检测系统设计论文篇1

2系统设计

2．1硬件部分

本设计的主机所要实现汇总从机发来的信息和预先设定的霉变阈值相比较，判断每个从机位置的机采棉情况。如果出现异常，主机控制警报系统工作，显示屏可以利用键盘控制其翻页功能，实时显示出每个从机位置的机采棉情况。从机主要负责将采集来的温湿度信息，经处理后，送入主机。鉴于以上因素，主、从机都选用单片机STC89C516RD+。该款单片机具有加密性强、低功耗、速度快和精度高等特点，其核内有64kB的flash，1280B的RAM，16kB的ROM，可以满足控制的需要。每个从机位置的温湿度信息检测，采用探头检测，在每个探头的不同位置，均匀分布4个温度传感器和4个湿度传感器，分别构成该从机的温度传感器组和湿度传感器组。湿度传感器选用HM1500，模拟量输出，在5V供电条件下，输出0～4V范围的电压对应相对湿度值0～100%;因为是线性输出，所以可以直接和单片机相连，为了检测信号的稳定性，可以将湿度传感器的输出量经过同相跟随器将信号稳定后送入单片机。温度传感器选用AD590为模拟信号输出需要驱动电路驱动后才能使温度信号经A/D转换送入单片机;可测量范围－55～150℃，供电范围宽，4～30V;图2为温度传感器AD590的驱动电路图。显示模块要求实时显示各个从机控制的检测探头位置的温湿度以及每个探头所在位置的坐标值，通过键盘的上下键控制显示屏的翻页和刷新。所以，采用液晶显示器LCD1602两行显示，就可以达到系统设计要求。键盘模块是向主机输入预设的参考值以及控制显示屏的翻页与刷新，基于以上功能采用4×4的行列式键盘。

2．2软件部分

首先，根据设计目标，细化软件每一部分的功能，统筹设计各部分功能之间的逻辑关系。垛储机采棉温湿度检测系统的软件设计采用keiluvision2编程环境，编程实现主从机的功能。keilC51是一个比较主流的单片机研发设计的开发工具，主从机的程序编写采用模块化编程。其调试程序、完成各部分编程后，将程序的．hex工程文件烧录至Proteus软件下的仿真电路图，仿真效果达到最佳时，记录电路设计的优化参数;根据此优化参数，设计垛储机采棉温湿度自动检测系统的实物硬件。垛储机采棉温湿度自动检测系统的主机程序流程图，如图3所示。

3试验结果分析

系统的软硬件调试完成后，在南口农场进行测试试验。系统测试了垛储机采棉的温湿度值。表1为垛储机采棉温湿度检测系统测试的温湿度数据。从表1中可以看出，本文设计的检测系统检测出的机采棉温湿度值和人工测量的实际值近似相符。试验结果表明:该系统能够精确、实时地检测垛储机采棉的温湿度，达到了垛储机采棉储存情况的安全控制。

检测系统设计论文篇2

作者简介：王长鹏（1977-），男，江苏南京人，三江学院教务处，讲师；华沙（1978-），男，江苏南京人，三江学院教务处，副研究员。（江苏 南京 210012）

中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0200-01

毕业设计（论文）是深化教学改革、提高教学质量、培养具有创新精神和实践能力的高等学校培养人才的不可缺少的重要教学环节，是评价学生综合素质、专业技术、思维方法和实践能力的重要内容。学生毕业设计（论文）的质量是评价高校教学质量的重要指标。近年来，高校本科生毕业设计（论文）的质量普遍下滑，引起了教育界专家的广泛关注。2013年1月1日教育部颁发了《学位论文作假行为处理办法》，针对论文作假行为制定相应的处理办法，加大处罚力度，从制度上进行遏制，以促进学风建设，保证高等教育事业科学发展。为了更好地执行教育部颁布的此办法，许多高校纷纷采购了论文抄袭检测系统对本校的论文进行抽查或普查。如何通过检测系统保证和提高毕业设计（论文）的质量已成为当前高校关注和研究的课题。

一、主要问题分析

1.学生因素

各高校的毕业设计（论文）工作基本上在第七学期末或者第八学期初启动，而且大部分都持续16周，即每年的12月（1月）至次年的6月上旬。而这段时间正是毕业生毕业实习或找工作的高峰期，在当前找工作困难的形势下毕业生不得不提前准备，参加各类招聘会场和用人单位的面试，有的毕业生往往在第七学期末就早早向学校提交了用人单位开具的实习证明，使得毕业设计（论文）与学生就业之间的矛盾越来越明显。由于学生在实习期间忙于熟悉单位业务操作，因此投入在毕业设计（论文）中的精力也非常有限。在就业压力的冲击下本科毕业设计（论文）整体质量有下降的趋势。

毕业设计（论文）是实现培养目标的重要教学环节，是理论联系实际、教育与社会实践相结合的重要体现，是培养大学生的创新意识、创造能力和创业精神的重要手段。然而，大部分论文基本上是借鉴了前人的研究成果，自己独创的东西少，理论阐述深度不足。个别同学的论文复制比太高，抄袭严重。有些学生选题大而空，或者不能做到与专业培养目标紧密联系。这些也是造成毕业设计（论文）质量下降的因素。

2.指导老师因素

在教育大众化背景下，高校经过连续几年的扩招，学生人数猛增，一个教师指导学生的数量也逐渐增多，许多院校一般都达到10名学生左右。此外，高校给每个教师规定了工作量，除了完成课堂教学任务外还有其他相关的科研项目。如果教师指导学生人数过多，由于精力有限，自然就会影响论文指导的质量。而对于民办本科院校来说，一方面专职年青教师自身的科研水平有限，没有能力指导学生完成高水平的毕业设计（论文）；另一方面兼职指导教师比较多，会出现个别的兼职教师责任心不强，对学生要求不严格，也使得毕业设计（论文）质量难以保证。

3.管理制度因素

各高校虽然都制订了比较全面的毕业设计（论文）的有关工作规程和管理办法，但是只能保证毕业设计（论文）程序、流程、格式等方面的规范，而毕业设计（论文）的本身质量却依然无法保证，如论文工作量不足、对知识和技能的应用过于简单、叙述不深入、图表制作粗糙等质量问题。学校缺乏对毕业设计（论文）全方位的质量评价和监控体系，答辩环节往往出现过于集中或“走过场”的现象。这些因素都使得毕业设计（论文）的质量得不到保证。

二、方法与措施

1.加强过程管理

为了严把毕业设计（论文）质量关，需要重视过程管理中的以下几个环节：选题方向和内容要符合本学科专业培养目标，达到科学研究和实践能力培养的目的，难易度要满足专业培养方案中对素质、能力和知识结构的要求，难易适中，工作量适当；虽然毕业生由于毕业实习或找工作难以返校集中进行当面指导，但是除了通过电话、电子邮件、QQ等通讯方式之外，仍要保证当面指导的次数和时间；对学生的毕业设计（论文）通过系统进行，低于某个比例（江苏地区各高校自行制订的，基本上以20%和30%为标准）才允许答辩，抄袭严重者推迟答辩；答辩前指导教师、评阅教师和答辩教师须认真审阅学生论文，严把论文质量关，答辩工作不能流于形式。为保证答辩的质量，学生答辩的时间不得少于25～30分钟，合理安排答辩工作的时间、批次及流程等。

2.培养实践能力

为了避免学生毕业设计（论文）出现纸上谈兵、抄袭资料、拼凑论文等现象，应该从源头抓起，在入校后就要有意识地让学生接受科学研究方法、工程设计方法与实践技能的基本训练，实现实践能力、创新能力与综合素质的全面提高。鼓励学生参加大学生创新创业训练计划项目和相关的学科竞赛，在实践过程中锻炼能力，毕业设计（论文）可以在创新项目和学科竞赛的研究成果基础上进行提升和深化。理工科学生能够运用本专业设计或研究的方法、手段和工具开展课题的设计与研究工作。指导教师在下达任务书时必须明确学生完成毕业设计（论文）工作的具体任务和参数指标，同时，在答辩之前院（系）还要参照任务书的参数指标对学生设计的实物进行验收，填写《软硬件验收表》。文管类学生能够综合应用所学知识对课题所研究的问题进行分析。指导教师对学生论文的研究目标要明确，内容要具体，且具有一定的深度。同时，文管类学生要尽量通过实地考察和实证研究撰写毕业论文。

3.加强校企合作

理工类学生在校内进行三年半的理论知识学习和模拟实践后，最后一学期全程参与到实际项目和工作环境中，将毕业实习与设计结合起来，在校内和校外指导教师的联合指导下完成毕业设计。现场教师都是拥有丰富实践经验的技术人员，他们在学生具体工作中的指导不仅及时解决了学生的问题，更重要的是教给了学生课堂上、实验室中无法接触到的最新的技术知识、解决问题的思路以及言传身教的做人、做事道理。他们是校外毕业设计的师资队伍补充，也是学生刚踏上社会的领路人。毕业设计改革后，实际校内教师指导仅指导了理论部分，实践部分由现场教师指导完成，即由2名及2名以上指导教师指导1名毕业生，实行了双导师制，因此，在落实好企业导师指导的前提下校内指导学生人数可适当增加，缓解专职指导教师人数紧张的压力。

4.规范论文撰写

通过对结果的分析，有许多高复制比率的论文是因为学生引用不规范或无引用造成的。因此，论文中的术语、图表、数据、公式、引用、标注及参考文献的引用及著录要符合学校毕业设计（论文）工作规程的规范要求。尤其在借鉴和引用前人研究成果时一定要将引用部分标明清楚，避免发生因为引用和标注的不规范而造成论文复制比增高的情况。

三、结语

各高校刚刚接触系统，而检测系统能否成为提高当前毕业设计（论文）整体质量的良药仍需要今后多年的实践来证明。笔者认为检测系统只是提供判断论文是否抄袭的一个标准，而提高毕业设计（论文）整体质量则不是一蹴而就的，需要学校、院系、指导教师和学生的共同努力，这样才能达到标本兼治的效果。

参考文献：

检测系统设计论文篇3

 

某新型瞄准具是一种航空光学射击瞄准具，它装备于某型歼击机上，可用于配合航炮、航箭、导弹、炸弹等武器对空中和地面目标瞄准攻击。从结构上来说该型瞄准具是一种结构复杂的机电一体化的控制系统，因此，对其进行检测也具有较高的要求。传统的检测方法是用配电盘对瞄准具的各个部件进行通电检查，将检测出的结果人工填写到瞄准具检测记录中去，并对照检修记录中的标准来判断其工作是否正常。由于瞄准具检测需要进行到部件级，需要检测的部件包括综合校验和电动机在内共有10个部件，因此检测瞄准具的全套配电盘就有10个之多。而目前使用的部件测试和总校测试配电盘都是机电式的，这类测试设备主要存在三个文面的不足：

（1） 测试精度不高，配电盘上的测量仪表采用的都是机械指针表头，分辩率底，容易产生误差。

（2） 智能化程度低，使用配电盘进行测试工作时，用户须根据报表逐项设定状态参数，并判断仪表指示的性能数据，填写测试报表。这样工作，操作方法复杂，效率低，且易产生误操作。科技论文。科技论文。

（3） 兼容性差，对于瞄准具的10个部件，用传统方法检测需要10个配电盘，且每个配电盘只能测试一种型号的部件，甚至仅用于一种型号的电路板，这给维护人员使用及其维修和保管带来很多不便。

针对以上的缺点，我们研制了一种用于瞄准具技术性能检测的通用性微机检测系统（简称ITS－3）它是通过计算机数据采集控制系统，该系统的集成化程度和智能化程度高，仅一套系统即可完成全套瞄准具的检测。

系统由硬件和软件两部分组成。硬件主要包括计算机、电源箱、接口箱。它提供检测所需的各个接口（如：电压通道、电流通道、电阻通道、DA、AD、DI和DO等）、使被测设备工作所需的外激励电源（电压、电流等）、以及用于数据采集和处理的计算机系统（微机本身）。系统的软件则包括系统软件和应用软件两类，系统软件提供了检测系统的工作环境；应用软件包括检测程序、检测数据库、文本文件等。

下面分别介绍ITS－3系统的硬件和软件的构造特点。

1系统的总体设计与基本工作原理

为了解决机电式配电盘通用性差、智能化程度低、测试精度不高等缺点，本检测系统采用微机数据采集与控制系统，其核心是一台以Intel80586、66为处理器的工业控制计算机，由微机完成各种被测信号及模拟参数的数据采集和数据控制，它提供检测所需的各个接口（如：电压通道、电流通道、电阻通道、DA、AD、DI和DO等）、以及用于数据采集和处理的计算机系统（微机本身）。计算机系统提供的标准接口还需要一套转换电路与被测部件联贯即ITS-3接口电路，它用来完成被测部件的信号匹配、信号调理、信号模拟、信号驱动等，同时还提供使被测设备工作所需的外激励电源（电压、电流等），ITS-3接口电路单独放在一个机箱内，称为ITS-3接口箱。科技论文。根据工控机提供接口的情况以及被测设备的检测需要，本系统采用图1所示的方案。

图1　ITS-3系统设计方案

检测所需电源、数据采集接口、模拟信号等由计算机系统提供，经电缆接入ITS-3接口；被测设备经电缆与ITS-3接口箱相连，与计算机、接口箱形成一个整体（一个完整的测试系统），实现对机载设备高精度、自动化检测；被测设备所需的模拟信号（如迎角信号）由计算机系统提供，经ITS-3接口电路转换和处理送给被测设备，驱动设备工作，被测设备工作后产生的反映被测设备工作状况的物理量信号经ITS-3接口电路进行信号匹配后送工控机，经工业控制计算机系统进行数据采集和处理，测量出被测信号性质、大小，以报表的形式显示器里，供维修人员判断并作为检修的依据。与原有测试设备（配电盘）相比，采用上述方案有以下优点：

（1）的综合机数据采集与控制系统，大大提高了系统的通用性，由于测试接口是由计算机提供的一套通用接口，当构造出一套标准接口后，所有部件都可以用这套接口检测，从而大大提高了系统的能用性，实现了对瞄准具部件综合化检测；

（2）在软件的控制下测试是自动完成的，且检测过程中必要的操作提示信息可在屏幕上实时给给出，使系统的自动化程度大化程度大大提高，实现了对实现了对机载设备的自动化和智能化检的自动化和智能化检测；

（3）由于计算机及接口板的精度和数据采集非常高，本系统的测试精度和速度都比老式配电盘大大提高。

2　系统的硬件设计

前面已经介绍介绍ITS-3系统的总体方案，根据上述方案及分析被测设备的检测信号和所需的模拟模拟信号，本检测系统的硬件设计如下。

被测设备包括以下部件：瞄准具头部、控制盒、电子部件、稳压器、高度机构、加速度计、电动机、放大器、以及综合校验等10个部件；根据工厂检修以下部件的工艺规程及设备的技术条件，我们对被测设备所需的模拟信号和被测信号进行综合分析，总结出瞄准具所需的检测和模拟信号有以下一些种类：检测接口有D/I量和D/O量（用于通路检测）、电流检测（I主、I抬、I迎、I测、等）、电压检测（各种工作电压）、电阻测量（距离和高度电位计安装电阻）等，还需要D/A（用于模拟输入，如：迎角侧角信号等）以及电阻分压器模拟（用于距离和高度模拟信号。以上接口均由计算机系统和插入计算机主板扩展槽（PCI总线）上的接口板提供。被测设备的接口通道分配，则由ITS-3系统接口电路来完成，根据以上分析，设计ITS-3系统接口箱硬件组成如图2所示：

它由一块主板、二块插件板、一块稳压器负载电流调整电路板和设备驱动元件、电源变压器、电流扩展电路等组成，其中插件板是为检测头部、控制盒、电子部件、稳压器、高度机构、加速度计及电动机等部件提供信号匹配的；主板主要联结各个功能模块并实现电流扩展和交流电整流；接口箱一端用一根转接电缆（ITS-3主电缆），通过1号～4号插头与计算机相连，将计算机提供的电源及各接口通道（D/A、A/D、D/I、D/O等）引入到rTS-3接口电路，接口箱后面板上5号、6号插头通过各个部件连接分电缆与被测部件相连，在软件的控制下，实现对被测部件的检测。

图2中1号插件板是电子部件、稳压器、加速度计提供信号匹配；2号插件板是为头部、控制盒、高度机构、电动机提供信号匹配；3号板用稳压器负载电流调整实现大功率电流；检测；主板把系统提供的电流量通道扩展为15路，并对交流电进行整流，为部件提供各种交流电源。

下面以“电子部件”检测为例说明系统对被测部件的测试过程：

直流电源由计算机系统提供，经1号插头进入ITS-3接口箱，（～115伏，400HZ）外接引入，经电源变压器变压和整流电路整流后，从5号插头输出到电子部件，模拟信号（如迎角输入信号用D/A模拟）也从插头进入ITS-3接口箱，经 转换后进入电子部件工作后，产生的输出信号（被测信号）经5号插头回送到ITS-3，经ITS-3电路信号匹配后送到计算机系统，由计算机系统进行数据采集和处理后，其数据处理以报表的形式显示在显示器上，供维修人员判读并作为检修的依据。

为简化设备，提高可靠性，ITS-3接口电路采用模块化结构，在充分分析被测部件的信号种类和性质的基础上，将相似种类的部件匹配电路合并制作在同一块电路板上，并将用途和参数相同的器件合并（如：抬高角线圈Q4模拟电阻R4，它既用于电子部件又用于加速度计检测），以尽量减少使用的器件数目；图2中将电子部件、稳压器、加速度计等部件的转换电路合并在一块电路上（1号插件板），此板上主要转换光流信号；而将头部、控制盒、高度机构、电动机等部件的转换电路作在叧一块板上（2号插件板），此板上主要转换直流信号；这种设计也利于消除检测中信号的干扰。对于测试接口如D/I、电流测试通道等也采用“分时复用”的方法尽量减少硬件的数量，如本系统中计算机系统提供的电流检测通道只有几路，利用ITS-3主板上的扩展电路将其扩展为15路，以满足对不同部件的检测要求。由于采用了以上优化措施，极大地简化了硬件设计，实现了测试系统的通用性，使一整套系统就可代替原有十个配电完成对瞄准具10个部件的检测。且由于使用的器件和硬件接口数量较少，大大提高了系统的可靠性。

3系统的软件设计

本系统的软件包括系统软件和应用软件两类，系统软件提供了检测系统的工作环境，本系统中采用Windows操作系统，因此软件无论从开发还是使用的角度来说都有很大优越性；应用软件包括C＋＋编写的检测程序、检测数据库、文本文件等。由于瞄准具的构造特点决定了需要检测的信号种类和数量繁多，包括电压、电流、电阻、时间、角度、频率、转速等，检测点数量也很多，例如综合校验一项就有32个子项目数百个检测点，而每个检测是点又有操作方法、检测条件、技术要求、实测结果等信息和数据，全套瞄准具的检修记录达数十页纸之多，若将这些信息都放在检测程序中，将使检测程序的编写变的非常复杂和庞大。因此被测设备的有关信息是存放在检测数据库和文本文件中，而不是存放在检测程序中，数据库提供所需的各种状态模拟参数（即检测条件，如需送的DA、电流、触点控制等），这些参数使被测部件按检测所需的工作状态工作来完成检测，并且数据库还将把检测到的反映被测部件工作状态的物理量（即实测结果，如：电压、电流、时间等）数据保存到库中，进行判断以得到被测部件工作状态是否正常的结果；文本文件则提供检测所需的信息（如：界面选择时的提示信息，检测过程中的操作规程信息）以及用于生成检测结果的文档模板。检测程序数据库和文本文件来确定被检设备的检修属性。检测程序与检测数据库和文本文件之间的联结关系则是通过数据库定义的。检测数据库不公存放被测设备的有关数据和体现测试项目的检测方法，而且要确定检测程序、检测数据库、文本文件之间的关联关系。 由于被测设备的检修属性是反映在检测数据库和文本文件中的，因此实现了检测程序与被测设备的分离，使系统的通用性大大增强，因此本检测系统扩展检测其它类型的机载设备非常方便。例如本系统如需扩展检测其它类型的机载设备，对硬件和检测程序不作改动，只需根据设备的性质增加相应的检测数据库和文本文件即可。

4结束语

ITS-3瞄准具检测系统是一种以数字计算机为核心的数据采集与控制系统，该系统具有较强的“以软代硬”功能，自动化程度和测试精度高，软件采用基于Windows操作系统的开发工具设计，人机界面好，操作方便；硬件设计中采用通用接口和电路优化设计，简化了系统的硬件结构，降低了成本，提高了可靠性。它能在修理厂现有的条件下，替代大量的传统维护手段所需的各类专用信号激励装置、专用测量仪器和配电盘，进行机电式瞄准具各部件和总体技术性能的检测及调试。且系统的通用性好，易于扩展检测其它类型的机载设备，为部队和工厂维护和修理工作提供了有效手段。

参考文献：

[1] 吕文龙，刘玉其.射击瞄准具讲义. 中国人民解放军空军飞行学院出版,1996.

检测系统设计论文篇4

[中图分类号]TF576.7[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)03-0027-02

1 引言

当今时代,计算机技术在很多行业的设备检测检验方面被广泛应用,产生了巨大的社会效益和经济效益。特种设备方面[1][2][3],医疗设备方面[4],还要其它方面的应有[5]。但在煤矿设备的检测检验方面的应用,从公开发表的文献上看还比较少,只有一个“基于Web的矿用设备检测管理信息系统”[6],但该系统没有实现对检品检测检验的自动判断功能。目前煤矿设备检测检验方面的相关业务多数都是通过办公软件加上email等辅助手工的方式,虽然比过去纯粹手工的方式提高了效率,但还是很有限。特别是设备检测检验中,有的检品的基础参数和检测数据比较多,还有很复杂的计算,如提升机、绞车,在对检测结果计算和复核的时候,工作量比较大,而且也不够精确,同时检测检验的管理也不够方便。本文针对煤矿设备的检测检验开发了一套管理系统,能够很方便的对设备检测检验的管理,特别是本系统实现了根据检测数据自动给出不符合项、判断设备检测单项与整体的检测是否合格,以及根据结论模板生成检验结论,极大的减少了检测人员和审核人员的工作量。

2 结构设计

由于用户数量少,系统采用CS结构,用户可以本地或远程登录系统,录入检测数据或者进行审核、审批。系统的结构如图1所示。

由于很多设备检测,需要到现场进行,现场可能是地下百米深的井下这类的特殊情况,为此拟采用宽屏PDA,在其上开发一套嵌入式数据录入系统,然后通过该系统录入数据,再把PDA记录的数据导入到系统中的办法来方便用户使用。

3 功能设计

根据用户的需求,系统设计了如下几个功能模块:系统管理、参数设置、检测检验、日常管理、查询统计。如图2所示。

系统管理主要有机构管理、权限组管理、用户管理、密码修改、数据备份、数据恢复、数据导出、数据导入、工作组管理、报告图标管理、签名图片管理。

参数设置是增加系统的灵活性用的。有判断标准、签名方式。判断标准设置,是因为不同的用户采用的标准不同。签名方式,是针对用户特别的需求,想要实际模拟手工签名的操作过程,系统并提供了直接的签名图片的方式以备后用。

检测检验有检测业务受理、检测准备管理、检测数据维护、报告审核、报告批准、报告打印、报告发放管理。检测准备就是在实际中,操作前检测组需要准备检测所必需的资料、设备、物品,这个功能就是对这些内容进行管理。

日常管理有文档管理、设备管理、服务管理。文档管理和设备管理中,不仅记录文档和设备的数量、种类这些基本信息,还对进、借、还、注销等进行管理。而这里的服务管理是指客户反馈信息,以及主动抽查检测检验的情况信息。

查询统计有检测检验的各种查询统计、文档的查询统计、设备的查询统计、服务的查询统计。

PDA检品检测数据录入系统,就是录入检品的基本数据和检测数据。

除此之外,系统还有帮助功能。

4 数据库设计

系统除了设计权限、机构、用户、检品类型、业务受理、设备、文档、服务等表外,针对每种检品,创建对应的库表,有检品的基本数据表、检测数据表、最小子项合格的判断标准表、各级判断项的关系表。其中,检品的基本数据表、检测数据表,由于项数较多,特别是检测数据表,项数特别多,有的检品的检测数据项达到三百个以上,以及有的检测项类型有特殊性,这样这两类表都是多个。

数据库的设计是与系统的具体实现有紧密关系的。在系统中实现根据检测数据自动生成检测项、整个检品的是否合格的判断,有多种方式,一种是把判断标准硬性写到程序中,这种方式灵活性低,可维护性差;再一种把判断标准写入数据库中,灵活性和可维护性都比较好。本文就是采用这种方式,同时也决定了数据库中要设计对应的表单。这种方式,在具体实现上还有两个办法,一个是从数据库读出判断标准,然后在程序中实现具体项的判断;一个是直接写一个存储过程来实现。因为在本系统中这两个方法差别影响不大,本系统中直接采用了前一个。

检品的检测数据很多,多的有几百项,判断的方式差别很大,有的是简单是否相等判断,如有、无,是、否等;有的是和具体值的比较,一个或两个,如大于、小于等;有的还和其它项关联起来判断;还有的是多个判断和起来的在判断等等,比较复杂。为此判断标准表中设有对应的控制字段。

5 系统的实现

系统是采用delphi语言开发实现的,数据库是SQL Server2000。系统实现了前面设计中描述的除PDA检品数据录入子系统外的全部功能模块。

在检品检验检测方面,具体的,系统实现了对轴流式通风机、离心式通风机、空气压缩机、排水泵、缠绕式提升机、摩擦式提升机、提升机绞车这七种设备的自动检测检验及自动判断。

在生成检品的检验报告中,针对有的检品有多测点的情况,系统还实现了对其生成相应的检品工矿性能曲线。生成方式是采用最小二乘法进行曲线拟合。具体实现中不仅能够对于异常的曲线进行异常数据的剔除,还能够自动适应实际数据,同时对坐标轴标尺数据进行规整,如图3。

这样系统能够很好的辅助用户进行从检测业务受理,到检测前的准备工作管理、检验数据维护、检验结果预览,到检验报告的审核、批准,报告的打印,直至最后报告的发放管理整个业务流程。

对于检测数据的录入、修改、报告的审核、批准,根据用户的需求,系统还提供了用户在写字板上模拟手工的方式进行签名。

6 结语

除PDA检品数据录入子系统外,整个系统已经开发完毕,并已有用户开始使用了。正如前面所述表明,除了个别细节还需要完善之外,很好的满足了用户的要求,大幅度的减少了用户对设备检测检验的工作量。下一步的工作是适应更多的煤矿设备检验单位的需求,能够实现对更多的检品的检验检测管理。

[参考文献]

[1] 严向奎,张毓,郭宏伟,母建益,刘韵华.基于三层模型的特种设备检验检测业务管理系统实现[J].新疆石油天然气,2005,1,89-94.

[2] 柴子昂,巩晓莹.浅谈特种设备检验管理系统的架构设计与实现[J].信息技术与信息化,2009,4,42-44.

[4] 洪文健.特种设备检验管理平台的研发与应用[D].华南理工大学,2005.

[5] 赵玉强.医疗设备检测管理系统关键技术研究[D].东北大学,2005.

[6] 秦明.基于CSCW的办公自动化系统的研究与实现[D].武汉理工大学,2007.

[7] 任传成.基于Web的矿用设备检测管理信息系统设计[J].煤矿机械,2009,3,220-222.

[作者简介]

检测系统设计论文篇5

作者简介：卢森幸（1977-），男，壮族，广西宜州人，河池学院物理与机电工程学院，讲师，桂林电子科技大学电子工程与自动化学院硕士研究生。（广西 宜州 546300）

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2014）14-0136-02

21世纪是信息化时代，传感器是信息采集系统的首要部件，它既是现代信息技术系统的“感官”，又是信息社会赖以存在和发展的物质与技术基础。[1]因此，培养具有传感器技术的学生将会是培养应用型人才的有效途径。

一、“传感器与检测技术”教学现状

1.学科知识多元化，学生方向难定

“传感器与检测技术”是一门交叉学科，知识多元化，并且实践性强，相关知识更新快。多元化使得学生摸不到头绪，不知道从何下手；由于时间、实践设备、精力等因素限制，实践无法做到面面兼顾；面对学科知识更新无法迎头赶上。这样，学生往往“在努力中失败”，学习倍感压抑，学习兴趣自然会逐渐被磨灭。

2.教材编写知识点分立化，关联性差

在教材编写上，为了能够明确阐析，节省版面，教材编写一般分为传感器原理、结构、性能（参数）、测量电路、补偿电路和应用模块，但分模块单独列举和说明，它们的关联性没有很好地得到针对性说明。学生在学习过程中，由于知识面不够，大局观受到限制，自然把这些知识都分立开来，导致感觉所学的知识杂，难以掌握。

3.传统教学模式缺乏综合性和和实践性

在传统的教学模式中，教师往往依照教材内容、应用教材课件完成教授任务，享受教材知识分立说明便捷，忽略教材知识模块之间的关联性的重组。同时，教师过于注重独立知识点的解释、公式的推导、原理的分析等内容，缺乏对传感器技术的分析和应用具体问题的教授，无法很好涉及综合应用，更多采用口号式说明“综合性和实践性强”。

二、以应用为导向开展“建模式“教学模式

“建模式”教学模式以应用为导向，把各个知识点关联；以培养工程师高度出发，给学生贯彻研发设计理念；以系统研发设计为目标，注重培养学生模块到系统思维。

1.“建模式”是“温故知新”学习模式

“传感器与检测技术”几乎涉及现代文明的所有学科，并且传感器又有自己的工作原理和性能特性。学生如果什么都当成新知识，那么脑子的“内存空间”就会不够用了，学习就会走上迷途，当然难以产生学习兴趣。“建模式”是“温故知新”教学模式，教学过程中要鼓励学生自信已学知识够用，树立学习信心。具体做法是：在教学过程中，给学生灌输“吃老本”的思想，即应用已学的知识、技能去“感知”待测量的学习过程。其实，所涉及的学科学生大部分已经学习，但学生迷茫的是：不懂得如何去应用，特别是综合应用。在教学过程中，教师实施“建模式”教学，帮助学生弄清楚学习方法、线索，引导学生进行检测系统“入门学习”，指导学生应用已学知识去解析新知识，找到各个知识点之间联系；以应用为导向和开发思维式进行教学。这样，学生综合能力、实践能力自然得到提高，学习兴趣当然浓厚。

2.“建模式”教学模式的建立与实施方法

“建模式”模型建立过程有4个步骤，即原始模型（建立）、模型分析、模型假设和模型应用，如图1所示。该教学模式把学科内容中传感器原理、结构、性能（参数）、测量电路、补偿电路和应用有机结合起来。

“建模式”模型各个步骤的具体内容如表1所示，在实施过程中，按照各个步骤内容进行，注意各个步骤具有独立性，同时，注重关联性引导教学。

表1 “建模式”模型各个步骤的具体内容[2]

步骤 具体内容

原始建模 系统设计需要有核心理论来支撑的。传感器检测系统是物理、化学、生物效应的应用，这些就是检测系统的支撑理论。根据待测量特点、系统结构和性能要求、系统设计目标进行某个效应、公式或理论选用过程，也就是原始模型建立过程

模型分析 根据待测量特点、系统结构和性能要求、设计目标进行模型分析。本科阶段，传感器检测系统一般为线性系统，以应用为导向进行分析，创建线性传感器检测系统；建立过程中得出传感器检测系统的结构

模型假设 为了达到待测量特点，结合系统结构、系统性能要求和系统设计目标而构建的线性传感器检测系统必须做出诸多假设，从中将引出传感器检测系统的性能参数。同时，检测系统产生诸多误差，因此，在进行检测系统分析、设计的时候，需要构建相应的补偿电路

模型应用 传感器检测系统将待测量转化为已知量输出，构建相应的测量电路，应用电路，形成待测量检测系统

在“建模式”教学的过程中，课堂课后都注重发挥学生的主导作用。具体操作方式是：利用课堂教学平台、网络教学平台、第二课堂平台，对学生进行分组，并分配任务：收集补偿电路、设计补偿电路；收集并讲解经典电路、设计功能电路；收集并讲解检测系统电路、设计检测系统。

整个施行过程，以小组为单位，针对“建模式”教学模型各个模块开展教学：学习他人设计模仿他人设计自行设计；最小模块设计模块关联设计检测系统设计。

这些教学最大的特点是，由于网络和第二课堂平台应用，使得这些教学不用拘泥传统教学中的时间、空间、人等因素。

3.“建模式”教学模式实施实例

现以热电式传感器为例简单讲解“建模式”的教学模式实施。篇章限制，授课内容点到为止，重点讲解课程知识点的引导、授课方式/手段和相关学科知识在授课过程中的引入、关联、应用。

（1）原始模型。热电式传感器终极设计目标是制成热电式传感器检测系统，用来检测测量量是温度。它支撑理论是热电效应，这是物理学知识应用。教学时，用动画、实验演示热电效应。在进行操作的时候，强调两电极材料不同，两接触点温度不同；应用高等数学知识解析理论中的接触电势和温差电势。其中的具体内容就是热电式传感器工作原理，即原始模型。通过直观操作可以加深学生对原理理论理解，让学生相信实践可行性。学生能够应用所学物理知识去完成温度测量，这是一个巨大的成就感，学习兴趣自然浓厚。

（2）模型分析。线性系统要求：被测量温度变化转化为电动势变化。而热电动势公式参量中，有玻尔兹曼常数、电子电荷量、材料自由电子密度、汤姆逊系数、两触点温度。这就涉及两个问题：一是在构建线性系统时，如何弱化无关参量从而实现系统线性化。二是如何进行系统结构设计？针对问题，应用高等数学理论进行分析，引出温度检测系统结构并建构。在建立结构的过程中，选取材料要注重几何形状、工艺、环境因素等影响。同时，材料涉及很多参数，其实是材料物性、电气特性应用，引导学生具体应用，使学生懂得材料选择相关因素，从而更为直观理解电气知识应用、电气知识与材料乃至系统结构构建的协调关系。这是在一般教学中无法做到的。讲解完该线性化例子后，以组为单位，完成电阻公式的线性化。在学院网络教学平台进行，各组讨论完成。

（3）模型假设。为了做成线性系统、达到温度检测系统设计要求，构建模型的时候，需要做出诸多假设。这样，就会引入一定误差。然而，学生出于多种原因，对于误差补偿存在以下局限性：1）不补偿。设计时找一个电路，调试出结果是运气，调试不出就放弃。2）补偿手段单一。学生见识面少，导致补偿手段单一。3）补偿不周全。学生缺乏大局观，补偿不周全。

要想对构建系统时的假设引起的误差进行补偿，首先，需要从构建结构所用的材料出发。构建结构所用的材料有许多性能参数，参数涉及物理特性、电气特性。授课时点到相关知识点应用，只要知识点联系上，学生自然能够“顿悟”。其次，引导学生从结构设计上进行补偿，如：热传导处理、隔热处理、触点焊接处理。授课过程中重点讲解冷端补偿：延长导线法；0℃恒温法；热电势修正法；温度修正法；冷端温度自动补偿法。其中，延长导线法、0℃恒温法都是结构设计上补偿；操作时，热电偶冷端远离测量场，温差明显；在讲解过程中，强调引入第三方导体及其影响处理，即物理特性――中间导体定律应用，引导学生如何完成理论到结构设计具体实施。热电势修正法、温度修正法从理论公式上的补偿，其实就是电气公式的数学处理，电子技术知识和高等数学应用。冷端温度自动补偿法是电子法，即电子技术知识应用，讲解时，指出中间温度到0度间产生一电动势，这使得输出初始时不为0，而检测系统需要初始输出为0；利用电子法产生一电动势，大小相等，方向相反即可。最后，对输出热电势及其误差分析并补偿：输出热电动势微小，注意负载的影响，这其实是电子技术知识应用；从结构设计、物理特性、电气特性等方面进行分析，即材料学、物理学、电气知识的应用；研究系统的动态响应，做到系统补偿，即自动控制原理知识应用。

为了巩固学习，布置任务：分析某一温度补偿电路图；以组为单位，收集或设计一温度补偿电路。任务在第二课堂或学院网络教学平台上进行且讨论完成，课堂抽查，讲解讨论。

（4）模型应用。讲授经典电路，从温度检测系统组成、构造、调理等方面入手，培养学生系统设计思维。检测系统各组成模块电路――学生大多已经学习、接触、应用。但是，学生少用，综合应用更少，应引导学生收集、理解、应用、设计各个模块电路――即电子技术知识积累、应用。同时，引导学生收集经典电路、构建虚拟检测系统和实物检测系统。教学过程中，课堂引导、利用学院网络平台、第二课堂开展以学生为主的检测系统讨论、设计，培养学生检测系统设计思维，提高学生实践能力。

4.实施“建模式”教学显著效果

在施行以应用为导向“建模式”教学的过程中，课堂、课后都注重发挥学生的主导作用，发挥课堂平台、网络教学平台和第二课堂作用，让学生有时间、有空间、有动力进行学习，具体效果如下：第一，通过多组收集同一功能不同设计电路，这可以成为学生课程设计、毕业设计乃至成为工程师的电路素材。第二，通过多组讲解同一功能不同设计电路，让学生主动理解更多功能电路，电路知识认知、应用得到飞速提高。第三，通过设计功能电路、检测系统，可以提升学生电路、检测系统设计能力。第四，“建模式”教学以应用为导向，把各个知识点关联；以培养工程师高度出发，给学生贯彻研发设计理念；以系统研发设计为目标，培养学生模块到系统思维。

三、结束语

近年来教学实践证实，在“传感器与检测技术”教学过程中，以应用为导向开展“建模式”教学，学生对传感器与检测技术知识能够找到学习规律，并且能够系统掌握相关知识；对传感器检测系统认知、构建、设计都能够比较从容进行；综合能力、系统意识和设计思维得到明显提高。

检测系统设计论文篇6

中图分类号： TN70?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2015）08?0117?03

Study on home wireless anti?theft alarm system based on Android

CHEN Jing， WANG Zhi?hua

（School of Science， Beijing Forestry University， Beijing 100083， China）

Abstract： The household anti?theft alarm system based on Android platform and combined with the microcontroller not only can achieve low?cost detection， display and alarm， but also can transmit the system data to the users’ intelligent mobile phone in wireless transmission mode through the serial port WIFI equipment， and realize remote wireless control. The ultrasonic ranging module， vibration detection module and infrared emission circuit are used in the system to realize automatic detection function. The buzzer and LED are adopted to achieve sound and light alarm function. The AVR single chip microcomputer with built?in reduced instruction set is taken as data processing center. The system status data is sent to the module LAK?RMO4 through the asynchronous serial transceiver USART. The TCP/IP protocol stack is built in the module to realize data transmission and conversion among the user serial port， Ethernet and WIFI interface. Through programming of Android mobile phone application program， the user can achieve data transmission between AVR SCM and intelligent mobile phone in intelligent mobile phone， and realize setting and control of the whole system.

Keywords： anti?theft alarm； AVR MCU； Android platform； LCD12864

随着人们安全防范意识的逐步增强，作为智能家居系统的一个重要组成部分，家庭监控和防盗报警系统实现了自动监测报警，以使家庭财产免受损失的功能，其性能的好坏直接关系到整个智能家居系统的好坏。与境外安防产品的成熟程度相比，中国安防产品市场的产业结构上呈现出产业区域分布不均衡、垄断程度低、市场占有率低等特点。现在，急需能够低成本检测、显示和报警，并且能够通过智能手机等设备接收实时信息，并实现远程无线控制、具有一定市场竞争力的产品出现[1]。本文设计的家用防盗报警系统，通过各个传感器系统的自动检测，单片机收集传感器信号进行报警数据的处理，并通过串口?WiFi将数据发送到用户的手机上，同时用户也能发送控制命令给单片机，从而实现对整个系统的控制。本设计是单片机和Android平台的结合，不仅实现低成本检测、显示和报警，而且能够实现远程无线控制。

1 系统整体结构及软件流程设计

本设计整体分为4个部分：自动检测、声光报警、液晶显示和终端控制，其中AVR单片机是数据处理的中心，控制传感器模块及电路，采集和处理检测到的各种信号，进行计算和判断，从而决定是否启动声光报警系统，并将得到的数据信息显示在LCD12864上，供用户查看；单片机的串口与串口转WiFi模块的串口通过2×3串口线相连，单片机将系统状态信息通过串口发送数据，串口转WiFi模块自动将数据通过WiFi发射到空间，Android手机通过本设计中编写的客户端就可以实现系统控制[2]，系统整体结构框图如图1所示。

图1 系统整体结构框图

单片机部分的程序主要完成自动检测、声光报警和液晶显示功能，其串口接收采用中断方式，只有单片机串口接收到数据时，才会将接收标志receverflag置1，这时才会运行串口数据发送子程序。本设计中，使用了三处中断进行数据处理，另外两处分别是超声波测距子程序和振动检测子程序，超声波测距时，单片机I/O口发送超过10 μs的高电平，然后计时器计时同时主程序循环等待PD2检测到上升沿电平；振动检测时，PD3检测到上升沿电平时进入振动检测子程序，该子程序包含报警设置及显示判断。在液晶显示部分，有3个显示页面，分别有Page_1，Page_2，Page_3作为显示标志，在每个子程序和主程序中，当要显示数据时，首先判断要显示的页面标志是否为1[3?4]。单片机部分程序流程如图2所示。

下面具体叙述报警系统各项功能的实现过程。

2 系统功能的实现

2.1 自动检测功能

2.1.1 超声波测距模块

HC?SR04超声波测距模块可以实现2～400 cm距离的测量，精度可达0.3 cm。模块主要包括超声波发射器、接收器和控制电路。模块的工作原理：

（1） 采用I/O触发测距，给至少10 μs的高电平信号；

（2） 模块自动发送8个40 kHz的方波，自动检测是否有信号返回；

（3） 有信号返回，通过I/O输出一高电平；

（4） 单片机计时的时间就是超声波从发射到返回的时间，距离=340×[t2]。

2.1.2 震动检测模块

震动检测模块用来检测系统的震动，本设计中用来检测窗户的震动。传感器采用的是SW?18020P，SW?18020P任何角度均可触发工作，适用于小电流电路触发。本模块不震动时，震动开关呈断开状态，输出端输出高电平，绿色指示灯不亮；震动时，震动开关瞬间导通，输出端输出低电平，绿色指示灯亮；输出端与单片机直接相连，通过单片 机来检测高低电平，由此来检测环境是否有震动，起到报警作用。

图2 单片机部分程序流程图

2.1.3 红外对射电路

在本设计中，红外发射电路和红外接收电路分别被安装在用户的门和门框上。在门正常关闭的情况下，红外接收管与红外接收管正对；当门打开时，红外接收管接收不到发射管发射出的红外线，此时，单片机检测到的电压数值发生变化。依据门打开的程度，电压变化不同，用户可以自行设定报警电压阈值[5]。

2.2 声光报警功能

2.2.1 蜂鸣器

在本设计中，采用的是有源蜂鸣器，只需要接上额定的电源就可以连续发声。但是在实际设计中，通常采用三极管驱动放大来保障通过蜂鸣器的电流大小，从而保障声音的质量。虽然直接利用高低电平输出能够实现报警功能，但若采用AVR T2的CTC输出功能，能够对频率进行编程，使蜂鸣器发声富有变化，更能够引起主人的注意。在这种模式下，蜂鸣器还可用于进行简单音乐的播放。

2.2.2 发光二极管

在本设计中每路检测都有一路LED相连，显示检测到的状态信息，同时任何一路都会触发蜂鸣器报警。

2.3 液晶显示

AVR单片机在运行过程中，通过传感器模块和电路，自动检测用户住宅的状态信息，并将传感器模块和电路测得的状态数据，通过I/O数据口传输到单片机内部。单片机一方面将这些数据与预先设定的阈值比较，从而判断是否启动声光报警；另一方面，将这些数据显示在液晶显示屏上，供用户实时查看当前的状态信息[6]。系统状态显示页面显示的内容是：门、窗关闭或打开，距离数值。当红外发射管与红外接收管之间有物体遮挡时，可以模拟门打开的状态，此时，门状态由“关闭”变为“打开”，如图3、图4所示。

图3 系统状态显示页面

图4 门由“关闭”变为“打开”

对于窗户和距离是同样的道理，本系统会实时监测用户住宅状态，并同步显示在液晶屏幕上。由于单液晶屏幕显示内容有限，作为交互性的智能设计，要求设计满足用户能够自行设置参数的功能，因此设计了多个液晶显示页面，作为演示，只显示2个页面，分别是状态显示页面和参数设置页面。系统初始界面是状态显示页面，显示当前系统状态。设计2个机械按键供用户切换页面和设计参数，用户可以通过按键切换到其他页面。在参数设置页面，用户通过参数设置按键可以设置灵敏度。灵敏度共分4种：10 cm，20 cm，30 cm，40 cm，代表距离是10 cm，20 cm，30 cm，40 cm时启动声光报警。参数设置页面如图5所示。

2.4 终端控制

终端控制功能的实现是通过编写一个Android客户端，该客户端可以进行Socket通信，即可以通过给定的IP和端口利用Android手机的WiFi功能连接服务器，进行数据的传输和系统的控制。在本设计中，单片机与Android手机之间进行数据传送时传送的是命令代码，该命令代码是一个16进制数，该数据由8位二进制数组成的单片机和Android手机通过对该数据的8位进行解析，从而得到系统的状态信息 [7] 。客户端使用方法：用户在Android手机上安装该客户端后，打开手机的WiFi功能，在IP，PORT输入框输入IP地址和端口，点击连接按钮，连接成功后，该按钮会显示“断开”；中间区域显示系统状态，当状态发生变化时，其显示会发生变化；下面区域为命令代码输入区域，用户可以根据需要输入相应的代码。

图5 参数设置页面

客户端功能实现：客户端程序初始化：为各个显示控件添加属性，并为按钮添加响应事件；接按钮响应事件：单击按钮时，与指定的IP、端口建立Socket连接；输入流线程：接收输入流，并根据输入流数据对显示区进行设置；命令代码确定按钮：将输入的命令代码通过已经建立的Socket通信通道已数据流的形式发送出去。

3 结 论

本文设计的家用无线防盗报警系统是基于单片机和Android平台，实现了以下几个功能：

（1） 自动检测功能，超声波测距模块检测陌生人与用户住宅的实际距离，振动检测模块检测窗户的振动，该模块与单片机的I/O口直接连接，实时检测模块电平变化，红外对射电路检测房门的开关，房门正常关闭情况下红外接收电路接收红外发射管发射的红外线，与单片机相连的I/O口检测到一定的模拟电压，通过A/D转换将电压数值存储在AVR单片机内部，当房门打开时红外接收电路接收不到红外线，该电压值发生变化，单片机通过与存储的电压数值比较，判断处理。

（2） 声光报警功能，该功能主要有蜂鸣器和LED组成，该部分电路与单片机对应的I/O口连接，当单片机输出相应的电平时，三级管导通，电路就会工作，实现报警功能。

（3） 液晶显示，通过LCD12864将系统的状态信息显示出来供用户查看，同时按键与单片机I/O口连接，通过对按键的判断处理实现系统灵敏度的设置。

（4） 终端控制功能，该部分功能由HLK?RM04模块和Android智能手机实现，HLK?RM04模块的串口与单片机的串口连接，单片机将状态数据通过串口发送出去，HLK?RM04模块自动将串口接收的信息通过WiFi发送到空间，Android手机通过WiFi功能连接到该模块，通过本设计编写的客户端就能实现信息的接收和显示，同时发送对应的命令代码给单片机，单片机接收到命令代码解析后实现系统设置。

根据设计思想制作实物，经验证功能实现良好。本系统利用单片机和Android平台的结合，不仅实现低成本检测、显示和报警，而且通过串口?WiFi设备还能将系统数据无线传输到用户的智能手机上，真正实现了交互式的智能控制。   本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及发表论文服务，欢迎光临DyLW.neT

参考文献

[1] 朱丹.基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统[J].绍兴文理学院学报，2010，30（10）：69?72.

[2] 桑顺，牛晓聪，赵媛媛，等.AVR单片机与51单片机的比较[J].企业技术开发，2011，30（8）：96?97.

[3] 牛睿，刘飞.基于AVR单片机的过采样原理的实现方法[J].自动化与仪器仪表，2008（3）：72?74.

检测系统设计论文篇7

 

0 引言

目前我国电力系统中电力设备大多采用的计划检修体制存在着严重缺陷，如临时性维修频繁、维修不足或维修过剩、盲目维修等，这使每年在设备维修方面耗资巨大。随着传感技术、微电子、计算机软硬件和数字信号处理技术、人工神经网络、专家系统、模糊集理论等综合智能系统在状态监测及故障诊断中应用，使基于设备状态监测和先进诊断技术的状态检修研究得到发展，成为电力系统中的一个重要研究领域。

1 制约实现状态检修的主要因素

实现电力系统主要电力设备的状态检修，是检修策略发展的必然趋势，也是业内人士多年来的努力方向。但是就目前国内开展此项工作的情况而言，并没有形成有效的、系统的检修策略和管理方案。

1.1 主观因素

主观因素，即管理因素。没有形成系统的设备生命全过程管理是制约实现状态检修的最大因素。论文格式，策略。设计原理的合理性、制造工艺的科学性、出厂和安装质量的保证，将直接影响到该电力设备是否存在“先天不足”及运行后的潜伏性故障；供电系统设计的科学性及合理性，将影响到整个电力系统的绝缘配合和最优化经济运行；故障处理的正确迅捷性，表现为能否将故障的危害性遏制在最小范围内。上述几个方面都有可能给状态检修带来不必要的工作量和整个系统的不安全因素。论文格式，策略。论文格式，策略。

另外，管理机制、检修策略的不同观点、现有监测数据的利用力度及深入研究等方面的问题，是使状态检修工作进展缓慢的另一主要原因之一。论文格式，策略。

1.2 客观因素

客观因素，即技术因素。论文格式，策略。目前的监测技术手段还不能完全地、真实地反映运行中电力设备的状态，这是制约实现状态检修的另一个主要因素。

虽然现代的监测技术日新月异，但由于监测设备长期处于电力系统这样一个强大的电场和磁场之中，加之环境温度和湿度的影响、传感器灵敏度和抗干扰性等问题，使得监测数据不能正确地表征被监测设备的状态。即：设备故障的产生并不是没有先兆，而是我们无法从诸多的现有数据中去伪存真，发现问题。

另外，针对不同的电力设备还有其它的一些问题，诸如：监测手段的单一化、监测成本昂贵及监测过程中各种干扰的不能排除性等，是客观制约状态检修发展不可忽视的因素。

2 开展电力设备状态检修的几个误区

2.1 开展电力设备状态检修工作，必须立竿见影

目前，由于受各方面因素的影响，管理者往往将时效性强加于状态检修中，希望这项工作的开展能够马上看到效益，这样的观点是非常错误的！暂不言监测技术方面的问题，单单是大量的、全面的、真实的、可信的监测数据的获取、整理和分析以及设备故障发展、形成的机理研究等基础性工作就需要漫长的时间，而提出判据、建立设备的状态诊断系统和确定检修策略，只能在此工作完成的基础上实现。所以目前必须应有这样的观念：现在我们开展这方面的工作仅仅是整个电力设备状态检修工作最初的一小步。

2.2 视状态检修仅为技术方面的工作

仅仅将状态检修视为技术方面的工作是片面的。就现状而言，开展状态检修工作应更多地加强管理的作用。只有提高管理质量才能克服制约状态检修发展的最大不良因素。另外，将高质量的管理有效地加人状态检修策略中，不仅可以使状态检修早日实现，还能够将状态检修实现的效益反作用于整个电力行业的日常管理工作中—设计、制造、施工、运行、试验和检修等方面水平和质量的提高以及管理的规范化。

2.3 对在线监测的要求过高

虽然在国内外对电力设备进行在线监测已在许多方面取得了成绩，但还有不少问题尚待进一步研究，需要在实际运行中考验各种监测方法的可行性。因此，目前对在线监测的要求不宜过高。这同时要求各使用部门选择在线监测设备时应采取谨慎的态度：不能只听供应商的介绍，更重要的是了解其工作原理、试验和鉴定资料及运行情况等方面的内容；有条件的情况下，可以采取先试用的办法，待其监测系统经运行考验且监测数据符合规律后再购置推广。

2.4 对监测数据和限值要求的不合理性

如果对监测数据的准确级要求过高，势必会造成监测系统成本的提高，而过高的监测成本将直接影响到状态检修的实用性。只要监测系统的抗干扰性较好，且监测数据能够真实地分辨出被监测设备状态的变化，对监测系统的总体设计、传感器和信号传输等要求可适当放宽。

另外，业摘要”的观点，将这一观点作为状态检修策略研究的一个基点更加有实际意义。

3 状态检修策略的设想

从我国现阶段实际情况出发，在市场经济环境下，对原有计划经济机制形成的有关电力设备运行、检修和更换的管理观念和制度进行根本性地调整和修改。这就要求，电力设备的检修策略应借鉴国外先进技术和经验，涵盖运行、检修和更换以及包括设计、制造和施工在内的前期管理，即实施对电力设备整个生命周期的全过程管理。并在此基础上，从故障模式、经济合理性和技术可行性等三方面综合考虑，逐渐建立并完善一个以状态检修策略为主体，可靠性为中心，以其它检修策略为辅的综合检修策略体系。论文格式，策略。

4 结语

作为设备检修的一种新策略，状态检修在理论和技术上还有许多值得进一步研究的地方。我们有理由相信：随着科学技术的不断进步和电力设备状态检修的实施，将极大地提高电力系统的安全、经济、稳定运行水平，并对电力企业的社会效益和经济效益产生深远的影响。

参考文献：

[1]许婧,王晶,高峰,等.电力设备状态检修技术研究综述[J].电网技术,2000.

检测系统设计论文篇8

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）04（b）-0224-01

1 系统设计原则

1.1 设计自动故障自检电路时应预以考虑的问题

（1）自检电路的可靠性应高于被检对象的可靠性，所选元件的故障率要比被检对象元件的故障率小一至二个数量级。

（2）在电子设备上加自检电路后，不能影响或改变电子设备设计的性能参数。

（3）自检电路应在自身发生故障后，迅速自动和被检对象脱离，使被检对象受到保护，并能给出自检电路故障指示和被检对象某部分不再受到监视的指示。

（4）自检电路的检测点应首先安排在可能产生危险性故障以及有严重经济后果和故障率高的部位，也要满足自动分离故障的要求，并使故障覆盖率达到一定要求。

（5）自检电路应能将故障无模糊地孤立至规定的区域位置。

（6）自检电路应具有优良的性能价格比。

（7）本自检电路的检测、分离层次定为对电子设备有重要影响的电路。

（8）硬件、软件相结合，只要内存容量足够、检测时间允许，应尽可能地采用软件完成检测。

1.2 需要解决的关键技术问题是

（1）测试区划分和测试点确定，被测信号的确定和故障识别准则。

（2）被测信号归一化。

（3）被测信号检测、处理和比较，必要时显示值的大小。

（4）故障的告警等。

1.3 测试点和诊断门限的确定

测试点的配置以不影响原系统的性能为前提，以尽可能少的点判决尽可能多的故障为原则，根据电子设备的结构特点、工作原理、故障的先验知识、故障率等来划分检测区，确定工作点。利用如下技巧：将大系统分成若干个相对独立的分系统，将分系统按单列可更换单元设计。在本方案中即按电子设备各功能电路板分区，将单列可更换单元定为各级电路级。采用连续多次采样，然后对其取平均值的方式判别测试点是否有故障，实际上是对观测数据进行时间平滑，从而减少瞬间波动（躁声或干扰）引起的虚警。

2 硬件组成

整个硬件以单片机为中心组织电路，组成一个单片机应用系统，包括信号源、微信号提取与放大，模拟量数据采集通道自动切换，A/D转换接口等，单片机接口电路等电路。

2.1 信号源电路

由自检系统采用锁相频率合成技术产生的信号源，具有被测电子设备相同的频率稳定度和准确度。在自检系统微处理器的控制下，适时加到被测电子设备的发射或接收部分，使得电子设备在没有接收信号和发送信号的情况下，故障自检系统也能完成检测，且信号源电平固定，为后面相关通道的诊断门限确定提供了方便。

2.2 信号提取及预处理、放大归一电路

信号提取应放置在最能拾取故障信息的部位，对故障信息的鉴别能力取决于整个电路的分辨力和精度，要合理分配到各级，以便选择相应的电路芯片，电路级间的连接和接地应符和抗干扰和降低噪声的要求，当信号频率很高时应注意屏蔽和用同轴线连接。提取出的信号进行预处理及放大，要求信号的规一化及放大器输出不应超出A/D转换器的输入范围，即能将信号放大到A/D转换器所要求的电平。

2.3 模拟量数据采集子系统

模拟量输入数据采集系统设计原则：满足系统功能和性能指标要求，并保证系统可靠。硬件参数选择要恰当，以A/D转换器芯片决定其它芯片，要求其它芯片、元器件的误差比A/D转换器的小，性能价格比高。

2.4 单片机接口电路

包括单片机、按键输入、故障代号显示、EPROM扩展等。

3 及软件设计

为了使自检系统的硬件设备能灵活地完成多种检测与控制任务，还必须配合软件的开发及应用。如采用某些软件措施后，可以使系统在数据检测、采集过程中具有一定的智能作用，使系统的性能得到改善，使信号得到恰当的处理与分析，以适应显示及控制的目的。

在智能检测方面应用的系统检测软件除了某些专用专用程序外，通用的常包括以下几种：系统开机自检、自诊断程序，自动量程及测试功能选择程序，数据自动采集、抑制干扰方面的程序，传感器及采集通道校正、自补偿、线性化处理程序，数据分析、统计、运算处理方面的程序，数据格式及数据输出方面的程序。以下将针对电子设备故障自检系统的特点就其中的几个问题进行说明：

（1）只要内存容量足够，检测时间也允许，应尽可能多地采用软件完成检测。根据硬件电路图的各种信息（如端口地址、逻辑关系等）来完成软件设计，即软件必需以硬件为基础。

（2）每个通道的A/D转换都采用255次转换取平均值的方法来进行时间平滑，从而减少瞬间波动（噪声或干扰）引起的误诊断。

（3）A/D转换的测试点出现故障原地等待，直到排除故障后，按KG开-关，再重新检测、看是否正常。若不正常，仍原地等待。若正常，跳到下一个测试点。同理，以下点照此进行。

（4）显示方式说明：A/D转换通道采用故障代号显示，若通道无故障则不显示。测量通道显示通道号，频率计显示频率，按KG开关转下一通道。

（5）由于数据采集完后是单中断控制方式，所以程序中应有中断服务程序。这种方式减少了CPU工作时间。

（6）在启动故障自检系统之前，电子设备面板显示的工作状态应预置。

4 结语

随着电子信息技术的发展，新型电子设备自动化、智能化水平不断提高，为充分发挥其效能，对新型电子设备的可靠性和出了故障后能迅速排除提出了更高的要求。所以新型电子设备故障自检系统将成为其设备重要组成部分。随着控制论、信息论、检测和估计理论以及数字信息处理技术等近期研究成果被移植到诊断系统中，故障的计算机模拟和智能识别等新技术新理论的应用，必将使得新型电子设备故障自检系统得到更快的发展。

参考文献

[1] Instruction Mannal for MARCONI MARINE DOSIOO VHF RADIOT ELEPHONE，2002.

检测系统设计论文篇9

作者简介：闫俊红（1978-），女，内蒙古包头人，内蒙古科技大学信息工程学院，讲师；李文涛（1963-），女，内蒙古包头人，内蒙古科技大学信息工程学院，教授。（内蒙古 包头 014010）

基金项目：本文系内蒙古科技大学教改项目（项目编号：JY2011021）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）04-0056-02

一、“光电检测技术”课程教学现状

光电检测技术在科学技术的发展史上占有重要的地位，“光电检测技术”的教学和研究也越来越得到国内外高等院校和科研机构的重视。目前国内开设“光电检测技术”课程的高等院校达50多所，专业覆盖了测控技术与仪器、光电信息工程、光信息科学与技术、电子信息工程、通信工程、应用物理、探测制导与控制、生物医学工程等。[1-3]

内蒙古科技大学（以下简称“我校”）测控技术与仪器专业充分结合教育教学背景及教学资源，以培养宽口径、综合实践型人才为目标，以光机电算一体化为主体，以光电为特色，开设了“光电检测技术”课程，对于培养具有创新能力的综合实践型人才具有良好的促进作用。该课程衔接了“工程光学基础”、“单片机原理及应用”、“智能仪器”等，不仅能够使学生了解光电领域新技术的发展和应用，更有利于培养学生的综合实践能力和创新能力，拓宽测控技术与仪器专业的就业口径。“光电检测技术”课程具有内容多、应用性强、发展快等特点。如何通过课程教学与实践，使学生熟练掌握各种光电检测系统的设计，提高学生的综合实践能力，各高校测控技术与仪器专业都做了很多探索。[4，5]本文根据自身的教学实践和对我校测控技术与仪器专业的教学开展情况，结合我校的培养目标对“光电检测技术”课程的理论教学与实践教学做出了改革探索，提高课程的教学质量。

二、“光电检测技术”课程改革思路

“光电检测技术”课程是我校测控技术与仪器专业一门重要的专业基础课。该课程内容丰富、实践性较强，着重培养学生计算机应用、测量与自动控制、智能仪器设计等领域的综合实践能力。根据培养目标和专业设置的变化，我校“光电检测技术”课程经历了几次改革。第一，为适应光电检测技术的蓬勃发展和学生就业的需要，开设了本课程，共50学时，包含了光电子和光电检测两部分，课程的内容主要是光电传感、检测原理及光电检测系统等几部分。第二，由于测控技术与仪器专业培养目标及培养方案的调整，为满足我校学生的就业需求，将该课程的教学内容及教学学时数进行了改革，内容上着重光电检测及光电检测系统的设计，学时更改为32学时。第三，为突出本校的办学特色及教育教学优势，在教学过程中不仅注重基础理论的讲授，更注重对学生综合实践能力的培养，对“光电检测技术”课程教学环节及实践环节进行改革，以培养工程实践型人才为目标，充分培养学生创新思维和综合实践能力，满足社会对高层次检测技术人才的需要。

三、“光电检测技术”课程教学改革实践

1.教学内容改革

由于开设“光电检测技术”课程专业的多样性，应根据各个专业的培养要求合理选择教学内容。结合我校测控技术与仪器专业的培养目标，对“光电检测技术”课程的教学内容进行了改革，目的在于使学生通过课程的学习，既了解光电检测技术的发展前景、光电器件的工作原理及光电检测的基本方法，又能对光电检测系统的设计有整体的把握，达到课程的教学目的。具体改革方案如下：

（1）注重基础，突出重点难点，合理安排教学内容。目前“光电检测技术”教材内容各有优缺点，有些教材较注重基础理论、基本原理，而对光电检测系统设计的内容介绍较少；有些教材兼顾理论教学与实践教学，但对于光电检测领域新技术、新发展的介绍较少，使教材内容落后于光电产业的发展；有些英文教材在光电检测技术新发展方面的编写较为突出，但对光电检测技术及光电检测系统的整体性上把握较差，且与教学大纲不符。因此必须结合本专业需求，合理选择“光电检测技术”课程教材内容，做到基础知识重点讲授，难点重点精讲细讲。例如光电检测器件是光电检测技术的重要内容，在教学中着重讲解光电器件的工作原理、结构、性能参数及应用范例，而对于光电检测器件的偏置电路、前置放大电路、匹配滤波等前期课程中已经涉及的内容进行略讲。光电探测器分为光电效应型和热电效应型，由于热电器件在“热工测量仪表”课程中为重要学习内容，在本课程的教学中将热电器件一章改为自学。而涉及计算机接口等内容由于在“单片机原理及应用”中详细讲解，在本门课程中将其删去。

（2）结合测控技术与仪器专业的培养目标及专业设置，补充反映专业特色的内容。结合我校冶金背景、测控技术与仪器专业的培养目标及学生的就业需求，加强本课程与其他专业课程的衔接，对光电检测的新理论、新技术、新应用和新成果进行了补充。例如在光电检测方法的讲解过程中以智能机器人定位技术为例介绍光电器件的应用，激发学生自主学习的动力。在讲解光电位置传感器时，以光电位置传感器用于智能汽车防追尾系统为具体案例，启发学生认真思考，激发学生的学习兴趣。在讲解激光器、光电耦合器件CCD的过程中，结合器件的应用背景，把器件最新的制作工艺、应用前景介绍给学生，并将光电耦合器件CCD的成像原理与手机采用CMOS的成像原理进行对比，激发学生的学习兴趣。根据学生的就业需求，在课程的教授过程中补充与冶金企业生产过程密切相关的光电检测系统。例如基于CCD的锅炉燃烧控制系统，以光电耦合器件CCD获取锅炉内部燃烧图像，用图像信息确定炉膛内部的温度分布，确定锅炉内部燃烧机理，及时有效控制锅炉燃烧效率，达到锅炉温度控制目标。结合科研课题“基于CCD的比色测温研究”，将CCD的应用领域进行拓展，使学生系统全面地掌握光电系统的设计，培养学生的工程实践能力。

（3）立足培养综合实践型人才，加强光电检测实践教学环节。实践教学有利于培养学生的综合实践能力和创新精神，该教学环节学时有限，如何在有限的学时内完成预期的目标，必须对基础验证型实验、综合型实验及创新型实验的比例作出调整。光电检测实践教学以我校光电检测实验室为基础，秋实科技创新实验室为媒介，构建实用型光电检测实验教学平台。在具体实践教学中，采用基于项目设计的实验教学方法，合理保证基础验证型实验，并结合集中演示的方式进行教学，提高综合型及创新型实验的比例。我校光电检测实验室的主要实验设备有CSY-2000型光电检测实验台，包含光电传感器模块、信号采集模块、信号处理及自动控制模块等。在实验室内不仅可以完成光电探测用光源、光电探测器原理及特性等验证性实验，还可以根据具体的对象搭建实用的光电检测系统。秋实电子实验室致力于鼓励大学生完成科技创新活动，在光电检测实验平台的基础上，结合秋实电子实验室现有设备，可以完成综合设计型实验，例如智能机器人视觉系统、智能小车竞速系统、智能小车防追尾系统等设计，帮助学生在完成“光电检测技术”基础知识、系统理论学习的同时，提高学生的实践动手能力，使学生通过实践环节的学习，达到培养工程实践型人才的目标，并结合科研课题增设创新型实验，以具体的科研项目拓展实验教学内容，及时反映光电检测的最新发展情况，培养学生的科研创新能力。

2.教学方法改革

“光电检测技术”是一门多学科交叉科学，如何提高教学质量、提升教学效果，使学生既能有效地掌握基础理论、基本方法，又能灵活运用基本原理。传统的以课堂教学为主、实验教学为辅的教学模式必须进行改革。

（1）有效地将课堂教学、实践教学相结合，引入多元化教学方式，增强教学效果。如讲解光电效应的过程中，采用图文并茂的多媒体课件形式，制作动画效果，将涉及半导体理论的抽象原理直观形象地演示出来，并以日常生活中光电探测器的应用为实例，激发学生的学习兴趣，拓展学生的视野。在讲授光电器件的性能参数过程中，量子转化效率、光电响应度、光谱响应范围、光电响应时间等性能参数均为抽象的物理参数，而光电器件的性能参数又是光电检测系统设计的关键，在讲授中以光电检测系统中光电器件性能参数变化对系统测量结果产生的影响为例进行讲解，以直观的数据将抽象的物理参数简单化。

（2）充分发挥学生的主观能动性，提高学习效果。在课堂教学过程中，充分发挥学生的学习积极性，加强学生与教师的互动，活跃课堂气氛，提高学生的学习效果。如绪论部分引入光电产业的发展前景，以日常生活中的小故事为例，引出光电产业的背景及发展趋势；以创新型实验为例，鼓励学生根据日常生活中的测量参数设计光电检测系统，发挥学生的主观能动性，培养学生的综合实践能力。

（3）改变考核手段，注重培养学生的综合能力。课程考核是评价课程教学质量的重要手段，传统的考核方式均采用卷面形式，具有一定的局限性。本课程采用卷面考核成绩、课堂提问、综合设计作业成绩相结合的考核方式。其中课堂提问成绩根据课堂提问结果给出，及时考查学生对所学知识的掌握程度。综合设计作业成绩以学生所完成的综合型创新型实验报告书给出，全面考查学生的综合能力。将三部分成绩结合起来，合理反映学生对于本门课程的学习情况。实践表明这种方式极大地调动了学生的学习积极性，取得了良好的效果。

四、结论

结合我校测控技术与仪器专业的培养目标及学生的就业情况，对“光电检测技术”课程教学进行改革，首先对课程教学内容体系进行了优化，接着采用项目教学法对原有实践教学环节进行改革，加大综合型创新型实验的比例，最后对教学方法进行改革，以有效的教学方式达到预期的教学效果。实践结果表明，课程内容体系改革、实践教学改革和教学方法改革提高了本课程的教学效果和人才培养质量。

参考文献：

[1]罗先河，等.光电检测技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，

1994.

[2]雷玉堂.光电检测技术[M].第2版.北京：中国计量出版社，2009.

检测系统设计论文篇10

现代社会生活离不开各种计量设备，如水表、电表、煤气表等。为确保公平国家对各类计量设备的检定装置、检定过程及周期分别制定相关规程，并对其进行定期的检定以此来保证计量仪表的准确。各级监督部门纷纷投入研发或购买检测分析业务系统，传统的业务系统大多侧重于业务数据的采集以及工作流程的数据流转和跟踪。由于与检测业务相关的检测规程种类繁多涉及的检定装置接线方式、测量条件、测量方法和数据处理方法存在诸多差异，实际工作中业务决策过程异常复杂稍有不慎将会严重影响检定结论。检测业务处理结果通常取决于工作人员的业务决策水平和能力，因工作失误而引起的纠纷时有发生。针对这个问题提出引入专家系统来辅助业务系统的决策工作，设计一种检测专家系统以提高业务决策的准确率减少因决策失误而引起的纠纷。

1 检测专家系统框图

业务系统OA中的报检、检测和分析等服务需利用专家系统功能来辅助工作，其中报检服务根据所提交基本事实应用专家系统实现快速准确的决策；检测服务通过专家系统检索检测规范、检测步骤过程及自动化检测控制信息等；分析服务利用专家系统检索数据分析处理方法和结果判定规则等内容。检测专家系统原理框图如图1所示。

2 检测专家系统研究

2.1 检测专家系统推理机理

检测专家系统推理机理如图2所示。

推理过程：

（1）Input（X），Input（？Y）输入知识（X构成已知知识集合，？Y构成求解目标集合）；

（2）Init_KA（）初始知识集合满足；

（3）getXY（KADeactive）取一非激活知识；

（4）isKnownd（e）判断知识是否存在；

（5）isActived（e）判断知识是否激活；

（6）isTarget（e）是否目标知识判断；

（7）isSolution（e）是否是目标求解，判断；

（8）选择执行IF-THEN / WHEN-NEED / WHEN-CHANGE算子；

（9）isConflict（e）判断存在冲突输出冲突错误警告并结束，判断式为；

（10）isEmpty（KADeactive）判断存在非激活知识时循环执行③；

（11）isEmpty（KATarget）判断目标集合为空，输入无解；

（12）isSolutions（KATarget）判断所有目标是否均已求解，输出结果（或部分结果）后结束。

2.2 检测专家系统实例分析

检测专家系统包括送检阶段、检测阶段、分析阶段三个阶段：

2.2.1 送检阶段

2.2.2 检测阶段

2.2.3 分析阶段

3 检测专家系统开发

检测专家系统服务器操作系统采用Linux；数据库采用MySQL；WEB服务采用Apache，专家系统采用Python开发。

图3为使用智能手机访问检测专家系统登录界面，图4为检测专家系统输入界面。

4 结论

本文给出了一种检测用专家系统。应用专家系统辅助开展业务工作后，业务决策的准确率和速度都有显著提升，同时大大降低相关岗位对工作人员的业务水平要求。提供基于Web的跨平台访问，用户能使用各类智能终端设备便捷地访问专家系统，为灵活工作带来更大的便利。检测专家系统采用主流的开源系统和开发工具，具有附加成本低、易二次开发和安全可控性高等特点，具有很好的应用和推广价值。

参考文献

[1]王龙来.水流量装置中主标准器体积管检定装置及次标准器标准流量计的测量不确定度评定[J].中国计量，2015（08）：87-90.

[2]戴丽娜.高准确度水流量标准装置的应用研究[J].计量技术，2014（07）：21-23.

[3]孙青竹.水流量标准装置自动检定系统[J].计量技术，2005（12）：44-46.

[4]张永春.机车制动系统实时监测与故障诊断专家系统[J].计算机测量与控制.2013（10）：2615-2617，2620.

[5]王玉刚，彭海军，王思臣.某型机载设备故障诊断专家系统知识库的设计[J].数据挖掘，2016（01）：37-41.

作者简介

郑荣茂（1976-），男，广东省开平县人。博士学位。现为广东机电职业技术学院信息工程学院系统分析师。研究方向为应用系统开发与集成、智能传感技术、云计算、大数据。

杨金艳（1977-），女，山西省太原市人。在职硕士。现为广东机电职业技术学院外语商务学院讲师。研究方向为英语及软件工程。

作者单位

1.广东机电职业技术学院信息工程学院 广东省广州市 510550

检测系统设计论文篇11

在工业生产中，测量是进行质量管理的手段，是贯彻质量标准的技术保证。机械零件的尺寸检测作为产品加工的一个关键环节，其检测结果不仅影响产品的质量，而且对后续零件的再加工和装配产生决定性的作用。目前，常规的零件尺寸测量手段主要采用游标卡尺、激光测量仪和轮廓仪等完成检测环节。以上零件尺寸测量方法要么受测量工具限制，其测量精度有限；要么检测仪器过于昂贵且操作复杂，同时其准确率往往受人为因素的影响。

鉴于当前机器视觉技术的快速发展以及其在工业检测方面的成功应用，论文构想利用摄像机替代人眼，让计算机替代人脑，从而研制出一套针对零件常规尺寸的自动化y量系统。

1 系统概述

在充分遵循系统的完整性、可靠性、经济性和实时性等原则的基础上，本文设计出了一套基于机器视觉的零件常规尺寸测量系统。该测量系统主要由图像摄取、图像处理、图像特征提取和分析、图像常规尺寸测量和结果输出几部分组成。其工作原理图如图1所示。

2 硬件设计

基于机器视觉的零件常规尺寸测量系统的硬件主要包括：照明装置、摄像机、计算机和透明工作台。各部件的主要功能是：照明装置主要为零件图像采集提供合适的光照环境；摄像机用来采集零件数字图像并传送到计算机，然后保存为相应图片格式；计算机通过系统软件实现对零件图像的预处理、边界提取、特征提取、相机标定和常规尺寸计算；透明工作台用来承载被测零件。

3 算法设计

图像处理算法对机器视觉测量系统会产生决定性的影响。为了能满足零件尺寸测量的要求，针对零件产品图像的特点，我们设计了一套合理的图像处理算法流程。其流程图如图2所示。

首先对获取的零件图像进行预处理，包括图像灰度化、图像去噪、图像分割和边界提取；然后提取零件的几何特征；最后通过对系统的标定，实现了零件图像常规尺寸的测量和结果显示。

3.1 图像预处理

3.1.1 图像灰度化

经过摄像机采集到的零件图像是24位真彩色RGB图像，该图像中的每个像素由R、G、B三个分量决定，而灰度图像的每个像素由一个值确定。为了减少后续操作过程中的计算量，需要对采集到的零件图像进行灰度化处理。

3.1.2 图像去噪

采集系统获取的待检零件图像由于受照明程度、环境温度、电源变化、电磁辐射和振动等随机因素的干扰，图像会包含大量的噪声，表现为图像模糊、失真和大量斑点等。为了消除和抑制噪声对零件图像后续处理的影响，必须对图像进行滤波处理。由于中值滤波既能消除噪声又能保持图像的细节，符合本系统检测的需求。

3.1.3 图像分割

在所采集到的零件图像中，我们只对零件区域本身感兴趣，对于图像中的其他要素则要尽量消除。图像分割就是指把图像分成各具特性的区域，并提取出感兴趣目标的技术和过程。经过大量的实验验证，本文采用迭代阈值分割法实现对零件图像的分割，达到了预期的处理效果。

3.1.4 边界提取

轮廓是对物体形状的有力描述，对图像分析和识别十分有用，而通过边界提取算法就可以得到物体的边界轮廓。目标图像边界提取的方法很多，主要包括链码表示法、标记图法以及多边形近似法等。论文采用8连通链码法对待测零件进行了边界提取，为后续零件尺寸的检测奠定了很好的基础。

3.2 图像分析

3.2.1 特征检测

要测量零件的尺寸，首先应该检测出零件所包含的直线和圆等基本的几何特征。目前常用的几何特征检测方法有Hough变换法、拟合法和模板匹配法等。本文采用最小二乘法实现了对直线和圆的拟合，其拟合具体过程如下：

（1）采用最小二乘法实现对直线的拟合。

（2）采用最小二乘法实现对圆和圆弧的拟合。

采用最小二乘法对圆和圆弧的拟合过程与直线的拟合求解过程类似。设所求拟合圆的方程为：。根据最小二乘法应满足的条件，可以求出拟合圆的三个参数：u、v和r。

这样，通过基于最小二乘法的直线和圆拟合方法，可以顺利检测到直线和圆弧几何特征，为后续零件尺寸的测量奠定了基础。

3.2.2 系统的标定

相机拍摄到的图像是以像素为单位的，要得到待检零件的实际尺寸，需要将像素尺寸转换为长度尺寸，这个过程称为系统的标定。本文使用0级精度量块，采用二次标定法实现了对系统的标定过程。被测零件的实际尺寸L与像素尺寸N之间应满足如下关系式：L=KN+b

式中，b为系统误差，K为标定系数；

在摄像机固定的情况下，求取参数K和b值的具体步骤如下：

（1）在被测位置放置一长度为L1的标准量块；

（2）对标准量块进行扫描、处理，得到对应的像素尺寸N1；

（3）在被测位置放置另一长度为L2的标准量块，重复步骤2，得到对应像素尺寸N2；

（4）求取参数值：

4 软件设计

本着稳定、可靠、合理、高效、简洁和易于操作的原则，我们采用面向对象的Matlab程序语言，实现了基于Matlab GUI的测量系统软件的设计。

本测量系统软件主要包括用户登录模块、文件管理模块、图像处理模块、参数设置模块、数据浏览模块和帮助模块等。其中，用户登录模块可以完成用户的注册、登陆、密码修改和账号管理；文件管理模块主要包括待测零件图像的打开、关闭和保存等功能；图像处理模块不仅包含文中所涉及到的算法，还增加了其他算法功能；参数设置模块可以实现对摄像机、零件和图像参数的设置；数据浏览模块可以完成对实时数据、历史数据和操作记录的查看；软件帮助模块主要用来说明软件的使用和系统的更新问题。

5 实验结果

为了验证测量系统的适应性、稳定性和可靠性，本文选用工作面距离为1.49mm的0级量块和直径为2.03mm的标准环规对系统进行了可靠性测试。实验的测量结果如表1所示。

采用概率与数理统计的方法对测量结果进行了处理。由处理结果可以看到，采用本测量系统，其测量精度可以达到微米级，可以满足在线实时测量的需要。

6 结论

作者设计了一套基于机器视觉的零件几何尺寸在线检测系统，克服当前人工检测的不足，提高了产品的检测精度。同时，完成了系统硬件、软件和图像处理算法的设计。实验结果表明：该测量系统的测量精度可以达到2um以下，满足零件尺寸非接触在线测量要求，具有很好的应用前景。

参考文献

[1]王保军.基于机器视觉的药瓶封装缺陷检测系统研究[D].沈阳：东北大学（硕士学位论文），2014.

[2]李岩，花国梁.精密测量技术[M].北京：中国计量出版社，2001.

[3]章毓晋.图像工程（上册）――图像处理和分析[M].北京：清华大学出版社，1999，5-120.

[4]张铮，王艳平，薛桂香.数字图像处理与机器视觉[M].北京：人民邮电出版社，2012（12）：63-160.

作者简介

检测系统设计论文篇12

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）13-0167-02

Abstract： with the advancement of industrial technology， process control system technology is becoming more and more complex and integrated in the control system to monitor， discovery and troubleshooting system plays an important role. The fault analysis as a basis for the industrial process automation detection， intelligent analysis is particularly important， in today with the rapid development of computer technology， the working mechanism of artificial immune system inspired and based on artificial immune fault intelligent analysis research provides a theoretical basis.

Key words： artificial immune； fault analysis； intelligent

从控制论配提出到现在，在科技不断进步的同时，过程控制技术已经发展成为现代工业领域中一个重要的组成部分，在化工、电力、石油、冶金和钢铁产业中应用极为广泛。在过程控制系统逐渐复杂化和规模化的今天，系统通常被用于各种较为极端的危险环境中，一旦过程控制系统出现问题，不仅仅是设备出现问题，严重可能会发生重大安全事故，造成人员伤亡。事故所产生的损失，远远高于系统本身的损坏，对行业发展造成难以想象的危害。在实际情况中，对基于人工免疫的故障分析系统的应用和推广，建立较为完善的故障智能分析系统对工业的发展十分重要。在故障智能分析系统的使用中，提早发现和排除故障，保障设备和工业生产的正常安全进行。

1 故障分析存在的问题

故障分析系统发展到今天，许多故障分析和检测的方法已经在研究中被提出，在实际生产中，这些理论研究被广泛应用，但是在应用效果上，仍然存在很多需要解决的问题，具体主要包括以下几种情况：

1.1 据压缩问题

在计算机网络逐渐在各种工业中的应用过程中，传感器检测的状态数据大量的被储存在计算机中，随着时间的不断积累，数据的存储量逐渐增多。因此，工业中运用的计算机中储存了大量的历史数据。这种情况使得计算机在后期的故障分析中很慢有效的完成数据整理。

1.2 故障样本难以获取

在计算机数据存储能力不断提升的同时，计算机对工业设备的正常运行分析数据读取较为容易，但是在故障数据传输中，计算机不容易获得。这造成计算机很难对存在大量数据的故障及时有效的作出分析。

1.3 缺乏具有在线学习能力的故障分析方法

在工业的生产过程中，在技术更新的同时，设备也会出现一些新的问题。由于现有的故障风险系统（如神经网络系统）不具备在线学习的能力，需要人为的对故障分析系统中故障类型样本进行更新，降低了系统的工作效率，有可能造成重大安全事故的发生。因此，对故障分析系统的在线学习能力的加强十分必要。

2 基于人工免疫的故障智能分析实现

所谓的故障智能分析系统就是通过对设备运行的过程中，系统对设备产生的故障进行智能分析，保证系统能够准确有效的对故障进行分析。故障智能分析系统对设备故障发现可以使得工作人员及时对故障做出反应和处理措施，减少从发现故障到问题解决之间的工作时间，确保安全生产和高效生产，降低运行成本。

在工业的设备不断复杂的过程中，传统的故障分析系统难以满足工业发展需求，工业中急需具有故障智能分析的系统代替原有的系统，以应对工业生产中日趋严峻的生产形势。生物的免疫系统是一种可以学习、记忆、新事物识别和自我不断更新的系统，它是一种具有智能的控制系统。通过准确识别各种入侵病原体的本体并及时将病原体消灭。故障智能分析系统具有和人体免疫系统相同的运行机制。通过借鉴免疫系统对问题的分析与处理过程，探索可以与免疫系统相似问题处理过程，准确迅速的识别设备的故障，是本文研究的主要目的。

故障智能分析的过程如图1。

将现场采集的样本数据预处理后储存在计算机的运行空间中，利用故障检测装置对样本数据进行匹配计算。如果结果一致，说明设备发生故障。通过记录下匹配的数据，在故障智能分析系统中对故障类型进行激活和智能判断记录。

2.1 故障样本归属判定

为了是吸纳系统中对各种可能发生的故障的涵盖，本文提出的故障智能分析系统中可以存在检测器之间的范围重叠。这样可能会长生另外的问题，即不同的故障检测装置在故障检测过程中可以对同一异常检测，数据分析计算机网络在对故障进行匹配时发生对个检测装置产生同一故障显示。所以，需要对故障进行一个检测的归属划分。

1）最近距离机制：在检测装置进行模拟训练时，按照故障在检测装置中的“距离优先” 进行模拟训练，在后期的应用于训练保持一致性的原则下，对故障进行“距离优先” 的原则进行样本的归属划分处理，应用对应的分析装置。

2）最大数量机制：在使用“距离优先” 原则对检测装置进行模拟训练时，在故障发生检测装置仲裁时要进行检测装置数量判断。统计出同类故障在各个检测装置中出现的次数，判断出现次数最多的检测装置对该类故障的存在进行激活。当故障智能分析方法中使用的初始检测器是由故障样本直接产生的，由于省略了训练过程，在面临多检测器被激活要判定被检出样本的归属时，既可以采用“最近距离”机制也可以使用“最大数量”机制。

2.2 检测器更新

在故障智能分析系统中导入具有更新功能的运行机制。通过借鉴免疫系统运行记录，被事故激活的检查装置要能够对自身进行复制和更新。在故障分析数据中，激活检查装置的复制功能是将故障数据在同类检查装置中激活，更新则是对事故的储存空间进行位置预留。可见，实现克隆选择的方法有很多种。为了实现算法的自动收敛，而不用如上一章的故障检测方法中通过规定检测器总数控制检测器的更新，本章提出了一种新的检测器更新实现。在故障智能分析完成后，被检测出的异常点不用于直接产生新检测器而是被移动到其所属的检测器边缘上，在新的位置计算该点是否被自体或其他的检测器覆盖。

3 总结

在工业设备逐渐集成化和复制化发展的今天，故障分析系统对设备运行的检测和控制尤为重要，通过及时发现故障，排除故障，保障设备的正常运行，对工业发展的安全生产越来越重要。本文正是在免疫系统各种智能机理的启发下，对基于人工免疫的故障智能分析方法进行了相关探索。

参考文献：

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