大 慶 石 油 學 院畢業設計開題報告課程名稱 市電電壓分段檢測及報警指示電路研制 課程類型 應用研究 院 系 電子科學學院 專業班級 電子信息工程 學生姓名 姜岸明 學生學號 040901140318 指導教師 王明吉 2008 年 4 月5日大慶石油學院學生開題報告表課題名稱 市電電壓分段檢測及報警指示電路研制課題來源自擬課題課題類型E指導教師姓名王明吉學生姓名姜岸明學 號040901140318專 業電子信息工程開題報告內容：（調研資料的準備，設計目的、要求、思路與預期成果；任務完成的階段內容及時間安排；完成設計（論文）所具備的條件因素等。）.畢業設計資料準備在畢業設計之前，通過學校圖書館和網絡進行了大量的查閱資料工作，對課題有了初步的認識。并且閱讀了相關資料。如：（1）電子工程手冊委員會，集成電路手冊委員會，中外集成電路簡明速查手冊。（M）.北京：電子工業出版社（2）應百里.集成運算放大器的非線性應用（M）.北京：高等教育出版社。（3）謝元清.模擬集成電路應用（M）.北京：人民郵電出版社。（4）童詩白，華成英.模擬集成電路應用（M）.北京高等教育出版社。（5）閻石.數字電子技術基礎（M）北京：高等教育出版社。（6）郝鴻安.555集成電路使用電路集（M）上海：上海科學普及出版社。.設計目的與要求設計目的：隨著我國經濟的發展和生活水平的日益提高，城市人口和建設規模的不斷擴大，各種用電設備的日益增多，廣大地區的電網又缺欠改造和擴容，用電環境變得越來越惡劣。日常生活中，我們不可避免地要用到家用電器等各種各樣的電器設備。由于電網電壓的波動，在較高的電壓下很有可能使電器設備受到損壞，而在低壓時電器設備不能正常工作。在這種情況下就需要有一個電壓報警指示設備，其可以及時準確地對電網電壓進行分段指示并對過、欠壓進行指示報警，使用戶可以放心的使用各種電器設備。設計要求：（1）掌握電壓監測和比較電路的原理；熟悉各種報警指示電路的原理；（2）會用面包板插接成功有關電路，能夠設計、制作印刷電路板，并焊接、調試成功該裝置；（3）用PROTEL繪制電路原理圖，其它圖也必須是矢量圖。.設計思路該電路的設計原理是運用橋式電路先將電網上的交流電轉換成直流電以提供采樣信號，并通過穩壓電路得到穩定度較高的直流電壓為各種器件提供工作電壓。比較電路可以使用集成電壓比較器，也可以使用集成運算放大器搭成（本設計使用集成電壓比較器）。報警電路既可以采用555芯片構成的自激多諧振蕩器，也可以使用邏輯電路搭成環形振蕩器（本設計采用555芯片構成自激多諧振蕩器）。同時用邏輯電路控制報警電路和指示電路的工作。該電路的框圖如下圖所示。穩壓電路采樣電路比較電路邏輯控制電路報警指示電路基準電路市電整流濾波電路報警指示的表現狀態為：在正常狀態下，報警器的正常指示燈亮（設計時選用的發光二極管的顏色為綠色），報警器不報警；在過欠壓、微欠壓、微過壓、超過壓四種狀態下，代表各自狀態的指示燈亮（各狀態的指示燈可以用發光二極管的不同顏色來加以區別），代表正常狀態的指示燈不亮，報警器產生報警。.預期成果理論綜述一份；畢業論文一份（含電路圖，仿真圖）；制作成功市電電壓分段檢測及報警指示電路裝置一個。.任務完成階段14周：通過大量的理論調研，查找相關資料，寫出詳細的調研及開題報告。56周：進一步進行理論分析和方案比對，在眾多方案中選出合適的設計方案，準備所需器材如：霍爾開關，電阻，電容，面包板，導線等。712周：研制電路，插接面包板，搭建電路，并進行性能調試，無誤后進行實物制作，制作PCD板，焊接、檢查及測試。1314周：總結、完善、撰寫論文。15周：學習使用PPT，準備論文答辯。設計并組裝一種市電電壓分段檢測及報警指示電路，用一套電路，利用開關切換的方式，同時實現分三段和分五段的檢測和報警指示；用各種不同顏色的發光二極管分別指示市電電壓所處的各種狀態；對于過壓和欠壓兩種情況，用同一音響電路，給出不同聲音的報警指示；對該電路的有關性能指標進行測試。.完成畢業設計所具備的條件學校圖書館中的參考書籍，校園網上各種信息檢索系統中的相關文獻等。指導教師簽名： 日期：2008年 4 月 5 日1、課題來源：課題來源分為結合實際課題和自擬課題兩種，結合實際課題中來源于科研課題的要填寫確切基金項目、企事業單位項目，不能寫橫向、縱向課題等。2、課題類型：A工程設計；B科學實驗；C軟件開發；D理論研究；E應用研究。大慶石油學院學生開題報告表課題名稱 單峰二維溫度場聲學測量方法及計算機仿真研究課題來源自擬課題課題類型E指導教師姓名王明吉學生姓名姚長慧學 號060901340225專 業應用物理開題報告內容：（調研資料的準備，設計目的、要求、思路與預期成果；任務完成的階段內容及時間安排；完成設計（論文）所具備的條件因素等。）.畢業設計資料準備在畢業設計之前，經導師指導，通過學校圖書館和網絡進行了大量的查閱資料工作，對課題有了初步的認識。并且閱讀了相關資料。1沈國清，安連鎖，張波等聲學法重建爐內溫度場的算法研究J鍋爐技術，2005，36(6):5254 2Gerald Recktenwald.數值方法和MATLAB實現與應用.伍衛國，萬群，張輝.機械工業出版社,2004.3沈國清. 聲學方法重建爐內溫度場的算法研究D.北京：華北電力大學碩士學位論文，2003.124鄧建中，劉之行.計算方法M.西安:西安交通大學出版社，2001(8):91-95.5解同信.最小二乘法求作擬合直線.北京工業職業技術學院學報J.2006(7).6姜鳳紅三維溫度場聲學測量方法與技術的優化研究D.大慶石油學院優秀碩士論文.2008:1-9.7田豐，邵富群，王福利基于聲波的工業爐溫度場測量技術沈陽航空工業學院學報， 2001，18(3)：1011.設計目的與要求設計目的：溫度場檢測在工農業生產、日常生活及加熱過程等許多方面都具有十分重要的意義。然而，溫度場的測量又是一個十分復雜的問題，利用傳統的熱電偶測溫或輻射測溫技術都很難實現整個溫度場的準確測量。聲學測溫作為一種新的測溫技術，由于具有快速、精確、測量范圍寬、實時測量、維護方便等優點，特別是在高溫和惡劣的測溫環境中，此方法更具有傳統方法所無法比擬的優勢和特點，必將在工業生產、科學研究中起到越來越重要的作用。因此，本課題主要對聲學溫度場測量的方法及算法進行了研究,并實現聲學方法對二維溫度場的測量重建及計算機仿真。設計要求：（1）掌握二維溫度場聲學測量方法的原理和反演原理。（2）編制反演程序，對單峰二維溫度場聲學測量進行計算機仿真。（3）對仿真結果進行對比，并加以分析。.設計思路聲學測溫系統的基本原理是基于氣體介質中聲波的傳播速度是該氣體介質函數，同時也與該氣體組分有關，在大多數應用條件下，氣體的組分和相對含量已知，而且在很小的范圍內變化。因此，聲音的傳播速度可以看作氣體介質溫度的單值函數 (1) 式中：c聲波在介質中的傳播速度，m/s；R理想氣體普適常數，J/molk；氣體的絕熱指數（定壓比熱容與定容比熱容之比值）；T氣體溫度，單位為K；m氣體分子量，kg/mol。S7S6S5S4 S1 S2S3S2 圖1用聲學法重建某一截面溫度場,其重建區域及測量系統分布如圖1 所示。其中,S1S8 為測量系統的發射/ 接收傳感器,要求S1S8 對稱均勻地安裝于截面的八個位置,且位于同一平面(以下稱此平面為“典型平面”) 。考慮在同側墻壁上傳感器之間的路徑上不會產生明顯有效的信號,因此除去本身和同側墻的接收單元,每個聲發射單元和其它接收單元可以形發射/ 接收路徑。這樣,共會形成24 條獨立有效的發射/ 接收路徑,聲波從發射傳感器到接收傳感器之間的傳輸時間TOF為： (2)式中: a 表示聲波路徑上的空間特性,即聲速的倒數;ds 是聲音傳播路徑的微分。將整個溫場劃分成16 個區域,如圖1 中的虛線所示,從左至右,從下至上依次用數字i ( i = 1 ,2 , 16) 表示,每一個區域里的溫度是未知的,并且被假設為均勻的。溫場重構的準確性取決于溫場劃分的方法。用Sik表示第k 條聲波路徑穿過第i 個區域的路徑長度,則(2) 式可表示成 （3）式中: ai 是第i 個區域的空間特性,即聲波在該區域傳播時聲速的倒數, tk 是聲波沿第K條路徑的飛行時間,其與實測值TOFk 之差為 （4）應用最小二乘法得 （5），如果存在逆矩陣,則: （6）這樣,便求出了每一分割區域的空間特性,即聲波在該區域傳播時聲速的倒數。利用(1) 式可求出各區域的平均溫度,即 （7）將各區域平均溫度作為區域幾何中心點的溫度,利用插值(二維插值)算法，便可擬合出整個待測二維溫度場。.預期成果畢業論文一份。5.任務完成的階段內容及時間安排：1周：制定畢業設計安排計劃。23周：調研，在圖書館和微機室查找有關聲學法二維溫度場測量的資料及參考文獻。45周：學習聲學法二維溫場重建思想，研究和推導相關公式。6周：復習C語言知識，為編制反演程序做準備。7周：復習MATLAB知識。8周：根據所學的最小二乘法編制出反演程序。9周：進行計算機仿真,對結果進行對比分析。1012周：對工作進行認真總結，開始寫論文。1315周：總結日志,寫出畢業論文,并準備畢業答辯。.完成畢業設計所具備的條件計算機:MATLAB軟件，C語言編程軟件，并練習掌握和應用。學校圖書