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2017年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽試題 管道內(nèi)鋼珠運(yùn)動(dòng)測(cè)量裝置（M 題） 【高職高專組】
一、任務(wù)
設(shè)計(jì)并制作一個(gè)管道內(nèi)鋼珠運(yùn)動(dòng)測(cè)量裝置，鋼珠運(yùn)動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。 裝置使用 2 個(gè)非接觸傳感器檢測(cè)鋼珠運(yùn)動(dòng)，配合信號(hào)處理和顯示電路獲得鋼珠的 運(yùn)動(dòng)參數(shù)。
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2017-8-10 02:17 上傳
圖 1 鋼珠運(yùn)動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)
二、要求
1．基本要求
規(guī)定傳感器寬度 w≤20mm，傳感器 1 和 2 之間的距離 l 任意選擇。
（1）按照?qǐng)D 1 所示放置管道，由 A 端放入 2~10 粒鋼珠，每粒鋼珠放入的時(shí) 間間隔≤2s，要求裝置能夠顯示放入鋼珠的個(gè)數(shù)。
（2）分別將管道放置為 A 端高于 B 端或 B 端高于 A 端，從高端放入 1 粒鋼
珠，要求能夠顯示鋼珠的運(yùn)動(dòng)方向。
（3）按照?qǐng)D 1 所示放置管道，傾斜角ɑ為 10o~80o之間的某一角度，由 A 端 放入 1 粒鋼珠，要求裝置能夠顯示傾斜角ɑ的角度值，測(cè)量誤差的絕對(duì) 值≤3o。
2．發(fā)揮部分
設(shè)定傳感器 1 和 2 之間的距離 l 為 20mm，傳感器 1 和 2 在管道外表面 上安放的位置不限。
（1）將 1 粒鋼珠放入管道內(nèi)，堵住兩端的管口，擺動(dòng)管道，擺動(dòng)周期≤1 s， 擺動(dòng)方式如圖 2 所示，要求能夠顯示管道擺動(dòng)的周期個(gè)數(shù)。
（2）按照?qǐng)D 1 所示放置管道，由 A 端一次連續(xù)倒入 2~10 粒鋼珠，要求裝置 能夠顯示倒入鋼珠的個(gè)數(shù)。
（3）按照?qǐng)D 1 所示放置管道，傾斜角ɑ為 10o~80o之間的某一角度，由 A 端 放入 1 粒鋼珠，要求裝置能夠顯示傾斜角ɑ的角度值，測(cè)量誤差的絕對(duì)值≤3o。
（4）其他。
注:A端由最高處向下到達(dá)最低處，再由最低處回
到最高處為1個(gè)擺動(dòng)周期，擺動(dòng)角度上下對(duì)稱。
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2017-8-10 02:18 上傳
圖 2 管道擺動(dòng)方式
三、說明
1．管道采用市售非透明 4 分（外徑約 20 mm）硬塑料管材，要求內(nèi)壁光滑，沒 有加工痕跡，長度為 500 mm。鋼珠直徑小于管道內(nèi)徑，具體尺寸不限。
2．發(fā)揮部分（2），“由 A 端一次連續(xù)倒入 2~10 粒鋼珠”的推薦方法：將硬紙卷 成長槽形狀，槽內(nèi)放入 2~10 粒鋼珠，長槽對(duì)接 A 端管口，傾斜長槽將全部鋼珠 一次倒入管道內(nèi)。
3．所有參數(shù)以 2 位十進(jìn)制整數(shù)形式顯示；基本部分（2）A 端向 B 端運(yùn)動(dòng)方向 顯示“01”，B 向 A 端運(yùn)動(dòng)方向顯示“10”。
四、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
設(shè)計(jì)報(bào)告
| 項(xiàng)目 | 主要內(nèi)容 | 滿分
| 裝置方案
| 總體方案設(shè)計(jì)
| 2 | 理論分析與計(jì)算
| 測(cè)量方法的選擇與工作原理分析
檢測(cè)電路的原理分析計(jì)算 顯示電路的原理與分析
| 9 | 電路與程序設(shè)計(jì)
| 總體電路圖；程序流程圖
| 4 |
測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果
| 調(diào)試方法與儀器
測(cè)試數(shù)據(jù)完整性 測(cè)試結(jié)果分析
| 3
| 設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性
| 摘要；設(shè)計(jì)報(bào)告正文的結(jié)構(gòu)
圖表的規(guī)范性
| 2 | 合計(jì)
| 20 |
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2017-8-10 02:15 上傳
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