第一篇：剖析紅外圖譜[大全]

020

Transmittance [%]***

4000

3750.49

3500

3524.21

3092.80

3000

25002000

Wavenumber cm-1

1868.72

1500

1000

500

1654.791597.501491.911473.551440.191422.061385.581319.311271.531255.481230.981207.431172.641142.001100.861079.091056.52912.55863.79832.93793.69751.39702.14664.43587.90

第二篇：電力設(shè)備典型紅外圖譜

典型紅外圖譜

變壓器套管缺油

斷路器本體內(nèi)部發(fā)熱

斷路器套管本體發(fā)熱 電流互感器二次接點發(fā)熱

變壓器散熱排截門關(guān)閉

斷路器本體內(nèi)部發(fā)熱 穿墻套管渦流

電流互感器內(nèi)部接點發(fā)熱

電纜頭三岔口發(fā)熱

電流互感器本體發(fā)熱

避雷器發(fā)熱

電容器發(fā)熱

電纜頭發(fā)熱

避雷器發(fā)熱

電容器發(fā)熱

電抗器地線發(fā)熱

電抗器地線發(fā)熱

隔離開關(guān)銅杠接點發(fā)熱

導線松股發(fā)熱

阻波器支架渦流

隔離開關(guān)銅杠接點發(fā)熱

導線T接點發(fā)熱

阻波器支架渦流

隔離開關(guān)支瓶發(fā)熱

變壓器短路環(huán)接點發(fā)熱

支瓶發(fā)熱

90.4℃8060SP01SP0240SP032012.8℃

電纜金屬護套管發(fā)熱

斷路器下瓷套發(fā)熱

第三篇：食品指紋圖譜

食品指紋圖譜的建立前言

“民以食為天，食以安為先”隨著人們生活品質(zhì)的不斷提高，隨之而來的食品安全問題也越來越突出。近年來，“地溝油”“染色饅頭”“毒奶粉”“皮革酸奶”“塑化白酒”等食品安全問題頻發(fā)，一次又一次的嚴重了觸動著我們民眾本已十分敏感和脆弱的神經(jīng)。隨著媒體對于食品安全問題的關(guān)注持續(xù)升溫，在一個個問題品牌被頻頻曝光的同時，曝光的食品加工中的黑幕對消費者來說已不再陌生，消費者的安全感正在一步步的被傷害。人們在不斷抱怨政府職能部門監(jiān)管不力的同時，政府各級部門也從未停止過對加強食品檢查力度，各種法規(guī)、條例執(zhí)行標準每年都在相繼出臺，如《中華人民共和國食品衛(wèi)生法》《中華人民共和國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法》、《保健食品監(jiān)督管理條例》等等，可見我國對食品全的整治力度有著強烈的重視和堅定的決心。但令人不解的是，這些年來，在各級監(jiān)管部的努力工作的同時，劣質(zhì)食品依然層出不窮，正如近期上演的含有“工業(yè)明膠”、“松香鴨’’“毒可樂”事件，嚴重威脅著人們的生命健康，時時令百姓在餐桌上誠惶誠恐。

群眾的鑒別能力是有限的，老百姓在消費食品的時候難以準確的想象到食品的加工過程到底如何，面對產(chǎn)品包裝上種類繁多、名稱專業(yè)、含量不同的食品種類，多數(shù)的消費者都一知半解甚至毫無常識，所以大多數(shù)的人選擇忽略。只有在爆發(fā)問題的時候才誠惶誠恐，后知后覺。

因此一種“貧民”食品指紋圖譜在這種情況下應(yīng)運而生，它不僅僅是應(yīng)用于科學檢測的專業(yè)研究，更重要的是能夠為廣大的消費者提供方便、快捷、廉價的食品安全鑒定平臺，讓更多的消費者對食品更加放心，讓食品經(jīng)得起大眾的檢驗。2 食品指紋圖譜建立概述

指紋圖譜是指樣品經(jīng)適當處理后，采用一定的分析手段如光譜或色譜，得到能夠標示該樣品特性的色譜或光譜的譜圖或圖像。這些圖譜或圖像就如人的指紋一樣具有專一性和代表性，因此被形象地稱之為指紋圖譜。對成分較復雜的樣品的質(zhì)量控制而言，指紋圖譜能全面、綜合地反應(yīng)和控制樣品的質(zhì)量。雖然它不能代替含量測定，但比測定任何單一成分所提供的信息都豐富和有用的多，是一種實現(xiàn)對樣品多組分，多指標分析的理想方法。

它是隨著現(xiàn)代分析技術(shù)發(fā)展而誕生的一種從整體上研究復雜物質(zhì)體系的技術(shù),已經(jīng)在環(huán)境保護、食品評價、中藥質(zhì)量控制等許多領(lǐng)域中得到應(yīng)用。指紋圖譜技術(shù)在食品中應(yīng)用可以對食品品質(zhì)，特色成分鑒別提供數(shù)據(jù)，然而指紋圖譜在食品中的應(yīng)用還不是很普遍。而對于食品質(zhì)量指紋技術(shù)是指采用一定的分析手段對樣品進行檢測分析，得到能夠表示該樣品特性的色譜、光譜以及其他圖譜數(shù)據(jù)資料,是食品固有的綜合的品質(zhì)特征。質(zhì)量指紋的研究主要建立在現(xiàn)代儀器分析基礎(chǔ)上的。例如:紅外光譜（NR）、氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)、高效液相色譜-質(zhì)譜(HPLC-MS)、毛細管電泳-質(zhì)譜(CE-MS)、核磁共振(NMR)、液相色譜-核磁共振(LC-NMR)、X射線衍射(XRD)等。指紋圖譜不僅依賴于先進的分析技術(shù)，而且還與數(shù)學統(tǒng)計手段以及計算機模擬的方法學密切相關(guān)。通過大量基礎(chǔ)工作建立的食品質(zhì)量指紋圖譜是辨別食品防偽的有效參考。在當下食品安全備受關(guān)注的時代，指紋圖譜這一新的質(zhì)量控制模式已受到廣泛的重視，應(yīng)用該項技術(shù)對食品的質(zhì)量控制及食品的品質(zhì)檢測將會起到重要的作用。

一個理想的指紋圖譜并不應(yīng)該僅僅局限于對物質(zhì)基礎(chǔ)的相對顯示，而應(yīng)該將測定的參數(shù)通過一定的數(shù)據(jù)相關(guān)性比較，并聯(lián)系從原材料到最終制成品整體過程的質(zhì)量特性，對樣品進行整體相關(guān)性、有效性的控制。同時能夠根據(jù)樣品特性進行差異性分析，結(jié)合統(tǒng)計方法和數(shù)據(jù)處理，運用計算機技術(shù)進行曲線擬合等多用途分析。同時指紋圖譜不僅僅是只用于科研、專業(yè)檢測分析，而是能為更多的人所用。

建立的指紋圖譜不僅僅只是適用用于單一的檢測方法，更重要的是能夠?qū)⒉煌瑱z測技術(shù)得到的指紋信息經(jīng)過各種后臺處理關(guān)聯(lián)起來，達到互動變換整體相關(guān)的效果，從而建立指紋圖譜庫，搭建食品指紋圖譜平臺，以達到自動識別、匹配、判別的全自動開放性的食品鑒別工作站，服務(wù)于各個階層的需要。

總體來說指紋圖譜應(yīng)該具有以下幾個特點：(1)特征性和專屬性，通過指紋圖譜能有效鑒別樣品的真?zhèn)危?2)可量化性，根據(jù)主要特征峰的面積或比例，能有效控制樣品質(zhì)量，確保樣品質(zhì)量的相對穩(wěn)定；(3)穩(wěn)定性、重現(xiàn)性和再現(xiàn)性，這是由圖譜采集環(huán)境(分析測試手段)決定的，對于同種樣品，只要圖譜采集條件一致，那么所得的圖譜也一致；(4)有效性，這應(yīng)與樣品各組分相聯(lián)系，并且在統(tǒng)計學上其數(shù)據(jù)有鑒別意義；(5)完整性，由于樣品成分未被全部闡明，因此，僅對某些成分進行定性、定量分析，不能有效控制樣品質(zhì)量，所以圖譜中應(yīng)能相對全面、系統(tǒng)地表現(xiàn)樣品已知和未知物質(zhì)成分；(6)模糊性，因為樣品成分間的協(xié)同交互作用復雜，故可采用模糊數(shù)學的分析手段來解決實際問題。食品指紋圖譜制訂

食品指紋圖譜的建立和統(tǒng)一規(guī)范標準的制訂，是食品指紋圖譜中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，必須結(jié)合現(xiàn)有的食品標準來進行實施，針對不同食品的原材料、加工工藝等進行過程規(guī)范，而后由權(quán)威部門進行統(tǒng)一規(guī)范提取測定；對于具體食品商品品種所用的指紋圖譜還應(yīng)由廠家協(xié)同進行藥材指紋圖譜的測定，測定的內(nèi)容主要是針對食品按成品工藝制備所得部分，作為工藝過程質(zhì)量跟蹤的依據(jù)。現(xiàn)在指紋圖譜初建伊始階段，必須由食品相關(guān)部門、食品生產(chǎn)廠家、科研單位等多方的協(xié)調(diào)討論，統(tǒng)計食品品種、原材料種類，加工工藝等各方面的數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)一調(diào)整，做到能夠區(qū)分來自不同生產(chǎn)廠家的同一品種樣品，因為由于不同生產(chǎn)廠家在食品原料和加工工藝的不同常常導致食品的營養(yǎng)價值和風味發(fā)生變化，因此需要通過指紋圖譜的微細差異將不同來源的同一種類樣品進行鑒別。另外我們希望的各個食品在生產(chǎn)批次上能夠得到相對穩(wěn)定的指紋圖譜，有利于指紋圖譜建立的穩(wěn)定性。對協(xié)調(diào)統(tǒng)一的兩個方面來，在制訂指紋圖譜標準的時候，如何統(tǒng)一標準，如何利用指紋圖譜來表征質(zhì)量的穩(wěn)定性和差異性，是值得深入研究的。

目前建立食品指紋圖譜的分析手段越來越多，例如高效液相色譜(HPLC)就是用來構(gòu)建指紋圖譜的常用方法之一，因為HPLC在屮藥和食品定量和定性分析中，具有易操作、穩(wěn)定性高、準確度高等特點，在定量，以及對架構(gòu)相似或者不同的組分的檢測領(lǐng)域己經(jīng)廣泛應(yīng)用。而氣相色譜(GC)和氣質(zhì)聯(lián)用儀(GC-MS)常用來分析食品中的揮發(fā)成分，酒類，醋等樣品。近年來，用紅外指紋圖譜法鑒別食品的研究較多，在食品標準的構(gòu)建中也發(fā)揮著相當重要的作用，它可以進行定量分析，也可以進行定性分析。由于其具備強大的化學計量學軟件，因此可以對大量樣品的光譜圖進行數(shù)學的處理和分析，從而得到許多意想不到的結(jié)果。該類技術(shù)在新時期引起研究者們的廣泛關(guān)注。

近紅外光譜分析方法是一種間接分析方法，它是光譜測量技術(shù)、化學計量學技術(shù)、基礎(chǔ)測量技術(shù)和計算機技術(shù)的有機結(jié)合。其主要的分析過程為：首先選擇具有代表性的樣品，采集其近紅外光譜數(shù)據(jù)并利用標準的或者認可的參考方法測定樣品的組成和含量，再通過化學計量學方法將近紅外光譜數(shù)據(jù)和用標準或認可方法測定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，建立校正模型。最后用已知基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的驗證集樣品對校正模型進行驗證。高質(zhì)量的校正模型，再用驗證集樣品進行分析時，其預(yù)測結(jié)果與實際結(jié)果應(yīng)有良好的一致性。近紅外光譜技術(shù)主要用在食用油、牛奶、蜂蜜、飲料等常見液態(tài)食品和肉制品、奶粉、茶葉、小麥粉等固態(tài)食品摻偽檢測中。近紅外光譜技術(shù)能快速、無損獲取樣品的生物化學指紋，在復雜的背景分辨出待測物質(zhì)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)食品摻偽的在線檢測。

由于食品本身的復雜易變，以及各個成分之間的相互作用必然會導致數(shù)據(jù)測定的盲目性；同時測定數(shù)據(jù)的完備性、特征性都要求我們不僅僅局限于一種方法的指紋圖譜的建立，而是應(yīng)該利用不同的方法建立特征指紋圖譜庫，同時利用分析和計算機技術(shù)將各個指紋圖譜庫關(guān)聯(lián)起來。

在利用指紋圖譜進行鑒別時必然遇到指紋圖譜的判別和識別問題，人工比較難免影響結(jié)果的準確性。若將其與計算機圖譜解析和識別技術(shù)結(jié)合起來，其應(yīng)用前景將大為擴展。模式識別是根據(jù)食品中所含化學成分用數(shù)學手段對其進行分類或描述，其中回歸分析、聚類分析、判別分析、相關(guān)分析、主成分分析等多元統(tǒng)計方法及用于非線性體系的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等在食品的質(zhì)量控制中得到很好的應(yīng)用。

4構(gòu)建食品指紋圖譜應(yīng)注意的問題

首先樣本要有明確的納入標準，明確建立指紋圖譜的最終目的。目前我們所構(gòu)建的指紋圖譜用于甄別某種食品的真?zhèn)危虼嗽谶x擇樣品時應(yīng)考慮不同廠商、生產(chǎn)批次、加工工藝以及存貯條件對食品品質(zhì)的影響。因此，為保證所選的研究對象具有代表性，所選的樣本應(yīng)包括不同批次、不同廠地的該種品種，確保所選樣本能代表該品種的樣本總體。

對于所選取的樣本量，在納入標準明確的前提下，樣本量越大，越接近總體的真實情況，抽樣誤差和隨機誤差小，代表性好，結(jié)論更可靠。但樣本量大，花費的人力物力也多，有時樣本來源也有困難。樣本量小，則易導致偏差。因此，樣本量要適當。5 指紋圖譜的評價方法

一個好的指紋圖譜首先要求其功能性，既應(yīng)該有其特有的差異性也應(yīng)該有統(tǒng)一性。所謂差異性和統(tǒng)一性，即指不僅僅只是針對于單一樣品和單一的檢測手段的有效性，而是應(yīng)該能夠?qū)⒏鱾€不種類的樣品通過尋找其特異性而將他與其他的產(chǎn)品區(qū)分開來，另一方面隨著檢測手段的不斷改進越來越的儀器分析方法運用到指紋圖譜的建立中，需要通過找到各個方法的共同特點將不同檢測手段關(guān)聯(lián)起來，構(gòu)建食品指紋圖譜庫。

建立完善的指紋圖譜庫需要擁有大量的樣本數(shù)據(jù)，盡可能的將樣本完善，同時在選擇樣品時，還應(yīng)該注意樣品的代表性和權(quán)威性。同時應(yīng)當具備成熟的處理數(shù)據(jù)的能力，通過各種數(shù)據(jù)處理方法能夠?qū)⒃紨?shù)據(jù)形象表達出來，同時通過分析處理后發(fā)掘各個數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性和特異性。

6食品指紋圖譜的意義及其階段性目標

隨著現(xiàn)代儀器的發(fā)展，各種檢測分析方法層出不窮，同時每一種方法也都具有自己的優(yōu)劣勢，再加上食品本身的復雜性，因此每一種方法都不足以徹底解決食品的復雜性。因此建立食品指紋圖譜的意義就在于選準了食品質(zhì)量標準現(xiàn)代化的突破口，將現(xiàn)代分析科學的優(yōu)秀成果與食品整體質(zhì)量控制有機融合，有效地運用了全面質(zhì)量管理的理念，是一種充分利用現(xiàn)代科學技術(shù)手段所能達到的最好表現(xiàn)食品復雜體系特性的方法。

同時將不同檢測手段的指紋圖譜關(guān)聯(lián)起來有利于快速查詢和比對，減少了繁瑣的標準圖譜的繪制，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理和計算運算能更加形象簡約的將不同檢測圖譜聯(lián)系起來，有利于食品的關(guān)聯(lián)檢測。建立的指紋圖譜不僅能為大眾隨時提供食品質(zhì)量依據(jù)，同時也能夠作為企業(yè)工藝線檢測，以及質(zhì)檢部門的快速檢測提供憑據(jù)，有利于食品行業(yè)的質(zhì)量控制和規(guī)范。

指紋圖譜的建立是具有一定的階段性的。就目前而言，指紋圖譜的研究還尚處于起步階段。我們認為中藥指紋圖譜的研究及建立應(yīng)該分為兩個階段，即初級階段和高級階段。首先在初級階段，通過對大量各種檢測方法的指紋圖譜研究，建立系統(tǒng)的測定方法和全面的指標控制參數(shù)，摸索不同食品的測定方法，對方法穩(wěn)定性和適用性對方法穩(wěn)定性和適用性的考查，有效部分基礎(chǔ)研究，圖譜多指標控制，數(shù)學建模，物理指標間相關(guān)性研究等多個方面，力求基本闡明不同食品中的化學基礎(chǔ)和質(zhì)量控制參數(shù)。

指紋圖譜研究的高級階段即指紋特征和食品中特有成分相關(guān)性研究等，以及不同檢測方法指紋圖譜的相關(guān)性和差異性研究，這也就是我們提出的“多維多息指紋特征譜”的研究。所謂多維，即采用多種分析儀器，選用各個方法來建立各自的指紋圖譜庫，多息即指通過各種化學信息將不同方法建立的指紋圖譜庫聯(lián)系起來，形成各部分有效連接轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)處理平臺。

目前，我們首先利用近紅外光譜儀，采用近紅外測量方法，建立食品近紅外指紋圖譜，由于利于近紅外無需前處理，采集方法簡單，能夠用于非技術(shù)人員操作，再加上大量的計量學軟件進行后臺分析，為數(shù)據(jù)分析提供強大的平臺，是目前食品指紋圖譜的發(fā)展方向，在以后的食品質(zhì)量控制方面有遠大的前景。

第四篇：紅外測距總結(jié)報告

紅外測距電路總結(jié)報告

學 院：機電工程學院班 級：學 號：姓 名：劉豐源

11電氣1班 1100103139 摘要

本次實驗是設(shè)計一個紅外測距電路，它由軟件和硬件兩部分組成。軟件部分包括信號產(chǎn)生、AD接收、數(shù)據(jù)處理、液晶顯示；硬件部分包括發(fā)射模塊和接收模塊。此電路可以測較短的距離，精度在0~5mm之間。

關(guān)鍵詞

STC8051單片機；紅外測距；

一、方案設(shè)計

1、發(fā)射模塊

采用用單片機產(chǎn)生一個1khz的信號經(jīng)紅外發(fā)射管發(fā)射這樣設(shè)計既簡單又方便，電路也更加簡單。

2、接收模塊 放大電路：

采用5v電源供電，利用lm358芯片進行單電源放大。由于放大倍數(shù)在20到40倍之間，經(jīng)過一級放大即可。

濾波電路：

由于經(jīng)過放大以后的信號還有很多雜波，而我們需要的是接收到的1khz的信號，一般的濾波器很難解決干擾問題，所以直接選用有源二階帶通濾波器。

峰值檢波電路：

根據(jù)要求的精度為5mm，最簡單的峰值檢波電路即可勝任，出于節(jié)約成本的考慮，決定不用帶運放的高精度檢波電路，假如還要進一步提升測量精度，就需要選用更好的峰值檢波電路。

AD轉(zhuǎn)換電路：

AD轉(zhuǎn)換選用0809芯片，它是并行傳輸?shù)模加玫腎O口太多，但是軟件編寫非常簡單。

單片機控制電路：

AD轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號傳入單片機，通過軟件自動求出所測的距離，顯示正確的距離。

二、電路分析

1.發(fā)射模塊

由8051的定時器產(chǎn)生一個1khz的方波，用一個三極管驅(qū)動，將信號加載到紅外發(fā)射管上。2.接收模塊電路設(shè)計

因為紅外接收管接收到的信號只有一百毫伏左右，而且還有很多干擾，需要先放大再帶通濾波，單片機只能接受數(shù)字信號，所以還需要通過峰值檢波輸出一個直流電壓，經(jīng)TLC1543芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入單片機進行處理。

考慮到題目測量范圍和接收到的信號大小，選取放大倍數(shù)為40倍左右，倍數(shù)太大回出現(xiàn)波形失真，使測量的最短距離變小，倍數(shù)太小信號強度不夠，則能測量的最遠距離會變小，放大倍數(shù)B=R4/R3=40； 關(guān)于有源二階帶通濾波器的設(shè)計：

令C=C3=C4，則req=R5//R6=(R5*R6)/(R5+R6)品質(zhì)因數(shù)Q等于中心頻率除以帶寬

即Q=fc/BW=1/2*R7/req

由上邊的公式，取中心頻率f=1khz，增益A=2，品質(zhì)因數(shù)Q=10，則令C=C3=C4=50nf，可以得到電阻值為R5=16K,R6=160，R7=64K;關(guān)于峰值檢波電路的設(shè)計：

考慮到電容值越大檢波效果越好，但是放電速度越慢，經(jīng)過測試，選取了20uf的電容和100k的電阻以及1n4148構(gòu)成最簡單的峰值檢波電路。

電路圖及元件參數(shù)如下：

3.單片機控制模塊

接收模塊處理好的數(shù)據(jù)傳入單片機，程序自動計算出此時的距離，再在1602液晶上顯示。

三、軟件分析

軟件由4部分組成，信號產(chǎn)生模塊、AD接收模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和LCD顯示模塊，利用單片機的定時器0可以持續(xù)不斷的產(chǎn)生1khz信號并輸出，由于輸出信號是穩(wěn)定的，而接收管接收到的信號隨著障礙物距離的變遠而變小，所以我們可以通過檢測信號的強弱來判斷距離，我采用提前把正確的距離和信號強弱的關(guān)系先測量好，建成一張信號距離表,然后利用exelc將得到的數(shù)據(jù)匯成一條曲線，得到一個函數(shù)關(guān)系式，在程序中插入這個關(guān)系式，單片機得到一個信號，程序就會算出相應(yīng)的距離，這樣既簡單又方便。處理好的數(shù)據(jù)直接傳送到1602液晶屏顯示即可。

四、調(diào)試和測試

調(diào)試中所用到的儀器設(shè)備主要有：有示波器，函數(shù)信號發(fā)生儀，穩(wěn)壓電源。數(shù)字萬用表。調(diào)試過程如下：

首先調(diào)試發(fā)射部分，直接用示波器測量單片機輸出的信號，為1khz；

再調(diào)試接收部分的放大模塊：先用函數(shù)發(fā)生儀模擬一個接收信號，把放大電路和濾波電路斷開，測量358芯片的1腳，輸入信號為1khz，100mv的正弦信號，用示波器測量1腳為1khz，2.8v的正弦信號，放大倍數(shù)為28倍，由于有信號衰減，放大部分正常；

接下來調(diào)試帶通濾波：把放大電路和濾波電路連好，輸入函數(shù)發(fā)生儀產(chǎn)生的模擬信號，測量358芯片的7腳，得到一個穩(wěn)定的正弦波，通過調(diào)節(jié)輸入信號的頻率，測得帶通濾波器的中心頻率為1.8khz，帶通濾波器不正常。由于電阻自身的誤差比較大，電容也有誤差，再加上計算出來的電阻值沒有剛好合適的，取得是相近的電阻元件，所以照成了較大的誤差，我再在C3，C4上分別并聯(lián)了一個相同容量的電容，再次測量中心頻率變?yōu)?80hz，截止頻率400hz，這次濾波器可以滿足要求了。然后接著測量整個電路的輸出端，示波器打到直流檔，調(diào)節(jié)信號強弱，發(fā)現(xiàn)檢波電路工作良好。

最后我修改程序?qū)⑤敵鲂盘柛臑?80hz，接入紅外發(fā)射和接收管，直接進行最終的整合調(diào)試，解決一些電路連接上的問題后，將電壓再液晶上顯示出來，用米尺畫出一張標準距離圖，測量出電壓和距離之間的關(guān)系并做成表，最終填入程序中，再驗證距離和長度的關(guān)系是否正確。整個紅外測距電路到此結(jié)束。

五、心得總結(jié)

該電路設(shè)計簡單，精度為5mm，但還可以進一步提高。雖然測量距離和超聲波比起來短很多，但是精度高，適合短距離的高精度測量。但是當測量距離從近到遠變化時，距離測量變化的靈敏度比較低。需要一個更好的峰值檢波電路才能提高響應(yīng)速度。

六、參考文獻和資料

1.郭天祥編著《新概念51單片機c語言教程—入門、提高、開發(fā)、擴展全攻略》 2.TLC1543編程實例——百度文庫 3.《運算放大器電路設(shè)計手冊》

4.《有源帶通濾波器的設(shè)計和計算》 5.《單片機C語言程序設(shè)計》

第五篇：紅外測距儀總結(jié)報告

紅外測距儀總結(jié)報告

一、摘要：

本次設(shè)計任務(wù)是設(shè)計一個紅外測距電路，它由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括發(fā)射模塊和接收模塊，先由stc8051單片機產(chǎn)生一個1khz的信號，經(jīng)紅外發(fā)射管發(fā)射，碰到障礙物后返回，接收管接收到信號通過放大、濾波、峰值檢波、AD轉(zhuǎn)換后傳回單片機，單片機即可通過判斷接收電壓的大小來確定距離。軟件部分包括信號產(chǎn)生、AD接收、數(shù)據(jù)處理、液晶顯示。

關(guān)鍵詞： STC8051 紅外測距

二、電路總體方案：

1、發(fā)射部分： 用單片機產(chǎn)生一個1khz的信號經(jīng)紅外發(fā)射管發(fā)射。因為用單片機產(chǎn)生信號方便控制盒調(diào)節(jié)，電路也更加簡單。

2、接收部分： 采用±5v雙電源供電，利用LM358芯片進行雙電源放大，因放大倍數(shù)在20至40倍之間即可，所以只需經(jīng)過一級放大。

濾波部分： 由于經(jīng)過放大以后的信號還有很多雜波，而我們需要的是接收到的1khz的信號，一般的濾波器很難解決干擾問題，所以直接選用有源二階帶通濾波器。

峰值檢波部分：

根據(jù)要求的精度為5mm，最簡單的峰值檢波電路即可勝任，出于節(jié)約成本的考慮，決定不用帶運放的高精度檢波電路，假如還要進一步提升測量精度，就需要選用更好的峰值檢波電路。

AD轉(zhuǎn)換部分： 由于所買單片機缺少AD轉(zhuǎn)換模塊，另購帶PCF8591芯片的AD轉(zhuǎn)換模塊外接到單片機與電路板之間來實現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換。簡化了軟件編程中繁雜的IO口編程。

單片機控制部分： AD轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號傳入單片機，通過軟件采用查表發(fā)進行處理，得出正確的距離。

三、硬件設(shè)計：

1.紅外發(fā)射管電路設(shè)計：

1.1 紅外發(fā)射管原理

由STC8051的定時器產(chǎn)生一個1KHZ的方波，用

一個三極管驅(qū)動，將信號傳送到紅外發(fā)射管上。

1.2 紅外發(fā)射管外圍電路和元件參數(shù)設(shè)計

注：通過R3的調(diào)節(jié)改變測量范圍。

1.3紅外接收管電路設(shè)計：

紅外接收管接受的信號只有一百毫伏左右，而

且還有很多干擾，需要先放大在帶通濾波，單片機只能接受信號，所以

還需要通過峰值檢波輸出一個直流電壓，經(jīng)pcf8591 芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信

號輸入單片機進行處理。

2.放大器的設(shè)計

2.1放大器的工作原理：

考慮到題目測量范圍和接收到的信號大小，選取放大倍數(shù)為30倍左右，倍數(shù)太大會出現(xiàn)波形失真，是測量范圍的最短距離變小，倍數(shù)太小信號強度不夠，則能測量的最遠距離會變小，放大倍數(shù)：

B=Rf / Rb =30；

3.關(guān)于有源二階帶通濾波器的設(shè)計：

則令C = C3 = C4，則 Rep = R5 / / R6 =(R5 * R6)/(R5 + R6)

品質(zhì)因素Q等于中心頻率除以帶寬

即 Q = fc / BW = 1/2*（R7 / Rep)?

由上邊的公式，去中心頻率 f = 1 khz ,增資A = 5，品質(zhì)因素 Q=8，則令C = C3 = C4 =104，可以得到電阻值為R5=2.5 K,R6=100，R7=25K;

4.關(guān)于峰值檢波電路的設(shè)計：

考慮到電容值越大檢波效果越好，但是放電速度越慢，經(jīng)過測試，選取了200uf的電容和100k的電阻以及LM358構(gòu)成最簡單的峰值檢波電路。

5.電路圖如下：

注： 1.R4的電阻大小可改變測量精度；

2.整流電路中R8的大小決定最后測量結(jié)果精度；

3.前兩個放大器用TL082，后一個選用LM358；

四． 程序設(shè)計:

軟件由4個部分組成，信號產(chǎn)生模塊，AD接受模塊，數(shù)據(jù)處理模塊和LCD顯示模塊，利用單片機的定時器0可以持續(xù)不斷的產(chǎn)生1khz信號并輸出，由于輸出信號時穩(wěn)定的，而接收管接收的信號時隨著障礙物距離的變遠而變小，所以我們可以通過檢測信號的強弱來判斷距離，但是接收的信號并不是完全是線性變化，采用一個或者幾個固定的公式并不能得出準確的距離，所以采用提前把正確的距離和信號強弱的關(guān)系先測量好，建成一張信號距離表，這樣測量時就可以查表快速得出距離。精度也方便控制。處理好的數(shù)據(jù)直接傳送到1502液晶屏顯示即可。

流程圖如下：

五．測試方案：

本次測試所用到的儀器設(shè)備主要有： 示波器，函數(shù)信號發(fā)生儀，穩(wěn)壓電源，數(shù)字萬用表。

調(diào)試過程如下：

調(diào)試發(fā)射部分，直接用示波器測量單片機輸出的信號，為1khz；

調(diào)試接收部分的放大模塊：先用函數(shù)信號發(fā)生儀模擬一個接收信號，把放大電路和濾波電路斷開，測量TL082芯片的1腳，輸入信號為1khz，1 00mv的正弦信號，用示波器測量1腳為1khz，2.9v的正弦信號，放大倍

數(shù)為29倍，由于有信號的衰減，放大部分正常；

調(diào)試帶通濾波： 把放大電路和濾波電路連好，輸入函數(shù)發(fā)生儀產(chǎn)生的 模擬信號，測量TL082芯片的7腳，得到一個穩(wěn)定的正弦波，通過調(diào)節(jié)輸入信號的頻率，測得帶通濾波器的中心頻率為1khz，滿足要求。然后接著測量整個電路的輸出端，示波器打到直流檔，調(diào)節(jié)信號強弱，發(fā)現(xiàn)檢波電路工作良好。

最后，接入紅外發(fā)射管與接收管，直接進行最終整調(diào)試，適當改變了R3與R4的電阻大小，再將電壓在液晶上顯示出來，用米尺畫出一張標準的距離圖，測量距離圖上每隔5mm所對應(yīng)的電壓記錄并做成表格最終填入程序中，并多次驗證距離和長度的關(guān)系是否正確。并做多次修正。

六、參考文獻和資料:

1.《新概念51單片機c語言教程——入門、提高、開發(fā)、擴展全攻略》

——郭天祥著

2.《運算放大器電路設(shè)計手冊》

3.《電路與模擬電子技術(shù)》

—— 殷祥瑞

4.pcf8591中文資料——百度文庫

5.pcf8591編程實例——百度文庫