便携式测试仪范文

便携式测试仪范文（精选9篇）

便携式测试仪 第1篇

1.1 光电传感器方案

设计中采用红外发光二极管, 红外光在一般组织的穿透性比在血液中大, 抑制脉搏波曲线的漂移, 容易区别, 效率高, 体积小, 寿命长, 性价比高, 因此优先考虑使用。

接收元件采用光敏三极管, 它在光源范围内有较高的灵敏度, 随光线变换有较好的线性, 响应速度快, 且对光电流有放大作用, 所以光接收环节宜采用此元件。

采用光透视式接收光信号, 发射元件与接收器件采用中心对称分布, 发出的红外光透过人体手指组织后, 部分经血液反射, 其余全部透射到接收管, 如此便可实现脉搏测量。本文重点介绍脉搏信号的测量, 因此光接收方式适合采用这种方案。

1.2 信号放大及滤波方案

采用两级放大器进行放大。前级放大电路放大10倍, 再通过后级可调放大电路。提高稳定性, 简单成本低, 易于调试。

采用二阶巴特沃斯低通滤波器, 留下有效的低频脉搏信号, 对工频干扰等则会有大幅度滤除, 滤波性能好, 满足系统指标。

1.3 信号调理方案

本设计采用施密特触发器整形, 因为它结构简单, 操作方便。

1.4 画面显示

本设计拟用12864LCD进行波形重现, 它具有屏幕宽、分辨率高、软件编写便宜等优点, 不需要使用过多的中断资源。

1.5 键盘方案

本设计并不使用矩阵键盘, 而采用单独轻触式按键, 每个按键的功能独立, 程序编写很简单。由于本系统所需按键较少, 故节省了系统设计开支。

1.6 整体设计

本文介绍采用指套光电脉搏透射式传感器测量脉搏信号, 由于从传感器输出的脉搏信号属于极弱信号, 且极易与强干扰信号混合, 故需要考虑对原始信号采取有源放大和带通滤波。

根据设计要求, 本系统设计包括几大部分:光电传感器、放大滤波电路、信号整形电路、单片机控制、键盘和显示部分。系统总体框图如图1所示。

红外光通过人体手指, 使心率信号变换成相应规律的光信号, 后由接收电路变换成电信号, 再由后续放大、滤波及整形电路, 调理成可用单片机处理的信号形式, 最后交给显色器件进行数据波形回放。

2 理论分析与计算

2.1 光电发射接收参数分析与计算

光发射电路采用特征波长为940nm的红外二极管IR333, IR333的压降约为1.4V, 其工作电流一般小于20m A, 所以串联电阻

光接收电路采用3DU33的NPN型光敏三极管, 3DU33阻值在十几千欧至几百千欧范围, 所以串联200Ω电阻分压。

光电传感器出来的电压信号较弱, 一般只有几毫伏, 需对其进行放大。放大前设置一个4.7uf电容, 隔离直流电压, 对50Hz干扰进行初步衰减。一级放大10倍, 二级放大20倍。

一级放大倍数, 选取R4=51KΩ, R5=510kΩ。

在同相输入端对地连接电阻R6, 用于消除正向偏置。

二级放大倍数波形显示必须滤除高频信号对脉搏波信号的干扰, 截止频率范围一般为0.05~20Hz。根据, 低端截止频率设为0.05Hz, 因为R为100K, 所以选取C=4.7u F, 低端截止频率为:

低通滤波截止频率设为20Hz, 因为R4=1M, 所以选取C=6.8nf, 截止频率为:

2.2 信息采样与处理参数分析与计算

单片机提取到有效信号后, 依据波形特点, 对脉搏率进行计数, 采样率为50Hz, 即每秒采样50次, 对采样点进行计数, 60个点后即可得到1分钟内的脉搏波动次数。为得到脉搏率, 可用脉动峰值记忆法, 于是:脉搏率=60×采样速率/采样点数。单片机识别到极大值和极小值后, 脉搏周期的时间间隔就是本次极大值的位移减掉前一次极大值的位移。但是若得到的前后2次极大值的间隙时间超过正常值的1.5倍, 可判断输入波形为无效信号, 应排除, 只有多次 (设计为5次) 持续正常间隔, 才认为是有效采样, 如此可消除干扰信号带来的误采样。

2.3 波形显示参数分析与计算

调制过后的有效信号经过一系列的电路调理后, 将光电传感器采提取的脉搏信号送至MSP430内置的ADC单元进行A/D转换, 后由LCD进行波形回放。波形经调理后形成的平均输出电压为1.5V。数据回放在LCD上的范围为U/x=2.5V/1024, 于是显示点的回扫区间为210到620。数据回放结果如图2所示。

3 电路模块与软件设计

3.1 光电转换电路设计

红外发射电路由恒流源供电, 可减少电源脉动对测量精确度的干扰, 增强电路工作的稳定性。恒流源的输入级给出参考电压, 输出级恒定输出所需的电流。确保流经发光管为恒定的电流, 确保其稳定发光, 接收管便可以得到恒定的光输出。因此, 因电流不稳而造成的误差则可以避免。

发射恒流源电路如图3所示。稳压管为TL431, 三极管为9014, 发光二极管为TR333红外线发射二极管, R1为1kΩ, R2为240Ω。

光敏接收电路亦如图3所示。接收管的集电极输出电阻为200Ω, 使接收管的输出电压随接收管导通电流的改变而变化。

3.2 调理模块

图中电容C1的作用是隔直传交电路, 隔去了有效信号里的直流成分, 再送入后级进行放大。由于接收管的输出电流很微弱, 易被噪声和工频交流电所干扰, 因此必须设计好放大环节, 以确保后级电路得到足够强度的电信号。后级放大采取运放的二级放大来实现。前级送来的弱信号由第一级放大10倍, 再经第二级获得20倍放大, 再由通过电容滤除10Hz及以上干扰信号, 整体放大约200倍, 得到幅值约1V的有效信号, 再通过和整形电路进行输入电阻匹配。相应电路如图4所示。

有效脉搏波形经两级放大后, 还要采取有源滤波, 才能进入后续处理环节。在此设计中采取有源二阶滤波电路来完成。因其在通频带中的幅频曲线较为平直, 用于消除工频附近的扰动信号。二阶有源滤波器在图5中给出。

信号整形采用CD4093完成, 它为施密特触发器, 可将滤波后的有效信号变换成矩形波, 这样便可交给单片机进行脉搏提取和计数。在信号进入CD4093之前, 可将其直接送入MSP430的A/D模块, 完成实时采样, 进而实现数据图形回放, 统计脉搏率。信号整形电路如图6所示。

3.3 应用程序编写

应用程序由MSP430系统完成开发, 代码用C实现, 整个软件由主函数、外部中断处理函数、定时中断函数、延时函数等构成。主函数实现初始化功能, 外部中断函数则、实现计算、测量、数据访问等功能, 定时中断函数负责定时、数据回放、判断信号的有或无等功能。具体流程如图7所示。

4系统测试与结果分析

系统测试需要的仪器比较简单, 由于工作带宽不高, 故对仪器要求不高, 表1给出了测试所需的主要仪器。

在白天日常亮度实验室内, 测试脉搏仪。脉搏测试仪由3.6V电池供电, 将脉搏信号的输出端与示波器输入端相连, 将手指放入传感器中, 打开电源, 开始测试系统。同时利用医疗脉搏测试仪器进行对比。

接通电源后, 手指伸入红外发射管与接收管之间, 用示波器便可观察到原始的脉搏信号。波形如图8所示。

便携式脉搏测试仪和医疗仪器同时测量, 对比每分钟脉搏次数, 如表2所示, 误差为小于±2次。

测试时, 环境光、检测电路噪声、人体其他信号等会对脉搏测量产生一定的误差, 导致波形有所失真。从测试结果和数据可以看出, 此设计较好地实现了设计要求, 达到了很好的测试效果, 测试结果较好地验证了方案设计与理论分析的正确性。

5 结论

本便携脉搏测量仪实现了脉搏波的测量和统计, 通过MSP430launchpad单片机采样处理, 在LCD显示出脉搏波的波形和脉搏的次数, 圆满地完成了设计要求。

摘要：文章的设计基于光电脉搏检测原理, 采用MSP430 Launchpad单片机板作为核心控制器, 实现了自启动测量、自动待机、数据回放及输出超限报警等功能。设计中使用特征波长的红外管发射红外光, 红外光穿透手指血液容量后, 会产生周期变化的光谱能量, 再由对应特征的光敏三极管输出光信号, 后经放大、滤波、整形等处理后, 经MSP430内置AD采样获取反应脉搏变化的电信号。最后, 利用128×64点阵型LCD, 获得可以实时显示的脉搏率及相应的动态波形。

关键词：光电式脉搏测试,数据回放,液晶显示,MSP430单片机

参考文献

[1]宁武, 唐晓宇, 闫晓金.全国大学生电子设计竞赛基本技能指导[M].北京:电子工业出版社, 2009.

[2]张华林, 周小方.电子设计竞赛实训教程[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2007.

便携式测试仪 第2篇

以追求高可靠、低功耗、小体积设计思想的本记录仪具有如下功能：对现场物理量进行实时采集、保存、处理与显示；自动识别现场安装的传感器数量、传感器号和量程；自动和手动两种采集方式，自动采集适用于长期无人值班的固定场合，手动采集便于对分布在不同区域的物理量进行测试；与PC机通讯，可根据需要将采集数据下载至PC数据库；实时打印；自检功能，避免了系统运行过程中可能遇到本身无法容错处理的异常事件而导致的死机现象。

1 硬件设计

1．1 总体设计原则

根据高可靠、低功耗、小体积的设计思想及应用对象几乎对采集速度无要求（此处指系统本身的`采集速度已远远超过实际应用要求）的特性，总体设计原则是： 元器件采用低功耗、宽范围工作电源的CMOS集成电路；总线采用口线少的串行总线；允许情况下，尽量用软件实现硬件功能，用中断代替查询工作方式；一旦系统空闲则立即使其进入低功耗休眠状态，当需要时再用外部中断予以唤醒。

1．2 硬件组成

便携式测试仪 第3篇

从价位看，三星QX410是一款中高定位的产品，材质方面上有体现，采用金属材质的部位包括整个顶盖和键盘一面的上沿，金属材料显示出档次。

三星QX410的屏幕最大张开角度约135°，和大部分产品相似。屏幕周围是黑框，不过其材质很容易印上难看的指纹。屏幕下边沿厚达3cm，意味着还有瘦身空间，如果追求更完美的便携性，下一代产品可考虑将体型设计得再窄一些。

14英寸1366×768分辨率的屏幕，明亮而清晰，给人不错的印象。三星QX410采用流行的巧克力键盘，并在键盘上方设有音量快捷按键。其触控板面积很大，操控起来很舒服。重新安装系统后，屏幕亮度快捷键失效，需要安装驱动程序。

三星QX410没有锁定装置来固定合上的屏幕，目前很多消费类产品都没有锁定装置，但我希望在大屏幕、中高端产品上配备，因为长期使用后，屏幕转轴难免会松动，锁定装置可弥补这个不足。

便携式绝缘电阻测试仪的设计 第4篇

电力系统中,各种电器设备都存在一定的电气绝缘问题,为了用电安全,电器设备的绝缘电阻一般都在兆欧级以上,但绝缘电阻不是永远不变的,因为积污老化也是造成电气设备外绝缘性能下降的主要原因之一[1]。绝缘材料也会在受热时发生老化,致使绝缘电阻值降低,从而造成电器设备漏电或短路事故的发生[2]。通过进行绝缘电阻测量,即可有效避免绝缘故障[3]。所以在设备检修期间,对电器设备的绝缘电阻检测是必要的检测之一。早期对绝缘电阻的测量都是手摇式的,这种摇表主要存在测量电压不稳定、指针式读数不准确以及设备笨重不便携带等缺点。

目前国内对绝缘电阻测试做了许多研究,参考文献[4-5]主要使用以TL494芯片为核心的PWM控制电路、单端反激式变换器以及倍压整流电路产生测量高压,需对变换器进行计算设计,且电路结构与控制手段复杂,成本较高。因此,根据使用目的不同与国标对测量绝缘电阻的规定,本文提出了一种简便的绝缘电阻测量方法,使用自激振荡产生测量高压,具有硬件结构简单、方便调试、节省产品研发时间、成本较低等优点。

1系统原理

测量绝缘电阻归根到底就是微小电流或微小电压的测量,测量电路根据分压原理,将用于绝缘电阻测量的基准电压直流500 V转换成A/D转换电路可接收的0~5V电压[6]。根据目前的测试原理,测量绝缘电阻的方法基本有以下几种:串联法、并联法、电容充放电法、电压比较法和电桥法[7]。在绝缘电阻的测量中,最经常采用且成本最低的是串联法,因此,本检测系统的设计也是以串联法为基础的。图1为使用串联法进行绝缘电阻的测量原理。

如图1所示,在此绝缘电阻的测量原理中,500V直流高压的测量电压由直流高压稳压电源提供,输出一个稳定且已知的直流高压信号。Rx为待测的等效绝缘电阻。由于假设测量系统所接的绝缘电阻存在短路的情况,需在电路里加限流电阻Rf进行限流。

其中Rs为测量系统的采样电阻,且Rf与Rs均为已知的标准电阻。当测量电压500 V接通时,将会在采样电阻上感应出电压U,随着待测绝缘电阻Rx的变化,在采样电阻上会线性分得不同的电压,采集并换算采样电压U,便可以得到待测绝缘电阻Rx的大小。假设直流稳压源提供的电压为500 V,在采样电阻上采集到的电压为U,便可如公式(1)得到绝缘电阻的大小:

公式(1)中,Rx为待测的绝缘电阻,Rs为测量系统的采样电阻,Rf为限流电阻,U为采样电压。采样电压相对与500 V测量电压较小,误差主要来自采样电压U,需要对采样电压U进行滤波。

2硬件设计

绝缘电阻的测量系统采用单片机STC12C5A60S2处理器为控制核心。图2为绝缘电阻测量系统的控制原理图,主要由高压电源模块、电阻分压电路、备用电源电路、自动切换量程电路、A/D转换模块、报警模块以及键盘处理与液晶显示模块组成。下面重点介绍各部分的硬件设计原理。

2.1高压电源模块

低电压绝缘电阻测试仪不能反映其工作条件下的绝缘电阻大小[8]。对于绝缘电阻本身特性而言,其阻值与加载在其两端的高压幅值直接相关[9]。根据 《国家电气安全标准》和《电气设备交接和预防行试验标准》章程的规定,便携式绝缘电阻检测仪应能够完成电压在500 V( 包括500 V) 以上各类绝缘电阻检测。因此,绝缘电阻的测量需要用到500 V的直流高压,高压电源模块如图3所示,图中变压器绕组Tr1、Tr2为主绕组,Tr3为辅助绕组 ( 反馈绕组 ),通过将低电压直流经过起振电阻Rs、变压器反馈绕组与三极管的自激振荡,可在二次侧得到高电压,经二极管进行单相整流并滤波可得到500 V的测量高压。自激过程主要是 :当直流6 V电压接通,通过起振电阻Rs限流,向三极管提供基级电流,使得三极管VT导通,集电极电流将流过反馈绕组Tr3,由于耦合的作用,集电极电流通过反馈绕组耦合到Tr2绕组,加大三极管基极电流, 使三极管进一步导通,继续增大集电极电流,如此强烈的正反馈,使三极管快速导通到饱和,集电极电流不再变化,耦合到Tr2绕组的电流为零,基极电流为零,三极管迅速关断。整个过程就是加快三极管导通与关断得到交流电,经升压绕组升压得到高电压。滤波电容采用CBB电容,容值与耐压值为1μF/1 600 V与电阻构成 π 型滤波电路,实验证明用两个二极管串联可提高二极管耐压,不易烧毁二极管。通过调节输入电压,可调节输出端的电压, 实验使用6 V低压直流,且使用两个单相稳压管串联稳定输出电压,可在输出端得到500 V测量高压, 输出电流达2 m A,滤波后的500 V直流脉动也小于1 V。

2.2电阻分压、自动切换量程电路

前面已经介绍了串联法的基本原理,以下具体介绍串联法电阻分压电路。如图4所示,端子A、B分别接于待测的电器设备。通过对采样电压进行判断,可由继电器自动短路采样电阻实现切换量程,使得采样电压处在A/D转换芯片的合适范围之内。继电器的耐压水平已通过耐压测试仪的测试,可承受1 000 V的高压。测量电器等效绝缘电阻时,可知端子AB间将有一个等效待测电阻RAB。测量过程为:通过单片机触发启动继电器,启动500 V测量电压, 此时可在采样电阻得到采样电压U,经过电压跟随后可送到A/D转换器进行A/D转换。图中的运放为采样电压高低判断电路,通过采样电压与比较电压进行比较,由单片机控制1号和2号继电器的闭合与断开,自动切换采样电阻,控制采样电压在0.05 ~ 5 V之间。由此,通过单片机控制继电器可实现绝缘电阻的检测,即可发现负载绝缘水平是否满足要求。

2.3A/D转换模块

虽然单片机STC12C5A60S2已内部集成有A/D转换器,但是该A/D转换器分辨率较低,为了提高系统的测量精度与快速性,本检测系统选用16位A/D转换器ADS1110,它具有转换速度快、与单片机接口简单、性价比高和适用性强等特点。同时,ADS1110与单片机进行I2C数据传送,指令编写简单,不占用和浪费更多单片机IO口。在使用的过程中,采样电压因先通过电压跟随电路进行缓冲,用运算放大器进行电压跟随设计时,为了增加输入阻抗,可在运放同向输入端接入大电阻,提高输入阻抗。采样电压应进行滤波,同时为了防止高压,应在ADS1110输入口前加单相稳压管进行保护。

2.4报警、按键处理与液晶显示模块

当测量结果不满足国标时,可通过声光报警,提前告知绝缘水平不满足,应进行进一步检测,确保绝缘水平满足国标才能使用电器设备。同时,对绝缘电阻的测量高压应满足国标规定的500 V的测量高压,因此,需要对高压直流进行检测,电压过高过低都需要报警,通过液晶显示屏显示低压时测量的绝缘电阻不符合国标要求。本测量系统采用四个独立按键,分别实现上、下、确认和返回的功能。由于只有四个按键,采用独立按键也不会占用太多单片机的I/O口资源,并且程序编写简单。液晶显示模块采用常见HS12864液晶显示屏,具有价格低廉、程序编写简单的优点。

3软件设计

本测试系统的软件设计用C语言进行编程,具有可读性好、移植性较高、调试方便等特点。软件设计时按照模块化、标准化、层次化的设计原则[10]。 该绝缘电阻测试软件包括主程序、判断高电压正常与否程序、数据采集与A/D转换程序、自动量程切换程序、数据处理与显示程序、报警程序等。软件主要流程图如图5所示。初始化程序主要是在系统上电时,对单片机内部的中断与通信的初始化, 还需要对各变量进行初始化,以及液晶显示屏的初始化 ;在接通500 V电压之前,需要初始化继电器状态,使得采样电阻尽可能地小,假如图4中控制采样电阻的两个继电器J1和J2并没有初始化使其闭合,采样电阻将是R1+R2+R3的总和,由于本设计中使用的R1是100 kΩ,R2是10 kΩ,R3是1 kΩ,总和将是111 kΩ,仅仅是限流电阻Rf260 kΩ 的1/3, 假如待测的绝缘电阻为短路情况,由分压公式可得采样电阻上分得的电压将超过100 V,如此高电压很有可能击穿A/D转换芯片甚至是整个单片机,因此,在500 V接通前,必须先初始化继电器的状态, 确保A/D转换芯片得到的采样电压尽可能小,再通过量程切换慢慢升高采样电压 ;500 V电压接通后, 因判断500 V高压是否处在正常范围,由读取IO口的值判断电压是高了还是低了 ;进行A/D转换与数据采集计算的部分程序较为简单,A/D转换后得到的数据量通过I2C数据总线发送给单片机,由单片机根据得到的数据转换为采样电压的值,再根据公式 (1) 将采样电压计算成绝缘电阻的大小 ;判断量程是否满足要求的程序,主要是判断采样电压是否太低,是否需要切换量程 ;进行数据处理并保存程序,主要解决历史数据的存储。程序执行后,可通过按键进行页面选择,查看绝缘电阻大小。

4系统测试与结果

本测试仪主要用于检测电器设备绝缘水平,根据IEC 60439-1规定用500 V兆欧表测量绝缘电阻时, 阻值每伏不小于1 000Ω,也就是最低0.5 MΩ。因此, 该绝缘电阻测试仪在此规定下,使用标准色环电阻进行试验测试,如表1所示。

从试验结果看,本绝缘电阻测试系统达到了预期的效果,符合设计时的精度要求。相比于其他绝缘电阻测试仪,本文设计的测试仪在500 V高压电源方面进行重新设计,也具有较高的精度要求,如需更高电压等级,只需在此基础上用倍压电路将其升压。

5结语

针对目前在许多电气设备测量工作中都要进行绝缘电阻值的测量,而所使用的测量仪器大多还是传统的兆欧表。这种半机械仪表由于读数和测量范围限制等其他的一些原因,很多时候不能达到高精度、高速率等现代化的测量标准。本文提出了产生500 V测量高压的简便方法,用该设计做成的绝缘电阻测试仪,能测量出电器设备的绝缘水平,对提高设备安全性、保证维修人员人身安全具有重要作用,且测量过程快速方便,人机界面清晰友好,实用功能强大,测试结果符合设计精度要求,成本较低,具有较大的推广价值。

摘要：针对电器设备随着环境的变化与寿命的减少,其绝缘水平将降低的现状。设计了以STC12C5A60S2单片机为控制核心,简易的高频开关电源做500 V测量电源,采用串联法的绝缘电阻测试仪。给出了系统原理及软硬件设计流程,通过试验表明,该测试仪具有稳定的高压输出、测试误差在5%以内、操作简单以及成本低廉等优点。

关键词：绝缘电阻,单片机,开关电源,串联法

参考文献

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[9]马春排,张源斌.绝缘电阻数字化测量的研究[J].中国仪器仪表,2002(1):7-10.

便携式测试仪 第5篇

超级电容既具有电容的大电流快速充放电特性, 同时也具有电池的储能特性, 并且重复使用寿命长, 放电时利用移动导体间的电子 (而不依靠化学反应) 释放电流, 从而为设备提供电源。

超级电容与电池比较, 有如下特性:

1.1 低串联等效电阻 (LOW ESR) , 功率密

度 (Power Density) 是锂离子电池的数十倍以上, 适合大电流放电, (一枚4.7F电容能释放瞬间电流18A以上) 。

1.2 超长寿命, 充放电大于50万次, 是

Li-Ion电池的500倍, 是Ni-MH和Ni-Cd电池的1000倍, 如果对超级电容每天充放电20次, 连续使用可达68年。

1.3 可以大电流充电, 充放电时间短, 对充电电路要求简单, 无记忆效应。

1.4 免维护, 可密封。

1.5 温度范围宽-40℃~+70℃, 一般电池是-20℃~60℃。

本文设计的测试仪是超级电容研发过程中不可缺少的工具, 对生产超级电容所采用的不同材料进行比较以及掌握超级电容各种性能参数起到了至关重要的作用。另外, 测试仪也可应用于教学环节, 让学生更深入的了解超级电容电压、电流等参数特性。

测试仪采用虚拟仪器技术, 缩小了仪器的体积, 降低了系统的成本, 避免了传统的箱柜式笨重的结构。虚拟仪器与传统仪器相比, 具有高效、开放、易用灵活、功能强大、性价比高、可操作性好等明显优点, 具体表现为:

智能化程度高, 处理能力强。虚拟仪器的处理能力和智能化程度主要取决于仪器软件水平。用户完全可以根据实际应用需求, 将先进的信号处理算法、人工智能技术和专家系统应用于仪器设计与集成, 从而将智能仪器水平提高到一个新的层次。

复用性强, 系统费用低。应用虚拟仪器思想, 用相同的基本硬件可构造多种不同功能的测试分析仪器, 如同一个高速数字采样器, 可设计出数字示波器、逻辑分析仪、计数器等多种仪器。这样形成的测试仪器系统功能更灵活、更高效、更开放、系统费用更低。通过与计算机网络连接, 还可实现虚拟仪器的分布式共享, 更好地发挥仪器的使用价值。

可操作性强, 易用灵活。虚拟仪器面板可由用户定义, 针对不同应用可以设计不同的操作显示界面。使用计算机的多媒体处理能力可以使仪器操作变得更加直观、简便、易于理解, 测量结果可以直接进入数据库系统或通过网络发送。测量完后还可打印、显示所需的报表或曲线, 这些都使得仪器的可操作性大大提高而且易用、灵活。

2 国内外研究概况、水平和发展趋势

超级电容是近些年才批量生产的一种无源器件, 国内对其参数测量的专用测量工具还不多, 常见的是小容量 (1000法拉以下) 测量仪器, 或用电池测试工具替代, 但受到了电压、电流、采样时间等制约, 效果不理想。本文设计的测试仪是专为超级电容量身订做的, 没有容量的限制, 可根据需要实现相应功能。系统所采用的虚拟仪器技术、USB通信技术等, 均是较为先进的技术手段。

3 研究内容和技术关键

3.1 研究内容

本文设计的测试仪可完成对超级电容的相关参数进行测量, 参数主要包括电容容量 (充电和放电) , 充放电时间, 电容内阻等, 也可对电容进行恒流充电及恒流放电, 并可绘制电压、电流及时间曲线, 也可对测量数据进行保存、读取、比较、筛选等。

样机分下位机和上位机两部分, 下位机中的核心处理器MCU主要完成接收上位机对其发出的指令, 并根据指令完成对电容的充、放电的控制以及A/D采样等功能, 再将数据传送回上位机中, 上位机主要完成对下位机发送指定指令功能, 控制下位机对电容充、放电, 并读取A/D转换数据进行计算, 分析, 得到电容相关参数。

采用恒流充电, 充电电流分为50m A、100m A、200m A、500m A和1A五个档位, 电容容量根据公式C=Q/U, 其中Q=It, 所以C=It/U。I为预先选定的充电或放电电流, t和U为测得的充、放电时间和充放电电压值。

3.2 技术关键

虚拟仪器技术;

上位机和下位机之间的USB通信技术;

下位机硬件电路的设计, 包括恒流充电、恒流放电以及当电流较大时对导线电阻产生的影响进行修正;

单片机A/D转换误差的修正;

上位机对数据的分析、处理及计算。

4 方案设计与实现

4.1 项目的总体方案采用了虚拟仪器技术,

采用此方案的原因是可以充分发挥上位机 (PC) 强大的计算能力和软件的计算技术, 实现包括数据库统计, 图表分析, 存储打印等多种功能。本项目中的下位机核心处理器采用8位MCU, 实现I/O控制、信号采集、A/D转换、数据传输等功能。

4.2 根据总体方案采用的虚拟仪器技术, 设

计了系统的具体结构, 将采用下位机和上位机 (PC) 协同工作, 下位机和上位机之间的通讯采用当前较为流行的通用串行总线 (USB) , 下位机核心处理器为美国Microchip公司生产的8位单片机PIC18F2550, 28引脚, 集成11通道10位A/D转换及USB等功能模块。上位机采用普通的具有USB功能的个人电脑, 安装相应软件即可实现超级电容测试仪的多种功能。

4.3 下位机中的核心处理器PIC18F2550主

要完成从通用串行总线 (USB) 上接收上位机对其发出的指令, 并根据指令完成对电容充电、放电的I/O控制以及多通道A/D采样等功能, 再通过通用串行总线 (USB) 将数据传送回上位机 (PC) 中, 全部程序由C语言实现。

4.4 上位机主要完成对下位机发送指定指

令功能, 控制下位机对电容充电或放电, 并根据从USB上读取的A/D转换数据进行计算, 分析, 得到电容相关参数, 并可根据相关数据绘制电压、电流曲线, 支持曲线的保存及打印输出等功能, 支持数据的存档、比较、筛选等功能, 上位机程序由VB实现。

4.5 方案确定后开始按步骤实现各部分结

构, 首先完成下位机的硬件电路设计, 然后搭建电路并对其进行调试, 硬件调试成功后制作PCB板, 焊接元器件, 完成下位机的硬件部分。然后进行软件部分的设计, 包括下位机单片机程序和上位机系统软件, 同时对两部分程序进行联机测试, 反复调试各项功能, 直至整个系统调试完成。

5 结论

经过实践, 按照本文设计的方案已完成了便携式超级电容智能测试仪样机一台, 可以完成对超级电容的相关参数进行测量, 包括电容容量 (充电和放电) , 充放电时间, 电容内阻等, 也可对电容进行恒流充电及恒流放电, 并可绘制电压、电流及时间曲线, 也可对测量数据进行保存、读取、比较、筛选等。充分证明了本文方案的可行性。下一步, 作者将继续完善方案, 进一步提高测量精度, 增加充、放电流档位, 并对测试仪其他功能进行扩展。

参考文献

[1] (加拿大) B.E.康维.电化学超级电容器:科学原理及技术应用[M].北京:化学工业出版社, 2005, 9.

[2]赵勇.虚拟仪器软件平台和发展趋势[J].国外电子测量技术, 2002, (1) .

便携式土壤水分测试仪的设计与实现 第6篇

土壤水分是作物赖以生长的主要资源。土壤水分过多会影响土壤的气、热因子,导致土壤理化性质的改变,使土壤肥力下降,从而影响作物的正常生长。另外,还会使植物根系缺氧、烂根及不利于植物必须的微量元素的吸收。土壤水分太少时,植物不能进行正常的光合作用和蒸腾作用[1]。因此,土壤水分的实时检测对节水农业灌溉、温室大棚、花卉蔬菜、草地牧场、土壤速测、植物培养和科学试验等领域皆具有重要意义。

传统的便携式土壤水分测试仪具有以下缺点: 一是测量的大量数据无法存储,不能将数据转存到计算机进行进一步的分析和处理; 二是进行野外测量时无法利用测试数据绘制时间和空间分布图并利用分布图进行综合分析[1]。

为此,设计了一种便携式土壤水分测试仪,利用水分传感器采集土壤水分数据、GPS模块采集土壤经纬度及高度数据,并将数据存储在内部FLASH中。

1 系统总体设计

本文利用CC2530搭建土壤水分测试仪硬件平台,该平台主要由CC2530最小系统、土壤水分传感器、GPS模块、存储模块及电源模块组成,系统框图如图1所示。土壤水分传感器将水分参数转换成电压输出,利用CC2530内含的8路12位ADC进行AD转换; GPS模块将经纬度信息通过串口发送到CC2530,CC2530将测试数据存储在内部FLASH并在液晶上进行显示,也可通过串口将数据转存到计算机,进行进一步的分析和处理; 电源采用大容量可充电锂电池进行供电,可连续测量6h以上。

2 系统功能实现

2. 1 CC2530 最小系统设计

CC2530最小系统主要由CC2530F256芯片、时钟电路、键盘电路、复位电路及电源组成,如图2所示。XTAL1采用32MHz晶振外接两个15p的电容,XTAL2采用32. 768KHz晶振外接两个15p电容,复位电路采用上电复位,电源采用3. 3V供电[2],P1_5、P1_4外接两个轻触开关进行系统的设置。CC2530F256内含256k字节FLASH,可实现上万条土壤测试信息的存储,不需额外设计存储器电路。为使FLASH数据掉电不丢失,程序设置为上电不擦写,但可根据键盘设置进行擦写。

2. 2 水分传感器电路

本文采用FDS100水分传感器测量土壤水分,测量精度±2% 。其探针采用不锈钢材料,可直接插入土壤进行测量,工作温度范围 - 40℃ ~ 85℃ ,满足野外测量要求,主要测量土壤容积含水率。1脚红线接5 V电源输入,2脚黄线输出0 ~ 1. 875V DC ( 电压信号) 送CC2530的P1_0口,将P1_0口配置成内部AD输入通道AIN0,3脚悬空,4脚接地。水分传感器电路如图3所示。

2. 3 GPS 模块电路

本文采用ALIENTEK公司的ATK - NEO - GPS -6M模块,电路图如图4所示。

该模块是一款高性能GPS定位模块自带高性能无缘陶瓷天线( 无需购买有源天线) ,自带可充电后备电池以支持温启动或热启动,可采用3. 3V供电,定位精度2. 0m CEP ,捕获追踪灵敏度 - 161d Bm,热启动时间仅需1s; 模块串口 直接与CC2530串口连接,将CC2530的P1_2、P1_3配置成USART0,串口波特率支持4 800、9 600、38 400( 默认) 、57 600等多种不同速率,波特率可通过R4、R5进行设置,如表1所示。根据表1,可以自行设置适合自己的波特率[3]。

模块输出的GPS定位数据采用NMEA - 0183协议,协议采用ASCII码来传递GPS定位信息,帧格式形如下: $ aaccc,ddd,ddd,…,ddd * hh ( CR) ( LF) 。其中,“$ ”表示帧命令起始位,aaccc表示地址域,前两位为识别符( aa) ,后3位为语句名( ccc) ,ddd…ddd表示数据,“* ”表示校验和前缀( 也可以作为语句数据结束的标志) ,Hh表示校验和( check sum) ,$ 与*之间所有字符ASCII码的校验和( 各字节做异或运算,得到校验和后,再转换16进制格式的ASCII字符) ,( CR) ( LF) 表示帧结束、回车和换行符。常用命令主要有 $ GPGGA( GPS定位信息) 、$ GPGSA ( 当前卫星信息) 、$ GPGSV( 可见卫星信息) 、$ GPRMC( 推荐定位信息) 、$ GPVTG ( 地面速度信息) 、$ GPGLL( 大地坐标信 息) 及 $ GPZDA ( 当前时间 ( UTC) 信息)[5]。

2. 4 液晶显示模块

本文采用晶联讯电子JLX12864G - 086型液晶模块进行数据显示,采用4线SPI串行接口与CC2530相连,连接电路图如图5所示。其中,CS接P1_3,RE-SET接P1_2,RS接P0_7,SCK接P1_0,SDA接P1_1。

3 软件设计

程序流程图如图6所示。

首先,进行设备初始化,包括CC2530的IO口初始化、内部ADC初始化、液晶显示初始化、GPS初始化及串口初始化等,判断GPS是冷启动还是热启动。如为冷启动,则需重新计算星历数据; 如为热启动,则直接读取存储的星历数据。根据需要读取GPS数据,本文仅需读取经纬度数据,用户根据需要还可读取海拔、可用卫星数、信号质量等数据,然后通过按键设置土壤类型是粘土还是沙土( 默认为粘土) 。启动内部AD转换,将水分传感器输出的模拟电压转换成数字信号,计算土壤水分含量; 计算完成后,将GPS经纬度数据、水分数据按确定格式存储到内部FLASH,并显示在液晶上。

4 仪器校正

本实验选用粘土和沙土2种样品,p H值为6. 0~ 7. 0; 样品在烤箱烘干后去除野草和石粒,过筛粉碎后加水配置成不同水分的土壤后用土壤水分本仪器进行测试。每个样品测量5次取平均值。粘土测量结果如表2所示,测量曲线如图7所示。得出其拟合曲线为y = 54. 688x - 1. 5407 ,x为测量电压值。

粘土测量结果如表3所示,测量曲线如图8所示。得出其拟合曲线为y = 51. 028x - 0. 982 2 ,x为测量电压值。不同的土壤根据其拟合曲线进行校正,精度较校正前有了很大提高。

5 实验结果与分析

为检测本土壤参数测试仪的综合测试性能,在怀化市鹤城区的16个测试点进行了野外验证测试,部分数据如表4所示。采用克里格网格化方法及surfer8. 0软件绘制土壤水分等高面分布图,如图9所示。测试表明: 数据测量、GPS定位及数据存储一切正常。

6 结论

本文设计的便携式土壤水分测试仪具有成本低、操作简单方便、测量速度快、GPS定位精度高等优点,满足野外测量的要求,实测误差小于2% ,具有较高的实用价值。

参考文献

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[2]张睿,王建中.基于CC2530的无线温度传感网络的设计[J].杭州电子科技大学学报,2014,34(3):87-90.

[3]佚名.ATK-NEO-6M用户手册[EB/OL].[2013-07-29].http://www.go-gddq.com/down/2013-07/13072912401158.pdf.

[4]管金凤.基于GPS技术的土壤水分无线传感器网络研究[D].北京:北京林业大学,2009.

[5]徐哈宁,肖慧.基于ARM7的GPS定位便携式土壤测氡仪的研制[J].铀矿地质,2012,28(5):302-306.

一种便携式矿用通风机性能测试仪 第7篇

1 系统简介

本处理系统以AQ 1011-2005[6]为依据, 并考虑了各种试验装置和性能参数的测量方法, 为适用各种不同形式风机性能测试的数据处理。数据程序系统的开发应用了Microsoft Visual Studio 2008 (简称VS2008) 软件, 它是一种基于Windows操作系统下的可视化、面向对象的开发软件, 具有程序简洁、便于和数据库开发相结合的特点。通风机的性能参数主要有流量Q、全压p、功率P、效率η等, 通过一定的测量方式, 可直接或间接得到这些测量值并在线保存实时数据到数据库。然后通过计算这些测量值求出所需要的参数, 再利用这些参数绘制通风机的性能曲线。

风机性能曲线是说明在某一转速下, 风机的风压与风量, 风机有效功率与风量, 风机效率与风量等参数之间的关系, 是反映风机实际工作能力的指标, 是风机质量好坏的标志。

因此在设计软件时, 将计算公式编入程序, 使用时只需将采集的试验数据输入, 再经过系统处理后, 就可以实现性能参数结果的显示、保存、打印以及性能曲线的显示和打印。

2 程序流程图及各模块设计

2.1 系统工作流程

为提高编程的效率, 图1给出了风机性能由数据采集到分析计算的全流程框图。按照框图的顺序可以方便地建立不同的数据处理模块, 以实现最终数据库管理 (如图1、图2) 。

现场数据采集、现场/离线信息采集、实时数据采集在线提交数据库存储、现场/离线数据分析、现场/离线报表处理等功能。

2.2 系统的各功能模块

实时参数采集模块、数据分析模块、曲线绘制模块、测试报告自动生成模块、历史数据查询模块、历史数据分析模块、历史数据曲线绘制模块、设备信息配置模块、测试任务管理模块、采集卡参数设置模块、传感器标定模块、数据库接口模块、在线帮助等。软件既能以操作人员身份登录操作界面, 也能以管理员的身份登录后台数据库管理界面, 同时还有操作手册可在线阅读等等。

2.2.1 设备信息配置模块

输入通风机的运行测试条件, 例如风机的出口面积、电机的额定功率和转速等主要基本参数, 这些参数是进行性能分析计算所必需的基本条件。图2为测试数据输入的界面, 能方便地输入上述参数。

2.2.2 实时参数采集模块

在本模块中实现测量或采集参数的输入, 例如风机的出口全压、电机转速和空气温度等 (如图3、图4) 。

2.2.3 参数计算及性能分析模块

对输入的原始数据进行计算, 计算模块是整个程序的核心部份, 负责对原始数据的计算处理, 涉及风机的计算及公式可见AQ 1011-2005[6]标准。

应将计算结果换算成给定转速标准进气状态下的空气动力性能。即, 风机标准进口状态参数是大气压力P (Pa) 、温度T (K) 、相对湿度为50%、密度ρ (kg/m3) 。

2.2.4 性能曲线拟合、曲线绘制模块

由于测试的数据多为一系列的离散点, 为保证得到较高精度的特性曲线, 需要选择快速合适的曲线拟合方法, 目前实现曲线拟合的方法大致可分插值法和逼近法两种。

插值法是给定一组精确的离散数据点, 构造一个函数, 使其严格地依次通过全部数据点, 满足光误差的离散数据点, 构造一个函数, 使其在整体上最接近这些数据点, 而不必点点通过它们, 使构造的函数与所有数据点的误差在某种意义上为最小。常用的逼近方法有最小二乘法、B样条曲线等。

试验数据本身都有试验误差, 为了减小误差的影响, 可以采用逼近法来拟合曲线, 获得既能反映给定数据的内在联系, 近似程度又好的拟合曲线。因此, 本程序在试验性能数据处理时采用B样条曲线逼近法。

3 应用实例

利用本软件系统对某离心式通风机进行性能测试。通风机配套电机型号:Y 5 6 0-1 0;额定功率:8 0 0 k W;额定电压:6 0 0 0 V;额定电流:1 0 3.4 A;额定转速:594r/min。在测试中测风断面选择在风机入风口附近。通过调节风门挡板的开启度来调节风阻大小, 以获得风机不同工况点。在每个工况下, 虚拟仪器通过布置在相应位置上的传感器实时采集静压、全压、温、湿度、大气压力、电机的电流和电压等参数, 并对所测信号进行分析处理, 得到动压、风量、大气密度等主要性能指标, 同时进行标准状态换算, 并自动绘制出风机的特性曲线。风机各性能参数的标准状态换算值, (其中从测点到风机进口的损失和出口扩散筒损失忽略不计) ;得到的性能曲线图。

将以上系统处理后的结果与原有结果对比, 得到的性能曲线与原有性能曲线图相吻合, 证实了该系统的方便与可靠性。

4 结语

(1) 应用功能强大的VS2008开发的矿用通风机性能测试及数据处理系统, 可以大大提高测试任务效率、测试分析效率, 减少重复性工作, 使风机性能试验数据处理全部由计算机自动完成, 也可以由计算机辅助人工完成。 (2) 应用实例中性能试验所得到的试验参数和应用编写的程序进行性能的分析, 方便、快速地得到了样机的特性曲线, 缩短了数据处理的时间。证明良好的输入界面和人机对话非常易于技术人员对风机性能的分析。

摘要：根据AQ 1011-2005标准, 开发研制基于MS SQLServer数据库便携式矿用通风机性能测试仪软件, 详细介绍软件采用的设计思想, 人机接口与底层实现。实例应用证明该通风机性能测试软件, 具有方便、迅捷和计算准确的特点。

关键词：通风机,性能试验,互联网,数据处理

参考文献

[1]王军, 吴立强.基于Windows的通风机性能试验数据处理系统[J].风机技术, 2006 (6) :38～40.

[2]廖丽, 李翠华.我国矿井主通风机设备的现状及发展[J].煤炭工程, 2004 (9) :71～73.

[3]李曼, 杨富强, 冯华光.矿用通风机性能测试分析虚拟仪器的研发[J].风机技术, 2008 (4) .

[4]陈昊, 颜秀铭, 山艳.基于虚拟仪器的矿山主扇风机监控系统的设计与实现[J].矿业研究与开发, 2009 (2) .

[5]惠龙安.基于虚拟仪器的矿用轴流式通风机性能测试与分析[J].煤矿机械, 2007 (09) :176～178.

便携式测试仪 第8篇

土壤电导率可以间接反映土壤的盐分、水分、有机质含量、质地结构等多种理化性质[1]。土壤电导率与作物产量、化肥等有明显的相关性,有效获取土壤电导率可以更好地指导农田管理,促进精细农业的发展。但是目前国内对土壤电导率的测量还仅处于实验室阶段,大都采用传统的实验室方法,即到田间采集土样,然后带回实验室采用土壤提取液的方法,这种方法比较费时费力。为此,中国农业大学在基于“电流—电压四端法”的理论基础上,开发了一套便携式的土壤电导率测试仪[2]。该仪器不需要取样,而且适用于农作物生长的任何时期,具有消除接触电阻对测量的影响等优点, 相比于传统的方法更加实时、方便。但是这款仪器的输入激励电流是恒定值,不能随土壤实际电导率的大小作调整,使得在测量电导率过大或过小的土壤样本时,无法得到理想的结果。笔者对现有的仪器进行了改进,并利用改进后的仪器进行了一系列试验,对仪器性能进行了评价,并对土壤电导率的变化规律进行了探讨和研究。

1 仪器改进设计

便携式土壤电导率测试仪主要由4部分构成[3,4]:传感器、交流恒流源产生电路、信号调理电路及数据采集器。传感器由4个探针组成,探针采用的是导电性良好的不锈钢材料。交流恒流源电路为传感器提供激励电源,此电源频率可调,在本课题中选用300Hz正弦电流作为激励电源。信号调理电路对检测到的电压信号进行差分、有效值转换、放大及A/D转换等处理。数据采集器对输入的信号进行回归分析以得到土壤电导率值,并显示和存储数据。

传感器部分的设计是基于接触式电导率传感器的直接测量方法—“电流—电压四端法”[5]。即测试系统包括两个电流端和两个电压端(如图1的电极部分)。两个电流端提供所需的激励信号,通过检测两个电压端的电位差换算出介电材料的电导率值。距离相等的4个电极构成Wenner组态[6],该组态的电导率计算公式为

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其中,I表示输入激励(交流恒流源)的电流值;ΔVMN为在电极M和N端测得的电压差。其物理意义解释为:当土壤被看作是分布均匀且各向一致的电导材料时,电流I与电压差ΔVMN之比定为大地的电导,公式(1)可理解为长度1/πa上的电导即为该导体的电导率。

在测试过程中,传感器输出信号随土壤条件变化波动。当传感器信号过小时,A/D转换过程中的量化误差会增大;当传感器信号很大时,将造成信号失真或是超过A/D转换的基准电压值,同样造成很大的误差。为了解决此问题,采用改变激励电流值来调节传感器信号,控制其在最佳范围内,并可通过液晶屏显示电流值。改进后的传感器插入介电材料后,等效电路如图1所示。

在激励回路中串接了一个精密电阻[7],测其两端电压差,进而获取激励电流I值,以便实时调节电流大小。这样只需测出精密电阻两端的电压差就可以得到输入基质的电流的大小。由于内侧探针的电压差和精密电阻两端的电压差都需要同样的信号调理电路进行数据处理,为了避免电路重复,采用了一个钮子开关,通过开关来选择不同的电压差输入到同一信号调理电路中,进行差分、有效值转换、放大及A/D转换。同时,通过开关选择不同的电平信号输入到数据采集器中,数据采集器根据电平信号来判断所输入的电压差,以便进行不同的数据处理和数据显示。

2 性能试验分析

利用改进设计的仪器进行了大量试验,首先对仪器的系统稳定性进行了分析,其次对土壤含盐量和含水率对土壤电导率的影响进行了探讨[8,9]。试验过程中仪器探针分布为Wenner组态,输出恒交流电流的频率为300Hz。

2.1 系统的稳定性分析

对本系统在基质中的稳定性进行了检测。配置了水分含量为15%、盐分含量不同的7个土壤样本。

将传感器插入土壤中,保持插入深度一致,每隔2min采集一次样本的电导率值,每个样本共采集9次,以观察系统的稳定性。表1为仪器在7个样本中采集的数据分析结果。对于不同样本,仪器的最大相对误差不超过4.4%,平均相对误差不超过2%,标准差不超过0.017,相对标准差不超过2.8%。这说明在每一个电导率水平下,所测每组试验数据点较为集中,改进后的仪器具有良好的稳定性和较高的测量精度,达到了改进设计的目的。

2.2 土壤电导率和土壤含水率的关系探讨

将采集回来的土壤经过恒温箱24h烘干后,配制成盐分含量为0.15%,土壤含水率分别为8%,10%,15%,18%,20%,25%,30%的7个土壤样本。待水分和土壤充分混合后,将传感器插入土壤中,每次深度一致,每个样本采集3次土壤电导率值,取其平均值,如图2所示。

从图2中可以明显看出,当盐分含量为0.15%时,在土壤含水率在8%～30%之间,土壤电导率和土壤含水率具有较好的线性关系,其相关系数R2=0.9635。

2.3 土壤电导率和土壤盐分含量的关系探讨

为了探讨土壤电导率和土壤中盐分含量的关系,配制了土壤含水率为15%,盐分含量分别为0.1%,0.15%,0.2%,0.25%,0.3%,0.4%,0.42%的7个土壤样本。往样本中加入KCl的同时不停地均匀的搅拌,然后放置一段时间,待KCl充分的溶于土壤后,将传感器插入土壤中,保持每次插入深度一致。每个样本采集数据3次,取其平均值。图3为实验数据,横坐标是盐分含量,纵坐标是仪器测得的土壤电导率值。试验数据表明,当保持土壤含水率为15%不变的情况下,当土壤中盐分含量小于0.3%时,土壤电导率随着土壤中盐分含量的升高而逐渐增大,几乎成线性关系,当盐分含量大于0.3%时,土壤中盐分含量达到饱和,土壤电导率值基本不变。

3 结论及展望

研究表明改进设计的仪器具有较好的稳定性、可靠性和实用性。通过试验可得出以下结论:

1) 当土壤含水率在8%～ 30%变化时,土壤电导率变化显著且近似线性关系,这与参考文献[8]中的结论是一致的。

2) 当土壤中质量含水率为15%时,盐分含量为0.3%是对土壤电导率影响的一个重要转折点。当土壤盐分含量小于0.3%时,土壤电导率与土壤盐分含量成线性关系;当土壤盐分含量大于0.3%时,土壤电导率几乎不随土壤中盐分含量的改变而改变,其原因是土壤中盐分含量已经饱和的缘故。

下一步将在改进后的仪器基础上,进行大量的试 验,在土壤含盐量和水分含量的共同作用下,建立水 分、盐分的相互模型,找到一个双参数方程,解释在水分和盐分共同作用下土壤电导率的变化规律。

参考文献

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[5]孙宇瑞,汪懋华.一种土壤电导率测量方法的数学建模与实验研究[J].农业工程学报,2001,17(2):20-23.

[6]Minzan.Li,Maohua.Wang,Qi.Wang.Development and Per-formance Test of a Portable Soil EC Detector[J].Applied En-gineering in Agriculture,2006,22(2):301-307.

[7]徐艳玲,曾庆猛,孙宇瑞,等.分布式土壤电导率实时监测系统[EB/OL].2006-01-04.中国科技论文在线.

[8]孙宇瑞.土壤含水率和盐分对土壤电导率的影响[J].中国农业大学学报,2000,5(4):39-41.

便携式测试仪 第9篇

一、测试仪的系统构成

在便携式多功能电梯限速器自动测试仪当中,主要包含了触摸屏人机界面、交流伺服电机系统、自动测试支架、PLC控制器、嵌入式激光打印机等部分。这些零部件都能够装在一个尺寸较小的便携箱当中。在触摸屏人机界面中,对Win CE嵌入式开发进行了应用,操作习惯趋近于Windows。激光打印机的作用是对测试数据进行现场实时打印。通过伺服电机编码器,设备能够直接进行转速的读取。对于限速器轮盘、电机橡胶轮之间的滑动影响,可通过滤波算法与拟合算法实现。

二、测试仪的自动支架

在传统的测试当中,驱动电机需要手持,力矩波动会对测试精度造成影响,同时操作的安全性也比较低。而在自动测试仪当中,紧固轴、中间支撑板、电磁铁、电机箱、电机座、上支撑杆、下支撑杆、活动底座共同构成支架。活动底座能够在水平面X轴方向滑动;中间支撑板可在下支撑杆垂直方向活动;电机座能够在水平面Y轴方向活动。这样,测试仪就能够自动适应不同类型的电梯限速器。在测试前通电电磁铁,吸附支撑杆和电机座,确保限速器轮盘与电机橡胶轮的接触良好。在机械动作中,电磁铁有PLC控制断电,上支撑杆弹起电机座,从而使限速器轮盘和电机橡胶轮脱离。自动测试支架的应用,降低了测试员的工作强度,提高了测试工作的安全性、自动化程度和工作效率。同时,由于支架还能够降低限速器轮盘和电机橡胶轮之间的接触力波动,从而进一步提高测试精度。

三、测试仪的软件功能

在自动测试仪当中,通过设备系统软件的应用,有效的分离了操作员和管理员的权限。操作员的工作为测试数据的打印、以及限速器的测试工作。管理员则需要负责管理测试数据和限速器的型号。在自动测试仪的系统软件当中,同样采用了符合Windows操作习惯的Win CE嵌入式开发,操作十分简便,学习和应用的成本也相对较低。在实际测试过程中,系统软件还具有实时反馈和跟踪的功能,从而使测试仪的功能更加的全面、完善。

四、实际应用检验实验

(一)测试设备的安装调试

在传统的电梯限速器测试仪的安装调试阶段,需要很长的调试周期,同时具有十分复杂的操作流程,对操作顺序的要求十分严格。对于仪器自身的保护机制也较为缺乏。在显示框中,是通过字符型的点阵显示,不但小而拥挤,也没有具体的内容说明。在操作过程中,需要两名测试员共同操作。手持驱动电机的测试员还要确保限速器轮盘和驱动电机之间的良好接触,工作量很大。

而便携式多功能自动测试仪则对操作流程进行了有效的简化,能够实现自动化的电梯限速器测试,使得系统的智能化、自动化程度得以提高。同时,自动测试仪还降低了测试人员的工作强度,提高了测试工作的效率和效果,并且避免了很多潜在的安全风险。在界面显示方面,对用户界面进行了优化,是信息内容更加具体、直观。

(二)有机房电梯限速器的测试

在实践检验中,采用传统的测试仪进行了数次测试,测试过程耗时需要达到2min~3min,并且手持驱动电机的操作员会感到手腕酸痛疲劳。而采用便携式多功能自动测试仪进行测试,测试过程只需要花费20s~30s。并且在测试过程中,测试员无需手持驱动电机,在每次测试结束后,自动支架将会自动弹起,使限速器轮盘与电极脱离,从而确保了测试的安全性。

(三)无机房电梯限速器的测试

无机房电梯的空间十分狭小,因此在采用传统电梯限速器测试仪的时候,测试员手持驱动电机往往难以找到合适的立足空间。同时,传统的测试方法耗时较长、测试员的工作强度和危险性都比较高。而便携式多功能自动测试仪的应用,由于不需要手持驱动电机,因而十分节省空间,不会受到无机房电梯狭小空间的影响,能够较好的确保测试的安全性和精准性。

结语

在电梯的运行和应用当中,基于其安全性的考虑,应当确保电梯限速器的正常工作和运行。在实际工作中,应用电梯限速器测试仪对其性能进行测试。传统的测试仪自动化程度较低,测试员的工作量大,安全性也比较低。因此,可采用便携式多功能自动测试仪,有效的解决传统测试方式中的问题,提升测试效果和测试效率。

摘要：电梯限速器是电梯中一项十分重要的结构组成部分,为了确保其正常的运行和工作,可采用便携式多功能电梯限速器自动测试仪对其进行测试,及时发现并解决其中存在的问题和隐患。该测试仪采用了Win CE嵌入式和触摸屏,能够有效的自动判断测试数据、实时动态跟踪测试过程、分离操作员和管理员的权限。通过伺服电机系统、PLC控制器、自动测试支架的共同作用,实现了良好的自动化运行。在实际应用中,该测试仪还具有较高的自动化水平、测试范围、测试精度。

关键词：便携式,多功能,电梯限速器,自动测试仪

参考文献

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