电气测试技术课程设计参考题目.docx

电气测试技术课程设计参考题目.docx

《电气测试技术课程设计参考题目.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气测试技术课程设计参考题目.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电气测试技术课程设计参考题目

电气测试技术课程设计参考题目

1.设计一个自动量测啤酒等液体灌装流水线上成品瓶数的装置，要求手控启动后从0开始由LED数码管显示其动态值。

（提示：

需要考虑发送距离；背景光变化所产生的误计数；瓶子抖动产生重复计数等因素对装置所造成的影响）

2.设计一个检测汽车司机饮酒程度的仪器。

分为十档，用一个数码管显示，要求能抗汽油味干扰。

采用的方法是测量司机呼出气体中的酒精含量，若其含量<100ppm，则为0档。

以后含量每增加300ppm就加一档。

（提示：

传感器可考虑选用QM系列半导体气敏传感器，可考虑用已知体积的带盖密封瓶中加不同量酒精的方法做定标用的信号源））

3.设计一个厨房可燃性气体泄漏情况的检测报警装置。

当厨房中天然气（CH4）或液化石油气（C4H10）浓度大于某个数值（例1000ppm）时，用蜂鸣器报警并发出控制信号，启动抽油烟机。

4.设计一个花木温室的温度采集系统。

每10分钟测温一次，24小时连续采集，数据存入内存。

每隔24小时把数据输出给电平记录仪并画出24小时中的温度变化曲线，接着再进行下一次测温循环。

5.用单片机8031组成8路温度巡回检测系统。

最远测点距离为100m，温度测量范围0～100℃，温度分辨率为0.5℃，环境共模噪声为5V，要求每秒钟至少测一次。

每路可设置温度的上限值和下限值，并在超出其范围时发报警信号。

各路最近1分钟内的测量结果及其最高、最低和平均温度存在内存区，以供主机取用。

（提示：

因温度变化慢，采样保持可考虑不要；因远距离传输，可考虑把电压信号转换为电流信号）

6.设计峰值检测电路：

传感器输入信号的测量范围为1μV~10μV，10μV~100μV，100μV~1mV，1mV~10mV；设计程控放大器，利用程控放大器将传感器的输入信号放大为0~1.999V，供A/D转换用；设计自动切换量程电路，完成各种量程的转换。

7.在生物培育室、蔬菜大棚等场合，对温度有一定要求。

如果温度太高，则应及时采取降温措施；如果温度太低，则应及时采取升温措施。

为了便于及时了解温度是否正常，可使用温度报警器。

要求如下：

⑴0℃～30℃，5℃为一档显示；

⑵高于30℃，发出1kHz声响，同时打开电扇继电器；当低于28℃，停止；

⑶低于10℃，发出1kHz间歇声响，同时打开加热器；当高于12℃，停止。

8.设计一个可以演奏乐曲的红外线遥控电子门铃，设计要求：

⑴按一下按键，电子音乐门铃奏响三遍主旋律乐曲；

⑵用不同的音乐来区别家人和客人；

⑶作用距离不小于2m；

⑷放大器输出功率

。

9．使用HT48R30A-1DIP28单片机与ICL7135型 4.5位A/D转换器设计一个高精度调功输出温控仪，应用于0～99.99℃的调功输出式温控。

电路具有两种控制输出方式：

调功输出和超限位式输出，它们可以分别使用，也可以混合使用或者同时使用。

调功控制输出就是按照实际测量显示的温度与用户设定的恒温目标温度值之间采用智能控制，根据其差距和被控对象的有关参数进行快速实时调整，最好使温度控制不会出现“过冲”现象及大幅度波动的弊病。

而普通超限输出就是当测量显示值＞超限值时，超限输出端口会输出高电平。

调功控制的目标温度值设置：

这是使用者希望温度稳定的目标值，由用户在使用中通过按键设置，设置好的数据将保存到电存储器里。

位式超限控制时要给出报警信号。

10．设计一微小电流测量仪，可将较小电流以数字的方式直观、准确的显示出来。

被测信号是石英钟平均功耗电流，是一微小的不规则的电流。

测量范围：

0~200μA。

通过查阅资料，自行绘制原理框图，并实现各部分的功能，完成单元电路设计、参数计算和器件选择。

（注意所选器件经济性、实用性）。

11．设计一个电子天平，量程为0～1.999Kg，传感器采用悬臂梁式的称重传感器（悬臂梁上贴有应变片）。

显示电路采用共阳极数码管。

3位半A/D转换电路。

传感器测量范围是0～2kg，灵敏度为1mV/V。

电源电压±12V或±15V。

（在电路设计过程中应考虑电路抗干扰环节、稳定性。

选择低失调电压，低漂移，高稳定性，经济性的芯片。

电路中还应有调零和调增益的环节；才能保证电子电平没有称重时显示零读数；测压力时读数正确反映被测压力。

）

12．设计数字温度计，要求测量范围0℃~200℃，用数码管显示测量值，显示到小数点后一位数据。

13．设计一个以数字方式显示测量值的电容数字测量仪，要求：

测量范围1000pF~1μF。

（提示：

由555集成定时器构成单稳态触发器，单稳态触发器输出电压的脉宽为

，通过测量

的宽度，便可计算出电容值。

）

14．珍贵文物展览室和高压设备等场合，时常有人超越规定界线，造成危险或损坏文物。

设计一个光电报警器，当有人超越规定界线时发出报警声响，引起人们注意。

报警声响可用压电陶瓷蜂鸣器产生。

15.设计一个八路数据采集系统，系统原理框图如下：

主控器能对50米以外的各路数据，通过串行传输线进行采集的显示。

具体设计任务是：

（1）现场模拟信号产生器。

（2）八路数据采集器。

　　（3）主控器。

1．基本要求

（1）现场模拟信号产生器：

自制一正弦波信号发生器，利用可变电阻改变振荡频率，使频率在200Hz～2kHz范围变化，再经频率电压变换后输出相应1～5V直流电压（200Hz对应1V，2kHz对应5V）。

（2）八路数据采集器：

数据采集器第1路输入自制1～5V直流电压，第2～7路分别输入来自直流源的5，4，3，2，1，0V直流电压（各路输入可由分压器产生，不要求精度），第8路备用。

将各路模拟信号分别转换成8位二进制数字信号，再经并/串变换电路，用串行码送入传输线路。

　　（3）主控器：

主控器通过串行传输线路对各路数据进行采集和显示。

采集方式包括循环采集（即1路、2路……8路、……1路）和选择采集（任选一路）二种方式。

显示部分能同时显示地址和相应的数据。

16.设计并制作一台数字显示的简易频率计。

1．基本要求

（1）频率测量

　　a．测量范围信号：

方波、正弦波；幅度：

0.5V～5V；频率：

1Hz～1MHz

　　b．测量误差≤0.1%

（2）周期测量

　　a．测量范围信号：

方波、正弦波；幅度：

0.5V～5V；频率：

1Hz～1MHz

　　b．测量误差≤0.1%

　　（3）脉冲宽度测量

　　a．测量范围信号：

脉冲波；幅度：

0.5V～5V；脉冲宽度≥100μs

　　b．测量误差≤1%

　　（4）显示器

　　十进制数字显示，显示刷新时间1～10秒连续可调，对上述三种测量功能分别用不同颜色的发光二极管指示。

　　（5）具有自校功能，时标信号频率为1MHz。

　　（6）自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源。

2．发挥部分

（1）扩展频率测量范围为0.1Hz～10MHz（信号幅度0.5V～5V），测量误差降低为0.01%（最大闸门时间≤10s）。

（2）测量并显示周期脉冲信号（幅度0.5V～5V、频率1Hz～1kHz）的占空比，占空比变化范围为10%～90%，测量误差≤1%。

　　（3）在1Hz～1MHz范围内及测量误差≤1%的条件下，进行小信号的频率测量，提出并实现抗干扰的措施。

17.设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。

水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。

1．基本要求

（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。

（2）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差≤1℃。

　　（3）用十进制数码管显示水的实际温度。

2．发挥部分

（1）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。

（2）温度控制的静态误差≤0.2℃。

　　（3）在设定温度发生突变（由40℃提高到60℃）时，自动打印水温随时间变化的曲线。

18.数字式工频有效值多用表

设计并制作一个能同时对一路工频交流电（频率波动范围为50±1Hz、有失真的正弦波）的电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数进行测量的数字式多用表。

参见附图。

1．基本要求

（1）测量功能及量程范围

　　a、 交流电压：

0～500V；

　　c、 有功功率：

0～25kW；

　　d、 无功功率：

0～25kvar；

　　e、 功率因数（有功功率/视在功率）：

0～1。

　　为便于本试题的设计与制作，设定待测0～500V的交流电压、0～50A的交流电流均已经相应的变换器转换为0～5V的交流电压。

（2）准确度

　　a、 显示为位（0.000～4.999），有过量程指示；

　　b、 交流电压和交流电流：

±（0.8％读数＋5个字），例：

当被测电压为300V时，读数误差应小于±（0.8％×300V＋0.5V）＝±2.9V；

　　c、 有功功率和无功功率：

±（1.5％读数＋8个字）；

　　d、 功率因数：

±0.01。

　　（3）功能选择：

用按键选择交流电压、交流电流、有功功率、无功功率和功率因数的测量与显示。

2．发挥部分

（1）用按键选择电压基波及总谐波的有效值测量与显示。

（2）具有量程自动转换功能，当变换器输出的电压值小于0.5V时，能自动提高分辨力达0.01V。

　　（3）用按键控制实现交流电压、交流电流、有功功率、无功功率在测试过程中的最大值、最小值测量。

　　（4）其它（例如扩展功能，提高性能）。

说明

1．调试时可用函数发生器输出的正弦信号电压作为一路交流电压信号；再经移相输出代表同一路的电流信号。

2．检查交流电压、交流电流有效值测量功能时，可采用函数发生器输出的对称方波信号。

电压基波、谐波的测试可用函数发生器输出的对称方波作为标准信号，测试结果应与理论值进行比较分析。

19.频率特性测试仪

设计并制作一个频率特性测试系统，包含测试信号源、被测网络、检波及显示三部分。

1．基本要求

（1）制作幅频特性测试仪

　　a、频率范围：

100Hz～100kHz；

　　b、频率步进：

10Hz；

　　c、频率稳定度：

10-4；

　　d、测量精度：

5％；

　　e、能在全频范围和特定频率范围内自动步进测量，可手动预置测量范围及步进频率值；

　　f、LED显示，频率显示为5位，电压显示为3位，并能打印输出。

（2）制作一被测网络

　　a、 电路型式：

阻容双T网络；

　　b、 中心频率：

5kHz；

　　c、 带宽：

±50Hz；

　　d、 计算出网络的幅频和相频特性，并绘制相位曲线；

　　e、 用所制作的幅频特性测试仪测试自制的被测网络的幅频特性。

20.设计并制作一台用普通示波器显示被测波形的简易数字存储示波器，示意图如下：

1．基本要求

（1）要求仪器具有单次触发存储显示方式，即每按动一次“单次触发”键，仪器在满足触发条件时，能对被测周期信号或单次非周期信号进行一次采集与存储，然后连续显示。

（2）要求仪器的输入阻抗大于100kΩ，垂直分辨率为32级/div，水平分辨率为20点/div；设示波器显示屏水平刻度为10div，垂直刻度为8div。

　　（3）要求设置0.2s/div、0.2ms/div、20μs/div三档扫描速度，仪器的频率范围为DC～50kHz，误差≤5%。

　　（4）要求设置0.1V/div、1V/div二档垂直灵敏度，误差≤5%。

　　（5）仪器的触发电路采用内触发方式，要求上升沿触发、触发电平可调。

　　（6）观测波形无明显失真。

2．发挥部分

（1）增加连续触发存储显示方式，在这种方式下，仪器能连续对信号进行采集、存储并实时显示，且具有锁存（按“锁存”键即可存储当前波形）功能。

（2）增加双踪示波功能，能同时显示两路被测信号波形。

　　（3）增加水平移动扩展显示功能，要求存储深度增加一倍，并且能通过操作“移动”键显示被存储信号波形的任一部分。

　　（4）垂直灵敏度增加0.01V/div档，以提高仪器的垂直灵敏度，并尽力减小输入短路时的输出噪声电压。

　　（5）其它。

说明

测试过程中，不能对普通示波器进行操作和调整。

21.设计并制作一个低频相位测量系统，包括相位测量仪、数字式移相信号发生器和移相网络三部分，示意图如下：

1、基本要求

（1）设计并制作一个相位测量仪（参见图1）

a．频率范围：

20Hz～20kHz。

b．相位测量仪的输入阻抗≥100k

。

c．允许两路输入正弦信号峰-峰值可分别在1V～5V范围内变化。

d．相位测量绝对误差≤2°。

e．具有频率测量及数字显示功能。

f．相位差数字显示：

相位读数为0o~359.9o，分辨力为0.1°。

（2）参考图2制作一个移相网络

a．输入信号频率：

100Hz、1kHz、10kHz。

b．连续相移范围：

－45°～＋45°。

c．A＇、B＇输出的正弦信号峰-峰值可分别在0.3V～5V范围内变化。

2．发挥部分

（1）设计并制作一个数字式移相信号发生器（图3），用以产生相位测量仪所需的输入正弦信号，要求：

a．频率范围：

20Hz～20kHz，频率步进为20Hz，输出频率可预置。

b．A、B输出的正弦信号峰-峰值可分别在0.3V～5V范围内变化。

c．相位差范围为0～359°，相位差步进为1°，相位差值可预置。

d．数字显示预置的频率、相位差值。

（2）在保持相位测量仪测量误差和频率范围不变的条件下，扩展相位测量仪输入正弦电压峰-峰值至0.3V～5V范围。

（3）用数字移相信号发生器校验相位测量仪，自选几个频点、相位差值和不同幅度进行校验。

（4）其它。

说明

1、移相网络的器件和元件参数自行选择，也可以自行设计不同于图2的移相网络。

2、基本要求

（2）项中，当输入信号频率不同时，允许切换移相网络中的元件。

3、相位测量仪和数字移相信号发生器互相独立，不允许共用控制与显示电路。

22.设计并制作一个液体点滴速度监测与控制装置，示意图如右图所示。

1、基本要求

（1）在滴斗处检测点滴速度，并制作一个数显装置，能动态显示点滴速度（滴/分）。

（2）通过改变h2控制点滴速度，如右图所示；也可以通过控制输液软管夹头的松紧等其它方式来控制点滴速度。

点滴速度可用键盘设定并显示，设定范围为20~150（滴/分），控制误差范围为设定值

10%

1滴。

（3）调整时间≤3分钟（从改变设定值起到点滴速度基本稳定，能人工读出数据为止）。

（4）当h1降到警戒值（2~3cm）时，能发出报警信号。

2、发挥部分

设计并制作一个由主站控制16个从站的有线监控系统。

16个从站中，只有一个从站是按基本要求制作

的一套点滴速度监控装置，其它从站为模拟从站（仅要求制作一个模拟从站）。

（1）主站功能：

a．具有定点和巡回检测两种方式。

b．可显示从站传输过来的从站号和点滴速度。

c．在巡回检测时，主站能任意设定要查询的从站数量、从站号和各从站的点滴速度。

d．收到从站发来的报警信号后，能声光报警并显示相应的从站号；可用手动方式解除报警状态。

（2）从站功能：

a．能输出从站号、点滴速度和报警信号；从站号和点滴速度可以任意设定。

b．接收主站设定的点滴速度信息并显示。

c．对异常情况进行报警。

（3）主站和从站间的通信方式不限，通信协议自定，但应尽量减少信号传输线的数量。

（4）其它。

说明

1、控制电机类型不限，其安装位置及安装方式自定。

2、储液瓶用医用250毫升注射液玻璃瓶（瓶中为无色透明液体）。

3、受液瓶用1.25升的饮料瓶。

4、点滴器采用针柄颜色为深蓝色的医用一次性输液器（滴管滴出20点蒸馏水相当于1ml±0.1ml）。

5、赛区测试时，仅提供医用移动式点滴支架，其高度约1.8m，也可自带支架；测试所需其它设备自备。

6、滴速夹在测试开始后不允许调节。

7、发挥部分第

（2）项从站功能中，c中的“异常情况”自行确定。

23数字人体心率检测仪的设计（以单片机为主控芯片，辅以少量外围电路，完成数据处理、显示、记忆、通信等功能）

24医用数字体温计的设计（可选用HT7500医用数字体温计集成电路进行设计）

25基于旋转变压器的转角测量单元设计

本设计内容：

以单片机和集成波形发生芯片MAX038为核心构成硬件电路能自动地反馈控制输出频率，现只对硬件设计，如有时间可采用上位机（PC机）的软件设置波形发生器的各种参数并实时显示输出频率值。

26.快响应电位计式角位移变送器设计

本设计的任务是基于电位计设计一个角位移变送器。

要求根据所选择的电位计的性能设计变送器的结构及硬件电路，用以实现将角位移信号转变为电压信号的功能。

如有时间可对所设计的角位移变送器进行校准和误差分析。

27.基于超声波原理的流量计设计

本设计系统主要是基于超声波时差法结合P89LPC932单片机完成整个系统的设计，其中时间测量采用单片机对微小时间进行测量，流量测量值由数码管显示。

28．在不采用专用A/D转换器芯片的前提下，设计并制作积分型直流数字电压表。

要求：

1．基本要求

（1）测量范围：

10mV～2V

（2）量程：

200mV，2V

（3）显示范围：

十进制数0～1999

（4）测量分辨率：

1mV（2V档）

（5）测量误差：

≤±0.5％±5个字

（6）采样速率：

≥2次/秒

（7）输入电阻：

≥1MΩ

（8）具有抑制工频干扰功能

2．发挥部分

（1）测量范围：

1mV～2V

（2）量程：

200mV，2V

（3）显示范围：

十进制数0～19999

（4）测量分辨率：

0.1mV（2V档）

（5）测量误差：

≤±0.05％±5个字

（6）具有自动校零功能

（7）具有自动量程转换功能

（8）其他

29．设计、制作一个可分析音频信号频率成分，并可测量正弦信号失真度的仪器。

要求：

1．基本要求

（1）输入阻抗：

50Ω

（2）输入信号电压范围（峰-峰值）：

100mV～5V

（3）输入信号包含的频率成分范围：

200Hz～10kHz

（4）频率分辨力：

100Hz（可正确测量被测信号中，频差不小于100Hz的频率分量的功率值。

）

（5）检测输入信号的总功率和各频率分量的频率和功率，检测出的各频率分量的功率之和不小于总功率值的95%；各频率分量功率测量的相对误差的绝对值小于10%，总功率测量的相对误差的绝对值小于5%。

（6）分析时间：

5秒。

应以5秒周期刷新分析数据，信号各频率分量应按功率大小依次存储并可回放显示，同时实时显示信号总功率和至少前两个频率分量的频率值和功率值，并设暂停键保持显示的数据。

2．发挥部分

（1）扩大输入信号动态范围，提高灵敏度。

（2）输入信号包含的频率成分范围：

20Hz～10kHz。

（3）增加频率分辨力20Hz档。

（4）判断输入信号的周期性，并测量其周期。

（5）测量被测正弦信号的失真度。

（6）其他

30．仓库温度、湿度综合参数显示

设计一台可测量温度、湿度并由LED数码管显示其数值且具有报警功能的仪器，该仪器可用于监视仓库中的温度、湿度，当温度或湿度超过限定值会自动报警。

仪器实现功能如下

①计时功能24h制连续计时，显示：

时、分。

②温度测试指示环境温度。

记录24h内最高、最低温度。

③湿度测试指示环境湿度。

记录由此派生出的绝对湿度、露点温度参数。

④打印功能每天早8时打印前24h内最高、最低温度值、瞬时相对湿度、绝对湿度、露点温度值。

⑤停电记忆功能断电24h内，该仪器具有计时功能，来电后能自动恢复显示。

31设计制作一种汽车倒车防撞报警装置

设计一种自动探测、报警的汽车倒车防撞报警装置。

其由传感探测器及处理控制部分构成，能自动探知车物等障碍体，当遇到障碍物时发出报警信号。

32、直流电机的转速检测与脉宽调速器的设计

设计说明：

脉宽调速是利用改变脉冲宽度的方法实现脉冲占空比的变化，用以改变输出直流电压的平均值，达到调节直流电机的转速。

设计要求：

1、基本部分

（1）设计一个多谐振荡器，频率调节范围为3~5KHz，占空比调节范围为30~70%。

（2）选用额定电压不超过12V，额定电流不超过0.5A的玩具直流电机作实验，根据电机的实际参数设计功率放大器，使之推动直流电机工作。

（3）设计直流电机的转速检测电路，该电路可用光电转换方法实现。

（4）设计转速显示电路，用2位数码管出直流电机每秒钟所转的圈数。

2、发挥部分

（1）用4位数码管出直流电机每分钟所转的圈数。

（2）直流电机的圈数/分可以预置，通过负反馈自动调节多谐振荡器的脉宽使实际转速稳定在预置的转速（圈数/秒或圈数/分）。

多谐振荡器

前置放大器

功率放大器

直流电机

转速/脉冲变换电路

整形电路

闸门电路

时钟电路

定时器1

定时器2

显示器

计数器

锁存器

直流电机的转速检测与脉宽调速器框图

清零/锁存命令

33、路灯控制器的设计

设计说明：

安装在公共场所或道路两旁的路灯，通常是随环境的亮和暗而自动的关断和开启。

并对开启次数和开启时间进行统计。

实验时要用三个台灯，其中两个无调光功能的模拟路灯，另一个有调光功能的模拟环境。

光电变换

信号鉴幅

驱动电路

路灯（台灯）

计数器

译码器

数显开启次数

计数器

译码器

数显开启时间

时钟电路

调光台灯

路灯控制器框图

设计要求：

1、基本部分

（1）自制稳压电源。

（2）该控制器具有环境亮度检测和控制功能，当处于暗（亮）环境下能够自动开（关）灯，为了演示方便，在现场演示时，当调光台灯（模拟自然光）较暗（较亮）时相当于暗环境（亮环境），此时另一个受控台灯（模拟路灯）将被点亮（熄灭），以此实现光控功能。

（3）能自动记录“路灯”的开灯次数（用1位数码管显示）。

（4）能累计“路灯”开灯时间（用2位数码管显示）。

2、发挥部分

（1）设计一个环境亮度指示器用以检测环境亮度，在现场演示时，当调光或者改变光电传感器和光源之间的距离时，环境亮度指示器的输出电压应有不同的反应。

（2）“路灯”点亮（熄灭）能受环境亮度指示器的控制（如：

开关有“较暗”和“很暗”两挡，当位于“很暗”挡时（完全遮住光电传感器），两个“路灯”将都被点亮；当位于“较暗”挡时（局部遮住光电传感器），仅有一个“路灯”将被点亮。

（3）能远程控制（>1000米）路灯的开和关。

（4）其它，如：

声音控制“路灯”点亮，延时熄灭等。

34、多点温度监控系统的设计

设计说明：

在对温度要求较高的地方（比如粮库）需要对测试仓库的各个地方的温度进行监控，超过存储温度则需要报警，提醒管理人员打开换气设备。

本课题是模拟粮库的实际情况，为之设计一个监控系统。

设计要求：

1、基本部分

（1）主机可监控不少于3、个点的温度变化，轮流显示各点温度。

（2）温度测量精度±2℃。

（3）显示器分两段，第一段1位十进制数，显示测温点号；第二段2位十进制数，显示对应点的测量温度。

（4）所连接的测温点中只要有任何一个测量点的温度达到高温值时应给出报警信号，当所有点的温度值降低到安全值后，停止报警

2、发挥部分

（1）温度传感器可在热敏电阻或集成温度传感器之间选择一种。

无论选择哪一种，都不采用A/D转换器进行信号变换

（2）温度测量精度±1℃。

（3）具有温度传感器失效