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漏电流安全评估仪的研制

作　者: 周收
导　师: 袁佑新
学　校: 武汉理工大学
专　业: 电机与电器
关键词: 漏电流频率响应 FFT
分类号: TM564.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 31次
引　用: 1次
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内容摘要

本文设计了一种基于DSP芯片控制的漏电流安全评估系统。运用DSP技术、FFT技术与新型传感器的特性进行系统的优化。该系统可实现对直流信号和交流信号的同时采集,可以对0-1000赫兹的电流频率进行连续的频率响应。通过本系统能随时掌握医疗设备的漏电流变化情况、故障和异常状态。并且能够及时发现漏电流隐患,通过声光报警以及联动装置消除隐患。论文对医疗设备的漏电流的安全评估统进行了深入分析和研究。在查阅了有关医疗设备漏电安全的发展情况的基础上进行了系统方案设计,论文详细描述了系统硬件、软件和算法的设计。论文描述的硬件设计包括系统总体结构以及安全评估仪的结构及功能设计。论文对安全评估仪的硬件结构模块进行了相应的设计,包括芯片的外围电路,数模转换电路,数据调理电路,电源电路和通信电路模块的设计,最后对评估仪的硬件抗干扰进行了相应的介绍。软件设计包括区域评估系统软件设计,软件设计采用了由顶向下的设计方法,完成了评估系统软件的功能设计并给串了程序流程图。论文对三种算法比较的基础上进行了相应的算法程序的设计,同时设计了数据的采集,数据的通信的软件程序设计,设计了安全评估仪的I2C的底层驱动程序,最后介绍了安全评估仪的软件抗干扰设计。在智能算法设计中探讨了一种基于FFT算法的智能复现波形的算法。结合FFT的优点和特点,各传感器对信号变化的情况进行相应的处理而后经过判决发出报警信号。通过电路的改造和算法的选择,在使用微弱霍尔电流传感器的基础上,实现了0-10毫安微弱电流的连续频率响应,实现了对于直流电流和交流电流同时采集的功能。本文对系统的可靠性和实时性进行了分析,其测试结果表明可以达到国家规定的要求。本系统具有智能化和高可靠性等特点。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
第1章绪论  9-15
  1.1 课题概述  9-11
    1.1.1 课题的题目及来源  9
    1.1.2 课题研究的背景  9-11
  1.2 论文的国内外研究现状及发展趋势  11-13
  1.3 论文的主要研究内容  13-15
第2章医疗电气设备漏电流评估仪结构与方案设计  15-28
  2.1 常规漏电流评估仪性能分析  15-17
    2.1.1 以手动和单片机为主的控制器性能结构分析  15-16
    2.1.2 以采用普通铁芯作为传感器的性能分析  16-17
    2.1.3 单相直流或交流的控制电路电路结构分析  17
  2.2 医疗电气设备漏电流评估仪结构与方案设计  17-21
    2.2.1 漏电流评估仪传感器的结构设计  17-19
    2.2.2 漏电流评估仪传感器的方案设计  19-21
  2.3 安全评估系统的简述  21-24
    2.3.1 安全评估系统的作用  21-22
    2.3.2 漏电流的概念与成因分析  22-24
  2.4 漏电流的探测器结构设计  24-26
  2.5 漏电流的探测器功能设计  26-27
  2.6 本章小结  27-28
第3章漏电流安全评估仪的硬件设计  28-49
  3.1 系统硬件设计的结构框图  28-29
  3.2 系统的各模块的方案设计  29-47
    3.2.1 数据调理电路模板  29-33
    3.2.2 AD数据转换电路模板  33-35
    3.2.3 CAN通讯模板  35-40
    3.2.4 电源电路设计模块  40-42
    3.2.5 芯片及芯片外围外围电路设计  42-44
    3.2.6 通讯模板  44-47
  3.3 硬件电路中抗干扰设计  47
  3.4 本章小结  47-49
第4章漏电流安全评估仪的软件设计  49-59
  4.1 系统软件流程设计  49-50
  4.2 FFT算法程序设计  50-54
    4.2.1 趋势算法,复合趋势算法,FFT算法优缺点比较  50-52
    4.2.2 FFT算法概念及分析  52-53
    4.2.3 频率1～1000HZ傅里叶变换软件实现  53-54
  4.3 数据采集程序设计  54
  4.4 CAN通信程序设计  54-55
  4.5 外围功能电路的程序设计  55-57
    4.5.1 主机I2C程序设计  55-56
    4.5.2 从机I2C程序设计  56-57
  4.6 软件抗干扰设计  57
  4.7 本章小结  57-59
第5章全文总结  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-63

漏电流安全评估仪的研制

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