第一篇：数字式电容测量仪设计毕业设计
数字式电容测量仪的设计 摘要 本设计是基于555定时器，连接构成多谐振荡器以及单稳态触发器而测量电容的。单稳态触发器中所涉及的电容，即是被测量的电容。其脉冲输入信号是555定时器构成的多谐振荡器所产生。信号的频率可以根据所选的电阻，电容的参数而调节。这样便可以定量的确定被测电容的容值范围。因为单稳态触发器的输出脉宽是根据电容值的不同而不同的，所以脉宽即是对应的电容值，其精度可以达到0.1%。然后在电路中加入一个由LM741以及一个电容和一个电阻构成的阻容平滑滤波器，将单稳态触发器输出的信号滤波，使最终输出电压与被测量的电容值呈线性关系。最后是输出电压的数字化，将输入到7448译码器中翻译成BCD码，输入到LED数码管中显示出来 关键词：电容，555定时器，滤波器，线性，译码器，LED数码管 目录 一、测量系统的方案设计··············································3 1.1、测量部分的系统方案设计·····································3 1.1.1、恒亚充电法测量···················································3 1.1.2、恒流充电法测量···················································3 1.1.3、脉冲计数法测量···················································3 1.2、测量信号数字化系统方案选择································3 1.2.1、利用单片机进行编程翻译··········································4 1.2.2、利用译码器进行翻译··············································4 二、单元电路的设计及原理·············································4 2.1、电容值测量电路及原理·······································4 2.1.1、多谐振荡器电路图及工作原理·······································6 2.1.2、单稳态触发器电路图及工作原理·····································7 2.1.3、滤波器工作电路图及原理··········································8 2.2、模拟信号的处理以及数字化显示·····························9 三、系统参数设定······················································10 四、结论及谢词························································11 4.1、结论·····························································11 4.2、谢词····························································11 参考文献··································································12附表：元器件明细表······················································13 一 系统方案设计 1.1 测量部分的系统方案设计 1.1.1:恒压充电法测量。
用一个电阻和电容串联，用恒压源对电容进行充电，然后根据电容充电的曲线超过某个固定电压所需要的时间，利用曲线拟合的方法测量。测量所使用的原始公式是：。可见电容的值和电压以及时间呈微分关系。用这种方法测量，时间和容值是非线性的。因此测量难度高，精度低，并且难以实现数字化。
1.1.2：恒流充电法测量。
用恒流源对电容充电，此时电容的容量和充电时间是成正比的，所以可以利用AD或者比较功能同某个固定电压比较，来实现电容测量。测量所用的原始公式是：
..所以。恒流源的电流大小是已知的，时间和电压也可以测量出来。由上面的公式即可求得电容的大小。使用这种方法来测量，精度较上一种方法有所提高，且便于操作和实现。但要使用恒流源，恒流源的的设计要求很高，且达不到测量所需要的精度要求，因此这种方法也不适用。
1.1.3：用脉冲计数法测量电容。
由555定时器两个电阻以及一个电容，构成的多谐振荡电路，产生较为稳定的振荡频率计算的公式为：≈，这个频率可以自己选择电阻和电容的值确定。再由一个555定时器和一个电阻以及一个电容构成单稳态触发器,并将以上述多谐振荡电路产生的振荡信号作为单稳态触发器的触发信号。根据电容的大小来调节占空比。LM741与两个电容以及一个电阻构成阻容有源滤波器。将单稳态触发器所产生的输出信号滤波成为稳定的输出电压。此方法测量比较精确，并且容易调节所测量电容值的范围（只需调节构成单稳态触发器的电阻的大小即可）。
综合上述的三种方法，我所选择的是第三种方法 1.2 测量信号数字化系统方案选择 1.2.1：利用单片机进行编程翻译。
将测量得出的电压信号值，输入事先编好程序的单片机当中，应用单片机将电压信号翻译出来送入LED数码显示管中，显示出对应的数据。选用的单片机可以为凌阳单片机。该方法显示出的数据精确。而且设计，操作都很简单且功能易于扩展，但要用到单片机，因此设计成本将大大提高很不经济，且测量环境要求较高。
1.2.2：利用译码器进行翻译。
将测量出的结果输入译码器当中，利用译码器将电信号翻译，然后输入到LED数码显示管中，最后显示出对应的数据。选择的译码器可以为7448译码器。该方法所用到的器材较为便宜，且做成的成品便携。但显示不是非常精确，并且功能会很单一。
这里测量精确要求不是很高，故选择第二种方案。
二 单元电路的设计及原理 此方案主要分为两个方面：1.电容量的测量，最后得出来的结果是最后输出电压信号。2.将输出来的电压信号经翻译成为数字信号，由数码管显示出来。
2.1 电容值测量电路及原理 2.1.1 多谐振荡器电路图及工作原理 555定时器构成一个多谐振荡器，其电路图如图2-1-1所示：
图2-1-1 555定时器构成多谐振荡器 其电路工作原理是：接通电源后，电容C被充电，当上升到时，使为低电平，同时放电三极管T导通，此时电容C通过和T放电，下降。当下降到时，翻转为高电平。电容器充放电所需时间为: 当放电结束时，T截止，将通过、向电容器C充电，由上升到所需的时间为：
当上升到时，电路又翻转为低电平。如此周而复始，于是，在电路的输出端就得到一个周期性的矩形波。其振荡频率为：
2.1.2 单稳态触发器电路图及工作原理 555定时器构成一个单稳态触发器，其电路图如图2-1-2（a）所示。其简化电路如图2-1-2（b）所示：
图2-1-2（a）555定时器构成第三稳态触发器电路 图2-1-2（b）555定时器构成单稳态触发器的简化电路 其工作原理是：没有触发信号时处于高电平（＞），如果接通电源后Q=0 =0，T导通，电容通过放电三极管放电，使=0，保持低电平不变。如果电源接通后Q=1，放电三极管T就会截止，电源通过电阻R向电容充电，当上升到时，由于R=0,S=1锁存器置0，为低电平。此时放电三极管T导通，电容放电，保持低电平不变。因此，电路通电后在没有触发信号时，电路只有一种稳定状态=0。
若触发输入端施加触发信号（＜），电路的输出状态由低电平跳变为高电平，电路进入暂稳态，放电三极管T截止。此后电容充电，当充电至=时，电路的输出端电压由高电平翻转为低电平，同时T导通，于是电容放电，电路返回到稳定状态。
如果忽略T的饱和压降，则从零电平上升到的时间，即为输出电压的脉宽 通常R的取值在几百欧到几兆欧之间，电容的取值为几百皮法到几百微法。这种电路产生的脉冲宽度可以从几个微秒到几分钟，精度可以达到0.1%。这样就可以保证测量时的精度。也可以保证测量的范围能够达到100pF~100uF。
2.1.3 率波器工作电路图及原理利用LM741与电容，电阻组成阻容有源滤波器。其电路结构如图2-1-3所示。
图2-1-3 LM741组成的阻容滤波器 其工作原理是LM741可以对占空比为的信号进行平滑滤波，使最后产生出来的信号（即是图2-1-3中的）与被测量的呈线性关系。
2.1.4 滤波器工作电路图及原理 测试部分所用的总的电路图如图2-1-4所示。图中的即是被测量的电容。图中的电源是测量电路使用的电源，其值为15~18伏特之间。
图2-1-4 测量电路总图 2.2 模拟信号的处理以及数字化显示 在这个环节中，直接采用将信号送入7448译码器中进行翻译，并将翻译成的 BCD码送入LED数码管中，显示出来。其电路结构如图2-2-1 图2.2给出BCD—七段显示译码器7448的逻辑图。如果不考虑逻辑图中由G1~G4组成的附加控制电路的影响（即G3和G4的输出为高电平），则Ya~Yg与A3、A2、A1、A0之间的逻辑关系为：
Ya Yb Yc Yd Ye Yf Yg G13 G14 G15 G16 G17 G18 G19 G3 A’0 G9 A’1 G10 A’2 G11 A’3 G12 G4 G5 G6 G7 G8 G1 G2 A0 A1 A2 A3 图2-2-1 BCD—七段显示译码器7448的逻辑图 & & & & & & & & 1 1 1 ≥1 & ≥1 & ≥1 & ≥1 & ≥1 & ≥1 & ≥1 & & 根据BCD—七段显示译码器的逻辑关系式和逻辑图可列出真值表如表2—2 LED数码管的构造和显示原理：
LED数码管分为共阳极与共阴极两种，如图2—2—2（a）所示，内部结构如图2—2—2（b）（c）所示。a~g代表7个笔段的驱动端，亦称笔段电极。DP是小数点。第3脚与第8脚内部连通，+代表公共阳极，-表示公共阴极。对于共阳极LED数码管（如图2—2—2（a）,（b）所示），将8只发光二极管的阳极短接后作为公共阳极。其工作特点是，当笔段电极接低电平，公共阳极接供电平时可以发光。共阴极LED数码管则与之相反，它是将发光二极管的阴极短接后作为公共阴极。当驱动信号为高电平，-端接低电平时才能发光。
LED数码管的特点：
1.能在低电压、小电流条件下驱动发光，能与CMOS、TTL电路兼容。
2.发光相应时间极短（＜0.1us），高频特性好，单色性好，亮度高。
3.体积小，重量轻，抗冲击性好。
4.寿命长，使用寿命在10万小时以上，甚至可以达到100万小时。
5.成本低。
三 系统参数设定 系统的参数决定了系统测量的范围在触发器中，本设计在单稳态触发器中的电阻值取为47K, 由公式：
计算可得。被测电阻在100pF~100uF内产生的脉宽为0.000047s~0.47s。所以多谐振荡器产生的信号振荡频率应该小于2Hz。即＜2Hz 取多谐振荡器中的电阻值==150K。再由公式：
计算可得多谐振荡器中电容可以取为1.5uF。
在数字显示电路中，因为是使用了7448译码器译码，则相应的LED数码管选为共阴极数码管。
其他元器件的取值以及相应的规格详见附录 四 设计结论以及谢词 4.1 设计结论 本设计主要应用于100pF~100uF电容器的测量。设计中应用了单稳态触发器，多谐振荡器，滤波器，译码器，LED数码管显示器等等。测量比较精确，显示速度快，能适应多种环境下的电容器测量。
4.2 谢词 此次毕业设计中我投入了最大的热情和精力，从设计电路图，选择元器件，使用 EWB仿真电路，其过程中出现了不少的问题，我没有气馁，没有退缩，积极查阅资料，并且一遍又一遍的重复实践，直到我期望的结果实现。事实也证明我的努力没有白费，认真严谨的实习态度给我带来了成功的喜悦！通过这次电子系统设计，我掌握了设计一个数字电路的基本方法和基本步骤，实际解 决了设计中出现的问题，增强了寻找问题，解决问题的能力。此次设计的成功不仅帮助我更好地掌握书本知识，尤其重要的是增强了我的自信，培养了我独立思考的能力！通过这次的电子设计，我感觉有很大的收获：首先，通过学习使自己对课本上的知识可 以应用于实际，使的理论与实际相结合，加深自己对课本知识的更好理解，同时实习也段练 了我个人的动手能力：能够充分利用书籍和网络资源查阅资料，增加了许多课本以外的知识。能对 protel 99、和 EWB等仿真软件操作，能达到学以致用。对我们学生来说，理论与实际同样重要。
在这过程中，当我遇到些不能解决的问题时，我及时查阅资料以及向同学请教，使我们少走弯路，顺利完成毕业设计。另外对此次设计帮助过我的老师及同学，我对你们表示感谢，谢谢你们！参考文献 １ 康华光．电子技术基础（第五版）．北京：高等教育出版社，2006年 2 李军．无线电元器件精汇．北京：人民邮电出版社 3 王松武，于鑫，武思军．电子创新设计与实践．北京:国防工业出版社．2005年 4 黄智伟．全国大学生电子设计竞赛电路设计．北京:北京航空航天大学出版社，2006年 5 及力，Protel 99 SE 原理图与PCB设计教程.北京：电子工业出版社，2003 附表 元器件明细表 序号 名称、型号及规格 数量(个)１ 555定时器 2 ２ LM741放大器 1 3 共阴极LED数码管 4 4 7448译码器 4 5 R(150K)2 6 R(47K)1 7 R(220K)3 8 C(1.5uF)7 9 C(0.01uF)2 10 C(50uF)2 11 SW-PB 4
第二篇：机械课程设计板料厚度测量仪设计
摘 要
根据超声波脉冲反射来进行厚度测量的，当探头发射的超声波脉冲通过被测物体到达材料分界面时，脉冲被反射回探头，通过精确测量超声波在材料中传播的时间来确定被测材料的厚度。凡能使超声波以一恒定速度在其内部传播的各种材料均可采用此测量。按此设计的可对各种板材和各种加工零件作精确测量，也可以对生产设备中各种管道和压力容器进行监测，监测它们在使用过程中受腐蚀后的减薄程度。可广泛应用于石油、化工、冶金、造船、航空、航天等各个领域 仪器采用最新的高性能、低功耗微处理器技术，基于超声波测量原理，可以测量金属及其它多种材料的厚度，并可以对材料的声速进行测量。本机利用单片机技术应用液晶显示测量厚度值,并同时显示声速,自动校准实现了已知声速测量厚度及已知厚度测量声速两大功能.操作简单,稳定可靠,是无损检测工作者的理想检测工具.【关键词】超声波脉冲反射；电涡流传感器；数据采集系统；CCD输出信号。
Abstract
Thickness measurement, according to the ultrasonic pulse reflection when the launch of the ultrasonic pulse probe through the material object to be tested interface, the pulse is reflected back to the probe, through the accurate measurement of ultrasonic wave propagation in the material time to determine the thickness of the material being tested.Those that make the ultrasonic wave at a constant speed in its internal communications can adopt the measure of various materials.According to this design can accurately measure about all kinds of plates and all kinds of machining parts, can be all kinds of pipeline and pressure vessel in the production equipment to monitor, monitor them in the process of using the degree of corrosion after thinning.Can be widely used in petroleum, chemical industry, metallurgy, shipbuilding, aviation, aerospace and other fields，Equipment using the latest high performance and low power consumption microprocessor technology, based on ultrasonic measuring principle, can measure the thickness of the metal and other a variety of materials, and can be conducted on the material of the sound velocity measurement.The machine using the single chip microcomputer technology application of measuring the thickness of the liquid crystal display(LCD)value, and at the same time shows that sound velocity, implements the automatic calibration known sound velocity measuring thickness and thickness measuring sound velocity known two big functions.The operation is simple, stable and reliable, and is an ideal testing tools to nondes
【key words】 ultrasonic pulse reflection;The eddy current sensor;Data acquisition system;The CCD output signal.目录
板料厚度测量仪设计
质量，降低了劳动强度。激光测厚仪使用两年多以来，具不完全统计，因板厚误差造成的废品率下降了50%以上，创经济效益近千万元，受到各级部门和工作人员的肯定与赞赏。
1.2国内外研究现状
光电法测厚的基础理论研究及测量仪器的研制在国外是比较早的，而且比较完善，如在日本、美国、英国、德国等国家，尤其是在日本、德国，由于一向注重于光电子技术的应用，因而在这一方面的发展更为瞩目，从光源到光电检测元件最为齐全，光电检测技术应用也比较普光遍。从18世纪工业革命以来，科学技术以前所未有的速度在突飞猛进的发展，特别是近50年来，随着现代化生产和加工技术的发展，对于加工零件的检测速度与精度有了更高的要求，向着高速度、高精度、非接触和在线检测方向发展。为此，工业发达国家对于检测仪器与设备速度与精度一直作为检测仪器的主要指标。利用CCD 技术对产品表面质量进行实时检测、动态测量，具有结构简单、非接触、精度高、测量速度快、性能稳定可靠等优点。摄像头的主要传感部件是CCD，它具有灵敏度高、畸变小、寿命长、抗震动、抗磁场、体积小、无残影等特点。目前应用较多的是CCD技术，在现代板材生产中，不论是轧制过程中还是最终产品的调整中，为获得较高的板材命中率和最佳的轧制过程及剪切效果，板材尺寸测量系统已成为生产线上不可缺少的设备之一。宽度偏差每减少1mm，成材率就可以提高0．1％左右，因此尺寸控制技术可显著提高经济效益和产品竞争力。目前，先进的钢铁企业已较为普遍地采用在线自动测量技术对钢板板材的长度、宽度进行测量与剪切。其中，除了采用激光扫描、超声检测、射线测量等技术外，近几年来也正在应用CCD摄像机进行图像尺寸测量方面的科研和技术改造，但达到实际应用的系统并不多。国内目前钢板测宽仪,其结构复杂,控制繁琐,需要标定，以及及时维护,实时操作性差。而本文所要研究的，是在原有的钢板在线测宽仪的基础上，提出了一种改良型的系统。系统中采用经济的线阵CCD 成像系统,应用CPLD 与单片机结合采集与处理测量数据，和边缘细化技术提高测量精度。整套系统结构简洁,成本低廉,抗干扰性能好，调试方便。
作者：
板料厚度测量仪设计
板料厚度测量仪设计
轴,2 探头之间的距离D固定不变,并且和被测工件垂直,被测件和标准件的材质相同,这样它们的厚度和距离之间有以下关系式：
（2.5）
式中
标准件和被测件的厚度
标准件和被测件到探头1和2的距离
图2.2测量原理图
由于T0可以预先测量，所以，只要测得D1，D2和D3，D4就可以求出Tx，即可以用测量2个探头到被测件的距离的方法测出其厚度这里必要的条件为：要保证测得的数据和实际距离之间的线性关系；2个探头应有相同的灵敏度；对标准件和被测件的2次测量之间不应该有零点的漂移。
实际上,在自然的条件下很难同时满足以上3个条件,应针对情况分别进行处理。
a.对于线性不好的探头要预先进行标定测量，根据测量结果设计插值函数软件或查表软件对数据，进行处理，不能使用曲线非单调性的探头。b.对于2个灵敏度不同的探头要分别进行插值运算。
c.为解决随时间的漂移问题，应进行即时标定测量，并紧接着对被测件进行测量。
除此之外，机械系统应保证足够的精度和具有稳定的可操作性。2.1.3 线阵CCD 用于光学三角法测量金属板厚
我们分三种情况来讨论：（1）是金属板不动的情况。这时较简单，如图2.3 所示，设基准平面的位置在Z0，已知金属板的位置在Z1位置，把待测金属板紧贴着
作者：
板料厚度测量仪设计
已知金属板的平面，它的另一平面的位置在Z2。用前述办法测量出Z1、Z2 到Z0的距离d1、d2，则金属板厚为：
（2.6）
（2.7）
图 2.3 测量金属板厚的实验装置
(2)是当被测板的面积太大时，这时得采用两套CCD装置，让它们有共同的起始位置Z0，再分别测量出金属板两端面的位置d1和d2，则金属的板厚仍可按(2.6)式计算。
（3）如果待测的金属板是在轧制过程中，设板轧制的前进方向是沿着X，但是在 Z方向也会有一定的移动。如果移动的方向与Z方向有一定的偏离，则必需把此偏角ε测量出来，按下式对所测量的金属板厚度进行修正
（2.8）
我们知道激光束并非一条线而是有横截面的，在横截面上的光强分布是高斯分布，当金属板的反射率有变化时，或者激光光强发生变化时，高斯分布的高度和宽度都会发生变化，二值化后得到的矩形脉冲的宽度也会随之而变化，如图 2.4所示，光强减小时脉宽也变狭，即t2 作者： 板料厚度测量仪设计 图2.4光斑光强变化时，CCD二值化输出的矩形脉冲的宽度也发生变化 经过比较以上三种方案的比较，板料厚度测量仪设计 板料厚度测量仪设计 CCD像敏面I钢板镜头LXlxfuv 图3.1 镜头成像原理图 3.2机械结构设计 3.2.1 行走机构的设计 行走机构主要由步进电机、滚珠丝杠副、滑动导轨组成，采用的是丝杠转动螺母移动的方法。步进电机的转轴通过联轴器和丝杠直接连接，丝杠跟随电机一起转动，从而把电机的转动转化为螺母的移动。螺母上固定有螺母座，而螺母座又与安装在导轨滑块上的工作台底板连接，最终把电机的转动转化为工作台在导轨上的平动，实现传感器的位置移动。1.系统步进电机的驱动 行走机构的驱动是以步进电机作为主动元件的，如何控制步进电机的运动是现厚度实时测量的一个重要内容，传感器相对于被测钢板的运动是通过步进电机有规律的转动实现的，为了完成钢板厚度参数的采集，步进电机的驱动系统应该具有下列功能：步进电机能够启动和停止；能够实现正转和反转；步进电机能够在任何位置锁定。 在测量过程中，为了提高运动精度，步进电机以三相六拍方式工作。本系统采用配套的步进电机驱动器进行控制。其特点是：驱动器性能对电机的依赖性极小，不同参数电机均可获得优异性能；具有多种细分模式； 具有脱机控制信号；电机位置掉电记忆；静止时半自动电流锁定；输入输出信号光电隔离。2.滚珠丝杠的选择 根据估算工作台、支架和测杆等上部组件的重量，假定压在滚珠丝杠上的重 作者： 板料厚度测量仪设计 量为w=1500N，工作台的设计行走行程为800mm。 作者： 板料厚度测量仪设计 把以上计算所得数据与FFZD3205-3型滚珠丝杠的各项参数比较，可知该型号丝杠完全满足设计要求。 3.2.2 测量部分的设计 测量部分是通过测量钢板的实际厚度和标准厚度的偏差来进行厚度测量的。测量前先用标准量块代替标准钢板对传感器进行零点调节，具体的做法是先调节测头到钢板的距离，使其在传感器的测量范围内，然后通过传感器的控制器对传感器进行复位，此时传感器的模拟输出电压值为零。测量时，若钢板的实际厚度与标准厚度存在偏差，即钢板上表面相对于传感器发生位移变化，传感器便输出一定量的模拟电压。模拟电压输出值与厚度偏差值存在固定的线形关系，我们由这个线形关系便可推算出钢板的实际厚度。1.传感器的选择。 电涡流传感器结构简单、频率响应宽、灵敏度高、抗干扰能力强、测量线性范围大，而且具有非接触测量的优点，因此广泛应用于工业生产的各个领域。本系统采用的便是基士恩公司生产的EX-200系列中的EX-416圆柱形涡电流位移传感器，它具有如下的优点：微小位移的精确模拟输出，EX-200系列以F.S.的0.04％的解析度来测量目标物，有两种模拟输出（电压/电流）可供连接到外部设备；EX-200系列使用内置线性化电路，可以精确的输出绝对位移值；高反应速度，EX-200系列提供最高达18KHZ反应频率，可以测量快速移动的物体；自动归零键，按下自动归零键就可以把当前的电压输出设定为0V，只要按下归零键即可 完成参考目标物的零值调节，在产品更换时可以容易而快速度地设定传感器。本传感器的解析度为F.S的0.04％，测量范围为5mm，所以分辨率为2um，能够满足设计的要求。 2.数据采集系统的设计。 测量系统中，为了实现对外界各种模拟信号的测量，必须通过数据采集系统将信号送入控制系统中，数据采集系统是外部信号进入计算机的必经之路。一般的数据采集系统由前置放大器A、采样保持放大器SHA、模数转换器ADC组成，其中前置放大器A的作用是将信号放大到ADC可以接受的范围，采样保持器的作用是保持输入信号在ADC转换期间不变，而ADC的作用就是把模拟量转化为数字量。目前，随着大规模集成电路工艺的发展，市场上已经出现了各种专用的数据采集芯 作者： 板料厚度测量仪设计 片。这种芯片集高速度高精度SH、ADC、基准时钟源及数字接口与一体，可以达到很高的水平，本系统便采用了数据采集卡进行数据采集.该采集卡属于TDEC ISA系列，型号为TOP-10016，它是四通道同步并行数据采集模块，采用16Bit高精度A/D，每通道最高采样频率可同时达到100Kps，同时配有最高8M字节/通道的大容量SDRAM板载缓存，可实现多通道低速动态信号的实时记录。它具有高速、大容量、并行采集、同步扩展的特点。将采集卡插入PC机的插槽内工作，传感器将被测信号变为模拟电压信号，经屏蔽电缆与采集卡上的信号输入插槽直接连接，在配套TOPView2000虚拟仪器软件的控制下，可实现对模拟信号的采集和储存，并可在PC机上进一步完成数据的上是实时处理和后处理。3.厚度数据的处理。 为了对钢板整体厚度进行精确的测量，本系统采用了多点采集厚度参数然后进行整体处理的方法。传感器采集的信息经过数据采集后送计算机储存，当达到要求的测量次数时对储存的数据进行处理，以达到对钢板厚度进行整体测量的目的，所有的数据处理都是通过软件编程实现的。 3.3电路系统设计 CCD的输出信号是脉冲信号，其中既包含被测尺寸的信息，又含有大量的复位噪声和电子系统的白噪声，使得有用信号难以提取。由于CCD本身的感光单元有一定间距，加上照明光源在视场内光强分布的不均匀性，CCD本身的光敏不均匀性、转移损失以及光源在通过待测目标边缘时的衍射现象等原因，使得CCD输出不会是理想的0/1信号，其包络的边缘必然带有明显的梯度，或者说，目标尺寸的两个边缘在CCD上成像的具体位置不可能十分确定。导致CCD输出信号波形在轮廓边缘处有一渐缓的过渡区，而且这一过渡区随着轮廓在视场中位置的变化而变化，这一变化直接影响捕捉真正代表物体边缘的特征点，进而影响测量精度。因此，除了减少外界干扰外，如何从CCD的输出信号中提取出真正代表物体边缘的特征信息，是测量的难点所在。真正表示物体的边缘点处，CCD输出信号的微分最大。由于被测物体的边缘是通光和挡光的交界点，理论上该处的光强变化率最大，该点就是滤波后的视频信号电压函数u=u(t)在过渡区内的拐点，由高等数学的知识知道，在拐点处，电压函数的一次微分为最大值，二次微分为零。电路便于寻找为零的点。基于此，可设计微分法处理电路提取测量信号。 作者： 板料厚度测量仪设计 图3.3.1未放工件输出信号 图3.3.2放出工件输出信号 观察CCD的输出波形，发现原始信号上附加有许多细小的“毛刺”，即各种噪声信号，有器件本身的噪声（如散粒噪声、热噪声、1/f噪声等)，也有转移过程中附加的噪声(如复位噪声等)。为了准确地从中提取出有用的信号成分，必须尽可能地抑制或消除各种噪声干扰。归纳起来主要有以下几种方法：1）低通滤波法(LFS)2）双斜率积分法(DSI)3）嵌位切除法(CCS)4）相关双取样(CDS)另外CCD的输出信号幅值为2V～3V，可以直接进行信号处理，不需要放大环节。信号处理原理图如图3.3.3所示： 图 3.3.3 信号提取电路示意图 作者： 板料厚度测量仪设计 板料厚度测量仪设计 检测精度越高。另外实验时两块挡板平行才能模拟钢板，但人为因素造成摆放挡板不能绝对平行，这一点可以通过测量挡板间多点间距求平均值作为实际测量值来修正。 (3)软件算法引起的误差 虽然在系统设计时考虑到采用硬件电路对信号进行处理会引入更多误差，但是每一种软件算法都有其自身的局限性。本系统使用单片机作为微处理器，单片机计算速度比较慢，片上资源有限，这些都制约了我们软件算法设计时，只能选择实现简单，耗时少的滤波及二值化算法，这些算法固有的局限性都会使最终计算结果产生误差。 设计过程中的误差分配指定一个合理的误差量（根据仪器设计精度δ）分配给上述电器产生的随机误差项，特别是分配给光源，以便获得光源的选择参数和稳定性参数，同时可以适当地分配给CCD传感器，电路，数据采集等环节。（1）光源不稳定引起的误差（2）CCD感光单元灵敏度不均匀误差（3）单片机硬件计数存在误差（4）环境造成的影响 随机误差ΔΣ系统即为上述1）～4）项的误差和，也可以采用绝对值累加，也可以采用平方和开平方进行累加，本系统中采用开平方累加。 由分析可以得到如下系统误差：1）光源发散角引起的误差Δll，2）成像镜头引起的误差Δes，3）被测工件倾斜引起的系统测量误差Δmt，4）被测工件不均匀性引起的误差Δmm。（1）光源发散角引起的误差（2）成像镜头引起的误差 （3）被测工件倾斜引起的系统测量误差（4）被测工件不均匀性引起的误差 作者： 板料厚度测量仪设计 仪器的总误差来源为： 作者： 板料厚度测量仪设计 板料厚度测量仪设计 参考文献 [1] 张克敏,王世耕.测厚仪在板带轧制中的应用[J].中国仪器仪表,2006,7:80-82.[2] 陈阳，王慕坤.光学式非接触厚度-微位移测量仪的研制[D].哈尔滨理工大学.2004(02).[3] 赵世强，王玉田.CCD光电式测厚仪及其系统研究[D].燕山大学.2003(02).[4] 费业泰.误差理论与数据处理[M].北京：机械工业出版社，1998 [5] 崔遇功,海潮智.铝及铝合金中厚板在线激光测厚新技术[J].轻合金加工技术,1997,27(1):21-24.[6] 杨齐民,王翊,钟丽云,宫爱玲,佘灿麟,张文碧.CCD用于光学三角法测量金属板厚[J].激光杂志.作者： 板料厚度测量仪设计 致谢 在论文完成之际，我要特别感谢我的指导老师的热情关怀和悉心指导。在我撰写论文的过程中，老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了X老师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是他广博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。在论文的写作过程中，也得到了许多同学的宝贵建议，同时还到许多在工作过程中许多同事的支持和帮助，在此一并致以诚挚的谢意。感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专家表示衷心地感谢！ 作者： 电容器与电容教学设计 物理师范三班 沈亚南 *** 课型：新授课 课时：一课时 教材分析 《电容器、电容》是高考的热点，是电场一章的重点和难点，在教材中占有重要地位。它是学完匀强电场后的一个重要应用，也是后面学习交流电路（电感和电容对交流电的影响）和电子线路（电磁振荡）的预备知识，在教材中起承上启下的作用。学情分析 通过这一堂课的教学，让学生知道电容器的结构，明确电容器的作用，了解电容器的工作方式，重点掌握电容器的电容概念，知道它们与电量、电压无关。教 学 目 标 （一）知识与技能 1、知道电容器以及常用的电容器。 2、理解电容的定义式C=Q/U，并会进行有关的计算。 3、知道平行板电容器的电容与什么因素有关。 （二）过程与方法 通过本节教学，培养学生的科学研究能力、实验观察能力和抽象思维能力 （三）情感态度与价值观 电容器两极板带等量异种电荷，体现物理学中的对称美；渗透了事物的本质由自身的因素决定，即内因决定，不由外因决定的观点 教学重点、难点 电容的概念及决定电容大小的因素 电容的概念，电容器的电量与电压的关系，电容器的充放电过程 教 学 方 法 类比法、实验法探究、讲授、讨论、练习教 学 活 动 （一）引入新课 前边我们知道两块平行金属板间的电场是匀强电场，今天我们继续学习一种类似于平行金属板构造的元件——电容器。 （二）进行新课 1、电容器 教师：出示电容器示教板，放幻灯，使学生仔细观察，找出电容器的共同点，下一定义。 学生总结，教师评析，得出电容器的概念： 电容器：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，组成一个电容器。［指出］前面提到的平行板电容器就是一种最简单的电容器。下面以平行板电容器为例来学习有关电容器的一些基本知识。 （1）充电：电容器两板分别接在电池两端，两板带上等量异种电荷的过程。（2）放电：充了电的电容器的两板用导线相连，使两板上正、负电荷中和的过程。 ［指出］两过程分别有短暂的充电电流，放电电流。 讨论：充电后两板间有了电场，具有电场能，你能分析一下充电、放电过程能量如何转化？ ［学生分析得］充电：电源能量→电场能；放电：电场能→其他形式能 ［指出］电容器所带电荷量：每个极板所带电荷量的绝对值.［过渡］电容器是容纳电荷的容器。一个电容器容纳电荷的本领如何描述呢？用电容器所带电荷量描述吗？ 2、电容 ［问题］甲电容器两板各带2 C电量，板间电压为2000 V，乙电容器两板各带3 C电量，板间电压为4000 V，能否说乙电容器容纳电荷的能力大呢？ ［学生讨论得］不能。电容器所带电量越多，板间电压越大。对上述问题，不能在电压不同这种不对等情况下比较电量。应在相同电压下讨论。可取1 V电压下对比它们的电量。 ［学生动手计算］甲： 乙：，所以甲容纳电荷的本领大。 ［学生总结］可用电容器所带电量与两板间电压的比值来描述电容器容纳电荷的本领。 教师指出：引入一个新的物理量——电容来描述。 ［投影］电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容，在数值上等于使两板间电势差为1 V时电容器所带电荷量。 ［提醒学生］这是比值定义法定义的。［问题］C由Q、U决定吗？ ［学生思考回答］C不由Q、U这些外界因素决定，因为引入C是描述电容器容纳电荷本领的，是电容器本身的特性，故C由自身条件决定。 ［板书］ 定义式：，C不由Q、U决定 Q=CU，Q由C、U决定 U= Q/C，U由Q、C决定 物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量。单位：法拉 符号：F 1F=1 C/V 1 F=106μF=1012pF ［引导学生类比理解］ 电容器 水容器 ↓ ↓ 容纳电荷的能力 容纳水的能力 ↓ ↓ 单位电压电容器所带电量 单位深度水容器所带水量（体积V）↓ ↓ （横截面积）↓ ↓ 确定的电容器C确定 确定的水容器S确定 即：C由电容器自身决定 即：S由水容器自身决定 ［问题］那C由电容器自身的哪些因素决定？ 3、平行板电容器 ［介绍］静电计：测量电势差。它的金属球接一导体，金属外壳接另一导体，从指针的偏角可测出两导体间的电势差。 ［演示］将平行板电容器的一板A固定于铁架台上且与一外壳接地的静电计的金属球连接，手持有绝缘柄的板B，将B板接地，用电池组给电容器充电后断开电源，将B靠近A，静电计指针偏角反映A、B两板间电势差。 ［现象］指针偏角减小。 ［引导学生分析］给电容器充电后断开电源，电源不再继续对电容器充电，同时也没有导线将两板相连，电容器也不会放电.即此时，电容器所带电荷量不变。 ［学生分析现象］根据，∴Q不变而U减小，∴C增大.即d越小，C越大。［告知学生］精确实验告诉我们，C和d成反比。［演示］减小两板正对面积。［现象］指针偏角偏大。 ［学生分析］由，S越小，U越大，C越小。［告知学生］精密实验表明：C与S成正比。［演示］B板不动，在两板间插入一块电介质板。［现象］指针偏角减小。 ［学生分析］板间插入电介质，U减小，由，则C增大。 ［告知学生］板间充满某种介质时，C会变为板间为真空时的若干倍，这一倍数叫这种介质的介电常数，用ε表示。精确实验表明C与ε成正比。课本中给出几种电介质的介电常数。 ［指出］电容器的电容是由两个导体的大小和形状，两个导体的相对位置及极板间的电介质决定的。 ［引言］精确实验可得电容器的决定式。［出示板书］ 决定式：（平行板电容器），式中k为静电力常量。 说明：真空中介电常数，充满某种介质时，电容变大为真空时的 倍，是一个常数，与介质的性质有关，称为介质的相对介电常数。 所以上式又写为： 4、常用电容器 ［出示电容器示教板］说明电容器从构造上看，分固定电容器和可变电容器。［投影片出示问题］让学生围绕问题看书。①电解电容器的电容为什么一般较大？ ②可变电容器通过改变什么因素来改变电容？ ③课本图1.7－5甲、乙的电容器上写着两个数字，它们各表示什么？ ［学生答］ ①因其介质为很薄的一层氧化膜，所以二极板可相距极近，所以电容值大。②正对面积。 ③一个是电容值，一个是额定电压值。加在电容器两极上的电压超过某一值（击穿电压）时，板间电介质被击穿。额定电压应小于击穿电压，电容器工作时的电压不应超过额定值。 ［指出］电容值及额定电压值是电容器的两个重要参量。使用前，应看清它的这两个参量才能正确使用。其他电器元件也有它的参量，学生应养成使用前先了解它们的参量的习惯。 电解电容器的正负极不能接错。如课本图1.7－5乙中的电解电容器两个引线一长一短，短者为负，使用时注意区分。 让学生注意各种电容器的表示符号。 （三）课堂总结、点评 通过本节学习，主要学了以下几点： 1、电容器的充电：电容器与电源相连，电源能量→电场能 电容器的放电：电容器与导线相连，电场能→其他形式能 2、电容：描述电容器容纳电荷的本领。，C不由 Q、U决定，C由、S、d电容器自身因素决定。 3、学到了一种处理问题的方法：遇到不易理解的问题可以用熟知的东西类比理解 作 业 教 学 后 记 电容器虽不属本章教学的重点，但近年高考中平行板电容器的命题频率较高，且本章在高考考查中最频繁的带电粒子在匀强电场中的运动，其中的匀强电场一般就采用平行板电容器带电后产生。所以电容器这一节的教学也很关键。 电容是描述电容器容纳电荷本领的，所以电容是本节的重点。为了便于大家正确理解电容，教材采用了利用水容器作比喻，使大家可以根据生活熟知的东西来类比学习，可以起到好的效果。 应变式力传感器的设计 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师 自动化 07084310 200713072005 王帅 刘涛 传感器技术及应用大作业 摘要 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。 我们知道，晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压电传感器。 压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。关键词：压力 I 传感器技术及应用大作业 目录 摘要.............................................................................................................................I 第1 章 绪论..............................................................................................................1 1.1 背景.............................................................................................................1 1.2 应用实例.....................................................................................................1 第2章 原理分析.......................................................................................................3 2.1 工作原理.....................................................................................................3 第3章 实现过程.......................................................................................................5 3.1 电路图设计................................................................................................5 3.2 电路仿真....................................................................................................6 心得体会........................................................................................................................8 II 传感器技术及应用大作业 第1 章 绪论 1.1 背景 压力传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。 早在1954年美国C.S.Smith首先确认了半导体压电效应，1955年C.Herring指出：这种压电电阻效应是由于应力的作用，引起导体与价电子带能量状态的变化，以及载流子数量与迁移率变化所产生的一种现象。日本从1970年开始研究开发，首先应用在血压计上，之后在过程控制领域及轿车发动机控制部分都获得了广泛的应用。最近几年在家用电器、装配机器人等应用领域普遍采用电子压力传感器作为压力控制、压力监控和判断真空吸附的效果。 图1 电子压力传感器模型 1.2 设计目的 图2是压力传感器在全自动洗衣机中的应用实例。如图所示，利用气室，将在不同水位情况下水压的变化，作为空气压力的变化检测出来，从而可以在设定的水位上自动停止向洗衣机注水。 传感器技术及应用大作业 图2 压力传感器在全自动洗衣机中的应用 传感器技术及应用大作业 第2章 原理分析 2.1 工作原理 图1为PS压力传感器的截面结构图，图2为其传感器部分的结构。如图所示，在压力传感器半导体硅片上有一层扩散电阻体，如果对这一电阻体施加压力，由于压电电阻效应，其电阻值将发生变化。受到应变的部分，即膜片由于容易感压而变薄，为了减缓来自传感器底座应力的影响，将压力传感器片安装在玻璃基座上。 如图2（b）所示，当向空腔部分加上一定的压力时，膜片受到一定程度的拉伸或收缩而产生形变。压电电阻的排列方法如图3所示，受到拉伸的电阻R2和R4的阻值增加；受到压缩的电阻R1和R3阻值减小。 图4 由于各压电电阻如图4那样组成桥路结构，如果将它们连接到恒流源上，则由于压力的增减，将在输出端获得输出电压ΔV，当压力为零时的ΔV等于偏置电压Voffset,在理想状态下我们希望Voffset=0V，传感器技术及应用大作业 实际上在生成扩散电阻体时，由于所形成的扩散电阻体尺寸大小的不同和存在杂质浓度的微小差异，因此总是有某个电压值存在。压力为零时，R1=R2=R3=R4=R，我们把加上一定压力时R1、R2电阻的变化部分记作ΔR；相应R3、R4电阻的变化部分记作-ΔR，于是ΔV=ΔRI。 这个ΔV相对压力呈现几乎完全线性的特性，只是随着温度的变化而有所改变。 传感器技术及应用大作业 第3章 实现过程 3.1 电路图设计 图5是PS压力传感器的外围电路设计实例，图中用恒流源来驱动压力传感器。 图5 压力传感器设计电路 由于桥路失衡时的输出电压比较小，所以必须用运放IC1b和IC1C来进行放大。图中VR1为偏置调整，VR2为压力灵敏度调整，VR3为没有加压时输出电压调整，C1、C2用于去除噪声。另外，如果电源电压波动的话，将引起输出电压的变化，所以必须给电路提供一个稳定的电源。 传感器技术及应用大作业 3.2 电路仿真 传感器技术及应用大作业 传感器技术及应用大作业 心得体会 传感器技术是一门理论性和实践性都很强的专业基础课，也是一门综合性的技术基础学科，它需要数学、物理学、电子学、力学、机械等知识，同时还要掌握各种物理量的变换原理、各种静态和动态物理量（如力、振动、噪声、压力和温度等）的测定，以及实验装置的设计和数据分析等方面所涉及的基础理论。在做此次实验前，我把老师所讲的传感器教材通读了一遍，对传感技术有了一定得了解。因为在这之前，没有接触过类似的课程设计，所以这次实验，我感觉有些困难。 传感技术是一门综合性的课程知识，想做好这次实验，必须要有较好的理论知识，例如：电路，模电，还有画图时，也要用软件画图multisim仿真软件的使用。只有熟悉了这些们课程才能真正的完成这次实验。首先，是电路图的设计，要明白传感器的原理及在电路中的作用是什么。虽然最终设计出的电路图不是很复杂，但是也是几经周折。其次，是在multisim中连接电路元件，让我进一步得熟悉了这个软件的功能，并能运用自如。虽然画图时比较麻烦，经过大概一个小时的时间才画完，但看着自己画的图，觉得很有成就感。最后，是电路的仿真，者可以说是最关键的一部了，前面所有的工作都是在为它打基础，一旦仿真失败就意味着所有得努力可能全部白费。仿真的结果虽然显示出数字来了，但是和是要得要求相差很远。因此，就一次一次的调试，改变电阻的阻值，以及滑动变阻器的阻值，最终把结果调试出来了。 通过这次传感器技术的实验,使我学到了不少实用的知识,更重要的是,做实验的过程,思考问题的方法,这与做其他的实验是通用的,真正使我们受益匪浅.在这次实验的过程中我们要培养自己的独立分析问题，和解决问题的能力。在调试电路图的过程中，要自己学会思考。 最后，通过这次实验我不但对理论知识有了更加深刻的理解，更加增强了我的综合能力，希望以后能多有这样的作业，使我们能把所学的专业知识实践运用。使我们整体对各个方面都得到了不少的提高让我们得到更好的锻炼。 展示设计毕业设计 展示设计毕业设计 篇一: 展馆设计毕业论文 四川师范大学本科毕业论文 浅谈商业展示空间的设计表达 学生姓名 院系名称 专业名称 班级 学号 指导教师 完成时间 目录 摘 要 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1 第一章商业展示空间设计概述2 1.1空间设计与陈列???3 第二章商业展示设计的色彩?? 4 2.1 色彩与主题表现??6 2.2色彩设计原则7 第三章商业展示中的照明 7 3.1 照明要求与效果??8 致谢?8 参考文献???9 摘要: 展示的概念是展览概念的扩展，具体的来说是在一定的空间环境之中，采用一定 的视觉传达手段，借助一定的展具设施，将一定的信息和内容展示于公众的面前。 展示艺术与空间和色彩是密不可分的，无论是从展示设计的概念、展示设计的本质 还是展示设计的范畴以及展示设计的程序来看，我们都可以发现空间和色彩这两个概 念是贯穿展示艺术始终的。空间的流动性可以让展示空间充满了乐趣，让人们 在乐趣中产生想了解所展示的东西的内涵，而色彩丰富可以让人们在参观的过程之中 更加的乐在其中。 对于企业来说，一个良好的展示设计其实是可以非常有效的帮助他们传递企业商 品 的信息，为企业树立一个良好的形象。所以展示空间对于很多企业来说都是非常重要 打的。通过展示空间的类型我们可以根据不同空间构成所具的性质和特点来区分，以 便于在设计组织空间时选择和利用。本文以展馆设计为主，展开论述，展馆是对品牌 进行二次包装和经营，这种包装更多的地现在对产品以外元素的把握上。在展馆的空 间设计环节是不同忽视的，重视了这个环节并且合理的进行设计不仅可以促进企业商 品的销售额度也推动了整个企业的文化发展。随着时代的进步，同行之间的竞争越来 越大，市场对也商品销售理念不断的提出要求，所以从视觉上面出发来提升产品的档 次也变成了一个我们现在需要考虑的非常重要的问题。 关键词: 商业空间，展示设计，展厅，色彩，照明标点 第一章 商业展示空间设计概述商业展示设计通过各种先进的科学技术来创造出更多的视觉传达效果来改变消费者的购物心里。让消费者对商品进行有机的选择，随着人们的消费方式发生了变化，商业展示设计要是想最大限度的吸引和招来消费者，就必须要在创造符合市场和消费观双重审美需求的同事，注重传达信息的准确性，在满足消费者物质和精神的双重要求的同时，迸发消费者的购买欲。 在展厅商业因素的分析之中，关于空间的设计是非常重要的。设计的得当与否也会对商品的销售企业的利益息息相关。展馆的陈设，品牌的风格和理念都会影响到购买者的购买欲，一个充满乐趣的设计才会让消费者乐在其中，消费者们也会通过各种各样有意思的设计了解到这个品牌的魅力以及价值。 1.1 空间设计与陈列 一、功能设置与布局 补充上相关内容(展示空间功能上的一般要求)，并以自己设计为例介绍功能设置与布局(目录中跟着变) 二、空间设计 在整个设计之中空间设计是最主要的设计对象。人的本质趋向于有序则需的观察、接受和改造事物，现代室内空间设计可以运用艺术和技术的手段来对空间进行改 造。随着应用的多样化、配合采光照明，色彩设计，材料应用就可以让空间进行分割。 常见的空间分割手法有: 1封闭式分割 2半开放式分割 3象征性分割4弹性分割 5局部分割 6列柱分隔 7利用基面或顶面的高差变化分割 8软性隔断分割 我所设想的空间是一个开放性空间，因为是玩具展馆所以更想设定一个比较开 放的环境，这样参观者在里面就不会觉得太无聊，也会有足够大的空间让他们去做 自己喜欢做的事情。而中间的主要展台我是利用基面或者顶面的高差变化来进行一 个分割，这样的话可以突出展示空间的主题。 二、陈列 陈设是直接将信息传到给消费者的展示行为，展馆陈设的目的是在整个展示空 间范围内，是消费者对某一样商品的属性、功能、品质、风格一目了然，引起大家 的注意并且引起别人的注意。作为展示设计中不可缺少的一个重要部分，陈设设计篇二: 展示设计论文: 漫谈展示设计的空间感展示设计论文: 漫谈展示设计的空间感 摘要:空间展示设计是一个有着丰富内容、涉及广泛领域并随着时代发展而不断充实其内涵的课题。展示空间不同于传统的空间那样常常使功能和传达分离,现代空间是一个多元构成的高度统一体,其文字和图形,空间里的所有形态、材料、色彩和灯光都共同担负着传递信息的任务,都是信息的象征表述。关键词:展示设计;空间展示;节奏;人性化 今天,展示设计逐步从工业设计、环境艺术等专业中独立出来,成为一门独立的专业,在经济市场化进程中发挥了巨大的作用。展示设计不仅仅是一种设计的形式,它在经济产业、社会生活和文化现象中日显其重要性。展示活动在一定程度上反映着综合国力的各方面,在激烈的竞争中,如何充分显示展示自身的魅力,以争取最大的注目、最佳的形象,是展示设计的中心课题。它与展示功能的实现是以占据一定场所空间为前提条件,借助于实物陈列、版面、道具、灯光、音响、色彩等综合媒介来有效地传递信息,因此展示设计的实质是人与人、人与物、人与社会之间营造出彼此交往的场地空间环境,故展示空间设计属于一种人为环境创造的活动。 ? 一、展示设计的概念 展示设计是(Display design)一个内涵十分广泛的概念。其中Display在国际通常使用上,较Show或Exhabition更为普遍、全面、含义深刻(转自: wWw.cDfDs.千 池锝 范文网:展示设计毕业设计),中文解释是将事物清楚地摆放出来,明显的表现出来。这里包含着行为与现象的双层互动关系,即传递信息一方与接收信息一方的相互作用关系。 在设定的空间环境内,充分地利用各类传媒手段,并将一定的信息与内容有序地、系统地传递于公众面前,表达出日趋复杂、丰富多彩的情感,并以此来满足人们生理与心理、思想与行为的需求,这种有目的的创造性行为方式就是展示设计。 ? 二、展示设计的空间设计 在现代,人们对空间的概念不仅仅局限在三维空间当中,人的意识形态也在作空间的延续,即从实体空间升华到心理空间。一件好的作品能让人产生无限的遐想和精神的满足,这种联想是不受空间和时间限制的。这就是我们所说的心理空间。心理空间有着对位、虚幻、存在和自由的特性。它的本质在于不断的吸收现实空间意识并在内心拟定空间,从而创造新的形态。“心理空间”吸收一切接受和不被接受的事物表现出一种不顾一切的吸收精神。这种吸收是本欲的,不可控制,无论你是接受还是不接受的事物,只要你有机会你本能的就会去了解、感知它。它没有既定的规则和方法,表现一种自我理解的倾向。展示空间设计应为人们提供最好的信息传播方式。所以展示本来的目的就是要打破封闭的模式,开诚布公的将信息诉诸大众,努力促进主客双方的沟通与意向的一致。因此展示空间较之宗教空间与生活空间具有较大的开放性。 ? 现代快节奏的生活使得人们的时间观念更强,更追求效率,要求空间的组合布局更合理、人流布局通畅、交通便捷。 (一)有节奏的的空间展示形式 展示设计的空间最大的特点是具有很强的流动性,所以在空间设计上采用动态的、序列化的、有节奏的展示形式是首先要遵从的基本原则,这是由展示空间的性质和人的因素决定的。这就要求展示空间必须以此为依据,以最合理的方法安排观众的参观流线,使观众在流动中,完整地、经济地介入展示活动,尽可能不走或少走重复的路线,尤其是不在展示的重点区域内重复,在空间处理上做到尤如音乐旋律般的流畅,抑扬顿挫分明有致。使整个设计顺理成章。 在满足功能的同时人感受到,让空间变化的魅力和设计的无限趣味。 例如西班牙巴塞罗那博览会的德国馆,密斯?范?德?罗的代表作品,密斯认为,当代博览会馆设计不应再具有富丽堂皇的设计思想,应该跨进文化领域的哲学园地,建筑本身就是展品的主体。密斯?范?德?罗在这里实现了他的技术与文化融合的理想。在密斯看来,建筑最佳的处理方法就是直接切入到建筑的本质——空间、构造、模数和形态。这座德国馆建立在一个基座之上,主厅有8根金属柱子,上面是薄薄的一片屋顶。大理石和玻璃构成的墙板也是简单光洁的薄片,它们纵横交错,布置灵活,形成既分割又连通,既简单又复杂的空间序列;室内室外也互相穿插贯通,没有截然的分界,形成奇妙的流通空间。 德国馆在建筑空间划分和建筑形式的处理上创造了成功的新经验,该馆在空间处理上,采用灵巧的划分空间的手法,使有限的空间变成无限,无限的空间中包含着有限,以不断变化着的空间导向,使整个空间的展示形式流畅、有节奏,让人们在不断变换的视觉构图中欣赏到全方位的空间。充分体现了空间设计在展示设计中起到举足轻重的作用。 (二)展示空间的整体与局部规划设计 整体规划是指在一个宏观的水平上对整个展览的空间布局、艺术风格、整体风格及重点表达的方式进行设计,是一种对具体局部设计起指导性作用的设计活动。 展示空间追求效率的多功能性是指现代展示活动的综合功能,展示场馆是集展示、交易、信息交流以及会议服务、公众生活娱乐等多功能为一体的综合性多功能群体空间。而面对居高不下的馆租或展位费用,讲究空间的利用率也就提高了资金的使用效益。 ? 空间规划布局和构成应以满足陈列、演示、交流、营销和客观疏导等需要为前提,以达到展示空间的合理使用和空间组合的自然协调。展品陈列在空间布局上尤为重要,设计得当的展品陈列密度不仅可以提高展示的效率,也能使观众在轻松的气氛中观赏展示对象。而过大或过小的陈列密度,都会影响展示的整体效果。利用隔板和道具,设计师可以将空间任意分割组合,在纵向角度上,可以分为整体开放(通透)、半开放半封闭、围合的几种形式。整体开放多见于汽车展,汽车展台就是这种空间典型的构成形式,有的汽车展台还可以在电机的力量下转动,在极为有限的面积内,人为营造出开放空间。半开放半封闭式可以利用设计语言制造出一个相对通透、但视线无法穿越的空间。围合构成形式则可以极大地激起观众的好奇心,故意遮掩来达到宣传的目的。 (三)空间的人性化设计 在展示设计中人机工程学的研究是设计者确定各项设计形制定各项标准的依据。空间设计的效果直接作用于参观者的生理和心理状况,优式, 秀的展示设计师,不仅有赖于艺术的创作,而且也有赖于处理好“人-展品-环境”之间的关系。 展示设计空间的基本结构由场所结构、路径结构、领域结构所组成,其中场所结构属性是展示空间的基本属性。因为场所反映了人与空间这个最基本的关系。它体现了以人为主体。通过中心(亦即场所)、方向(亦即路径)、区域(亦即领域)协同作用的关系“力”,即“突出了社会心理状态中人的位置”。是人赋予了展示空间的第四维性,使它从虚幻的状态通过人在展示环境中的行动显现出实在性,同时人在对这种空间的体验过程中,获得全部的心理感受。 展示设计需要满足人在物质和精神上的双重需求,这是在进行展示空间分析时的基本依据。人类需要舒适和谐的展示环境,声色俱全的展示效果,信息丰富的展示内容,安全便捷的空间规划,考虑周到的服务设施等等,这些都是人类在精神上对展示设计提出的要求。这就需要设计师仔细地分析参观者的活动行为并在设汁中以科学的态度对人机工程学给以充分的重视,使展示空间的形状,尺寸与人体尺度之间有恰当的配合,使空间内各部分的比例尺度与人们在空间中行动和感知的方式配合得适宜、协调,这是最基本的空间要求。 空间在展示设计中处于重要地位,空间设计的是否合理,很大程度决定着展示设计的成败, 展示活动需要传达的信息必须通过空间展现在公众面前,空间为我们的感知活动提供了场所, 没有空间,我们将无法获得信息也无法和人交流。总之,正确处理好空间的问题是展示设计中的精髓;正确认识空间与展示设计的关系是做设计的前提和基础;较好的运用“空间”语言则可以赋予一个设计以实质的意义和生命力。 注释: ? ?张立、王芙亭.展示设计[M].北京:中国纺织出版社.2017年版.?史习近平、马赛、董宇.展示设计[M].北京:清华大学出版社.2017年版.?谢跃凌、张礼全、陈晓.会展—展示空间设计[M].沈阳:辽宁美术出版社.2017年版.篇三: 展示设计毕业论文容摘要: 内 现代立体构成研究的对象是一个综合形态，而形态所属的空间又是一个现实和抽象的概念，包括物理空间和心理空间。这种空间综合形态不仅创造了现实与虚幻的物态，同时也赋予了我们广阔的想象空间，正如中国传统哲学思想中“天人合一”的基本精神一样，这正是我们所要达到的一种高度统一与完美的境界。 关 键 词: 立体构成 空间形态 物理空间 心理空间 立体构成作为传统基础课程，基本上是遵循创始人阿尔伯斯的教学理论, 即不考虑任何其他材料，而是通过纸来研究立体的造型和空间关系。但随着时代的发展，科技的进步，人们的观念也在不断地更新，对立体构成的教学要求也发生了微妙的变化，这就需要我们在立体构成课的教学中不断地创新与发展，使学生在学习这门课程后能对设计观念的认识有所扩展和深入，用一种空间的、视觉的综合思想去看待设计，以创造更美的视觉环境。 一、空间与“形” 在立体构成课的教学当中，立体构成可以说是对平面、色彩与空间的综合理解。研究的方向是追求有关形态的所有可能性，这就要求学生从理论上加强对造型观念的认知，从诸多方面进行形态要素的分解、重构等视觉综合训练，从而加强他们对形态的全面理解和意识升华。作为形态这个研究的主体，我们除了对造型结构的把握外(区分形体、形象和形态)，还应在构成造型的材质和空间环境的互动上重点加强训练。现代的立体构成教育不再单纯局限于一个物体本身，而是扩展到描述环境与物体的关系，所谓环境就是一个空间概念，包括物理空间和心理空间。每一件作品都应在造型存在于环境的对话中给人以视觉、听觉、嗅觉等全方位的感受，就像一件雕塑作品或一座建筑一样，它们的存在都应考虑到与周围环境的呼应，它们的美因空间的自然状态或人为的雕琢而变得更加灿烂。当前人类加强了对环境的保护，在设计方面向往一种人与自然协调发展的空间环境，这种创作观念在设计中被广泛推崇。例如美国著名建筑设计师赖特设计的流水别墅，充分利用地形、水体等自然环境，依山傍水，造型独特，做到了建筑主体与自然环境的完美结合，流水别墅的建筑形态不是刻意强加于环境的，而是自然成长于环境，融合于环境的，是形态与空间环境相互依存的一个典范。在中国，“天人合一”是传统哲学的基本精神，这正是体现了一种与自然和谐、亲密的关系，即“意”和“境”的高度统一，这样的“统一”也就是我们在立体构成教学当中应该强调的完整性之一。因此，对立体构成中的空间体验(对“形”的把握)就显得尤为重要，它能够为日后的专业学习及创作打下坚实的基础。如果我们长期坚持，就可以将造型的研究推向更专业化、更细节化的高度。 二、空间与“态” 按照中国汉字的构词法可知，“态”字有“心”字作底，意指人对某一事物的心理反应状况。时至今日，人们对空间的概念不仅仅局限在三维空间当 中，而是把人的意识形态也作为了空间的延续。一件好的作品能让人产生无限的遐想，这种主观的联想是不受时间和空间限制的。 在东方，中国人以一种感性的意识形态，很早地意识到要认识完整复杂的世界，就必须要有一种精神的超越。在培养学生感受和认知事物的初级阶段，重要的是加强对他们创意思维的训练和潜质的挖掘，这个阶段是关于立体构成空间的重要训练课程。我们把这种意识形态的观念可以分为客观的空间意识形态和主观的空间意识形态。客观空间是指我们的作品本身和所限定的空间环境，这样的一种形态是作者创造并客观存在的;而主观空间则起到一个互动的作用，即作品对观者的心理影响。例如一个人在一间四壁涂满红色涂料的屋子里面，会产生一种压抑、急躁的心理感受，这种感受便是主观意识形态的反应。客观的空间意识形态和主观的空间意识形态的相互交错，便构成了“空间综合形态”的概念。 空间与时间是相对应的，在同一空间中时间发生变化时，空间就会出现叠加、多镜像的错综复杂的表达方式。比如绘画作品《下楼梯的裸女》，我们能清楚地看到杜尚对于纯粹的绘画语言的逐渐脱离，第一幅作品中从用色到形体，再到笔触的运用都充满着强烈的绘画性和立体主义倾向，让人产生无限的想象。作品中杜尚寻找有关速度的连续信息，并归纳成整体来表现，造成了空间的“颤动”，这就使作品产生了主观能动性，给予观者接受和体会作品的无限想象空间。这种创作思维让我们在已经赋予的空间当中强化了一种空间延伸的意识，从而使我们对立体构成的空间的认识更加宽泛和自然。当我们处在同一空间和时间状态下去看一件作品，我们可能会专注它的某一部位，这个物体、景象就会突显出来，而周围的物体、部位就会退后、缩小。由于客观与主观是交替作用的，当主观要强调专注时，视觉就会作出相应的放大和调整，这就是艺术中的“夸张”原理。 视觉构成了一种心理空间的引导，也是作品构成当中的主体元素。所以，笔者在立体构成教学中，始终强调构成的物质主体，不仅仅因为它是一种视觉语言，更重要的是，它还展开了我们无限想象空间的一条思路。想象对于形态而言，是对那些作品的感知和再现，是物质视觉到非物质感受的移动和延续，这也是笔者在立体构成教学中希望学生能够体会的要点。 此外，物理空间和心理空间都是我们要表达的内容，因为它们是一个整体。在立体构成教学当中，笔者更多强调的是一种感性、一种思维方式。立体构成的空间概念给了我们足够的范围去想象和创造，学生既可以再现写实的物理空间，又可以构思抽象的心理空间，还可以创作虚幻的矛盾空间等等。 三、结语 作为一名设计师，如何创造出一个有价值的立体形态，很重要的是，设计师本身把握空间造型基本要素的能力和对这些要素及其组合规律的认识程度，这一点正是立体构成课所要学习的内容。当代设计的观念重在创造价值，注重提出新的观念、发现新的开始，那么教学更应具有一种前瞻性。在立体构成课的教学过程中，空间形态方面应该会给我们带来更多的启发和思考。 参考文献:下楼梯的裸女》，我们能清楚地看到杜尚对于纯粹的绘画语言的逐渐脱离，第一幅作品中从用色到形体，再到笔触的运用都充满着强烈的绘画性和立体主义倾向，让人产生无限的想象。作品中杜尚寻找有关速度的连续信息，并归纳成整体来表现，造成了空间的“颤动”，这就使作品产生了主观能动性，给予观者接受 和体会作品的无限想象空间。这种创作思维让我们在已经赋予的空间当中强化了一种空间延伸的意识，从而使我们对立体构成的空间的认识更加宽泛和自然。当我们处在同一空间和时间状态下去看一件作品，我们可能会专注它的某一部位，这个物体、景象就会突显出来，而周围的物体、部位就会退后、缩小。由于客观与主观是交替作用的，当主观要强调专注时，视觉就会作出相应的放大和调整，这就是艺术中的“夸张”原理。视觉构成了一种心理空间的引导，也是作品构成当中的主体元素。所以，笔者在立体构成教学中，始终强调构成的物质主体，不仅仅因为它是一种视觉语言，更重要的是，它还展开了我们无限想象空间的一条思路。想象对于形态而言，是对那些作品的感知和再现，是物质视觉到非物质感受的移动和延续，这也是笔者在立体构成教学中希望学生能够体会的要点。 此外，物理空间和心理空间都是我们要表达的内容，因为它们是一个整体。在立体构成教学当中，笔者更多强调的是一种感性、一种思维方式。立体构成的空间概念给了我们足够的范围去想象和创造，学生既可以再现写实的物理空间，又可以构思抽象的心理空间，还可以创作虚幻的矛盾空间等等。 三、结语 作为一名设计师，如何创造出一个有价值的立体形态，很重要的是，设计师本身把握空间造型基本要素的能力和对这些要素及其组合规律的认识程度，这一点正是立体构成课所要学习的内容。当代设计的观念重在创造价值，注重提出新的观念、发现新的开始，那么教学更应具有一种前瞻性。在立体构成课的教学过程中，空间形态方面应该会给我们带来更多的启发和思考。 参考文献》[M].中国轻工业出版社，2017年 [2]胡介鸣著《高等院校设计专业系列教材——立体构成》[M].上海人民美术出版社，2017年篇四:高等院校设计专业系列教材——立体构成》[M].上海人民美术出版社，2017年篇四》，提出各阶段的设计要求和日程安排。 C 指导教师应根据毕业设计教学要求定期对学生进行指导，并检查设计进度和设计质量，解答学生设计中遇到的困难和问题。08级展示专业毕业设计进度表 毕业设计提交的内容: 手册部分 包含封面，目录，设计构思(字数不得少于)，手绘稿，效果图(4个)，彩色平面图，施工图(5个)，道具结构图(5个)，封底。光盘部分 一级文件夹以班级、学号、姓名命名;二级文件夹有“手册部分”和“原始文件” “手册部分”包含排版好的全部手册内容，包括封面、封底、目录、设计构思、手绘稿、效果图等。格式为ai或cdr或jpg(dpi像素为300)。 “原始文件”包含施工图dwg、效果图max等。 另学院新规定: 毕业答辩需完成设计进度表中的全部内容且指导老师确认后才可参加，否则不能参加毕业答辩。(第18周进行毕业答辩)第三篇：电容器与电容教学设计
第四篇：毕业设计——压力传感器设计
第五篇：展示设计毕业设计
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