1 高精度测量方案及原理

1 高精度测量方案及原理

铂电阻传感器是利用金属铂(Pt)的电阻值随温度变化而变化的物理特性而制成的温度传感器。以铂电阻作为测温元件进行温度测量的关键是要能准确地测量出铂电阻传感器的电阻值。按照IEC751国际标准，现在常用的Pt1000(Ro=1 000 Ω)是以温度系数TCR=0．003 851为标准统一设计的铂电阻。其温度电阻特性是：

本温度测量系统采用三线制恒流源驱动法驱动铂电阻传感器。三线制恒流源驱动法是指用硬件电路消除铂电阻传感器的固定电阻(零度电阻)，直接测量传感器的电阻变化量。图l为三线制恒流源驱动法高精度测量方案，参考电阻与传感器串联连接，用恒流源驱动，电路各元件将产生相应的电压，传感器因温度变化部分电阻的电压可以由后面的放大电路和A／D转换器直接测量，并采用2次电压测量—交换驱动电流方向，在每个电流方向上各测量一次。其特点是直接测量传感器的电阻变化量，A／D转换器利用效率高，电路输出电压同电阻变化量成线性关系。传感器采用三线制接法能有效地消除导线电阻和自热效应的影响。利用单片机系统控制两次测量电压可以避免接线势垒电压及放大器、A／D转换器的失调与漂移产生的系统误差，还可以校准铂电阻传感器精度。恒流源与A／D转换器共用参考基准，这样根据A／D转换器的计量比率变换原理，可以消除参考基准不稳定产生的误差，不过对恒流源要求较高，电路结构较为复杂。为了进一步克服噪声和随机误差对测量精度和稳定度的影响，最后在上位机中采用MLS数值算法实现噪声抵消，大大提高了温度测量精度和稳定度。

2 系统电路设计

2．1 三线制恒流源驱动电路

恒流源驱动电路负责驱动温度传感器Pt1000，将其感知的随温度变化的电阻信号转

换成可测量的电压信号。本系统中，所需恒流源要具有输出电流恒定，温度稳定性好，输出电阻很大，输出电流小于0．5 mA(Pt1000无自热效应的上限)，负载一端接地，输出电流极性可改变等特点。

由于温度对集成运放参数影响不如对晶体管或场效应管参数影响显著，由集成运放构成的恒流源具有稳定性更好、恒流性能更高的优点。尤其在负载一端需要接地的场合，获得了广泛应用。所以采用图2所示的双运放恒流源。其中放大器UA1构成加法器，UA2构成跟随器，UA1、UA2均选用低噪声、低失调、高开环增益双极性运算放大器OP07。

设图2中参考电阻Rref上下两端的电位分别Va和Vb，Va即为同相加法器UA1的输出，当取电阻R1=R2，R3=R4时，则Va=VREFx+Vb，故恒流源的输出电流就为：

由此可见该双运放恒流源具有以下显著特点：

1)负载可接地；2)当运放为双电源供电时，输出电流为双极性；3)恒定电流大小通过改变输入参考基准VREF或调整参考电阻Rref0的大小来实现，很容易得到稳定的小电流和补偿校准。

由于电阻的失配，参考电阻Rref0的两端电压将会受到其驱动负载的端电压Vb的影响。同时由于是恒流源，Vb肯定会随负载的变化而变化，从而就会影响恒流源的稳定性。显然这对高精度的恒流源是不能接受的。所以R1，R2，R3，R4这4个电阻的选取原则是失配要尽量的小，且每对电阻的失配大小方向要一致。实际中，可以对大量同一批次的精密电阻进行筛选，选出其中阻值接近的4个电阻。

2．2 信号调理电路

信号调理电路如图3所示，放大器UA3对参考电阻Rref的端电压进行单位放大后得到差分放大器反向输入端信号，其值为

放大器UA4对温度传感器Rt(Pt1000)的端电压放大2倍后得到差分放大器的正向输入端信号，其值为

其中，电阻R5和R6的选择原则与之前恒流源分析中的比例电阻选择原则相同，即通过对大量普通标称电阻进行筛选，从中选取阻值最接近的。

2．3 A／D转换电路

A／D转换电路由一个集成A／D转换器AD7712完成，同时将利用其内部的PGA完成仪表放大器的差分放大功能。AD7712是适合低频测量的高精度A／D转换器。片内含有2个输入通道AIN1和AIN2，能将模拟信号转换成串行数据输出。利用AD7712实现数据转换采集的原理电路如图4所示，实际工作时需要对其进行配置。选用差分输入通道AIN1，输入信号极性为双极性。

测量结果的误差主要来源于参考电阻Rref、Rref0的误差，以及差分放大倍数k和A／D转换器转换输出的误差。为了达到要求的测量精度，参考电阻Rref、Rref0将采用定制的UPR塑封金属箔电阻，这种电阻具有O．05％的初始精度，小于5 ppm的温度稳定性。AD7712的非线性误差小于O．001 5％，增益温度稳定性小于2 ppm，并且还可以通过单片机对AD7712进行校准来减小其非线性误差以及增益误差。

3 定标与实测结果

3．1 测量系统定标

首先用高精度电阻箱(误差5 ppm)代替Pt1000对测量系统进行定标。根据式2所示的实测Pt1000电阻／温度关系标定数据，通过改变电阻箱的取值来设定相对应的测试温度点标称值，经过测量系统、A／D采样和上位机程序计算，得到测量温度显示值。根据初测数据对测量电路、补偿电压进行校准后，得到测量系统定标数据如表1所示。

从表l测量数据可见，测量系统引入的最大误差为0．003℃。因此只要Pt1000铂电阻的定标误差足够小，精度高，整个温度测量系统就可以满足高精度的测量要求。

3．2 恒温箱实测

将铂电阻传感器Pt1000接入测量系统，并置入高精度恒温箱中(温控精度0．01℃)进行整个温度测量系统定标测量。测量时要注意恒温箱的密封，以提高环境温度稳定性；恒温箱温度稳定后，每隔3 min对同一温度点进行20次测量。测量温度值数据及处理结果如表2所示。由于设备条件所限，测量温度范围只有(10～70℃)。

表2中，随机误差是根据同一温度点的20次测量数据计算出的标准偏差(σ

=SQR[(xi-X)2／(n-1)])；系统误差是恒温箱设定温度与本温度测量系统测量温度平均值的差值。由表2中数据可见，测量系统的最大随机误差为0．005℃，且在接近室温时最小；测量系统的最大系统误差为-0．009℃，说明Pt1000铂电阻传感器的定标误差较小，精度也较高，能满足高精度温度测量系统的测量要求，但温度高端误差较大，可能与恒温箱温度控制精度有关，有待于进一步定标。

4 结论

利用三线制恒流源驱动Pt1000铂电阻，有效克服了导线电阻和自热效应对测量精度的影响；利用单片机计算双极性驱动电流下的两次测量电压可有效避免接线势垒电压及放大器、A／D转换器的失调与漂移产生的系统误差；恒流源与A／D转换器共用参考基准，有效消除了参考基准不稳定产生的误差。在上位机中采用MLS数值算法抵消噪声，进一步克服了噪声和随机误差对测量精度和稳定度的影响，大大提高了温度测量精度和稳定度，使得整机最大的测量误差不大于0．01℃。

高精度超声波测距系统设计

高精度超声波测距系统设计。 引言 利用超声波测量距离的原理可简单描述为：超声波定期发送超声波，遭遇障碍物时发生反射，发射波经由接收器接收并转化为电信号，这样测距技术只要测出发送和接收的时间差， 然后按照下式计算，即可求出距离： 由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求， 因此，广泛应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量。目前的测距量程上能达到百米数量级，测量的精度往往能达到厘米数量级。本文在分析现有超声波测距技术基础之上， 给出了一种改进方案，测量精度可达毫米级。 2 系统方案分析与论证 2.1 影响精度的因素分析 根据超声波测距式(1)可知测距的误差主要是由超声波的传播速度误差和测量距离传播 的时间误差引起的。 对于时间误差主要由发送计时点和接收计时点准确性确定，为了能够提高计时点选择的准确性，本文提出了对发射信号和加收信号通过校正的方式来实现准确计时。此外，当要求测距误差小于 1 mm时，假定超声波速度C=344 m／s(20℃室温)，忽略声速的传播误差。则测距误差s△t<0.000 002 907 s，即2.907 ms。根据以上过计算可知，在超声波的传播速度是准确的前提下，测量距离的传播时间差值精度只要在达到微秒级，就能保证测距误差小于1 mm的误差。使用的12 MHz晶体作时钟基准的89C51单片机定时器能方便的计数到1μｓ的精度，因此系统采用AT89S51的定一时器能保证时间误差在 1 mm的测量范围内。

最新DRL300P配网电容电流测试仪说明书汇总

D R L300P配网电容电 流测试仪说明书

配网电容电流测试仪 使用说明书 上海菲柯特电气科技有限公司

目录 一、仪器的用途及特点 (2) 二、主要技术指标及使用条件 (2) 三、面板及各键功能介绍 (3) 四、测量原理 (3) 五、配电网中PT接线方式及PT的变比 (4) 六、从变压器中性点测量配网电容电流的方法 (10) 七、仪器使用方法 (11) 八、测量其他电压等级电网的电容电流的方法 (13) 九、仪器检验和日常校准 (14) 十、常见的故障及处理 (14)

十一、仪器成套性 (14) 十二、维修保养和售后服务： (14) 一、仪器的用途及特点 目前，我国配电系统的电源中性点一般是不直接接地的，所以当线路单相接地时流过故障点的电流实际是线路对地电容产生的电容电流。据统计，配电网的故障很大程度是由于线路单相接地时电容过大而无法自行熄弧引起的。因此，我国的电力规程规定当10kV和35kV 系统电容电流分别大于30A和10A时，应装设消弧线圈以补偿电容电流，这就要求对配网的电容电流进行测量以做决定。另外，配电网的对地电容和PT的参数配合会产生PT铁磁谐振过电压，为了验证该配电系统是否会发生PT谐振及发生什么性质的谐振，也必须准确测量

配电网的对地电容值。传统的测量配网电容电流的方法有单相金属接地的直接法、外加电容间接测量法等，这些方法都要接触到一次设备，因而存在试验危险、操作繁杂，工作效率低等缺点。 为解决这些问题，我菲柯特公司与大专院校及试验研究院共同潜心研制，开发出配网电容电流测试仪。该新型智能化测试仪直接从PT的二次侧测量配电网的电容电流，与传统的测试方法相比，该仪器无需和一次侧直接相连，因而试验不存在危险性，无需做繁杂的安全工作和等待冗长的调度命令，只需将测量线接于PT的开口三角端就可以测量出电容电流的数据。由于从PT开口三角处注入的是微弱的异频测试信号，所以既不会对继电保护和PT本身产生任何影响，又避开了50Hz的工频干扰信号，同时测试仪的输出端可以耐受100V的交流电压，若测量时系统有单相接地故障发生，亦不会损坏PT和测试仪，因而无需做特别的安全措施，使这项工作变得安全、简单、快捷，且测试结果准确、稳定、可靠。 该测试仪采用大屏幕液晶显示，中文菜单，操作非常简便，且体积小、重量轻，便于携带进行户外作业，接线简单，测试速度快，数据准确性高，大大减轻了试验人员的劳动强度，提高了工作效率。 二、主要技术指标及使用条件 1)电容电流测量范围：1A～250A 0.3μF～125μF 2)测量误差：≤5% 3)工作温度：-10℃～50℃ 4)工作湿度：0～80% 5)工作电源：AC 220V±10% 50Hz±1Hz 6)外行尺寸：350mm×200mm×150mm 7)仪器重量：2.5kg 8)电压等级：1KV、3KV、6KV、6.3KV、10KV、20KV、35KV、66KV。 三、面板及各键功能介绍（图一） 1)电流输出端子：输出测量信号，接到PT开口三角端 2)保险管：配置220V/2A保险管，用于保护仪器过载或故障 3)：仪器的接地端子 4)液晶屏：显示测试状态和测试数据 5)对比度：调节液晶屏的显示对比度 6)AC220V：电源插座及开关 7)复位键：用于仪器复位初始化或中断测试 8)电压选择键：按该键，可以在1kV、3kV、6kV、6.3KV、10kV、20KV、35kV、66KV系 统线电压间循环选择 9)方式/测量键：多功能键，短按（即按下后立刻松开）时，用于循环选择系统PT的 接线方式；长按（即按下2秒后才松开）时，用于启动测量。

gnss测量原理及应用(1)

GNSS测量原理及应用 一、GNSS测量原理（以GPS为代表） （一）、GPS基本原理 GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。 GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y）码。C/A 码频率，重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率，重复周期天，码间距微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。 GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；用于预报未来几

电路原理图详解

电子电路图原理分析 电器修理、电路设计都是要通过分析电路原理图,了解电器的功能和工作原理,才能得心应手开展工作的。作为从事此项工作的同志,首先要有过硬的基本功,要能对有技术参数的电路原理图进行总体了解,能进行划分功能模块,找出信号流向,确定元件作用。若不知电路的作用,可先分析电路的输入和输出信号之间的关系。如信号变化规律及它们之间的关系、相位问题是同相位,或反相位。电路和组成形式,是放大电路,振荡电路,脉冲电路,还是解调电路。 要学会维修电器设备和设计电路,就必须熟练掌握各单元电路的原理。会划分功能块,能按照不同的功能把整机电路的元件进行分组,让每个功能块形成一个具体功能的元件组合,如基本放大电路,开关电路,波形变换电路等。 要掌握分析常用电路的几种方法,熟悉每种方法适合的电路类型和分析步骤。 １．交流等效电路分析法 首先画出交流等效电路,再分析电路的交流状态,即：电路有信号输入时,电路中各环节的电压和电流是否按输入信号的规律变化、是放大、振荡,还是限幅削波、整形、鉴相等。 ２．直流等效电路分析法 画出直流等效电路图,分析电路的直流系统参数,搞清晶体管静态工作点和偏置性质,级间耦合方式等。分析有关元器件在电路中所处状态及起的作用。例如：三极管的工作状态,如饱和、放大、截止区,二极管处于导通或截止等。 ３．频率特性分析法 主要看电路本身所具有的频率是否与它所处理信号的频谱相适应。粗略估算一下它的中心频率,上、下限频率和频带宽度等,例如：各种滤波、陷波、谐振、选频等电路。 ４．时间常数分析法 主要分析由Ｒ、Ｌ、Ｃ及二极管组成的电路、性质。时间常数是反映储能元件上能量积累和消耗快慢的一个参数。若时间常数不同,尽管它的形式和接法相似,但所起的作用还是不同,常见的有耦合电路、微分电路、积分电路、退耦电路、峰值检波电路等。 最后,将实际电路与基本原理对照,根据元件在电路中的作用,按以上的方法一步步分析,就不难看懂。当然要真正融会贯通还需要坚持不懈地学习。 电子设备中有各种各样的图。能够说明它们工作原理的是电原理图，简称电路图。 电路图有两种 一种是说明模拟电子电路工作原理的。它用各种图形符号表示电阻器、电容器、开关、晶体管等实物，用线条把元器件和单元电路按工作原理的关系连接起来。这种图长期以来就一直被叫做电路图。 另一种是说明数字电子电路工作原理的。它用各种图形符号表示门、触发器和各种逻辑部件，用线条把它们按逻辑关系连接起来，它是用来说明各个逻辑单元之间的逻辑关系和整机的逻辑功能的。为了和模拟电路的电路图区别开来，就把这种图叫做逻辑电路图，简称逻辑图。 除了这两种图外，常用的还有方框图。它用一个框表示电路的一部分，它能简洁明了地说明电路各部分的关系和整机的工作原理。 一张电路图就好象是一篇文章，各种单元电路就好比是句子，而各种元器件就是组成句子的单词。所以要想看懂电路图，还得从认识单词——元器件开始。有关电阻器、电容器、电感线圈、晶体管等元器件的用途、类别、使用方法等内容可以点击本文相关文章下的各个链接，本文只把电路图中常出现的各种符号重述一遍，希望初学者熟悉它们，并记住不忘。 电阻器与电位器（什么是电位器） 符号详见图 1 所示，其中（ a ）表示一般的阻值固定的电阻器，（ b ）表示半可调或微调电阻器；（ c ）表示电位器；（ d ）表示带开关的电位器。电阻器的文字符号是“ R ”，电位器是“ RP ”，即在 R 的后面再加一个说明它有调节功能的字符“ P ”。

GPS测量基本原理

1> 概述 测量学中有测距交会确定点位的方法。与其相似，无线电导航定位系统、卫星激光测距定位系统，其定位原理也是利用测距交会的原理定位。 就无线电导航定位来说，设想在地面上有三个无线电发射台，其坐标为已知，用户接收机在某一时刻采用无线电测距的方法分别测得了接收机至三个发射台的距离d1，d2，d3。只需以三个发射台为球心，以d1，d2，d3为半径作出三个定位球面，即可交会出用户接收机的空间位置。如果只有两个无线电发射台的话，则可根据用户接收机的概略位置交会出接收机的平面位置。这种无线电导航定位系统是迄今为止仍在使用的飞机船舶的的中导航定位方法。 近代卫星大地测量中的卫星激光测距定位也是应用了测距交会定位的原理和方法。虽然用于测距的卫星（表面安装有激光反射镜）是在不停的运动中，但总可以利用固定于地面上三个已知点上的卫星激光测距仪同时测定某一时刻至卫星的距离d1，d2，d3，应用测距交会的原理便可确定该时刻卫星的空间位置。如此，可以确定三可以上卫星的空间位置。如果第四个地面点上（坐标未知）也有一台卫星测距仪同时参与了测定改点到三颗卫星的空间距离，则利用所测定的三个空间距离可交会出该地面点的空间位置。 将无线电信号发射台从地面搬到卫星上，组成一颗卫星导航定位系统，应用无线电测距交会的原理，便可利用三个以上地面已知点（控制站）交会处卫星的位置，反之利用三颗以上的卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点（用户接收机）的位置。这便是GPS卫星定位的基本原理。 GPS卫星发射测距信号和导航电文，导航电文中含有卫星的位置信息。用户用GPS接收机在某一时刻同时接收三个以上的GPS卫星信号，测量出测站点（接收机天线中心）P至三颗以上GPS卫星的距离并解算出该时刻GPS卫星的空间位置坐标，据此利用距离交会法解算出测站P的位置坐标，如下图所示，设在时刻t i在在测站P用GPS接收机同时测出P点至三颗GPS卫星的距离ρ1，ρ2，ρ3，通过GPS电文解释出该时刻三颗GPS卫星的三维坐标分别为（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ），ｊ＝１，２，３。用距离交会的方法求解出Ｐ点的三维坐标（Ｘ，Ｙ，Ｚ）的观测方程为

电容电流测试报告

XZZNDQAQ-2014-019 某某煤矿集团西风井35kV变电所6kV电网单相接地电容电流测试报告 徐州智能电气安全研究所 二〇一四年四月

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1. 测量方案 1.1. 测量原理 电网对地电容电流常用的测量方法有：单相直接接地测量法、单相经电阻接地测量法、附加电容测量法和注入法等。其中单相直接接地测量法属于直接测量方法，其它属于间接测量方法。本次测试采用单相经电阻接地测量法，该方法有简单、易实施、测试过程安全、测量精度高、测试时间短、对电网冲击小等优点，并且适用于中性点非有效接地系统各种中性点接地形式，具体原理如下。 R 图1-1 中性点不接地电网绝缘参数测量模型 上图为中性点不接地电网的绝缘参数测量模型，C 、r 分别为各相对地电容和绝缘电阻。考虑到试验的安全性，采用电网单相经电阻接地的方法，电网的一相经接地电阻和电流表接地。接地电阻R 根据电网类型一般在500~1000Ω范围选取，接地电流控制在几安培范围，测量必要的参数，即可求出电网单相直接接地时的接地电流。 电网单相接地电流是电网对地总的零序电流之和，理论推导可知，不管是直接接地，还是经过电阻接地，电网对地总的零序电流（接地电流）是同零序电压成正比关系。因此，测量出电网单相经电阻接地时的零序电压，就能得到单相电网直接接地的电流。其计算公式是： 2 02 l E R U I I U （1-1） 式中：I E 为电网单相直接接地电流 U l2为电压互感器二次线电压 U 02为电网单相经电阻接地时的二次零序电压 I R 为电网单相经电阻接地的电流 因此，只要测得电网的二次线电压、零序电压、单相经电阻接地时电阻流过

pcb板电路原理图分模块解析

PCB板电路原理图分模块解析 前面介绍了电路图中的元器件的作用和符号。一张电路图通常有几十乃至几百个元器件,它们的连线纵横交叉，形式变化多端,初学者往往不知道该从什么地方开始，怎样才能读懂它。其实电子电路本身有很强的规律性，不管多复杂的电路，经过分析可以发现,它是由少数几个单元电路组成的。好象孩子们玩的积木,虽然只有十来种或二三十种块块,可是在孩子们手中却可以搭成几十乃至几百种平面图形或立体模型。同样道理，再复杂的电路,经过分析就可发现，它也是由少数几个单元电路组成的。因此初学者只要先熟悉常用的基本单元电路，再学会分析和分解电路的本领,看懂一般的电路图应该是不难的。 按单元电路的功能可以把它们分成若干类,每一类又有好多种,全部单元电路大概总有几百种。下面我们选最常用的基本单元电路来介绍。让我们从电源电路开始。 一、电源电路的功能和组成 每个电子设备都有一个供给能量的电源电路。电源电路有整流电源、逆变电源和变频器三种。常见的家用电器中多数要用到直流电源。直流电源的最简单的供电方法是用电池。但电池有成本高、体积大、需要不时更换（蓄电池则要经常充电）的缺点,因此最经济可靠而又方便的是使用整流电源。 电子电路中的电源一般是低压直流电，所以要想从２20 伏市电变换成直流电，应该先把 220 伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成分后才能得到直流电。有的电子设备对电源的质量要求很高，所以有时还需要再增加一个稳压电路。因此整流电源的组成一般有四大部分,见图１。其中变压电路其实就是一个铁芯变压器，需要介绍的只是后面三种单元电路。 二、整流电路 整流电路是利用半导体二极管的单向导电性能把交流电变成单向脉动直流电的电路。 ( 1 )半波整流 半波整流电路只需一个二极管,见图 2 ( a )。在交流电正半周时 VD 导通，负半周时ＶD 截止,负载 R 上得到的是脉动的直流电

高精度超声波测距系统设计

高精度超声波测距系统设计 引言 利用超声波测量距离的原理可简单描述为：超声波定期发送超声波，遭遇障碍物时发生反射，发射波经由接收器接收并转化为电信号，这样测距技术只要测出发送和接收的时间差，然后按照下式计算，即可求出距离： 由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此，广泛应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量。目前的测距量程上能达到百米数量级，测量的精度往往能达到厘米数量级。本文在分析现有超声波测距技术基础之上，给出了一种改进方案，测量精度可达毫米级。 2 系统方案分析与论证 2.1 影响精度的因素分析 根据超声波测距式(1)可知测距的误差主要是由超声波的传播速度误差和测量距离传播的时间误差引起的。 对于时间误差主要由发送计时点和接收计时点准确性确定，为了能够提高计时点选择的准确性，本文提出了对发射信号和加收信号通过校正的方式来实现准确计时。此外，当要求测距误差小于1 mm时，假定超声波速度C=344 m／s(20℃室温)，忽略声速的传播误差。则测距误差s△t<0.000 002 907 s，即2.907 ms。根据以上过计算可知，在超声波的传播速度是准确的前提下，测量距离的传播时间差值精度只要在达到微秒级，就能保证测距误差小于1 mm的误差。使用的12 MHz晶体作时钟基准的89C51单片机定时器能方便的计数到1μs的精度，因此系统采用AT89S51的定一时器能保证时间误差在1 mm的测量范围内。

配电网电容电流计算

配电网电容电流计算 一、概述 目前,电容电流得测定方法很多，通常采用附加电容法与金属接地法进行测量与计算,但前者测量方法复杂,附加电容对测量结果影响较大,后者试验中具有一定危险性。目前,根据各种消弧线圈不同得调谐原理,有多种间接测量电网电容电流得方法。其根本思想都就是利用电网正常运行时得中性点位移电压、中性点电流以及消弧线圈电感值等参数,计算得到电网得对地总容抗，然后由单相故障时得零序回路,计算当前运行方式下得电容电流。 在实际运行中,对于出线数较多、线路较长或包含大量电缆线路得配电系统,当其发生单相接地故障时,对地电容电流会相当大,接地电弧如果不能自熄灭，极易产生间隙性弧光接地过电压或激发铁磁谐振,持续时间长,影响面大,线路绝缘薄弱点往往还会发展成两相短路事故。因此,DＬ/T620-1997《交流电气装置得过电压保护与绝缘配合》规定：3~10kV钢筋混凝土或金属杆塔得架空线路构成得系统与所有３５kV、66ｋV系统,当单相接地故障电流大于１０A时应装设消弧线圈;3~１0kV电缆线路构成得系统,当单相接地故障电流大于3０Ａ,又需在接地故障条件下运行时，应采用消弧线圈接地方式。消弧线圈一般为过补偿运行(即流过消弧线圈得电感电流大于电容电流),也就就是说装设得消弧线圈得电感必须根据对地电容电流得大小来确定,以防止中性点不接地系统发生单相接地而引起弧光过电压。 故障后,消弧线圈必须快速合理地补偿电容电流,以使接地电弧快速自熄,所以消弧线圈应实时跟踪电网运行方式得变化,在电网正常运行时,测量计算当前运行方式下得电容电流,以合理调节消弧线圈得出力。显然，电网电容电流得计算精度,将直接影响消弧线圈得调谐与补偿效果。 随着电力系统对安全可靠性要求得日益提高，用户对消弧线圈调谐精度与补偿效果得要求也越来越高。而现有得各种消弧线圈自动跟踪补偿装置中所采用得计算理论与方法,无法很好满足用户得要求。要提高消弧线圈得调谐精度与补偿效果,首先就要进一步提高电容电流得计算精度。本章对电容电流得计算理论与计算方法作了进一步深入得研究,减小与消除了对地容抗计算得误差,并计及电网不平衡对电容电流计算得影响,提高了电容电流得计算精度。

入门电路原理图分析

入门电路原理图分析 一、电子电路的意义电路图是人们为了研究和工程的需要，用约定的符号绘制的一种表示电路结构的图形。通过电路图可以知道实际电路的情况。这样，我们在分析电路时，就不必把实物翻来覆去地琢磨，而只要拿着一张图纸就可以了。在设计电路时，也可以从容地纸上或电脑上进行，确认完善后再进行实际安装，通过调试、改进，直至成功。我们更可以应用先进的计算机软件来进行电路的辅助设计，甚至进行虚拟的电路实验，大大提高工作效率。二、电子电路图的分类常遇到的电子电路图有原理图、方框图、装配图和印版图等。1、原理图 原理图就是用来体现电子电路的工作原理的一种电路图，又被叫做“电原理图”。这种图由于它直接体现了电子电路的结构和工作原理，所以一般用在设计、分析电路中。分析电路时，通过识别图纸上所画的各种电路元件符号以及它们之间的连接方式，就可以了解电路的实际工作情况。下图所示就是一个收音机电路的原理图。2、方框图(框图) 方框图是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概 况的电路图。从根本上说，这也是一种原理图。不过在这种图纸中，除了方框和连线几乎没有别的符号了。它和上面的原理图主要的区别就在于原理图上详细地绘制了电路的全

部的元器件和它们连接方式，而方框图只是简单地将电路安装功能划分为几个部分，将每一个部分描绘成一个方框，在方框中加上简单的文字说明，在方框间用连线(有时用带箭头的连线)说明各个方框之间的关系。所以方框图只能用来体现电路的大致工作原理，而原理图除了详细地表明电路的工作原理外，还可以用来作为采集元件、制作电路的依据。下图所示的就是上述收音机电路的方框图。(三)装配图它是为了进行电路装配而采用的一种图纸，图上的符号往往是电路元件的实物的外形图。我们只要照着图上画的样子，依样画葫芦地把一些电路元器件连接起来就能够完成电路的装配。这种电路图一般是供初学者使用的。装配图根据装配模板的不同而各不一样，大多数作为电子产品的场合，用的都是下面要介绍的印刷线路板，所以印板图是装配图的主要形式。在初学电子知识时，为了能早一点接触电子技术，我们选用了螺孔板作为基本的安装模板，因此安装图也就变成另一种模式。如下图：(四)印板图印板图的全名是“印刷电路板图”或“印刷线路板图”，它和装配图其实属于同一类的电路图，都是供装配实际电路使用的。印刷电路板是在一块绝缘板上先覆上一层金属箔，再将电路不需要的金属箔腐蚀掉，剩下的部分金属箔作为电路元器件之间的连接线，然后将电路中的元器件安装在这块绝缘板上，利用板上剩余的金属箔作为元器件之间导电的连线，完成电路的连接。由于这种电路板的一面

高精度高重频脉冲激光测距系统

第40卷第8期红外与激光工程2011年8月Vol.40No.8Infrared and Laser Engineering Aug.2011 高精度高重频脉冲激光测距系统 纪荣祎，赵长明，任学成 (北京理工大学光电学院，北京100081) 摘要：在三维激光扫描探测系统中，激光测距的测量重频和测量精度是影响整个系统性能的关键参数。介绍了三维激光扫描探测系统的工作特点，设计了一种以Nios II嵌入式软处理器为核心的高重频、高精度脉冲激光测距系统。通过分析影响测量重频和测距精度的因素，采用双阈值时刻鉴别方法进行计时起止时刻的鉴别，使用TDC-GP2高精度时间间隔测量芯片进行精密计时，设计了基于Nios II嵌入式软处理器的计时控制系统以提高测量重频。实验结果表明：实现了测量重频为20000次/s、测距精度为3cm的激光测距。与传统的单片机控制的计时系统相比,该系统不仅测量重频和测量精度高，且具有更好的可扩展性和灵活性。 关键词：脉冲激光测距；精密时间测量；三维激光扫描；Nios II 中图分类号：TN247文献标志码：A文章编号：1007-2276(2011)08-1461-04 High precision and high frequency pulse laser ranging system Ji Rongyi,Zhao Changming,Ren Xuecheng (School of Photoelectronics,Beijing Institute of Technology,Beijing100081,China) Abstract:In three-dimensional(3D)laser scanning detection system,the measurement repetition rate and measurement precision of laser ranging are the key parameters affecting the performance of the whole system.The work characteristics of3D laser scanning detection system were introduced,and a high repetition rate and high measurement precision pulse laser ranging system based on the Nios II soft-core was designed.According to the analysis of the factors which affected the repetition rate and precision of range measure,the double-threshold time discriminator was adopted to produce timing mark for the start-stop time discrimination,and the TDC-GP2high-precision interval measuring chip was used to achieve high precision on time measure.In addition,the time measure control system based on the Nios II soft-core was designed to improve the measurement repetition rate.Experimental results show that the measurement repetition rate of20000/s and the ranging precision of±3cm are https://www.wendangku.net/doc/614344285.html,pared with the traditional MCU time measure control system,the designed system owns the advantages of high repetition rate and high measurement precision,furthermore,it is more expandable and flexible. Key words:pulse laser ranging;high precision time measure;3D laser scanning;Nios II 收稿日期：2010-12-18；修订日期：2011-01-17 基金项目：国防科技工业技术基础科研项目(J172009C001) 作者简介：纪荣祎(1984-)，男，博士生，主要从事三维扫描激光探测系统的研究。Email:xiaoxiao8673@https://www.wendangku.net/doc/614344285.html,。 导师简介：赵长明(1960-)，男，教授，博士生导师，博士，主要从事新型激光器件与技术、光电子信息技术与系统方面的研究工作。 Email:zhaochm1@https://www.wendangku.net/doc/614344285.html,

发电机电容电流的测量及数据分析

发电机电容电流的测量及数据分析 摘要：凌津滩电厂装机9台，总容量27万千瓦，是我国大容量、灯泡式贯流式机组的电厂。其中#1—#5机组为日立公司生产，#6—#9机组为日立设计哈尔滨电机厂生产。单机容量为30MW，额定电压10.5KV，发电机中性点不接地。 关键词：发电机电容电流测量数据分析 0 前言 凌津滩电厂装机9台，总容量27万千瓦，是我国大容量、灯泡式贯流式机组的电厂。其中#1—#5机组为日立公司生产，#6—#9机组为日立设计哈尔滨电机厂生产。单机容量为30MW，额定电压10.5KV，发电机中性点不接地。 根据《凌津滩电厂水轮发电机组及其附属设备》合同： 1）第6.6.3.8中第2条《中性点装置》第3项中规定：两台机联合运行，单相接地电容电流大于3A时，若不能保证机组安全运行2小时，则各机组中性点均应采取补偿措施，补偿装置由卖方配套供货。 2）附件6.3条设备性能保证及参数中规定：定子绕组每相对地电容0.3μF。 3）第6.8条规定现场试验：6.8.3.8条定子对地电容电流测量。这一条明确规定与电机交流耐压并列，即每台机都应作电容电流测量。 1发电机电容的计算 凌津滩电厂发电机定子绕组为波绕双层、每槽两根线棒，定子线棒采用真空压力浸渍环氧树脂浸透线圈、线圈表面涂阻燃林料，分上下层嵌放到定子槽内。定子Z=342槽、计684根线棒，单支路每相线棒N=228根。 定子绕组对地电容，由线圈的机械尺寸、绝缘材料的电介系数所确定。按机械尺寸、交流耐压及单相接地三种方法可计算得出，以#1机为例，分述如下。 1．1 机械尺寸进行电容的计算 一般的平板极电容计算，电容与电介系数εO及εr、极板面积 S成正比，与极间距离d成反比。 常用式子 C0=εOεr S／d 发电机的绕组电容计算，可将线棒导体展开成为一极。包有半导体材料的线棒与铁芯是紧靠的，当另外一极同时展开。中间的绝缘材料也展开，这是极板间的介质。 线棒导体的面积 S1=（2b1+2h1）L 包半导体的面积 S2=(2b2+2h2)L

pH测量的基本原理

pH测量的基本原理： 用于确定化学反应过程的最熟悉最古老的零电流测量方法恐怕就是PH测量。 什么是pH，对于PH测量应该知道些什么？ 一般来讲，pH测量就是用来确定某种溶液的酸碱度。 在水中加入酸，水的酸度便会提高，而PH值降低。在水中加入碱，水的碱度便会提高，而PH值是用来表示酸碱度的单位。 当我们讲牛奶是“凉”的或酸是“弱”的时，并不是确定表示事物的状况，这是因为我们没有说出测量单位和测量值。而当我们讲牛奶的温度是10℃，则是一个确切的概念。同样的当我们讲弱酸的pH值为5.2，这也是一个确切的概念。 世界上有各种各样具有不同酸碱强度的酸和碱。例如：盐酸就是一种很强的酸，而硼酸则很弱（可以用来冲洗眼睛和伤口）。 决定酸的强弱程度，主要看氢离子在溶液中离解的多少。强酸中氢离子离解的很广泛，弱酸中则离解的很少。盐酸之所以成为强酸，是因为氯使氢离子几乎完全离解了出来。硼酸之所以是弱酸，是因为只有很少氢离子离解出来。即使化学纯水也有微量被离解：严格地讲，只有在与水分子水合作以前，氢核不是以自由态存在。 H2O+H2O=H3O－+OH－ 由于水合氢离子（H3O）的浓度可与氢离子（H）浓度等同看待，上式可以简化成下述常用的形式： H2O=H++OH－ 此处正的氢离子人们在化学中表示为“H+离子”或“氢核”。水合氢核表示为“水合氢离子”。负的氢氧根离子称为“氢氧化物离子”。利用质量作用定律，对于纯水的离解可以找到一平衡常数加以表示： K= H3O+·ＯＨ－ H2O 由于水只有极少量被离解，因此水的克分子浓度实际上为一常数，并且有平衡常数K可求出水的离子积KW。 KW=K×H2O KW = H3O+·ＯＨ－=10－7·10－7=10mol/l(25℃) 也就是说，对于一升纯水在25℃时存在10－7摩尔H3O－离子和10－7摩尔ＯＨ－离子。为了免于用此克分子浓度负冥指数进行运算，生物学家泽伦森（Soernsen）在1909年建议将此不便使用的数值用对数代替，并定义为“ pH值”。数学上定义pH值为氢离子浓度的常用对数的负值。即： pH=－logH+ 严格地讲,此公式忽略了氢离子(H+)和氢氧根离子(ＯＨ－)的交互作用,因为在离子

手机充电器电路原理图分析

专门找了几个例子，让大家看看。自己也一边学习。 分析一个电源，往往从输入开始着手。220V交流输入，一端经过一个4007半波整流，另一端经过一个10欧的电阻后，由10uF电容滤波。这个10欧的电阻用来做保护的，如果后面出现故障等导致过流，那么这个电阻将被烧断，从而避免引起更大的故障。右边的4007、4700pF电容、82KΩ电阻，构成一个高压吸收电路，当开关管13003关断时，负责吸收线圈上的感应电压，从而防止高压加到开关管13003上而导致击穿。13003为开关管(完整的名应该是MJE13003)，耐压400V，集电极最大电流1.5A，最大集电极功耗为14W，用来控制原边绕组与电源之间的通、断。当原边绕组不停的通断时，就会在开关变压器中形成变化的磁场，从而在次级绕组中产生感应电压。由于图中没有标明绕组的同名端，所以不能看出是正激式还是反激式。 不过，从这个电路的结构来看，可以推测出来，这个电源应该是反激式的。左端的510KΩ为启动电阻，给开关管提供启动用的基极电流。13003下方的10Ω电阻为电流取样电阻，电流经取样后变成电压(其值为10*I)，这电压经二极管4148后，加至三极管C945的基极上。当取样电压大约大于1.4V，即开关管电流大于0.14A时，三极管C945导通，从而将开关管13003的基极电压拉低，从而集电极电流减小，这样就限制了开关的电流，防止电流过大而烧毁(其实这是一个恒流结构，将开关管的最大电流限制在140mA左右)。 变压器左下方的绕组(取样绕组)的感应电压经整流二极管4148整流，22uF电容滤波后形成取样电压。为了分析方便，我们取三极管C945发射极一端为地。那么这取样电压就是负的(-4V左右)，并且输出电压越高时，采样电压越负。取样电压经过6.2V稳压二极管后，加至开关管13003的基极。前面说了，当输出电压越高时，那么取样电压就越负，当负到一定程度后，6.2V稳压二极管被击穿，从而将开关13003的基极电位拉低，这将导致开关管断开或者推迟开关的导通，从而控制了能量输入到变压器中，也就控制了输出电压的升高，

配电网电容电流测量方法

配电网电容电流测量方法 系统电容电流是指系统在没有补偿的情况下，发生单相接地时通过故障点的无功电流。测量方法很多，这里介绍几种常用的方法。 一、单相金属接地法 单相金属接地又分为投入消弧线圈补偿接地和不投入消弧线圈两种。 1、不投入消弧线圈 不投入消弧线圈（即中性点不接地）的单相金属接地测量，其接线如图13-10所示，图中，QF为接地断路器；TV为测量用电压互感器；TA1、TA2为保护和测量用电流互感器；W为低功率因数功率表，用以测量接地回路的有功损耗；TA1的1、2端子接QF的过流保护。电流、电压向量图如图13-11所示。 图13-10 不投入消弧线圈的单相金属接地测量原理图 图13-11 不投入消弧线圈的单相接地的电流、电压向量图 试验是在系统单相接地下进行的，当系统一相接地时，其余两相对地电压升为线电压。因此，在测量前应消除绝缘缺陷，以免在电压升高时非接地相对地击穿，形成两相接地短路事故。为使接地断路器能可靠切除接地电容电流，须将三相触头串联使用，且应有保护。若测量过程中发生两相接地短路，要求QF能迅速切断故障，其保护瞬时动作电流应整定为IC的4~5倍。

合上接地断路器QF，迅速读取图中所示各表计的指示数值后，接地开关应立即跳闸。所用表计均不得低于0.5级。测量功率，应用低功率因数功率表。由于三相对地电容不等，一相单相接地难以测得正确的阻尼率，需三相轮流接地测量，取三次测量结果的算术平均值。 测量结果的计算： 上三式中I cp——接地电流的有功分量（安）； I cp——接地电流的无功分量（安）； I c——系统总接地电流（安）； P——接地回路的有功损耗（瓦）； U□——中性点不对称电压（伏）； d%——系统的阻尼率。 若测量时的电压和频率不是额定值，则需将测得的电流折算到额定电压和额定频率下的数值，即 式中I ce——电压和频率为额定值时的系统接地电容电流（安）； f e——额定频率（赫兹）； U e——额定电压（伏）； U av——三相电压（线电压）的平均值（伏）。 由于这种方法，在测量过程中，非接地两相的电压要升高，一旦发生绝缘击穿，接地断路器虽能切断短路，但由于没有补偿，另一接地点的电弧如不能熄灭，可能扩大事故。同时由于单相接地产生负序分量，接地电流中将有较大的谐波分量，影响测量结果的准确度，所以一般不采用这种方法。 2、投入消弧线圈 中性点投入消弧线圈时，利用单相金属接地，测量系统的电容电流的原理接线如图13-12所示。图中1、2端子接过流保护，其值整定为接地电流的4~5倍，瞬时跳闸。接地时的电流电压向量图如图13-13所示。

实验1基本测量

实验1 基本测量 1[实验目的] 1.1掌握游标和螺旋测微装置的原理，学会游标卡尺和螺旋测微计的正确使用； 1.2掌握用比重瓶法测定物体密度的原理，学会使用物理天平和比重瓶； 1.3学习仪器的读数方法，并能根据有效数字的概念正确记录实验数据； 1.4掌握不确定度估算和实验结果的正确表示方法。 2[实验仪器] 米尺，游标卡尺，螺旋测微计，物理天平，比重瓶（100ml），金属长方体，金属圆筒，小钢球，蒸馏水（简称水），温度计，细金属条，吸水纸，电吹风（公用）。 3[实验内容] 3.1用米尺测量金属长方体的体积； 3.2用游标卡尺测量金属圆筒的体积； 3.3用螺旋测微计测量钢球的体积； 3.4测金属薄板的密度； 3.5用比重瓶法测小钢球的密度。 4[实验指导] 4.1用米尺测量长方体的体积 测定金属长方体长度（宽度、厚度）时，应选择不同部位测量5次，数据填入表4-1-1。 4.2用游标卡尺测量金属圆筒的体积 （1）检查零点，使游标卡尺两钳密合，观察游标“0”线是否与主尺“0”线对齐，若不对齐则记下零点读数。 （2）用卡尺测圆筒的外径（D1）、内径（D2）和筒长（H），对每一个物理量要求在测量时应选择不同部位测量5次，数据填入表4-1-2。 4.3用螺旋测微计测量钢球的体积 测定螺旋测微计的零点误差,记录量程、最小分度及单位，再将钢球直径测量6次，数据填入表4-1-3。 4.4测金属薄板的密度 （1）用物理天平测出金属薄板在空气中的相应质量m，m=（）±0.05 （10-3kg）（2）记录天平感量（）kg，天平最大称量（）kg，环境温度（）℃。 4.5用比重瓶法测待测小钢球的密度 （1）用物理天平称50粒小钢球的质量m，m=（）±0.05 （10-3kg）； （2）将比重瓶装满水，用吸水纸擦去瓶外及瓶口溢出的水，测出加满水的比重瓶质量Ma； （3）将小钢球放入比重瓶中，盖上瓶盖，擦去多余的水，测出小钢球和加满水的比重瓶的质量Mb； （4）按式（4-1-10）计算小钢球的密度ρ及ρσ，正确表示其结果。 4.6注意事项 （1）米尺的刻度可能不够均匀，在测量要求高时可以选取不同的起点，进行多次测量。 （2）游标卡尺的主尺用cm刻度，游标用mm刻度，注意单位统一。

一种高精度超声波测距系统的改进

在现代工业生产过程中，利用超声波进行近距离非接触式测量越来越广泛，例如液位的测量、煤层的测厚、机器人定位、辅助视觉系统、车辆的定位与导航、汽车防撞雷达、井深及管道长度测量等方面。根据超声波纵向分辨力高、对色彩和光照度不敏感、抗电磁干扰能力强等特点，可以设计出精度较高的超声波测距系统，应用于漫反射差和有毒等恶劣环境中。但传统的超声波测距 仪由于采用固定阈值的比较器比较输出，测量精度普遍较低［１］。本文从回波信号处理的角度出发，分析了超声波回波曲线的特性，利用回波包络的峰值检测以确定回波到达时刻的方法，并介绍一种以８９Ｃ５２单片机为核心、具有自动增益控制和峰值包络检测、高精度的收发一体式超声波测距系统的硬件电路和软件设计。 １回波信号包络研究 传统的利用固定电平判断回波到达时刻的超声波测距方法存在较大误差。针对这种误差提出的可变阈值的超声波测距方法，由于干扰信号的存在，超声波测距主芯片会产生误判回波时刻的到来，从而导致测量数据不准确。 超声传感器通过压电晶片的逆效应—— —电致伸缩，在空气介质中产生超声波。测距所用超声波一般都是以间断的高压单脉冲发射，每测距一次，需要发射、接收一次。所以在测距脉冲的发射过程中，传感器晶片经历了起震、加强和衰减三种状态，并产生多个谐振周期的超声波；接收过程中，传感器晶片在多个谐振周期的超声脉冲作用下，通过压电效应在晶片两端产生起伏电压。厦门大学的童峰等研究了单脉冲发射时超声回波的起伏特性，并根据声的发射、反射理论及应用力—— —声类比，推导出了理想条件下的测距回波包络曲线方程［２］。在此理论基础上，通过大量实验，每次发射１个脉冲宽度为时间!的脉冲，来验证这种超声波回波起伏特性。图１为通过放大、带通滤波、ＡＧＣ电路以后，用Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ数字存储示波器存储得到的回波波形。 可以验证：超声回波在脉宽时间!处，电压峰值达到最大，和童峰的理论分析基本吻合，这也为本文应用在判断回波到达时刻的处理方法提供了理论和事实依据。根据上述对超声回波波形特性的分析，本文提出了一种确定回波到达时刻的思路：在接收电路中加入精密的绝对值转换电路，把回波信号的负电压翻转为正电压，然后通过检波电路，对波形进行包络，接着输入到微分电路，求出包络曲线的峰值点，再通过过零检测电路，向单片机发出外部中断信号，停止计数器计时。单片机在发射完１个脉冲后，启动内部计数器计时到外部中断触发计数器停止计时，这段时间即为超声波脉冲的渡越时间ｔ。 ２超声波测距原理及系统组成 超声波测距是借助于超声脉冲回波渡越时间法来实现的。设超声波脉冲由传感器发出到接收所经历的时间为ｔ，超声波在空气中的传播速度为ｃ，则从传感器到目标物体的距离ｄ可用下式求出： ｄ＝１ ２ ｃ?ｔ（１）从式（１）可知，只要知道超声波在空气中的传播速度ｃ，则测出传播声时ｔ就可求出传感器到目标物体的距离ｄ。本超声波测距系统原理框图如图２所示。 该系统由ＡＴＭＥＬ公司生产的ＡＴ８９Ｃ５２单片机、超声波发射电路、发射接收转换电路、接收前置放大电路、带通滤波电路、自动增益控制（ＡＧＣ）电路、绝对值变换电路、检波电路、过零检测电路、环境温度采集电路、Ｅ２ＰＲＯＭ存储电路、显示电路和超声波传感器组成。 一种高精度超声波测距系统的改进 赵海鸣，王纪婵，刘军，史春雪 （中南大学机电工程学院，湖南长沙４１００８３） 摘要：介绍一种收发一体式超声波测距系统的工作原理和系统框图，分析了超声脉冲回波的起伏特性，提出了一种利用回波包络、微分和过零检测来确定超声波回波到达时刻的方法，并详细介绍了有关的硬件电路设计。在此基础上，开发了相应的超声波测距系统的软件。 关键词：收发一体式回波起伏特性回波包络 图１超声回波波形图 ５９ 《电子技术应用》２００７年第４期本刊邮箱：ｅｔａ＠ｎｃｓｅ．ｃｏｍ．ｃｎ