基于磁致伸縮液位傳感器的船舶液位-容積精確監(jiān)控系統(tǒng).pdf

1、隨著當(dāng)今社會對高精度監(jiān)控技術(shù)的需求、傳感器技術(shù)的發(fā)展以及磁致伸縮材料的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，開發(fā)高精度船舶液位容積監(jiān)控系統(tǒng)具備了理論和社會條件。本文首先分析了幾種現(xiàn)有的液位傳感器的性能、當(dāng)今船舶液位容積測量技術(shù)和船舶液位容積監(jiān)控系統(tǒng)對精度提高的需求，在此基礎(chǔ)上提出了以磁致伸縮傳感器為測量單元，以VB程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)處理和監(jiān)控界面的高精度船舶液位容積監(jiān)控系統(tǒng)的研究課題。 因?yàn)榇耙何蝗莘e監(jiān)控系統(tǒng)的精度主要取決于兩方面：液位的精確測量、液位到容積

2、的精確轉(zhuǎn)換，所以本文在實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能設(shè)計(jì)的同時(shí)，并主要從以下兩方面來提高系統(tǒng)的精度： 傳感器液位檢測單元的改進(jìn)。也就是磁致伸縮傳感器的設(shè)計(jì)。本文中傳感器的設(shè)計(jì)著重進(jìn)行了對信號處理和控制系統(tǒng)的研究：完成對單片機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)、外圍電路的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)了傳感器數(shù)據(jù)的采集、處理、現(xiàn)場顯示及把數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)進(jìn)行進(jìn)一步處理的基本功能：同時(shí)，通過對單片機(jī)計(jì)數(shù)器進(jìn)行硬件擴(kuò)展、對溫度進(jìn)行補(bǔ)償和軟件上的數(shù)字濾波等措施來實(shí)現(xiàn)精度的提高。

3、 對液位容積算法的改進(jìn)。在構(gòu)建了實(shí)際工程應(yīng)用硬件平臺的基礎(chǔ)上，不僅實(shí)現(xiàn)了理想的人機(jī)界面監(jiān)控功能，而且就液位容積算法進(jìn)行了改進(jìn)，來提高計(jì)算從液位到容積的轉(zhuǎn)換精度。液位到容積轉(zhuǎn)換不再是將艙容表的各點(diǎn)組成一組折線進(jìn)行簡單的對應(yīng)，而是根據(jù)艙容表構(gòu)造了三次樣條插值函數(shù)，再由液位對應(yīng)在插值函數(shù)曲線上得到液位容積。從算法的原理和運(yùn)行結(jié)果來看，這種方法在精度上比原來的方法有很大提高。 本文從傳感器的設(shè)計(jì)到人機(jī)界面軟件的設(shè)計(jì)、從小的檢測量精度