毕业论文：传感器在机电一体化中的应用16-第4页
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毕业论文：传感器在机电一体化中的应用16-4
极板,极板间物质等效于一种介质,则其电容量为：C；Ca力时，两表面产生等量的正负电荷，压电元件的开；压电传感器可以等效为一个电荷源与一个电容并联，如；图2.8电压灵敏度与电荷灵敏度之间的关系为：ku；压电式传感器的测量电路：测量时，需把压电传感器用；电压放大器如图(a)：电荷放大器如图(b)：；图2.9(b)；压电式传感器的性能特点：高阻抗、低能量；但是无静
极板, 极板间物质等效于一种介质, 则其电容量为：Ca????0S?，压电元件受外QCa力时，两表面产生等量的正负电荷，压电元件的开路电压为：U?。压电传感器可以等效为一个电荷源与一个电容并联，如下图2.8 (a)并联图；压电传感器也可以等效为一个电荷源与一个电容相串联的电压源，如下图2.8 (b)串联图 图2.8 电压灵敏度与电荷灵敏度之间的关系为：ku?kqCa压电式传感器的测量电路： 测量时，需把压电传感器用电缆接于前置放大器，前置放大器作用： 一是放大传感器输出的微弱信号；二是把它的高输出阻抗变换为低输出阻抗。电压放大器如图(a)：
电荷放大器如图(b)： 图2.9
(b)压电式传感器的性能特点：高阻抗、低能量；但是无静态输出，要求有很高的电输出阻抗。需用低电容的低噪声电缆。压电式传感器的应用有：压电式测力传感器、压电式加速度传感器、压电式金属加工切削力测量、压电式玻璃破碎报警器等。压电式金属加工切削力测量： 图 2.10压电式玻璃破碎报警器： 图 2.112.5 霍尔式传感器霍尔传感器是利用霍尔元件基于霍尔效应原理而将被测量转换成电动势输出的一种传感器。由于霍尔元件在静止状态下，具有感受磁场的独特能力，并且具有结构简单、体积小、噪声小、频率范围宽(从直流到微波)、动态范围大(输出电势变化范围可达1000:1)、寿命长等特点，因此获得了广泛应用。金属或半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种现象称霍尔效应。如下图： 图2.12 霍尔元件的主要性能参数：2.5.1 输入电阻和输出电阻输入电阻：控制电极间的电阻输出电阻：霍尔电极之间的电阻2.5.2 额定控制电流和最大允许控制电流额定控制电流：当霍尔元件有控制电流使其本身在空气中产生10℃温升时，对应的控制电流值。最大允许控制电流：以元件允许的最大温升限制所对 应的控制电流值2.5.3 不等位电势当霍尔元件的控制电流为额定值时，若元件所处位置的磁感应强度为零，测得的空载霍尔电势。2.5.4 寄生直流电势霍尔元件零位误差的一部分当没有外加磁场，霍尔元件用交流控制电流时，霍尔电极的输出有一个直流电势，控制电极和霍尔电极与基片的连接是非完全欧姆接触时，会产生整流效应。两个霍尔电极焊点的不一致，引起两电极温度不同产生温差电势2.5.5 霍尔电势温度系数在一定磁感应强度和控制电流下，温度每变化1度时，霍尔电势变化的百分率。霍尔传感器的灵敏度和线性度主要取决于磁路系统和霍尔元件的特性。 霍尔传感器动态性能好。霍尔传感器的基本测量电路如下：激励电流由电压源E供给，其大小由可变电阻来调节。 图2.13霍尔型传感器的应用有：霍尔转速表、霍尔式微压力传感器、各种位移传感器等。第三章 传感器在机电一体化系统中的应用 传感器是左右机电一体化系统(或产品)发展的重要技术之一，广泛应用于各种自动化产品之中。3.1 传感器在工业机器人中的应用工业机器人的准确操作取决于对其自身状态、操作对象及作业环境的准确认识，这种准确认识均通过传感器的感觉功能实现。机器人自身状态信息的获取通过其内部传感器(位置、位移、速度、加速度等)来完成，操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现，这个过程非常重要，足以为机器人控制提供反馈信息。3.2传感器在机械制造中的应用在机械制造中，传感器技术是实现测试与自动控制的重要环节。在机械制造测试系统中，被作为一次仪表定位，其主要特征是能准确传递和检测出某一形态的信息，并将其转换成另一形态的信息。具体的说，传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息有感受与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元件或装置。切削过程和机床运行过程的传感技术：切削过程传感检测的目的在于优化切削过程的生产率、制造成本或(金属)材料的切除率等。切削过程传感检测的目标有切削过程的切削力及其变化、切削过程颤震、刀具与工件的接触和切削时切屑的状态及切削过程辨识等，而最重要的传感参数有切削力、切削过程振动、切削过程声发射、切削过程电机的功率等。对于机床的运行来讲，主要的传感检测目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性等，其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、机床状态与冷却润滑液的流量等。 第四章 机电一体化系统中传感器的选择 传感器的应用范围广，种类繁多。如何为我们机电一体化系统选择合适的传感器呢？下面我们就以数控机床为例讲讲机电一体化系统中传感器的选择。数控机床综合了机械、自动化、计算机、测量、微电子等最新技术，使用了多种传感器，由于高精度、高速度、高效率及安全可靠的特点，在制造业技术设备更新中，数控机床正迅速地在企业得到普及。数控机床是一种装有程序控制系统的自动化机床，能够根据已编好的程序，使机床动作并加工零件。它综合了机械、自动化、计算机、测量、微电子等最新技术，使用了多种传感器。4.1 数控机床对传感器的要求(1) 可靠性高和抗干扰性强；(2) 满足精度和速度的要求；(3) 使用维护方便，适合机床运行环境；(4) 成本低。不同种类数控机床对传感器的要求也不尽相同，一般来说，大型机床要求速度响应高，中型和高精度数控机床以要求精度为主。4.2 位移的检测位移检测的传感器主要有脉冲编码器、直线光栅、旋转变压器、感应同步器等。4.2.1 脉冲编码器的应用脉冲编码器是一种角位移(转速)传感器，它能够把机械转角变成电脉冲。脉冲编码器可分为光电式、接触式和电磁式三种，其中，光电式应用比较多。4.2.2 直线光栅的应用直线光栅是利用光的透射和反射现象制作而成，常用于位移测量，分辨力较高，测量精度比光电编码器高，适应于动态测量。在进给驱动中，光栅尺固定在床身上，其产生的脉冲信号直接反映了拖板的实际位置。用光栅检测工作台位置的伺服系统是全闭环控制系统。4.2.3 旋转变压器的应用旋转变压器是一种输出电压与角位移量成连续函数关系的感应式微电机。旋转变包含各类专业文献、幼儿教育、小学教育、高等教育、各类资格考试、外语学习资料、中学教育、行业资料、毕业论文：传感器在机电一体化中的应用16等内容。　
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即具 有一台机床同时完成多个独立加工任务 或控制多台和多种机床的能力、软件程序的固化;数转换设备的可靠性和分时处理 的输入输出的可靠性、灵 敏度和精确度方面,包 括模&#47,即 采用多C PU、判断和决策.基础自动化、设计更改 频繁的离散零件的批量生产。为 了减少软件的研制成本。接口采用同 一标准规格不仅有利于信息传递和维修。 (二)计算机集成制造系统(CIMS) C IM S的实现不是现有各分散系统 的简单组合。 参考文献、人性 显得越来越重要。 (四)模块化 模块化也是机电一体化产品的一个 发展趋势,提高可靠性与防干扰 有着直接的关系.智能控制综述[J],进而在控制方面改善快速响应特性,它需要制 订一系列标准、包装、多通道控制。企业集成度的提 高可以使各种生产要素之间的配置得到 更好的优化,使机械工业的技术结构、标准化等问题,并指出其发展趋势、生产实验到生 产经营管理的有机结合,做出一定的判 断、紧凑型的结构,于是绿色产品应运而生、机电一体化的核心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。为了避免电干扰;数控。 (六)绿色化 工业的发达使人们物质丰富、机器人,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,同时寻求实现多子系统协调 控制和综合管理。 (五)接口技术 为了与计算机进行通信、 制造,对动作进行反馈控制。 4,并引入在线诊断,在作业环境中独 立行动、梁俊彦、工农业乃至国 防等领域。机电一体化产品生产企业可利用 标准单元迅速开发新产品,但 在快速响应和效率等方面还存在一些问 题。 关键词。 3,提高效率。 (四)工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人。 (三)柔性制造系统(FMS) 柔性制造系统是计算机化的制造系 统,引起了工程领域的技术改造与革命、三维加工 过程的动态仿真、机械手等控制都集 成到系统中去。目前: 1。 它可以随机地. 5,表现出低级智 能。 (一)机械本体技术 机械本体必须从改善性能。绿色化 是时代的趋势、 运动灵活等特点,而 远程控制的终端设备本身就是机电一体 化产品,必须使数据 传递的格式标准化,2006(6),为了减轻质量除了在结构上加以改进、信息接口的机电一体化产 品单元是一项复杂而重要的事. 3,都有广阔的应用前景,进而提高处理速 度、能实现多过程,并将刀具 破损检测、程序模块化。硬件是由机械本体,2004,不仅是改造传统机 械设备的要求机电一体化技术的应用与发展前景 摘要,以制造为基干 来控制“物流”和“信息流”。 (三)微型化 微型机电一体化系统高度融合了微 机械技术。 7,基于网络 的各种远程控制和监视技术方兴未艾、传感器、生产准备。 在机械工程领域。 (三)信息处理技术 机电一体化与微电子学的显著进步、王中杰,一般除R S232等常用通信 方式外、数控机床,从而取 代制造工程中人的部分脑力劳动、W O P技术和智能化,而且是推动机械产品更新 换代和开辟新领域, 它们只能根据示教进行重复运动。 5、生活舒 适的同时也使资源减少。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域、开放性设计.机电一体化系统设计[M]。 (二)传感技术 传感器的问题集中在提高可靠性,来解 决信号电缆非接触化、实时地,目前 有采用光纤电缆传感器的趋势、传感器系统的 集成化与智能化为嵌入智能控制算法创 造了条件、产品机构、李运华、产品开发、章浩、运输。 6,张西良. 2。机电一体化产品还可根 据一些生物体优良的构造研究某种新型 机体、分析。 综上所述,目前主要发展非接触型检 测技术。目前:机械工业;第2代机器人带有各种先进的传感元 件,可进行复杂 的逻辑思维。智能机电一体化产品 可以模拟人类智能,才有可能实现驱动系统的小型化。表现特征之二是通信功 能大大加强。 三,同时也 加强了C N C系统的控制功能、微电子技术和软件技术。绿色制造业是现代制 造业的可持续发展模式,机电一体化将朝 着以下几个方向发展。 二,也是21世纪机电 一体化的发展方向:机电一体化是一种复合技术、多主总线的体系结构、符合接口标 准、芮延年,以便各部件,有力地推动着机电一体化产品 向智能化方向发展,为加速推进机电一体化的发展,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电 一体化”为特征的发展阶段,在结构,通过计算机处理,进行任意的 剪裁和组合、系统的多级网络功能, 研制和开发具有标准机械接口。 (一)智能化 智能化是机电一体化与传统机械自 动化的主要区别之一、动力接口、机电一体化技术的主要应用领域 (一)数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40 年的发展,还应考虑利用非金属复合材料、推 行软件工程等,使其朝着网络化方向发展、航空航天,必须提高信息处理设备的可靠性、操作和控制精度 上都有迅速提高、小型化。 (六)软件技术 软件与硬件必须协调一致地发展,与第5代计算机关系密切。它 打破原有部门之间的界线,技术人员正致 力于开发低成本,即硬件体系结构和功 能模块具有层次性、减轻质量和提高精度等几方面考虑。因此。由于网络的普及。由 于机电一体化产品种类和生产厂家繁多、逻辑思维和自主决策能力.机电一体化技术的发展与应用[J]。由于 微机电一体化系统具有体积小,生产其能力范围内的任何工 件,提高生产维修的 效率、发展与振兴机械工业 的必由之路,各种生产要素的潜力可以得 到更大的发挥.北京机械工业出版社;第3代机器人即智 能机器人,主要由计算机.机电一体化技术的发展及应用[J]。系统可以灵活组态,可进入一般机械无法进 入的空间并易于进行精细操作。它促使机械工业发生战 略性的变革, 报废时能回收利用,加强了系统 组合及构成复杂加工系统的能力、单片机作为控制机.北京航空航天大学出版社,是机械技术与微电子技术,2007(9)、功能、模糊 控制等智能机制. 4,使传统的机械设计方法和设 计概念发生着革命性的变化,正在积极发展内部装有编码器 的电机以及控制专用组件-传感器-电 机三位一体的伺服驱动单元、生产方式及管理体系发生了巨大变化,对生态环境无危害或危害极 小。只有机械本体减轻了重量,使其向着生物系统化方向发展、以单板。未来的机电一 体化更加注重产品与人的关系,在 实验室中已制造出亚微米级的机械元件,特别适于多品种、使用到报废处理的整个生命周期中、信息处 理单元和驱动单元等部分组成,面向网络的 方式也不同.机电控制[M],如何赋予 机电一体化产品以人的智能,具有某种程度的判断推理,生态环境受到严 重污染、信息技术。 (四)驱动技术 电机作为驱动机构已被广泛采用,能获取作业环境和操作对象的简单信 息,实现远程及多系统通信联网需要 的局部网络正逐渐被采用,资源利用率极高。对外部信 息传感器来说。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主.科技资讯,是一项重要而艰巨的工程。 一,对工作 环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活 性、按量地按照装配 部门的要求。系统能提供 面向车间的编程技术和实现二,已开始走向实用化,加上专 用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。 机电一体化产品的种类很多,处理器速度 的提高和微机的高性能化,并解决抗干扰及标准化问题,不仅丰富了数控功能,2003,余章雄,利 用半导体器件制造过程中的蚀刻技术。 (五)网络化 网络技术的飞速发展对机电一体化 有重大影响。机电一体化产品的 绿色化主要是指使用时不污染生态环境,减少能量消耗、纳米级方向发展、电气接 口、单元的匹配 和接口,李玉翔、情感、耗能小,必须从以下 几方面着手, 而且可以简化设计,并正向微米、兼容性、机电一体化技术的发展前景 纵观国内外机电一体化的发展现状 和高新技术的发展动向、自动搬运小车和自动化仓库等组成、高速串行的接口,具有多种感知功能: 1、规格化,要逐步推行软件标准化,2006(7)、 信息处理设备(特别是微型计算机)的普 及应用紧密相连、信息技术互相渗透的产物、中小批量,是社会生产力发展到一定 阶段的必然要求,故在生物 医学、总线式,而是全局动态最优综合。为进一步发展机电一体 化。目前、模块化、物料搬运,能最大限度地提高用户的使用效益、料 盘。 2;模块化 现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透、大容量存储器的应用和软件的模 块化设计,包括程序 标准化,其目标是使产品从设计、功能与构成,是机 电一体化的一个新的发展方向,是机电工业发展的必然趋势,柴天佑,同时也可以不 断扩大生产规模、光导纤维以及光藕 器的大容量化.农机化研究,具体表现在。 (二)系统化 系统化的表现特征之一就是系统体 系结构进一步采用开放式和模式化的总 线结构,周士冲,实现从经营 决策。大力发展新 一代机电一体化产品,机电一体化是众多科学技 术发展的结晶。近几年。国外称微 电子机械系统的几何尺寸一般不超过 1cm 3;机电一体化
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机电一体化毕业论文 绪论 现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。 一、机电一体化概要 机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。 因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。 二、机电一体化的发展状况 机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。 20世纪70~80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：①mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；②机电一体化技术和产品得到了极大发展；③各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。 20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。 我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向.三、机电一体化的发展趋势 机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下： 3.1智能化 智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。 3.2模块化 模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。 3.3网络化 20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system, CIAS)，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。 3.4微型化 微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。 3.5绿色化 工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。 3.6系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除RS232外，还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义。一层是，机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。 四、典型的机电一体化产品 机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CAD／CAM系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。 五、我国发展“机电一体化”面临的形势和任务 机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。 (一)我国“机电一体化”工作面临的形势 1. 我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度 2. 我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。 3. 我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。 另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。 (二) 我国“机电一体化”工作的任务 我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。 总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。 六、我国发展“机电一体化”的对策 (一)加强统筹安排，协调发展计划 目前，我国从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套自己的发展策略。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，同时缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议各主管部门责成有关单位在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车! (二)强化行业管理，发挥“协会”作用 目前，我国“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作…… (三)优化发展环境、增大支持力度 优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。 增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。 (四)突出发展重点，兼顾“两个层次” 机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。 七、结语 综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
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机电一体化技术的应用与发展前景摘要:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。一、机电一体化的核心技术机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此,为加速推进机电一体化的发展,必须从以下几方面着手。(一)机械本体技术机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主,为了减轻质量除了在结构上加以改进,还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量,才有可能实现驱动系统的小型化,进而在控制方面改善快速响应特性,减少能量消耗,提高效率。(二)传感技术传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面,提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰,目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说,目前主要发展非接触型检测技术。(三)信息处理技术机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备(特别是微型计算机)的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化,必须提高信息处理设备的可靠性,包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性,进而提高处理速度,并解决抗干扰及标准化问题。(四)驱动技术电机作为驱动机构已被广泛采用,但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前,正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。(五)接口技术为了与计算机进行通信,必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修,而且可以简化设计。目前,技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口,来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。(六)软件技术软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本,提高生产维修的效率,要逐步推行软件标准化,包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。二、机电一体化技术的主要应用领域(一)数控机床数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在:1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多c pu、多主总线的体系结构。2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。3、w o p技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了c n c系统的控制功能。5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。(二)计算机集成制造系统(cims)c im s的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。(三)柔性制造系统(fms)柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。(四)工业机器人第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。三、机电一体化技术的发展前景纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展。(一)智能化智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能,具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力,从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。(二)系统化系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强,一般除r s232等常用通信方式外,实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。(三)微型化微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm 3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。(四)模块化模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事,它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品,同时也可以不断扩大生产规模。(五)网络化网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响,使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多,面向网络的方式也不同。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。(六)绿色化工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少,生态环境受到严重污染,于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。综上所述,机电一体化是众多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革,使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品,不仅是改造传统机械设备的要求,而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。
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摘 要 介绍一种性价比高的可对镍镉、镍氢及锂离子电池充电的多功能充电器。充电器采用单片机GMS97C2051作编程控制器，其内部的比较器用作电池最高温度检测，用1片LM324和1支TL431以及若干分立元件构成恒压—恒流电路、电压检测电路、基准电压源（兼作单片机电源）电路。  关键词 充电器 恒压 恒流 电压检测  --------------------------------------------------------------------------------1 电路组成  多功能充电器由基准电压源、恒压—恒流电路、电压检测电路、电池最高温度检测电路及放电电路等部分组成，电原理图如图1所示。1.1 基准电压源  作为电池电压检测基准，同时作单片机电源。电路由TL431、T3、R18、R19、R20、C5组成。由电路可知，当R19=R20时，三极管T3的射极电压等于TL431内部基准电压（UR=2.5V）的两倍，即2UR=5V。1.2 恒压—恒流电路  这是典型的双环反馈控制电路，图中U1A为电压控制的运放，U1B为电流控制的运放。由电路可知，电压控制的输出电压UO控制着电流控制的电流设定值，因此电压控制先于电流控制，这时电流控制电路是恒压控制的组成部分。下面分别介绍工作原理 。  恒压控制电路由运放U1A、电阻R1～R10、电位器W1、电容C1、二极管D1以及开关SW等组成。其作用是锂离子电池充电时，控制电池电压不超过设定值。恒压设定值US由R1、R2和W1对基准电压5V分压确定，当SW联接电池的正极后，反馈电压UC由R8、R9对Ub+分压引入，加上R6、R7、C1形成PI调节电路。由电路可知,设误差电压E=Ua－UC，那么有U1=Ua + E·(P + I·∫dt)，式中比例系数P=R6/R7，常数I=1/ (R7·C1)。当反馈电压UC较小即E&0时，U1会不断增大直到消除误差（E=0），否则U1会达到最大值，但由于D1的钳位作用使UO＝5.6V，从而使电流控制电路的设定电压Ud=UO·R12/(R11+ R12）不变，相应地电池以恒流方式充电。反之，当反馈电压UC较大即E&0时，U1会不断减小直到消除误差（E=0），否则U1会达到最小值U1=0，从而使电流控制电路的设定电压Ud逐渐减小直到零，相应电池以恒压方式充电。  显然，恒压控制是通过调节电流控制电路的设定电压，即改变电池充电流完成的。电路主要参数由下面方程计算： Ubt=Ub+－Ub-                    (1) (US－Ua)/R3=Ua/R4+(Ua－Ub-)/R5   (2)  当恒压控制电路处于平衡状态时，电容C1无电流，则有： UC=R8·Ub+/(R8+R9)           (3) UC = Ua                     (4)
式中    Ub+ — 电池正极对地电压；    Ub- — 电池负极对地电压；    Ubt — 电池端电压；
   US  — 设定控制电压。  恒压控制的目标是电池端电压等于设定电压，即  Ubt = US           (5)  另外，还隐含了一个约束条件就是恒压控制与Ub-的取值无关，这就是在方程组中消去Ub- 必须满足： R3=R5               (6)   这里，US为确定量；其余Ubt，Ub+，Ub－，Ua，UC，R3，R4，R5，R8，R9等10个参变量应满足上述方程（1）～（6）。由于变量数比方程数多4个，因此需要确定的参数R3，R4，R5，R8，R9有无穷多组解。  为了求解只需要增加四个约束方程，不妨设：R3= R4=R5=R8=R（R取标称电阻值）将其代入上述方程组，不难解得：R9 =2R。取R=12kΩ，则有：R3= R4=R5=R8=12kΩ，R9=24kΩ。  当电压反馈开关SW接地（充镍电池时），或者电池端压小于设定电压即Ubt&US时运放U1A饱和输出，但由于D1的钳位作用使UO＝5.6V。这时电流控制的设定值为常数（由电阻R11和R12对UO分压确定），相应地电池以恒流方式充电。  电流控制电路由运放U1B、调整驱动三极管T1、控制三极管T2、功率三极管TP、电阻R11～R17、RF、电容C2、C3等组成，这也是一个PI调节器。其中，R11、R12对电压UO进行分压得Ud作为设定值，R13、R14、C2构成比例积分电路，运放U1B 的输出通过T1和TP控制充电电流，RF作为电流—电压反馈电阻，电压Ub-为反馈电压。由于PI调节器能消除静差，因此当调节平衡时Ub-=Ud ，充电电流为Ud/RF。  由以上分析不难得知，当Ubt&US或SW接地时，UO为常数5.6V，若经R11和R12分压后设定值为Ud=160mV，取RF=0.5Ω，则恒流方式充电电流IS=160mV/0.5Ω=320mA。通过改变 RF的阻值，就能改变IS的大小。三极管T2作控制管用，当其饱和导通时，使调整管T1截止TP也无电流输出。  充锂离子电池时，电压反馈开关SW接电池的正极。当电池端电压小于设定电压即Ubt&US时，以恒流方式充电；当Ubt=US 时，恒压控制起作用，通过降低输出UO使充电电流逐渐减小，以恒压方式充电。1.3 电压检测电路   通过电压检测电路，对电池电压检测，达到识别电池充电状态以便进行控制的目的。电路由两个运放U1C、U1D、三极管T4和T5以及电阻R21～R26、电容C6、二极管D4构成，其中U1D组成积分电路，U1C作上、下限电压比较器。这里，当三极管T5截止时上限电压为基准电压5V；当三极管T5饱和导通时下限电压由R25、R26分压确定，取R25= R26，则下限电压2.5V（电阻值较大T5的饱和压降很小），从而保证运放工作在线性区。  由电路可知，开关三极管T4控制积分电容的充电和放电，当其饱和导通时，电容C6充电。若忽略电阻RX的压降（因RX=RF其压降不大于160mV），取R21=R22则充电电流IC=0.5U bt/R24（略去管压降）；而当T4截止时，使电容C6放电,则放电电流ID=0.5Ubt/(R23 +R24)；取R23=470kΩ,R24=5.1kΩ,RX=RF=0.5Ω，则R23&&R24，放电比充电缓慢得多，且放电过程不受开关三极管T4的影响，因此，利用放电过程来检测电池电压可保证较高的精度。  运放U1D输出电压从5V降到2.5V，即电容C6的端电压因放电下降ΔU=5-2.5=2.5V时，所需时间T可由下式导出：  根据C6= dq/dU （dq——电容电荷增量，dU——电容电压增量）得  dq=C6dU     流经电容C6的电流    ID= dq/dt =C6dU/dt   也就是ID·dt=C6·dU 对两边定积分得ID·T=C6ΔU 即T = C6ΔU/ ID=C6·2.5(R23+R24)/(0.5Ubt)  将R23=470kΩ，R24= 5.1kΩ，C6=0.1μF代入上式可得T = 237.55ms/Ubt（Ubt单位为伏时，T单位为ms）  可见放电时间T仅与电池电压成反比，1/T与Ubt是线性关系。  当Ubt=8V时，可得T8=29.69ms，这对于采用6MHz晶振的单片机而言，因其计时可精确到2μs，故可以做到很高的精度，很容易使电压检测电路的分辨率达到5mV。由于是积分检测，故对电池电压的高频干扰完全可以消除，因此工作稳定可靠。1.4 电池最高温度检测电路  利用GMS97C2051内部比较器和手机电池内设置的热敏电阻就能实现电池最高温度检测控制。原理图中，内部比较器反相输入端接2.5V作为比较基准电压，电阻RP与电池内热敏电阻Rt（未画出）对5V基准电压的分压作为被检测电压, 接内部比较器同相输入端P1.0。由于Rt为负温度特性，当电池温度升高时，Rt的阻值相应减小，其分压即被检测电压也同时降低，当低于2.5V时，内部比较器输出（P3.6）低电平，这时即认为电池温度达到最高控制温度。1.5 放电电路  放电电路由三极管T6和电阻RD组成，并受单片机P3.7控制，放电电流大约为IDIS=Ubt/RD。2 编程控制实现方法2.1 I/O口分配  P1.2输入检测放电请求键DIS-K的状态；P1.3输入检测恒压控制反馈开关SW的状态，以确定充电模式；P1.5和P1.7输出驱动LED作充电器状态显示；P3.2、P3.3和P3.4为电压检测（单积分A/D转换）专用，P3.4输出驱动T4用以控制积分电容C6的充电和放电；P3.2输出驱动T5用以选取比较基准电压5V或2.5V；P3.3输入检测电容C6从5V放电到2.5V时的时间T（与单片机定时器配合）；P3.5输出驱动T2用以控制电池充电；P3.6输入检测电池最高温度；P3.7输出驱动T6用以控制电池放电。2.2 程序功能及实现方法  程序采用模块结构，主要有定时中断及I/O刷新子程序，A/D转换及滤波子程序，锂离子电池充电方式控制及其状态识别子程序，镍镉/镍氢电池充电方式控制及其状态识别子程序，主控程序。各程序模块的功能如下：  ⑴ 定时中断及I/O刷新子程序  提供时间基准；  输入刷新，即读入P1.2、P1.3、P3.6状态,并使相应的软标志置位或复位；  输出刷新，即根据输入刷新和程序状态识别处理结果，通过P1.5、P1.7、P3.5和P3.7进行输出控制。  ⑵ A/D转换及滤波子程序  将模拟电压转换为数字量，通过数字滤波处理提高抗干扰能力和可靠性。它是识别电池充电状态的基础。  ⑶ 锂离子电池充电方式控制及其状态识别子程序  锂离子电池充电方式是当电池电压低于4.2V时，以恒流方式充电；当电池电压达到4.2V时，以恒压方式充电。这由硬件保证。另外还有充电45秒停充电1秒的要求，这由软件实现。  锂离子电池充电状态是由充电电流进行识别的，一般认为当充电电流减小到最大充电电流（恒流）的10％时可认为电池充满。为了间接检测充电电流，在电流回路中窜入一电阻Rx，使流经Rx的电流变化转换成电压变化，再配合充电状态下的A/D 转换数值和停止充电状态下的A/D 转换数值的比较结果，就能识别是恒流方式充电还是恒压方式充电。因为锂离子电池在充满电以前早已进入恒压方式充电状态，所以电压A/D 转换数值的变化就是电阻Rx两端电压的变化，从而反映充电电流的变化。  ⑷ 镍镉/镍氢电池充电方式控制及其状态识别子程序  镍镉/镍氢电池一般以恒流方式充电，也有以脉冲方式（恒流充电→停充→放电往复循环，当然放电量远小于充电量）充电。镍镉/镍氢电池充电状态由电池电压增量△U识别，根据有关资料和用本充电器进行的多次试验结果（见图2），证实电压增量△U为负时电池充满，此时电池的温度显著升高。
  为了提高识别电池充满的灵敏度，根据电池电压检测的最大值估计电池节数Ｎ，设置相应的判别阀值△Us，一般取△Us＝－６×Ｎ（mV）。为了提高电池充满识别的可靠性,要求连续三次满足电池充满条件(即△U&=△Us)才予以确认。 ⑸ 主控程序 将各个子程序有机地结合在一起，此外还有识别有无电池和识别放电终止电压等功能。3 实验结果及结论  充电器品质的高低取决于电压A/D转换的精度和可靠性。为了检验本充电器的电压A/D 图2 电池充电曲线
转换的性能，在充电器控制程序中有及时将电池电压检测数据向外串行发送的功能，用仿真机可以接收电压数据通过串行口向PC机传递数据并显示电池充电曲线（见图２）。这样就能对整个充电过程实行监测，并有助于进一步的研究。经过对几种电池数十次的充电实验表明：  本充电器电压A/D转换的精度（很容易达到5mV）和可靠性（无失误）都很高，而且测量电压的范围也很宽。可以说，高性能低价位的电压A/D转换是充电器品质的根本保证。
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