三相異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ降壓?jiǎn)?dòng)控制電路,因其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)可靠,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。隨著,工業(yè)自動(dòng)化要求越來越高,出現(xiàn)用PLC改造三相異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ降壓?jiǎn)?dòng)控制電路。但是,PLC的價(jià)格較高。實(shí)際工業(yè)中,尤其是對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)要求啟動(dòng)頻繁、粉塵污染嚴(yán)重,這就加快了控制電器觸點(diǎn)的損壞(如時(shí)間繼電器,中間接觸器),增加了出現(xiàn)故障的概率和維修的成本。而采用單片機(jī)控制,其是密封式的,抗粉塵污染,而且價(jià)格低廉,運(yùn)行可靠,即可以減少維修成本,還能減少故障時(shí)間,一舉多得。采用單片機(jī)改造三相異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ降壓?jiǎn)?dòng)控制電路,通過按動(dòng)接在單片機(jī)上的按鈕啟動(dòng)和停止電動(dòng)機(jī),同時(shí)還可以在單片機(jī)中設(shè)置單片機(jī)從星形連接轉(zhuǎn)換為三角形連接的時(shí)間,當(dāng)通過按鈕啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí),單片機(jī)將自動(dòng)實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)Y-Δ降壓?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)換。
標(biāo)簽： 單片機(jī) 三相異步電動(dòng)機(jī)
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摘要：設(shè)計(jì)了一種基于STM32和uC/OS-ll的二維數(shù)控X-Y工作臺(tái)控制系統(tǒng)。為使該數(shù)控系統(tǒng)具有良好的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性，以嵌入式STM32Fl03VET6為控制核心，采用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC/OS-lⅡ，設(shè)計(jì)任務(wù)間的通信方式，集中管理軟硬件資源，提高系統(tǒng)的整體性能。本設(shè)計(jì)支持簡(jiǎn)單G代碼輸入并對(duì)G代碼編程，實(shí)現(xiàn)數(shù)控X-Y工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)，完成平面輪廓加工.使數(shù)控工作臺(tái)加工實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。關(guān)鍵詞：STM32；uC/OS-ll；數(shù)控；實(shí)時(shí)性；插補(bǔ)以計(jì)算機(jī)（PC機(jī)）作為基礎(chǔ)的數(shù)字控制機(jī)床（CNC），解決了大量硬件制約問題，同時(shí)使很多應(yīng)用軟件得到兼收，為我國(guó)CNC開發(fā)和應(yīng)用帶來了新的機(jī)遇。然而，發(fā)展迅速的基于PC的數(shù)控系統(tǒng)也有著不足之處：由于PC的體積限制，這種數(shù)控系統(tǒng)不能夠裝人對(duì)體積有嚴(yán)格要求的微型或小型數(shù)控系統(tǒng)，且價(jià)格昂貴；另外，基于PC的CNC功能強(qiáng)大，對(duì)于一些功能要求單一的簡(jiǎn)單系統(tǒng)，就難以發(fā)揮其所有功能，造成資本浪費(fèi)等問題。而嵌入式系統(tǒng)的涌現(xiàn)，正好彌補(bǔ)了基于PC的數(shù)控的不足，為數(shù)控技術(shù)提供了一種靈活方便、廉價(jià)的控制系統(tǒng)。目前，嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的研究開發(fā)與應(yīng)用，已經(jīng)成為一個(gè)新的發(fā)展方向
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標(biāo)簽： C語言
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電子元器件抗ESD技術(shù)講義:引 言 4 第1 章 電子元器件抗ESD損傷的基礎(chǔ)知識(shí) 5 1.1 靜電和靜電放電的定義和特點(diǎn) 5 1.2 對(duì)靜電認(rèn)識(shí)的發(fā)展歷史 6 1.3 靜電的產(chǎn)生 6 1.3.1 摩擦產(chǎn)生靜電 7 1.3.2 感應(yīng)產(chǎn)生靜電 8 1.3.3 靜電荷 8 1.3.4 靜電勢(shì) 8 1.3.5 影響靜電產(chǎn)生和大小的因素 9 1.4 靜電的來源 10 1.4.1 人體靜電 10 1.4.2 儀器和設(shè)備的靜電 11 1.4.3 器件本身的靜電 11 1.4.4 其它靜電來源 12 1.5 靜電放電的三種模式 12 1.5.1 帶電人體的放電模式(HBM) 12 1.5.2 帶電機(jī)器的放電模式（MM） 13 1.5.3 充電器件的放電模型 13 1.6 靜電放電失效 15 1.6.1 失效模式 15 1.6.2 失效機(jī)理 15 第2章 制造過程的防靜電損傷技術(shù) 2.1 靜電防護(hù)的作用和意義 2.1.1 多數(shù)電子元器件是靜電敏感器件 2.1.2 靜電對(duì)電子行業(yè)造成的損失很大 2.1.3 國(guó)內(nèi)外企業(yè)的狀況 2.2 靜電對(duì)電子產(chǎn)品的損害 2.2.1 靜電損害的形式 2.2.2 靜電損害的特點(diǎn) 2.2.3 可能產(chǎn)生靜電損害的制造過程 2.3 靜電防護(hù)的目的和總的原則 2.3.1 目的和原則 2.3.2 基本思路和技術(shù)途徑 2.4 靜電防護(hù)材料 2.4.1 與靜電防護(hù)材料有關(guān)的基本概念 2.4.2 靜電防護(hù)材料的主要參數(shù) 2.5 靜電防護(hù)器材 2.5.1 防靜電材料的制品 2.5.2 靜電消除器（消電器、電中和器或離子平衡器） 2.6 靜電防護(hù)的具體措施 2.6.1 建立靜電安全工作區(qū) 2.6.2 包裝、運(yùn)送和存儲(chǔ)工程的防靜電措施 2.6.3 靜電檢測(cè) 2.6.4 靜電防護(hù)的管理工作 第3章 抗靜電檢測(cè)及分析技術(shù) 3.1 抗靜電檢測(cè)的作用和意義 3.2 靜電放電的標(biāo)準(zhǔn)波形 3.3 抗ESD檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn) 3.3.1 電子元器件靜電放電靈敏度（ESDS）檢測(cè)及分類的常用標(biāo)準(zhǔn) 3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法的主要內(nèi)容（以MIL-STD-883E 方法3015.7為例） 3.4 實(shí)際ESD檢測(cè)的結(jié)果統(tǒng)計(jì)及分析 3.4.1 試驗(yàn)條件 3.4.2 ESD評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果分析 3.5 關(guān)于ESD檢測(cè)中經(jīng)常遇到的一些問題 3.6 ESD損傷的失效定位分析技術(shù) 3.6.1 端口I－V特性檢測(cè) 3.6.2 光學(xué)顯微觀察 3.6.3 掃描電鏡分析 3.6.4 液晶分析 3.6.5 光輻射顯微分析技術(shù) 3.6.6 分層剝離技術(shù) 3.6.7 小結(jié) 3.7 ESD和EOS的判別方法討論 3.7.1 概念 3.7.2 ESD和EOS對(duì)器件損傷的分析判別方法 第4 章 電子元器件抗ESD設(shè)計(jì)技術(shù) 4.1 元器件抗ESD設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 4.1.1抗ESD過電流熱失效設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 4.1.2抗場(chǎng)感應(yīng)ESD失效設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 4.2元器件基本抗ESD保護(hù)電路 4.2.1基本抗靜電保護(hù)電路 4.2.2對(duì)抗靜電保護(hù)電路的基本要求 4.2.3 混合電路抗靜電保護(hù)電路的考慮 4.2.4防靜電保護(hù)元器件 4.3 CMOS電路ESD失效模式和機(jī)理 4.4 CMOS電路ESD可靠性設(shè)計(jì)策略 4.4.1 設(shè)計(jì)保護(hù)電路轉(zhuǎn)移ESD大電流。 4.4.2 使輸入/輸出晶體管自身的ESD閾值達(dá)到最大。 4.5 CMOS電路基本ESD保護(hù)電路的設(shè)計(jì) 4.5.1 基本ESD保護(hù)電路單元 4.5.2 CMOS電路基本ESD保護(hù)電路 4.5.3 ESD設(shè)計(jì)的輔助工具－TLP測(cè)試 4.5.4 CMOS電路ESD保護(hù)設(shè)計(jì)方法 4.5.5 CMOS電路ESD保護(hù)電路示例 4.6 工藝控制和管理
上傳時(shí)間： 2013-07-13
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超聲波電機(jī)(Ultrasonic Motor簡(jiǎn)稱USM)是八十年代發(fā)展起來的新型微電機(jī)。本文針對(duì)超聲波電機(jī)及其控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),以我國(guó)研究技術(shù)相對(duì)比較成熟并有產(chǎn)業(yè)化前景的行波超聲波電機(jī)(Traveling-wave Ultrasonic Motor簡(jiǎn)稱TUSM)的伺服控制技術(shù)為研究對(duì)象,以直徑60mm的行波超聲波電機(jī)TUSM60為研究實(shí)例,在特性測(cè)試、動(dòng)穩(wěn)態(tài)性能分析,辨識(shí)模型建立、控制策略與控制算法的選擇與實(shí)現(xiàn)等方面展開研究。本論具體的研究?jī)?nèi)容為： 在分析超聲波電機(jī)研究歷史和現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合國(guó)內(nèi)外超聲波電機(jī)特別是行波超聲波電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),重點(diǎn)論述了行波超聲波電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)的研究進(jìn)展。 介紹行波超聲波電機(jī)的基本結(jié)構(gòu),并從該電機(jī)的主要理論基礎(chǔ)--壓電原理、行波合成、接觸模型出發(fā),分析了行波超聲波電機(jī)定子質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程.并結(jié)合定轉(zhuǎn)子摩擦接觸特點(diǎn),分析了行波超聲波電機(jī)的運(yùn)行機(jī)理。 根據(jù)對(duì)行波超聲波電機(jī)測(cè)試和高精度控制的要求,研制出基于雙DSP和FPGA的超聲波電機(jī)高性能測(cè)試控制平臺(tái)。其中控制核心采用了雙DSP結(jié)構(gòu),可以在對(duì)行波超聲波電機(jī)進(jìn)行控制的同時(shí),將必要的參數(shù)讀取出來進(jìn)行分析和研究。為行波超聲波電機(jī)瞬態(tài)特性分析以及控制策略、控制算法的深入研究打下了基礎(chǔ)。 對(duì)電機(jī)的瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)特性進(jìn)行的測(cè)試,可以分析驅(qū)動(dòng)頻率、電壓以及相位差等調(diào)節(jié)量對(duì)電機(jī)輸出的影響。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)行波超聲波電機(jī)的調(diào)節(jié)方式、控制算法選擇方面進(jìn)行分析,并得到相應(yīng)結(jié)論。 通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的總結(jié)和歸納,利用系統(tǒng)辨識(shí)中的非參數(shù)方法,建立在特定頻率條件下的近似線性模型。在行波超聲波電機(jī)工作范圍內(nèi),辨識(shí)若干組不同頻率條件下的近似線性模型,將這些模型的參數(shù)進(jìn)行二維或三維擬合,可以得到一個(gè)關(guān)于行波超聲波電機(jī)傳遞函數(shù)的模型。辨識(shí)模型的建立為合理的選擇和優(yōu)化控制參數(shù),控制效果的驗(yàn)證等提供了行之有效的手段。 在對(duì)行波超聲波電機(jī)的速度控制、位置控制展開的研究中.首先利用遺傳算法對(duì)常規(guī)PI恒轉(zhuǎn)速控制的控制參數(shù)整定及修正方法進(jìn)行了研究；利用神經(jīng)元的在線自學(xué)習(xí)能力,研究和設(shè)計(jì)單神經(jīng)元PID-PI轉(zhuǎn)速控制器,提高控制系統(tǒng)對(duì)電機(jī)非線性和時(shí)變性的適應(yīng)能力；為了消除在伺服控制中,單一調(diào)節(jié)量(驅(qū)動(dòng)頻率)情況下,低轉(zhuǎn)速的跳躍問題,研究和討論了多調(diào)節(jié)量分段控制方法,并利用模糊控制對(duì)控制方法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證；在位置控制中,利用轉(zhuǎn)速控制研究的結(jié)果,研究和設(shè)計(jì)了位置--速度雙環(huán)(串級(jí))控制器,實(shí)現(xiàn)了電機(jī)高精度位置伺服控制。 通過對(duì)已有控制系統(tǒng)的改進(jìn)和簡(jiǎn)化,設(shè)計(jì)和研制了具有實(shí)用化價(jià)值行波超聲波電機(jī)控制器：并將研究成果應(yīng)用于針對(duì)核磁成像設(shè)備而設(shè)計(jì)的行波超聲波電機(jī)隨動(dòng)控制系統(tǒng)中,同時(shí)嘗試了將該控制器用于高精度X-Y兩維定位平臺(tái)。
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在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和自動(dòng)控制方面,經(jīng)常要用到低速驅(qū)動(dòng),以前一般采用電動(dòng)機(jī)加減速器或永磁感應(yīng)子式電動(dòng)機(jī)來實(shí)現(xiàn),但是他們存在著很多缺點(diǎn)和不足。隨著分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的提出,分?jǐn)?shù)槽永磁同步電機(jī)在低速驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。本文將對(duì)這種特殊結(jié)構(gòu)的電機(jī)進(jìn)行詳細(xì)的介紹和分析。 分?jǐn)?shù)槽繞組和整數(shù)槽繞組是電機(jī)繞組的兩種重要形式。本文首先從電機(jī)結(jié)構(gòu)和繞組電感兩個(gè)方面對(duì)分?jǐn)?shù)槽繞組電機(jī)和整數(shù)槽繞組電機(jī)進(jìn)行比較,以加深對(duì)分?jǐn)?shù)槽繞組結(jié)構(gòu)的理解。分?jǐn)?shù)槽繞組也存在對(duì)稱性問題,即并不是所有的分?jǐn)?shù)槽繞組都是各相對(duì)稱的,接下來本文給出了分?jǐn)?shù)槽繞組的對(duì)稱條件,為分?jǐn)?shù)槽繞組電機(jī)的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。在分?jǐn)?shù)槽電機(jī)中,節(jié)距y=1的分?jǐn)?shù)槽繞組是一種非常重要的繞組,是中小型永磁電機(jī)和永磁交流伺服電機(jī)使用最多的的分?jǐn)?shù)槽繞組,本文將對(duì)這種繞組形式進(jìn)行詳細(xì)介紹,為了便于以后分析和應(yīng)用,還將給出這類電機(jī)常用的極槽配合和繞組的各種參數(shù)。整數(shù)槽電機(jī)60°相帶繞組的排列比較簡(jiǎn)單,分?jǐn)?shù)槽電機(jī)則顯的比較復(fù)雜,本文將具體介紹兩種繞組排列方法來解決這一問題。
標(biāo)簽： 低速 直驅(qū) 永磁同步電動(dòng)機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人機(jī)接口在工業(yè)生產(chǎn)以及社會(huì)生活中發(fā)揮著越來越重要的作用，同時(shí)，人機(jī)接口的各項(xiàng)技術(shù)問題也日益凸現(xiàn)出來，越來越受到世界各國(guó)的關(guān)注。 本課題就基于便攜式儀表人機(jī)接口的設(shè)計(jì)開展研究。設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟包括：人機(jī)接口的軟硬件設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的搭建以及在一條天然氣管道上進(jìn)行管道檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證人機(jī)接口的實(shí)用性。 論文中介紹了人機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展過程與現(xiàn)狀、人機(jī)接口系統(tǒng)的軟硬件詳細(xì)設(shè)計(jì)。人機(jī)接口硬件包括：ARM處理器控制核心、通信接口電路、LCD顯示接口電路、USB接口儲(chǔ)存電路；軟件包括人機(jī)接口的底層軟件與應(yīng)用軟件。在實(shí)驗(yàn)過程中，首先獲取一段有裂紋的天然氣管道，接著使用自行設(shè)計(jì)的采樣模塊檢測(cè)磁場(chǎng)信號(hào)，通過串口將數(shù)據(jù)發(fā)送到人機(jī)接口平臺(tái)，人機(jī)接口平臺(tái)使用嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)，使用Qt程序在LCD上顯示實(shí)時(shí)曲線。而后人機(jī)接口將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在閃盤中，同時(shí)使用一系列算法程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后利用檢測(cè)到的漏磁場(chǎng)法向分量HP（Y）的具有顯著特征的最大梯度值的位置來判斷裂紋的位置，再與實(shí)際的裂紋位置對(duì)比，得出可行性結(jié)論。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)，該系統(tǒng)可以很好的實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目的，驗(yàn)證了人機(jī)接口的實(shí)用性。
標(biāo)簽： ARM 處理器 便攜式儀表 人機(jī)接口
上傳時(shí)間： 2013-06-28
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數(shù)控沖床送料系統(tǒng)主要用于與沖床實(shí)現(xiàn)配套，在沖孔過程中按照程序設(shè)定控制板料移動(dòng)和沖床沖孔，實(shí)現(xiàn)沖孔的高度自動(dòng)化。自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)作為沖壓加工生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的最基本的要求，它的自動(dòng)化程度高低，直接影響著沖壓生產(chǎn)效率以及沖壓生產(chǎn)整體自動(dòng)化水平，只有其自動(dòng)化程度與沖壓設(shè)備相匹配甚至高于沖壓設(shè)備，才能夠?qū)崿F(xiàn)沖壓生產(chǎn)的完全自動(dòng)化。 嵌入式系統(tǒng)是繼IT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后，又一個(gè)新的發(fā)展方向，由于嵌入式系統(tǒng)自身的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用到軍事國(guó)防、消費(fèi)電子、工業(yè)控制等各個(gè)領(lǐng)域。隨著電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制以及精密機(jī)械與測(cè)試技術(shù)的不斷提高和發(fā)展，自動(dòng)送料裝置也在隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展而在迅速發(fā)展和演變。而隨著嵌入式微處理器的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)也開始運(yùn)用到數(shù)控沖床自動(dòng)送料系統(tǒng)中來。 本文采用目前廣泛使用的32位ARM微處理器，Samsung公司基于ARM920T的S3C2440A作為系統(tǒng)的主控制器，該處理器主要面向嵌入式設(shè)備，具有性價(jià)比高、功耗低的特點(diǎn)，并且在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下可移植性好，具有較強(qiáng)的控制能力和豐富的片內(nèi)資源。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)數(shù)控沖床的自動(dòng)送料，軟硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位精度高，操作簡(jiǎn)單方便，具有良好的人機(jī)界面。論文首先根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際要求和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，確定了送料系統(tǒng)的軟硬件總體設(shè)計(jì)方案。硬件方面，在S3C2440A的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了NANDFlash、NORFlash、SDRAM、LCD觸摸屏模塊，并設(shè)計(jì)了X、Y軸電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路。軟件方面，選用Linux操作系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了Bootloader、Linux內(nèi)核、YAFFS根文件系統(tǒng)的移植，選用Qt/Embeded設(shè)計(jì)系統(tǒng)的操作界面，給出了系統(tǒng)各個(gè)模塊的程序設(shè)計(jì)，包括人機(jī)界面、速度預(yù)處理、插補(bǔ)模塊和電機(jī)控制部分，文章對(duì)系統(tǒng)的軟硬件的抗干擾技術(shù)也專門做了介紹。隨后，文章還介紹了積分分離的PID控制算法，并通過使用matlab對(duì)電機(jī)控制進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了該算法的可行性。 文章在最后對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了總結(jié)和展望，指出了系統(tǒng)存在的問題和一些可以改進(jìn)的地方。
標(biāo)簽： ARM 數(shù)控 自動(dòng)
上傳時(shí)間： 2013-06-28
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目 錄 前 言 ..........................................................................................2 1 嵌入式開發(fā)平臺(tái)......................................................................4 1.1 ARM 的開發(fā)平臺(tái)：.........................................................4 1.2 器件選型.........................................................................7 2 工具選擇...............................................................................11 3 編譯和連接............................................................................13 3.1 RVCT 的優(yōu)化級(jí)別與優(yōu)化方向.......................................16 3.2 Multifile compilation ......................................................21 3.3 調(diào)試...............................................................................22 4 操作系統(tǒng)...............................................................................23 4.1 哪里可以得到 os 軟件包 (Open Source and Linux Kernel) ................................................................................25 4.2 安裝鏡像.......................................................................26 4.3 交叉編譯.......................................................................26 總結(jié)..........................................................................................27
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著半導(dǎo)體工藝的飛速發(fā)展和芯片設(shè)計(jì)水平的不斷進(jìn)步，ARM微處理器的性能得到大幅度地提高，同時(shí)其芯片的價(jià)格也在不斷下降，嵌入式系統(tǒng)以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，己經(jīng)廣泛地滲透到科學(xué)研究和日常生活的各個(gè)方面。 本文以ARM7 LPC2132處理器為核心，結(jié)合蓋革一彌勒計(jì)數(shù)管對(duì)Time-To-Count輻射測(cè)量方法進(jìn)行研究。ARM結(jié)構(gòu)是基于精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)(RISC)原理而設(shè)計(jì)的，其指令集和相關(guān)的譯碼機(jī)制比復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)要簡(jiǎn)單得多，使用一個(gè)小的、廉價(jià)的ARM微處理器就可實(shí)現(xiàn)很高的指令吞吐量和實(shí)時(shí)的中斷響應(yīng)?；贏RM7TDMI-S核的LPC2132微處理器，其工作頻率可達(dá)到60MHz，這對(duì)于Time-To-Count技術(shù)是非常有利的，而且利用LPC2132芯片的定時(shí)/計(jì)數(shù)器引腳捕獲功能，可以直接讀取TC中的計(jì)數(shù)值，也就是說不再需要調(diào)用中斷函數(shù)讀取TC值，從而大大降低了計(jì)數(shù)前雜質(zhì)時(shí)間。本文是在我?guī)熜謪诬姷摹禩ime-To-Count測(cè)量方法初步研究》基礎(chǔ)上，使用了高速的ARM芯片，對(duì)基于MCS-51的Time-To-Count輻射測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，進(jìn)一步論證了采用高速ARM處理器芯片可以極大的提高G-M計(jì)數(shù)器的測(cè)量范圍與測(cè)量精度。 首先，討論了傳統(tǒng)的蓋革-彌勒計(jì)數(shù)管探測(cè)射線強(qiáng)度的方法，并指出傳統(tǒng)的脈沖測(cè)量方法的不足。然后討論了什么是Time-To-Count測(cè)量方法，對(duì)Time-To-Count測(cè)量方法的理論基礎(chǔ)進(jìn)行分析。指出Time-To-Count方法與傳統(tǒng)的脈沖計(jì)數(shù)方法的區(qū)別，以及采用Time-To-Count方法進(jìn)行輻射測(cè)量的可行性。 接著，詳細(xì)論述基于ARM7 LPC2132處理器的Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x的原理、功能、特點(diǎn)以及輻射測(cè)量?jī)x的各部分接口電路設(shè)計(jì)及相關(guān)程序的編制。 最后得出結(jié)論，通過高速32位ARM處理器的使用，Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x的精度和量程均得到很大的提高，對(duì)于Y射線總量測(cè)量，使用了ARM處理器的Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x的量程約為20 u R/h到1R/h，數(shù)據(jù)線性程度也比以前的Time-To-CotJnt輻射測(cè)量?jī)x要好。所以在使用Time-To-Count方法進(jìn)行的輻射測(cè)量時(shí)，如何減少雜質(zhì)時(shí)間以及如何提高計(jì)數(shù)前時(shí)間的測(cè)量精度，是決定Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x性能的關(guān)鍵因素。實(shí)驗(yàn)用三只相同型號(hào)的J33G-M計(jì)數(shù)管分別作為探測(cè)元件，在100U R/h到lR/h的輻射場(chǎng)中進(jìn)行試驗(yàn).每個(gè)測(cè)量點(diǎn)測(cè)量5次取平均，得出隨著照射量率的增大，輻射強(qiáng)度R的測(cè)量值偏小且與輻射真實(shí)值之間的誤差也隨之增大。如果將測(cè)量誤差限定在10％的范圍內(nèi)，則此儀器的量程范圍為20 u R/h至1R/h，量程跨度近六個(gè)數(shù)量級(jí)。而用J33型G-M計(jì)數(shù)管作常規(guī)的脈沖測(cè)量，量程范圍約為50 u R/h到5000 u R/h，充分體現(xiàn)了運(yùn)用Time-To-Count方法測(cè)量輻射強(qiáng)度的優(yōu)越性，也從另一個(gè)角度反應(yīng)了隨著計(jì)數(shù)前時(shí)間的逐漸減小，雜質(zhì)時(shí)間在其中的比重越來越大，對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響也就越來越嚴(yán)重，盡可能的減小雜質(zhì)時(shí)間在Time-To-Count方法輻射測(cè)量特別是測(cè)量高強(qiáng)度輻射中是關(guān)鍵的。筆者用示波器測(cè)出此輻射儀器的雜質(zhì)時(shí)間約為6.5 u S，所以在計(jì)算定時(shí)器值的時(shí)候減去這個(gè)雜質(zhì)時(shí)間，可以增加計(jì)數(shù)前時(shí)間的精確度。通過實(shí)驗(yàn)得出，在標(biāo)定儀器的K值時(shí)，應(yīng)該在照射量率較低的條件下行，而測(cè)得的計(jì)數(shù)前時(shí)間是否精確則需要在照射量率較高的條件下通過儀器標(biāo)定來檢驗(yàn)。這是因?yàn)樵谡丈淞柯瘦^低時(shí)，計(jì)數(shù)前時(shí)間較大，雜質(zhì)時(shí)間對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響不明顯，數(shù)據(jù)線斜率較穩(wěn)定，適宜于確定標(biāo)定系數(shù)K值，而在照射量率較高時(shí)，計(jì)數(shù)前時(shí)間很小，雜質(zhì)時(shí)間對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響較大，可以明顯的在數(shù)據(jù)線上反映出來，從而可以很好的反應(yīng)出儀器的性能與量程。實(shí)驗(yàn)證明了Time-To-Count測(cè)量方法中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是如何對(duì)計(jì)數(shù)前時(shí)間進(jìn)行精確測(cè)量。經(jīng)過對(duì)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，得到計(jì)數(shù)前時(shí)間中的雜質(zhì)時(shí)間可分為硬件雜質(zhì)時(shí)間和軟件雜質(zhì)時(shí)間，并以軟件雜質(zhì)時(shí)間為主，通過對(duì)程序進(jìn)行合理優(yōu)化，軟件雜質(zhì)時(shí)間可以通過程序的改進(jìn)而減少，甚至可以用數(shù)學(xué)補(bǔ)償?shù)姆椒▉淼窒?，從而可以得到比較精確的計(jì)數(shù)前時(shí)間，以此得到較精確的輻射強(qiáng)度值。對(duì)于本輻射儀，用戶可以選擇不同的工作模式來進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)輻射場(chǎng)較弱時(shí)，通常采用規(guī)定次數(shù)測(cè)量的方式，在輻射場(chǎng)較強(qiáng)時(shí)，應(yīng)該選用定時(shí)測(cè)量的方式。因?yàn)椋?dāng)輻射場(chǎng)較弱時(shí)，如果用規(guī)定次數(shù)測(cè)量的方式，會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間來采集足夠的脈沖信號(hào)。當(dāng)輻射場(chǎng)較強(qiáng)時(shí)，由于輻射粒子很多，產(chǎn)生脈沖的頻率就很高，規(guī)定次數(shù)的測(cè)量會(huì)加大測(cè)量誤差，當(dāng)選用定時(shí)測(cè)量的方式時(shí)，由于時(shí)間的相對(duì)加長(zhǎng)，所以記錄的粒子數(shù)就相對(duì)的增加，從而提高儀器的測(cè)量精度。通過調(diào)研國(guó)內(nèi)外先進(jìn)核輻射測(cè)量?jī)x器的發(fā)展現(xiàn)狀，了解到了目前最新的核輻射總量測(cè)量技術(shù)一Time-To-Count理論及其應(yīng)用情況。論證了該新技術(shù)的理論原理，根據(jù)此原理，結(jié)合高速處理器ARM7 LPC2132，對(duì)以G-計(jì)數(shù)管為探測(cè)元件的Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x進(jìn)行設(shè)計(jì)。論文以實(shí)驗(yàn)的方法論證了Time-To-Count原理測(cè)量核輻射方法的科學(xué)性，該輻射儀的量程和精度均優(yōu)于以前以脈沖計(jì)數(shù)為基礎(chǔ)理論的MCS-51核輻射測(cè)量?jī)x。該輻射儀具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等優(yōu)點(diǎn)。用戶可以定期的對(duì)儀器的標(biāo)定，來減小由于電子元件的老化對(duì)低儀器性能參數(shù)造成的影響，通過Time-To-Count測(cè)量方法的使用，可以極大拓寬G-M計(jì)數(shù)管的量程。就儀器中使用的J33型G-M計(jì)數(shù)管而言，G-M計(jì)數(shù)管廠家參考線性測(cè)量范圍約為50 u R/h到5000 u R/h，而用了Time-To-Count測(cè)量方法后，結(jié)合高速微處理器ARM7 LPC2132，此核輻射測(cè)量?jī)x的量程為20 u R/h至1R/h。在允許的誤差范圍內(nèi)，核輻射儀的量程比以前基于MCS-51的輻射儀提高了近200倍，而且精度也比傳統(tǒng)的脈沖計(jì)數(shù)方法要高，測(cè)量結(jié)果的線性程度也比傳統(tǒng)的方法要好。G-M計(jì)數(shù)管的使用壽命被大大延長(zhǎng)。 綜上所述，本文取得了如下成果：對(duì)國(guó)內(nèi)外Time-To-Count方法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，指出了Time-To-Count測(cè)量方法的基本原理，并對(duì)Time-T0-Count方法理論進(jìn)行了分析，推導(dǎo)出了計(jì)數(shù)前時(shí)間和兩個(gè)相鄰輻射粒子時(shí)間間隔之間的關(guān)系，從數(shù)學(xué)的角度論證了Time-To-Count方法的科學(xué)性。詳細(xì)說明了基于ARM 7 LPC2132的Time-To-Count輻射測(cè)量?jī)x的硬件設(shè)計(jì)、軟件編程的過程，通過高速微處理芯片LPC2132的使用，成功完成了對(duì)基于MCS-51單片機(jī)的Time-To-Count測(cè)量?jī)x的改進(jìn)。改進(jìn)后的輻射儀器具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等特點(diǎn)。本論文根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出了Time-To-Count技術(shù)中的幾點(diǎn)關(guān)鍵因素，如：處理器的頻率、計(jì)數(shù)前時(shí)間、雜質(zhì)時(shí)間、采樣次數(shù)和測(cè)量時(shí)間等，重點(diǎn)分析了雜質(zhì)時(shí)間的組成以及引入雜質(zhì)時(shí)間的主要因素等，對(duì)國(guó)內(nèi)核輻射測(cè)量?jī)x的研究具有一定的指導(dǎo)意義。
標(biāo)簽： TimeToCount ARM 輻射測(cè)量?jī)x
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