《信号变换综合设计》课程设计（论文）--车速测量仪测量电路设计.docVIP

信号变换综合设计 课程设计（论文） 题目： 车速测量仪测量电路设计 课程设计（论文）任务及评语 课程设计（论 文）题 目 车速测量仪测量电路设计 课程设计（论文）任务 利用激光式感器检测道路上行驶的汽车速度。激光源（带光栅）和敏感元件（带接收透镜）相距20～30m，测量距离为100m。接收到的脉冲信号经放大整形滤波后送到CPU中进行计算（本设计之设计检测通道即可）。设计相应的信号处理电路和控制电路，确定器件参数；电路板焊接后在实验室用移动物体进行调试。 （1）技术要求: 环境温度：-30～+60(C； 控制电路可使用电源供电，设计放大整形和滤波电路；也可采用光耦隔离抑制干扰。 传感器（敏感元件）：采用砷化镓半导体激光器或其他激光器，阈值电流大于30A，激发电源为30～80A，电压峰值为500～600V的矩形脉冲。 （2）说明书要求: 1.格式规范，符合学校要求； 2.说明书中应有方法比较与方案论证，光电测量原理（公式）及具体的实现方案、电路器件型号、参数等；硬件电路应用protel绘制，并且焊接、调试； 3. 不能采用单片机设计。 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 成绩： 指导教师签字： 年 月 日 目 录 第1章 绪论 1 第2章 车速测量原理 2 2.1 速度测量 2 2.2 激光传感器检测原理 3 2.3 系统总体设计 5 2.4 速度计算 5 2.5 测量放大电路计算 5 第3章 硬件电路设计 6 3.1 传感器测量电路 6 3.2 整流电路 6 3.3 滤波电路 7 第4章 总电路图的设计 8 4.1总体电路 8 4.2 电路仿真 9 第5章 设计总结 9 参考文献 10 附录Ⅰ 11 附录Ⅱ 11 第1章 绪论 当今社会的迅速发展，汽车早已融入人们日常生活当中，是人类必不可少的交通工具之一。随着汽车行业的迅猛发展，车速测量也不断进步，通过和各种行业的交融，根据不同原理，出现了许多不同种类的车速测量仪。 车速测量是车辆行驶过程中的一个重要参数，车速测量过程实际上也是一个转速测量过程激光传感器利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。它是基多普勒原理的一种激光测速方法,用得较多的是激光多普勒流速计,它可以测量风洞气流速度、火箭燃料流速、飞行器喷射气流流速、大气风速和化学反应中粒子的大小及汇聚速度等。半导体光敏元件基于半导体光电效应的光电转换传感器，又称光电敏感器。采用光、电技术能实现无接触、远距离、快速和精确测量，因此半导体光敏元件还常用来间接测量能转换成光量的其他物理或化学量。半导体光敏元件按光电效应的不同而分为光导型和光生伏打型（见光电式传感器）。光导型即光敏电阻，是一种半导体均质结构。光生伏打型包括光电二极管、光电三极管、光电池、光电场效应管和光控可控硅等，它们属于半导体结构型器件。半导体光敏元件的主要参数和特性有灵敏度、探测率、光照率、光照特性、伏安特性、光谱特性、时间和频率响应特性以及温度特性等，它们主要由材料、结构和工艺决定。半导体光敏元件广泛应用于精密测量、光通信、计算技术、摄像、夜视、遥感、制导、机器人、质量检查、安全报警以及其他测量和控制装置中例如：光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管。利用LTI20-20雷射测速枪对行人、单车与机车目标进行量测，均能迅速获得速度（公里／小时）与距离（十分之一公尺）之满意数据。配备雷射测速枪的美国警方利用其精确且快捷的测距功能，将其用在交通事故与刑案现场图关键点之测绘。国内交通警察单位已多次进行雷射测速之测试，部份单位亦已完成采购使用中。民众不可自恃装有超速侦测器而恣意飚车，危害公众与自身安全。(包括电磁波)、电(电磁感应)的原理来实现。测量的物理量可以利用物理量的时域参数和频域参数。多普勒频移原理是利用物理量的频移特性来实现速度测量。由此，可以采用超声波多普勒，激光物理量的频移特性来实现速度测量。由此，可以采用超声波多普勒，激光多普勒，微波多普勒等原理测速。采用多普勒原理测速，无论在理论还是在实践上都是可行的。但是在实现上系统复杂，器件性能要求高导致成本高，体积和功耗都大。在此，没有采用这种原理。 测速在本质上是测物体沿时间轴在空间位置上的分布。汽车测速在这里指测线速度(率)，是一维空间。在多普勒测速中，参考系可以选择大地及其上的固定物体，因为多普勒测速是检测反射信号与发射信号的频移