了解電路引數的測量。

26. 考核要求

測量:(1)功率範圍:10 w;

(2)精度:5%;

控制:(1)功率範圍:10 w;

(2)精度:5%;

(3)可以用電位器(數碼電位器更好)設定功率值。

27. 提示

(30) 可控矽控制功率依靠的是相角,且功率與相角之間是非線性關係;

(31) 測量功率需要同時測量電壓和電流,且需要完成乘積和積分計算(模擬);

(32) 可以採用專用積體電路完成功率的測量和計算;

(33) 鼓勵採用微控制器,進行數位化控制和反饋,但需要注意自己的時間與精力是否足夠!

10、增益可調寬頻交流放大器

28. 目的

掌握寬頻放大器的設計與測量。

29. 考核要求

測量:(1)最大電壓增益**≥60db,輸入電壓有效值vi≤10 mv。

(2)在**=60db時,輸出端雜訊電壓的峰-峰值vonpp≤0.3v。

(3)3db通頻帶0~10mhz;在0~9mhz通頻帶內增益起伏≤1db。

(4)最大輸出電壓正弦波有效值vo≥10v,輸出訊號波形無明顯失真。

30. 提示

(34) 一定要注意器件的工作頻率。最後一級可以採用分立元件(如mos管或晶體三極體);

(35) 可以採用高頻程式控制放大器。

(36) 鼓勵按照2023年大學生電子設計競賽c題的要求來設計和製作。

11、聲音定位測量電路

31. 目的

掌握超聲感測器的選擇和應用,能夠對超聲感測器的訊號進行放大、濾波和處理,熟悉訊號的變換和運算。

32. 考核要求

在相距1公尺處放置兩個接收裝置,以兩個接收裝置為正方形的乙個邊,在此正方形內任意位置放置乙個發聲裝置,依靠能夠接收裝置測定發聲裝置的位置,精度 ± 50 mm。

33. 提示

(37) 允許採用發聲裝置到接收裝置的距離作為發聲裝置的位置顯示;但鼓勵更常用的方式,如直角座標、極座標等方式顯示;

(38) 注意超聲感測器的激勵脈衝越強、越陡峭,測量範圍越大、精度越高。

(39) 接收靈敏度越高、頻響越寬,測量精度越高。

(40) 超聲測量中經常採用可變增益放大器,請給予關注。

(41) 鼓勵採用微控制器來控制,但需要注意自己的時間與精力是否足夠!

(42) 鼓勵按照2023年大學生電子設計競賽b題的要求來設計和製作。

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