电大一网一《工控系统概论》实训一.docVIP

课程实训报告 学生姓名： 学号： 项目名称 工业控制场景下工业传感装置的应用 实训目的 提高学生对工业传感装置的认识和理解，初步掌握工业传感装置的简易操作。 实训内容 （1）掌握工业传感装置的分类，熟悉工业传感装置在工业环境下的应用场景。 熟悉常见的温度、湿度、位置、频率等工业传感装置。 以仿人机器人计步为背景，设计计步传感系统架构。实际实验可借用智能手机和手环计步装置。 （2）基于高精度运动状态感应器芯片的自动计步原理实验 分析采用高精度运动状态感应器芯片进行目标运动状态（包括晃动和位移等）感知技术方案。 熟悉高精度加速度计的计步原理：通过高精度加速度计来感测三维律动的加速度或振动等运动状况。三轴加速度计一般在手臂摆动时就会感知并记录运动数据，而高档的六轴加速度计则会进一步判断行走等来提高运动数据记录的精准度。 使用计步APP来实现运动感知，利用APP内置的软件算法，根据加速度计实时捕捉到的三维运动数据，经数字滤波、场景辨识、模型校正等运算处理，最终将加速度计获得的原始数据转换为手环APP或手环可显示的数字，呈现步数、距离等数值信息。 实训要求 提交实训报告 实 训 过 程 步骤简述： （1）掌握工业传感装置的分类，熟悉工业传感装置在工业环境下的应用场景。 熟悉常见的温度、湿度、位置、频率等工业传感装置。 以仿人机器人计步为背景，设计计步传感系统架构。实际实验可借用智能手机和手环计步装置。 （2）基于高精度运动状态感应器芯片的自动计步原理实验 分析采用高精度运动状态感应器芯片进行目标运动状态（包括晃动和位移等）感知技术方案。 熟悉高精度加速度计的计步原理：通过高精度加速度计来感测三维律动的加速度或振动等运动状况。三轴加速度计一般在手臂摆动时就会感知并记录运动数据，而高档的六轴加速度计则会进一步判断行走等来提高运动数据记录的精准度。 使用计步APP来实现运动感知，利用APP内置的软件算法，根据加速度计实时捕捉到的三维运动数据，经数字滤波、场景辨识、模型校正等运算处理，最终将加速度计获得的原始数据转换为手环APP或手环可显示的数字，呈现步数、距离等数值信息。 三、实验步骤 传感器英文叫sensor、是一种被测方的检测信号装置，它能准确检测到被测量方的信息，并能将检测到的数据，按一定规律变换成为信号或其他所需形式的信号输出，以满足信号的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 常规传感器的种类包括：温度、温湿度、压力、流量、液位、电导率、PH、电流、光照度、露点、氧含量、可燃气体、有害气体等。它是实现各种测量信号源的探测根本。传感器的存在和发展，让工业有了灵魂、有了生命，可以准确的捕捉信号从而达到工业生产和运作。 （一）工业领域常见的传感器应用场景 1、视觉传感器 视觉传感器具有从一整幅图像捕获光线的数以千计的像素。图像的清晰和细腻程度通常用分辨率来衡量，以像素数量表示。在捕获图像之后，视觉传感器将其与内存中存储的基准图像进行比较，以做出分析。例如，若视觉传感器被设定为辨别正确地插有八颗螺栓的机器部件，则传感器知道应该拒收只有七颗螺栓的部件，或者螺栓未对准的部件。此外，无论该机器部件位于视场中的哪个位置，无论该部件是否在360度范围内旋转，视觉传感器都能做出判断。 视觉传感器的低成本和易用性已吸引机器设计师和工艺工程师将其集成入各类曾经依赖人工、多个光电传感器，或根本不检验的应用。视觉传感器的工业应用包括检验、计量、测量、定向、瑕疵检测和分捡。在汽车组装厂，检验由机器人涂抹到车门边框的胶珠是否连续，是否有正确的宽度；在瓶装厂，校验瓶盖是否正确密封、装灌液位是否正确，以及在封盖之前没有异物掉入瓶中；在包装生产线，确保在正确的位置粘贴正确的包装标签；在药品包装生产线，检验阿斯匹林药片的泡罩式包装中是否有破损或缺失的药片。 2、位移传感器 又称为线性传感器，把位移转换为电量的传感器。位移传感器是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量它分为电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器。在这种转换过程中有许多物理量（例如压力、流量、加速度等）常常需要先变换为位移，然后再将位移变换成电量。因此位移传感器是一类重要的基本传感器。在生产过程中，位移的测量一般分为测量实物尺寸和机械位移两种。机械位移包括线位移和角位移。按被测变量变换的形式不同，位移传感器可分为模拟式和数字式两种。模拟式又可分为物性型（如自发电式）和结构型两种。 常用位移传感器以模拟式结构型居多，包括电位器式位移传感器、电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器、霍尔式位移传感器等。