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監(jiān)測(cè)儀范文第1篇

近年來，隨著我國煙葉生產(chǎn)水平的不斷提高，煙葉烘烤調(diào)調(diào)制過程受到了越來越多的重視，成為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煙葉的關(guān)鍵步驟；而傳統(tǒng)的人工長期監(jiān)守、利用干濕球采集數(shù)據(jù)的方式已產(chǎn)生越來越多的弊端，與現(xiàn)場(chǎng)化的烤房設(shè)施不相適應(yīng)。采用電子設(shè)備對(duì)烤房溫濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，減少人工干預(yù)，已成為烤煙技術(shù)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)?？痉繉?shí)是監(jiān)測(cè)儀可以很好地解決烤煙的耗人力問題，能夠依據(jù)烤煙所需溫濕度曲線對(duì)烤房溫度和濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在非正常情況時(shí)自動(dòng)語音報(bào)警，并具備較高的數(shù)據(jù)精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。由于應(yīng)用環(huán)境的要求，該儀器定位于便攜式產(chǎn)品，因而是否具備功耗低、壽命長的特性，便成為產(chǎn)品能否推廣的首要指標(biāo)。

在這個(gè)監(jiān)測(cè)儀的研發(fā)過程中，低功耗設(shè)計(jì)計(jì)貫穿始終。本文主要從嵌入式系統(tǒng)研發(fā)的三個(gè)階段——元器件選擇、電路設(shè)、軟件設(shè)計(jì)來闡述所用到的低功耗設(shè)計(jì)策略。

1 元器件的選擇

元器件的選擇在產(chǎn)品的研發(fā)之初就要考慮。它是整個(gè)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)低功耗的前提和基礎(chǔ)，同時(shí)它又具有與產(chǎn)品功能、性能需求直接相關(guān)，特殊性針對(duì)性強(qiáng)的特點(diǎn)。

首先擬定監(jiān)測(cè)儀的系統(tǒng)方案。監(jiān)測(cè)儀主要由微控制器、顯示、語音報(bào)警、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、外掛存儲(chǔ)器、串口、溫濕度數(shù)據(jù)采集電路以及鍵盤、電源幾部分組成，如圖1所示。

在了解大量同類芯片性能的基礎(chǔ)上，開始對(duì)各個(gè)部分的器件進(jìn)行選型。

首先是選擇作為核心控制部件的微控制器，這是決定系統(tǒng)性能的關(guān)鍵器件。選用微控制器主要有以下五個(gè)原則：①選擇CMOS器件。由于TTL器件要比相對(duì)應(yīng)的CMOS器件功耗高很多，因此這是降低系統(tǒng)功耗的最直接辦法。②可以低頻、低壓運(yùn)行。CMOS電路的功耗特性為：

P=PD+PA

其中：P為總功耗；

PD為靜態(tài)功耗，PD=VDD×IDD;

PA為動(dòng)態(tài)功耗，PA=VDD×ITC+V2DD×RfCL。

可見CMOS電路功耗主要為動(dòng)態(tài)功耗，而動(dòng)態(tài)功耗又正比于工作頻率和工作電壓的平方，因此在滿足系統(tǒng)性能要求的前提下，要盡量降低工作頻率和電壓。③有可切換的幾種工作模式?，F(xiàn)有的很多單片機(jī)為了降低功耗，都設(shè)置有多個(gè)工作模式，如休眠、運(yùn)行、待機(jī)等，在不同運(yùn)行要求時(shí)采用不同的模式，可減少了系統(tǒng)不必要的能量開銷。④針對(duì)特定的系統(tǒng)功能要求，選擇集成有相應(yīng)模塊的策控制器，如LCD驅(qū)動(dòng)、A/D采樣、音頻功放等。這些模塊盡量不以軟件方法或外圍電路去實(shí)現(xiàn)，否則會(huì)造成功耗大、誤差大、調(diào)試慢等缺點(diǎn)。當(dāng)然，并不是每個(gè)系統(tǒng)都要滿足全部的原則，性能和功耗本身就是一對(duì)矛盾體，只能在對(duì)兩者的聯(lián)合權(quán)衡下選擇使用。

本監(jiān)測(cè)儀的微控制器采用的是TI公司生產(chǎn)的MSP430系列的F447單片機(jī)。它是16位CMOS芯片，具有六種工作模式，可在1.8～3.6V低電壓下工作，是特別強(qiáng)調(diào)超低功耗的單片機(jī)品種。它在活動(dòng)模式下，電流消耗為280μA；在低功耗模式下，為0.1～1.1μA。更為突出的優(yōu)點(diǎn)是，它由多個(gè)功能模塊構(gòu)成，各個(gè)模塊完全獨(dú)立，定時(shí)器、I/O口、A/D轉(zhuǎn)換、看門狗、LCD驅(qū)動(dòng)都可以在主CPU休眠狀態(tài)下獨(dú)立運(yùn)行，并可通過中斷喚醒CPU，因而能使系統(tǒng)真正在最低功耗運(yùn)行。

其次是選擇外圍器件，這也是低功耗設(shè)計(jì)中不可忽視的步驟。選擇外圍器件與選擇微控制器類似，也要遵循盡量選擇低功耗、集成度高等原則。另外一點(diǎn)就是否有可以切換供電斷電狀態(tài)的控制引腳。

語音報(bào)警電路選擇了美國ISD公司的ISD1420。它除了語音質(zhì)量好以外，還具有靜態(tài)電流?。ǖ湫椭?.5μA,最大值2μA），并且在錄放音后會(huì)立即自動(dòng)進(jìn)入維持狀態(tài)（僅需0.5μA）。另外一個(gè)非常重要的原因就是，它集成了前置放大器、自動(dòng)增益控制、抗干擾濾波、輸出放大器等，開發(fā)時(shí)僅需少量外圍電路，這樣也減少了增加功耗的因素，并增加了可靠性，提高了效率。

溫濕度傳感器選擇了瑞士Sensirion公司的STH11。它一個(gè)傳感器包括兩個(gè)測(cè)量（溫度和濕度），量程大，精確度高，可以侵入水中或加熱，反映靈敏。而且值得注意的是，它是請(qǐng)求測(cè)量，在無請(qǐng)求時(shí)僅需0.3μA維持，因而很利于低功耗設(shè)計(jì)。

實(shí)時(shí)時(shí)鐘選擇了SD2000系列，它的工作電壓低（3.5V），典型電流?。?μA），內(nèi)置一次性電池，在斷電情況下，時(shí)鐘可使用5年。它還內(nèi)置有EEPROM，解決了監(jiān)測(cè)儀中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的問題，而且SD2000中的EEPROM可以通過對(duì)引腳的設(shè)置來打開或關(guān)閉，達(dá)到了節(jié)省功耗的作用。

電源采用臺(tái)灣Richtek公司的RT9167，它是一款低功耗穩(wěn)壓電路芯片，其工作電流為80μA，并且具有關(guān)斷選擇引腳。

2 電路設(shè)計(jì)

在選擇好元器件的基礎(chǔ)上，電路設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)揮出元器件最佳性能，實(shí)現(xiàn)低功耗起著決定性作用?？偨Y(jié)對(duì)監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)，用到了四個(gè)方面的低功耗設(shè)計(jì)策略。

首先是電源的設(shè)計(jì)。電源設(shè)計(jì)的是在系統(tǒng)中，對(duì)處于無謂等待或空閑的器件或電路采取關(guān)斷電源來減少系統(tǒng)功耗的辦法。由于存在著3V和5V兩種方式電壓，監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)為雙電源模塊供電，語音芯片使用5V電源，其它芯片使用3.3V電源?？紤]到語音報(bào)警的瞬時(shí)性，對(duì)1片RT9176，也關(guān)閉了語音芯片，使它們處于無功耗狀態(tài)。對(duì)于其它器件，如微控制器、傳感器和時(shí)鐘，由于它們的連續(xù)工作特性，而設(shè)計(jì)成連續(xù)供電方式。另外，為了隨時(shí)監(jiān)測(cè)電源，還設(shè)置了電壓采樣監(jiān)測(cè)信號(hào)，可根據(jù)電壓狀態(tài)產(chǎn)生系統(tǒng)報(bào)警和數(shù)據(jù)備份，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。

其次是對(duì)各個(gè)電路芯片的空置引腳的處理。對(duì)多余的非門、與非門的輸入端接低電平，多余的與門、或非門的輸入端接高電平，以防止輸入端靜電感應(yīng)形成有效輸入電平，造成邏輯狀態(tài)無謂翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致功耗異常。

再次是對(duì)于具有片選引腳芯片的處理。如實(shí)時(shí)時(shí)鐘的EEPROM，將其片選引腳與微控制器的一個(gè)I/O腳相連，使片選與讀/寫信號(hào)相結(jié)合，只在讀/寫時(shí)才選通器件。

最后是對(duì)電阻的選擇。對(duì)于輸入引腳需要上拉電阻來驅(qū)動(dòng)的，如I2C總線的數(shù)據(jù)線，上拉電阻在能滿足驅(qū)動(dòng)能力的前提下，盡量選大，以減少在上拉電阻上消耗的功耗。對(duì)于電中存在的其它電阻，如鍵盤中的分壓電阻等，也采取同樣的措施。

圖2

3 軟件設(shè)計(jì)

軟件設(shè)計(jì)低功耗是在硬件低功耗設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，使系統(tǒng)在工作狀態(tài)下盡量接近最低功耗。監(jiān)測(cè)儀的設(shè)計(jì)過程中，著重用到了四個(gè)原則。

第一，合理利用微控制器的低功耗模式。由于系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理僅需要少量時(shí)間，所以在閑置期時(shí)可以盡量讓微控制器處于滿足運(yùn)行要求范圍內(nèi)的最深低功耗工作模式，每一分鐘通過實(shí)時(shí)時(shí)鐘的鬧鐘引腳輸出來喚醒，進(jìn)行一次溫濕度測(cè)量，時(shí)鐘讀取，LCD刷新，數(shù)據(jù)備份。鍵盤輸入也作為可以喚醒的中斷源用以處理異常情況，如關(guān)機(jī)、參數(shù)設(shè)置等。

第二，正如在硬件低功耗進(jìn)分析的一樣，要選擇盡可能低的運(yùn)行頻率。本監(jiān)測(cè)儀的時(shí)鐘頻率可降到100kHz，很大程度上降低了系統(tǒng)活動(dòng)速度，減少了消耗電流。

第三，盡量避免A/D轉(zhuǎn)換、掃描、延時(shí)時(shí)使用循環(huán)、查詢、動(dòng)態(tài)掃描等工作方式，使系統(tǒng)進(jìn)行無謂的耗能運(yùn)行。要合理利用定時(shí)器中斷、外部中斷、模塊中斷等硬件資源。

第四，輸出口盡量在閑態(tài)時(shí)將I/O口拉到高電平，特別是有上拉電阻的I/O口，可以減少在電阻上的能量損失。

根據(jù)以上原則設(shè)計(jì)的主流程如圖2所示。

4 低功耗設(shè)計(jì)結(jié)果

以上是從硬件設(shè)計(jì)和軟件兩個(gè)方面介紹了本監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)時(shí)用到的低功耗資源。它對(duì)其它對(duì)功耗敏感的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)都具有借鑒意義。

監(jiān)測(cè)儀范文第2篇

關(guān)鍵詞 電壓監(jiān)測(cè)儀 運(yùn)行狀況 整改方案 效果 發(fā)展前景

一、電壓監(jiān)測(cè)儀的發(fā)展史及其有關(guān)資料

（一） 電壓質(zhì)量的重要性

電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，電壓質(zhì)量對(duì)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)保證用戶安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量以及電器設(shè)備的安全與壽命有著重要的影響，電壓質(zhì)量合格率已作為各級(jí)供電、發(fā)電企業(yè)上等級(jí)、達(dá)標(biāo)的主要考核指標(biāo)。對(duì)電壓的記錄，從以往的人工手抄發(fā)展到通過現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、分析、統(tǒng)計(jì)、打印。

目前我公司電壓監(jiān)測(cè)儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)著所轄變電站110kv電氣化鐵路專線及10kv母線電壓。電壓監(jiān)測(cè)儀已成為了電壓監(jiān)測(cè)的主要工具，為電力發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

（二）主要技術(shù)要求

1、使用條件要求

（1）環(huán)境溫度：-5～40℃。

（2）相對(duì)濕度：40℃時(shí)20%～90%。

（3）大氣壓力：79.5～106.0kpa（海拔2000m及以下）。

2、外觀要求

（1）監(jiān)測(cè)儀的面板應(yīng)整潔美觀，字跡清楚醒目，各顯示器及調(diào)整器件應(yīng)安裝得當(dāng)。

（2）監(jiān)測(cè)儀的外表面應(yīng)光潔而無明顯的機(jī)械損傷和涂覆層剝落等現(xiàn)象。部件安裝正確，牢固可靠，操作靈活，各緊固部位無松動(dòng)。塑料件無氣泡、變形等缺陷。

3、功能特性要求

（1）具有監(jiān)測(cè)電壓偏差及直接或間接地統(tǒng)計(jì)電壓合格率或電壓超限率的功能。

（2）記錄式電壓監(jiān)測(cè)儀能貯存與顯示電壓超上限累積時(shí)間、電壓超下限累積時(shí)間及電壓監(jiān)測(cè)儀總時(shí)間。

（3）統(tǒng)計(jì)式電壓監(jiān)測(cè)儀的功能特性要求：①有按月和按日統(tǒng)計(jì)的功能，能顯示或打印合格率及合格累計(jì)時(shí)間、電壓超上限率及相應(yīng)累計(jì)時(shí)間、電壓超下限率及相應(yīng)累計(jì)時(shí)間，至能貯存前一月和當(dāng)月，前一日和當(dāng)日的記錄；②具有典型日監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示打印功能的監(jiān)測(cè)儀，其典型日可任意設(shè)定，一般不少于三日；c可按規(guī)定調(diào)顯或打印貯存的各項(xiàng)記錄與統(tǒng)計(jì)值；③在打印時(shí)不得對(duì)其他功能產(chǎn)生影響；④可顯示年、月、日、時(shí)、分、秒，并能自動(dòng)轉(zhuǎn)換。

4、精度要求

（1）在正常使用條件下，應(yīng)保證監(jiān)測(cè)儀在被監(jiān)測(cè)額定電壓un？0%范圍內(nèi)，其綜合測(cè)量誤差rc≤？.5%。

（2）在正常使用條件下，整定電壓值的上限值和下限值基本誤差均為rz≤？.5%。

（3）在正常使用條件下，監(jiān)測(cè)儀的靈敏度k≤0.5%。

（4）在正常使用條件下，監(jiān)測(cè)儀內(nèi)時(shí)鐘誤差每天不大于？s或每年不大于？min。

二、改造前電壓監(jiān)測(cè)儀及其回路存在的不足

（一）儀表本身

儀表本身的時(shí)鐘不準(zhǔn)確的問題，使統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)間偏移；儀表顯示屏筆劃殘缺不全的情況；儀表系統(tǒng)本身有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)紊亂的現(xiàn)象，丟失數(shù)據(jù)或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不全，不能反映母線的正常運(yùn)行情況。

（二）母線電壓監(jiān)測(cè)儀

2007年7月23日，110kv西演變電站10kv5號(hào)母線電壓監(jiān)測(cè)儀內(nèi)部短路，造成電壓互感器計(jì)量保險(xiǎn)熔斷，直接影響了電能表的正確計(jì)量。

（三）刀閘、保險(xiǎn)

因?yàn)闆]有專門的刀閘與保險(xiǎn)，給檢修和試驗(yàn)帶來不便。有相當(dāng)一部分變電站端子排接線密集，頻繁拆接線容易造成電壓互感器二次短路或接地。

（四）電壓監(jiān)測(cè)儀

改造前的電壓監(jiān)測(cè)儀需要使用電話線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，使得遠(yuǎn)傳讀取數(shù)據(jù)需要較長的時(shí)間，還需要專門的設(shè)備。而且長期占用班組的微機(jī)，給班組的管理工作帶來一定的影響。另外遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù)有一定的技術(shù)含量，運(yùn)行人員還需要多次培訓(xùn)，有時(shí)還仍然不能保證熟練掌握。由于電話線傳輸中存在不暢通的情況，在遠(yuǎn)方讀取數(shù)據(jù)時(shí)不能保證隨時(shí)準(zhǔn)確地完成。

（五）端子排

端子排的老舊問題，標(biāo)識(shí)不規(guī)范。

（六）電壓監(jiān)測(cè)儀

電壓監(jiān)測(cè)儀安裝位置與運(yùn)行設(shè)備，給運(yùn)行人員操作帶來了不便；端子排距離太近，給消缺工作帶來了困難。

三、電壓監(jiān)測(cè)儀的改造方案

（一）進(jìn)行儀表更新

1、更換為第四代智能型電壓監(jiān)測(cè)儀，功能更強(qiáng)大。

2、更新后電壓監(jiān)測(cè)儀的主要技術(shù)指標(biāo)：

（1）顯示值相對(duì)誤差：

（2）統(tǒng)計(jì)精度：≤0.02%

（3）靈敏度：

（4）分辨率：

（5）時(shí)鐘誤差：1s

（6）通訊波特率：19200

（7）功耗：

（8）監(jiān)測(cè)電壓：ac（110v、220v、380v）？0%

（9）絕緣電阻：>19m%r

（10）泄露電流：

外型尺寸：230？45？2（mm）掛式

重量：0.8kg

3、對(duì)dt7-g設(shè)置并進(jìn)行校驗(yàn)

（二）加裝小型斷路器

1、在端子排和電壓監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)儀之間加裝小型斷路器

該斷路器的額定開斷電流值為1a，當(dāng)電壓監(jiān)測(cè)儀發(fā)生故障時(shí)斷路器提前動(dòng)作，不影響電壓互感器二次回路及其設(shè)備正常工作。

加裝斷路器后的優(yōu)點(diǎn)：①檢修工作方便；②當(dāng)電壓監(jiān)測(cè)儀進(jìn)線發(fā)生短路或接地時(shí)，有效地阻止了事故的蔓延，保證了其它設(shè)備的正常運(yùn)行；③遇到監(jiān)測(cè)儀死機(jī)或缺陷時(shí)，無須從端子排停電，新型的dt7-g電壓監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)儀斷電重啟即可消除故障；④方便帶電周期試驗(yàn)工作，節(jié)約時(shí)間又安全。

2、規(guī)范電壓監(jiān)測(cè)儀的安裝位置加裝在公共測(cè)控屏后方，與其他設(shè)備保持一定的距離，既方便了運(yùn)行人員操作，又增加了安全性。

（三）端子排改造

（1）規(guī)范微機(jī)打印標(biāo)識(shí)，使接線更標(biāo)準(zhǔn)化；

（2）接口更整齊，防止和其它回路誤重疊接線；

（3）使實(shí)物圖和二次接線圖更好的吻合，方便了線路的查找。

參考文獻(xiàn)：

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[2]gb12325.電能質(zhì)量.供電電壓允許偏差.

[3]gb4793.測(cè)量、控制和實(shí)驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全要求.儀表外觀要求檢查.

監(jiān)測(cè)儀范文第3篇

關(guān)鍵詞： GPRS；電壓監(jiān)測(cè)儀；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TM933.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2012）0110150－01

為了保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行，了解電網(wǎng)運(yùn)行狀況，需要對(duì)電網(wǎng)的電壓運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。而電壓是電能質(zhì)量的主要指標(biāo)之一，電壓質(zhì)量對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定及電力設(shè)備安全運(yùn)行具有重大的影響，給用戶提供優(yōu)質(zhì)的電能是保證用戶安全生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備使用壽命的前提條件之一。電壓監(jiān)測(cè)儀就是一種用于監(jiān)測(cè)電壓變動(dòng)的儀表，可應(yīng)用于各類電壓等級(jí)的電壓實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，具有報(bào)警不可靠電壓及不合格電壓的功能。

1 電壓監(jiān)測(cè)儀的選用

電壓監(jiān)測(cè)儀是電壓監(jiān)測(cè)的主要手段，早期采用的是走字表底型記錄電壓時(shí)間的電壓監(jiān)測(cè)儀，它自TV引入被測(cè)電壓交流為100V，用電壓比較器判斷電壓超上限、超下限，有三排走字輪分別累計(jì)電壓總監(jiān)測(cè)時(shí)間、超上限時(shí)間及超下限時(shí)間，由人工計(jì)算求出電壓合格率。20世紀(jì)80年代國內(nèi)開始使用了第二代電壓監(jiān)測(cè)儀——統(tǒng)計(jì)式電壓監(jiān)測(cè)儀，這種電壓監(jiān)測(cè)儀以數(shù)碼管顯示電壓的最大值、最小值、超上限率、超下限率、合格率等數(shù)據(jù)。抄表方式從人工抄表、IC卡抄表、掌上電腦抄表，發(fā)展到通過MODEM電話線遠(yuǎn)傳，一直到近幾年采用GSM短信、GPRS傳輸數(shù)據(jù)的抄表方式，提高了電壓監(jiān)測(cè)管理的自動(dòng)化水平。

現(xiàn)代的電壓監(jiān)測(cè)已從模擬電路完全過渡到數(shù)字電路，從單純的電壓監(jiān)測(cè)發(fā)展到具有諧波測(cè)量，分析的功能，從單純的電壓合格統(tǒng)計(jì)到分時(shí)、多時(shí)段的電壓合格的監(jiān)測(cè)分析。儲(chǔ)存的歷史數(shù)據(jù)達(dá)到兩個(gè)月的每5分鐘電壓值，叁年的月有效電壓、諧波畸變率。電壓監(jiān)測(cè)儀已不僅是作為合格率的單一統(tǒng)計(jì)儀表，已發(fā)展成具有多功能的監(jiān)測(cè)，分析的儀表。在電壓監(jiān)測(cè)儀上使用GPRS通訊與其它通訊方式比較有取數(shù)快捷，方便的特點(diǎn)，因此目前廣西電網(wǎng)公司梧州供電局采用的是GPRS電壓監(jiān)測(cè)儀。

2 電壓監(jiān)測(cè)儀的組成及原理

GPRS電壓監(jiān)測(cè)儀的框架結(jié)構(gòu)上說分為交流信號(hào)采樣，有效值運(yùn)算放大器，壓頻轉(zhuǎn)換，單片機(jī)運(yùn)算、統(tǒng)計(jì)，大容量不揮發(fā)靜態(tài)存儲(chǔ)器，顯示分為數(shù)碼管和液晶兩大類。面板上有薄膜按鍵作為手動(dòng)查詢數(shù)據(jù)和儀表各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)定。

交流采樣部分：主要功能是隔離交流高電壓與內(nèi)部電路。用坡莫合金的電壓互感器無畸變地進(jìn)行物理上安全隔離，利用交流有效值運(yùn)算放大器作為前置放大，然后用V-F變換成數(shù)字信號(hào)。

單片機(jī)部分：儀表選擇用AT89C55WD增強(qiáng)性能的單片機(jī)作為處理數(shù)據(jù)的核心，程序固化在內(nèi)部20K Flash存儲(chǔ)器中，高精度的時(shí)鐘芯片產(chǎn)生的秒脈沖作為單片機(jī)中斷源。達(dá)到每天誤碼率差在1S之內(nèi)。根據(jù)國家對(duì)電壓監(jiān)測(cè)儀的標(biāo)準(zhǔn)要求，采樣的電壓數(shù)據(jù)是每秒一次，再對(duì)60秒作算術(shù)平均，取60秒的平均值進(jìn)行相關(guān)的統(tǒng)計(jì)的基本樣本值，記錄電壓超標(biāo)的累計(jì)時(shí)間，和極值發(fā)生時(shí)刻。單片機(jī)作為數(shù)據(jù)處理的核心，編制嚴(yán)密的程序是保證儀表能準(zhǔn)確、穩(wěn)定的保證。

3 電壓監(jiān)測(cè)儀的安裝流程

由于作者親自參與了GPRS電壓監(jiān)測(cè)儀的校驗(yàn)、安裝和調(diào)試，所以對(duì)安裝整個(gè)流程非常熟悉，現(xiàn)簡單介紹其安裝流程。

1）檢查儀表外觀無破損，側(cè)面系數(shù)標(biāo)簽和儀表標(biāo)識(shí)應(yīng)完整，附件中有天線一根。

2）確認(rèn)SIM卡已開通GPRS和撥號(hào)語音功能。

3）打開儀表面板，插上SIM卡，檢查卡座是否鎖緊，卡在卡座內(nèi)是否位置正確。

4）對(duì)照小面板內(nèi)側(cè)的接線圖指示，以實(shí)際電壓插好S4跳線。打開儀表下方的接線蓋，左下方的白色方框內(nèi)是跳線夾，插在左側(cè)監(jiān)測(cè)380V、中間監(jiān)測(cè)220V電壓，右側(cè)監(jiān)測(cè)110V電壓。在本局安裝的電壓監(jiān)測(cè)儀選用380V、110V兩檔電壓值。

5）儀表大面板裝上，表后的掛板螺絲松開拉開掛板后擰緊螺絲，掛表在安裝位置。

6）在儀表上面的天線座內(nèi)擰上附件中的天線，檢查是否擰緊到位。

（注意事項(xiàng)：上述操作時(shí)應(yīng)無電操作。）

7）兩根電源線接入相應(yīng)電壓的接線孔內(nèi)，擰緊螺絲。把小面板裝上。如不能在無電下接線，應(yīng)先用絕緣膠帶包好線頭，不要發(fā)生短路，火線碰殼等事故。

監(jiān)測(cè)不同電壓，將電源線接入相應(yīng)的端子內(nèi)。

RS232為掌抄通訊口。

8）通電后儀表應(yīng)有顯示，觀察網(wǎng)絡(luò)指示燈應(yīng)閃亮（600ms亮-600ms滅），然后是單閃（75ms亮-3s滅），表示儀表在尋找網(wǎng)絡(luò)，幾分鐘后開始雙閃（75ms亮-75ms滅-75ms亮-3s滅），表示儀表已成功登陸GPRS網(wǎng)絡(luò)。在信號(hào)不好的地區(qū)，可能登陸的時(shí)間會(huì)長一點(diǎn)，有時(shí)達(dá)十幾分鐘?？蓴嘁淮坞?，再重新上電，并換用長天線。

9）做好額定電壓，上限電壓，下限電壓，儀表系數(shù)，儀表號(hào)等參數(shù)設(shè)定。如果不符合要求應(yīng)更改，更改后的數(shù)值是在設(shè)定全部結(jié)束后才能生效。否則是不能生效的。注意如果設(shè)了密碼，在設(shè)定開始應(yīng)輸密碼，否則參數(shù)更改也是無效的。

10）設(shè)定后應(yīng)再檢查所有參數(shù)正確無誤。等一分鐘后面板才能以新設(shè)定的電壓值顯示。

11）檢查時(shí)鐘的時(shí)間是否當(dāng)前時(shí)間。誤差大應(yīng)當(dāng)重新設(shè)定，應(yīng)再次檢查是否正確。

12）用手機(jī)撥打SIM卡的卡號(hào)。在一聲振鈴后，關(guān)掉手機(jī)。網(wǎng)絡(luò)指示燈應(yīng)長亮（0.5s）一下，緊接著繼續(xù)長閃一下，其余時(shí)間都應(yīng)當(dāng)雙閃。表示網(wǎng)絡(luò)基本上是通的。

13）服務(wù)器軟件的安裝，并在用戶電腦上進(jìn)行使用測(cè)試。

4 結(jié)論

通過兩年時(shí)間的平穩(wěn)運(yùn)行，GPRS電壓監(jiān)測(cè)儀的應(yīng)用提高了電壓監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、真實(shí)性和完整性，有效地減少了管理人員統(tǒng)計(jì)和錄入數(shù)據(jù)的時(shí)間，加大了分析，便于對(duì)合格率較差的監(jiān)測(cè)點(diǎn)制定相應(yīng)的整改措施，有效地提高了供電電壓合格率的管理水平。運(yùn)行兩年一直控制著良好的電能質(zhì)量，電壓綜合合格率都超過95％，保證了電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

監(jiān)測(cè)儀范文第4篇

心臟病監(jiān)測(cè)

原發(fā)性擴(kuò)張型心臟病是指一種不明原因心腔擴(kuò)大，心肌收縮期泵功能障礙，導(dǎo)致人體供血不足的疾病。

考伊20多歲前一直身體健康，患病前經(jīng)常玩蘇格蘭簡式曲棍球和踢足球。但他3歲那年，心臟開始出現(xiàn)問題。

2006年，考伊第6次心臟病發(fā)作，之后被確診為原發(fā)性擴(kuò)張型心臟病。他的父親和叔叔均死于這種疾病。

2006年12月，考伊開始佩戴一種先進(jìn)心臟監(jiān)測(cè)儀――自動(dòng)減顫器，這種火柴盒大小儀器由總部設(shè)在德國柏林的百多力有限公司生產(chǎn)。

考伊需要把自動(dòng)減顫器一直戴在腰上，衛(wèi)星會(huì)跟蹤自動(dòng)減顫器上的信號(hào)發(fā)送器，并把考伊心臟跳動(dòng)情況以信號(hào)形式傳給百多力有限公司。如傳送信號(hào)顯示考伊心跳不規(guī)律，百多力有限公司就會(huì)立刻通知距考伊家最近醫(yī)院，隨后醫(yī)院會(huì)與考伊聯(lián)系或派醫(yī)護(hù)人員過去。

釋放電流

在英國，像考伊一樣佩戴自動(dòng)減顫器的心臟病患者目前僅有100人左右。

百多力有限公司通過自動(dòng)減顫器和衛(wèi)星信號(hào)，迅速了解患者病情變化并及時(shí)通知醫(yī)院對(duì)患者進(jìn)行治療，可以節(jié)省不少時(shí)間，而這對(duì)于心臟病患者而言可能意味著生死之別。

自動(dòng)減顫器不僅可以監(jiān)測(cè)心臟病患者心跳狀況，而且當(dāng)它發(fā)現(xiàn)患者心跳不規(guī)律，并判斷患者心跳可能停止時(shí)，會(huì)自動(dòng)釋放電流，通過電擊方式使心臟恢復(fù)正常跳動(dòng)。

自動(dòng)減顫器可向患者身上釋放800伏電流，把患者心臟電擊回正常跳動(dòng)頻率。這種應(yīng)急治療方法為醫(yī)護(hù)人員趕去患者身邊留出更多時(shí)間。

生活改變

佩戴自動(dòng)減顫器使得考伊的生活發(fā)生了不少重大改變。比如他不能開車，而且必須遠(yuǎn)離電器設(shè)備，以防自動(dòng)減顫器或其發(fā)出信號(hào)受到干擾。

考伊曾擔(dān)任當(dāng)?shù)靥K格蘭簡式曲棍球俱樂部會(huì)長，但戴自動(dòng)減顫器后，他再不能像過去一樣為自己隊(duì)伍成敗激動(dòng)或感傷，這種刺激很可能促使自動(dòng)減顫器向他身上釋放強(qiáng)烈電流。

考伊還被醫(yī)生警告，他必須在打完高爾夫球后保持冷靜，否則自動(dòng)減顫器可能會(huì)錯(cuò)誤地識(shí)別為心臟病發(fā)作，并放出電流。

監(jiān)測(cè)儀范文第5篇

關(guān)鍵詞：無汞電極、差分脈沖、陽極溶出

Abstract: Water-line automatic monitor of heavy metals using mercury electrodes, not only to avoid contact with mercury mercury-film electrode to be regularly replaced the shortcomings, but also reduce environmental pollution, high-precision differential pulse anodic stripping voltammetry (DPASV), can effectively remove dissolved residual current of oxygen and other background currents, the lower limit of detection, the sensitivity increased.Key words: Mercury electrode; Differential pulse; Anodic stripping

1 引言

水環(huán)境是人類生存環(huán)境的一個(gè)重要子系統(tǒng)，人類生產(chǎn)和生活都時(shí)刻離不開水。重金屬污染是危害最大的水污染問題之一，重金屬具有毒性大、在環(huán)境中不易被代謝、易被生物富集并有生物放大效應(yīng)等特點(diǎn),嚴(yán)重威脅人類和水生生物的生存。為了加大對(duì)水污染的監(jiān)控力度，國家環(huán)保總局規(guī)定重點(diǎn)水質(zhì)污染源必須配備各類水質(zhì)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，水質(zhì)重金屬在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀的市場(chǎng)需求巨大。

根據(jù)國家環(huán)?？偩忠?guī)定的水質(zhì)重金屬檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，目前國內(nèi)水質(zhì)重金屬在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀主要采用的陽極溶出伏安法具有儀器簡單、檢測(cè)下限低、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。但是，常規(guī)陽極溶出伏安法由于背景電流的影響，檢測(cè)下限和靈敏度受到限制。差分脈沖溶出伏安法能夠消除背景電流的影響，使檢測(cè)限下降、靈敏度大為提高。目前，國內(nèi)尚沒有廠家生產(chǎn)基于差分脈沖溶出伏安法的水質(zhì)重金屬在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，主要依賴進(jìn)口，不僅價(jià)格昂貴，運(yùn)行費(fèi)用高，維修配件也缺乏。

2工作原理

陽極溶出伏安法水質(zhì)重金屬在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀主要由試劑輸送系統(tǒng)、電化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)和自動(dòng)控制與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成見下圖：

2.1試劑輸送系統(tǒng)

能夠自動(dòng)完成被測(cè)水樣、蒸餾水、緩沖液及標(biāo)準(zhǔn)溶液的定量輸送和電解池的清洗。由計(jì)量泵、電磁閥及輸送管路構(gòu)成，根據(jù)微控制器的控制指令，能夠自動(dòng)完成試劑（被測(cè)水樣、蒸餾水、緩沖液及標(biāo)準(zhǔn)溶液）的定量輸送和電解池的清洗。

2.2電化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)

電化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)由電解池和恒電位計(jì)構(gòu)成，電解池是對(duì)重金屬離子電解富集和陽極溶出的裝置，采用三電極系統(tǒng)：工作電極(WE)、輔助電極(CE)和參比電極(RE)。根據(jù)微控制器根據(jù)設(shè)置的D/A值掃描電壓輸出到恒電位儀上，控制工作電極的電位，同時(shí)記錄A/D測(cè)得的流過工作電極的電流，實(shí)現(xiàn)電化學(xué)溶出伏安測(cè)量。

電化學(xué)溶出伏安測(cè)量分為三步：富集、靜息和溶出：首先是在一定電位下將被測(cè)金屬離子通過陰極電解還原沉積在工作電極上：

Mn+ ＋ ne M

經(jīng)過靜息一定時(shí)間，使被富集的物質(zhì)在工作電極上分布均勻，以提高分析結(jié)果的再現(xiàn)性。

然后，工作電極向正電位方向掃描, 使已沉積的金屬電解溶出：

M Mn+ ＋ ne

電解沉積過程相當(dāng)于一個(gè)濃縮富集過程,被測(cè)離子從較大體積的溶液中被沉積到小體積的電極上,使其濃度有很大的提高,因而在溶出過程中能產(chǎn)生較大的電流。所以溶出伏安法具有較高的靈敏度,最低檢測(cè)限可達(dá)10－12gL-1。

記錄溶出過程中的電流-電位曲線稱為溶出伏安曲線, 曲線中的峰電位與被測(cè)離子的性質(zhì)有關(guān)，峰電流ip的大小與電解沉積的金屬離子濃度、溶液粘度、金屬離子擴(kuò)散系數(shù)、電解富集時(shí)間、電極形狀和面積、電位掃描速率、攪拌速率及溫度有關(guān)。在其它條件一定的前提下，峰電流ip與溶液中被測(cè)離子的濃度cM成正比：

ip＝K.cM

差分脈沖陽極溶出伏安法(DPASV)是在溶出過程中，在緩慢線性變化的直流掃描電壓上，疊加小振幅的矩形脈沖電位，如圖所示：

對(duì)于差分脈沖陽極溶出伏安法(DPASV )，當(dāng)直流電壓掃描達(dá)到離子的氧化電位之后，由于電極反應(yīng)己經(jīng)產(chǎn)生，所加的脈沖電壓就使電極產(chǎn)生脈沖氧化電流，由于這一電流是離子氧化產(chǎn)生的，屬于法拉第電流iF，法拉第電流隨時(shí)間下降的速度很慢，是以t-1/2關(guān)系下降的。在施加脈沖電壓的時(shí)候，同時(shí)對(duì)電極下的雙電層也有充電作用，因而產(chǎn)生脈沖電容電流iC，電容電流是以e-t/RC關(guān)系下降的。t為施加脈沖的時(shí)間延遲，RC為溶液電阻與雙電層電容的乘積即時(shí)間常數(shù)，電容電流比法拉第電流的下降速度快很多，因此經(jīng)過一定的時(shí)間延遲，電容電流幾乎衰減為零，而法拉第電流仍然很大。這時(shí)采樣的電流是己經(jīng)除去了電容電流的法拉第電流，由此信噪比可提高100倍左右，使檢測(cè)限降低，靈敏度提高。

2.3自動(dòng)控制與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

該系統(tǒng)通過微控制器設(shè)定好的控制指令，采用多線程步控，控制計(jì)量泵、電磁閥及恒電位計(jì)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)被測(cè)溶液進(jìn)入電解池、加緩沖溶液、加標(biāo)準(zhǔn)溶液前測(cè)量（富集、靜息和溶出）、加入標(biāo)準(zhǔn)溶液、加標(biāo)準(zhǔn)溶液后測(cè)量（富集、靜息和溶出）、測(cè)量結(jié)束后排出樣液、進(jìn)超純水清洗電極、管路和電解池等。

根據(jù)微控制器設(shè)置的D/A值，掃描電壓輸出到恒電位儀上，同時(shí)記錄A/D測(cè)得的流過工作電極的電流。由微控制器對(duì)上傳的數(shù)據(jù)采用最小二乘法和FIR濾波技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，畫出相應(yīng)的溶出峰電流曲線，系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行一次微分，計(jì)算加入標(biāo)準(zhǔn)溶液前后的峰電流值，標(biāo)準(zhǔn)加入法可以有效地克服基體效應(yīng)。先測(cè)得試液體積為Vx的被測(cè)離子的峰電流h，再在伏安池中加入濃度為Cs、體積為Vs的被測(cè)離子的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在同樣實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)得峰電流H，則由：

H=KCx

H=K，(Cx+ΔC)

由于加入標(biāo)準(zhǔn)溶液的量很少，不影響試液基本組成，K=K，。設(shè)加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液相對(duì)原被測(cè)溶液的體積很小(Vs

ΔC＝Cs.Vs/Vx

從而可計(jì)算得出被測(cè)溶液的濃度為：

Cx=Cs.Vs.h/(H-h))Vx

微控制器依據(jù)上述公式計(jì)算，并將結(jié)果顯示或通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸給政府部門。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1高性能長壽命無汞工作電極的設(shè)計(jì)與制作

重金屬離子的陰極電解富集和陽極溶出都是在工作電極上完成的，工作電極的電化學(xué)性能及使用壽命至關(guān)重要。

3.2 陽極溶出伏安測(cè)量工藝條件的優(yōu)化

由于電解液酸度及離子強(qiáng)度、電解富集電位及時(shí)間、電位掃描及速率、溫度控制等，對(duì)電化學(xué)溶出伏安測(cè)量的準(zhǔn)確性及精度影響很大，采用正交化試驗(yàn)設(shè)計(jì)，優(yōu)化陽極溶出伏安法測(cè)量重金屬的工藝條件。

3.3 恒電位計(jì)的設(shè)計(jì)與制作

恒電位計(jì)是控制工作電極電位及測(cè)量工作電極電流的重要器件，其性能直接決定了電位控制的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和精度，也必將影響溶出伏安測(cè)量的準(zhǔn)確性及精度。尤其是本項(xiàng)目采用差分脈沖陽極溶出伏安測(cè)量技術(shù)，對(duì)恒電位計(jì)的性能要求更高。本項(xiàng)目將參照高性能電化學(xué)工作站恒電位控制線路的原理，結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)出高性能恒電位計(jì)電子線路，并據(jù)此制作恒電位計(jì)。

3.4 自動(dòng)控制與數(shù)據(jù)處理程序

差分脈沖電位掃描的控制及電流信號(hào)采集的同步性的研發(fā)，在分析高性能電化學(xué)工作站差分脈沖電位掃描測(cè)量的原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真模擬技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)出符合測(cè)量要求的自動(dòng)控制與數(shù)據(jù)處理程序。

4 結(jié)語