位移傳感器程序：android 位移傳感器 坐標(biāo),鼠標(biāo)的工作原理及位移測量的實現(xiàn)方法
位移檢測技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟，各種位移傳感器紛紛出現(xiàn)，但低成本的位移傳感器結(jié)構(gòu)簡單，精確度不高，線性度低，而高成本的位移傳感器雖 然性能優(yōu)異，但制作工藝難度大，難以普及。所以開發(fā)一款低成本、高性能的位移傳感器具有很高的現(xiàn)實意義。鑒于此，本文提出了通過LabVIEW 編程實現(xiàn)精確度高、線性度好、測量范圍大、無需其余硬件設(shè)備的鼠標(biāo)位移測量方法。
1 鼠標(biāo)的工作原理及位移測量的實現(xiàn)方法
1.1 鼠標(biāo)的工作原理與驅(qū)動程序
鼠標(biāo)( mouse) 在現(xiàn)代個人電腦( PC)中被廣泛應(yīng)用，特別是圖形用戶界面(GUI)的流行，鼠標(biāo)已經(jīng)不可或缺。大規(guī)模的生產(chǎn)使鼠標(biāo)的價格很低，通過利用鼠標(biāo)來測位移也使成本趨于合理。經(jīng) 過數(shù)十年的技術(shù)發(fā)展，尤其是光電鼠標(biāo)與激光鼠標(biāo)的出現(xiàn)，其精度得到極大提高。利用鼠標(biāo)進(jìn)行位移測定，具有高精度、低成本的優(yōu)點。鼠標(biāo)雖然實際上是位移傳感 器，但其是為PC 機配備的外部輸入設(shè)備，各種操作系統(tǒng)自帶的鼠標(biāo)驅(qū)動程序只是為了提供圖形用戶界面操作，無法滿足普遍的位移測量要求。
鼠標(biāo)全稱顯示系統(tǒng)縱橫位置指示器。光電鼠和機械鼠的最大區(qū)別是對軌跡的檢測方法，但其工作原理基本相同： 通過光柵信號傳感器或光電傳感器將位移轉(zhuǎn)換為電脈沖信號，然后通過芯片將信號處理為數(shù)據(jù)包傳遞給PC 機。目前利用鼠標(biāo)實現(xiàn)位移測量的方法主要是利用單片機實現(xiàn)信號處理，實現(xiàn)位移檢測功能，但此方法穩(wěn)定性差，噪聲較大，需要額外硬件系統(tǒng)，性價比低。在操作 系統(tǒng)已經(jīng)盡可能挖掘了底層硬件數(shù)據(jù)通信能力的情況下，重新對底層硬件通信浪費資源。實際上，鼠標(biāo)提供GUI 操作，通過鼠標(biāo)移動控制顯示設(shè)備上鼠標(biāo)指針的像素移動。反之，可以利用指針運動的位移來確定實際鼠標(biāo)的位移。
1.2 鼠標(biāo)坐標(biāo)系統(tǒng)與顯示坐標(biāo)系統(tǒng)的關(guān)系
鼠標(biāo)坐標(biāo)系統(tǒng)( 即實際位移) 與顯示坐標(biāo)系統(tǒng)通過映射來完成對應(yīng)關(guān)系，二者坐標(biāo)均使用平面直角坐標(biāo)系。鼠標(biāo)坐標(biāo)系統(tǒng)在平面上任意取一點作為原點，以相對原點的偏移量計算目標(biāo)點的坐標(biāo) 值，然后以相對該目標(biāo)點的偏移量計算下一新目標(biāo)點的坐標(biāo)值，以此類推。鼠標(biāo)坐標(biāo)系統(tǒng)中基本單位為米基。顯示坐標(biāo)系統(tǒng)同顯示器的實際分辨率及工作方式有關(guān)。 使用平面直角坐標(biāo)系，原點在屏幕的左上方，橫向代表X 方向，縱向代表Y 方向。圖形方式下的橫向、縱向的象素為基本單位進(jìn)行衡量。例如，1024×768 分辨率時，顯示坐標(biāo)的橫向和縱向坐標(biāo)范圍為0~ 1023,0~ 767。
鼠標(biāo)坐標(biāo)系到顯示坐標(biāo)系完成三個方面的映射：(1) 原點映射：( x 0 , y 0 ) = ( X 0, Y0 ) , 其中X 0 , Y0 ( 為屏幕原點坐標(biāo))值可任意給定：( 2) 目標(biāo)點映射：( x i , y i ) = ( x i- 1 +△x i , y i- 1 + △yi ) →(X i , Yi ) = X i- 1 + △X i , Yi- 1 + △Yi ( i =1, 2 ……， n, 橫向下界≤ X i ≤ 橫向上界，縱向下界≤Yi ≤縱向上界; ( 3) 基本單位映射： 在圖形方式下( 米基到象素映射) ,△x i / x 方向比例因子= △X i , △yi / y 方向比例因子= △Yi ( i =1, 2……，n)。改變米基到象素的比例因子μ 影響鼠標(biāo)靈敏度，μ 值決定著指針的移動速度，可以在PC 機w indow s 操作系統(tǒng)中的控制面板設(shè)置。因此無須改變鼠標(biāo)底層的硬件驅(qū)動，實際鼠標(biāo)的位移可以通過象素坐標(biāo)來確定。但實際的顯示坐標(biāo)均有邊界限制，不能滿足大范圍的位 移測量。通過LabVIEW編程消除顯示坐標(biāo)系象素X i 與Yi 的上下界限制，通過測量指針移動的象素來精確檢測鼠標(biāo)的位移量。
1. 3 位移測量的LabVIEW 實現(xiàn)方法
通過庫函數(shù)節(jié)點( CLF) 來訪問動態(tài)鏈接庫( DLL) 的方法，直接調(diào)用WINDOWS API 函數(shù)與LabVIEW 自行編制的庫函數(shù)，使得LabVIEW 對鼠標(biāo)的通信得到大大的增強，同時也為操作系統(tǒng)底層函數(shù)支持LabVIEW 提供了便捷，節(jié)省了內(nèi)存空間。與鼠標(biāo)相關(guān)的動態(tài)鏈接庫函數(shù)如表1 所示，二者庫函數(shù)有部分相同的功能。
表1 鼠標(biāo)驅(qū)動程序接口函數(shù)
通過調(diào)用以上函數(shù)實現(xiàn)鼠標(biāo)的位移測量。具體方法為： 在顯示坐標(biāo)系內(nèi)，坐標(biāo)范圍分成M × N 象素。位移的X 、Y 分量二者互不影響，編程時可以分別處理。方法實現(xiàn)的重點是消除操作系統(tǒng)固有的顯示坐標(biāo)系象素X i 與Yi 的上下界限制。首先要判斷鼠標(biāo)的運動方向，若鼠標(biāo)向左移動，則其必然到達(dá)坐標(biāo)系右邊界。這時通過函數(shù)使象素X i 置零，Yi 不變，同時記錄一次其過邊界。通過顯示坐標(biāo)( X i , Yi ) 與初始坐標(biāo)( X 0 ,Y0 ) 之差與過邊界次數(shù)即可求出在顯示坐標(biāo)中鼠標(biāo)指針的位移。其他運動方向的位移同理可以得到。最后通過比例因子μ將顯示坐標(biāo)映射到鼠標(biāo)坐標(biāo)系中，即可求出實際 位移( x i ,yi ) .詳細(xì)的程序流程圖如圖1 所示。
圖1 鼠標(biāo)位移測量程序流程圖
LabVIEW 具有代碼直觀、層次清晰的圖形化編程特點。在前面板上設(shè)置顯示坐標(biāo)為M×N = 500 × 300 的指針工作區(qū)域，并設(shè)置初始坐標(biāo)在工作區(qū)的中心( 250, 150) .X 方向右位移消除邊界的部分程序框圖如圖2 所示，條件語句判斷當(dāng)指針到達(dá)右邊界( 499, Yi ) 時，下一次循環(huán)將其設(shè)為( 0, Yi ) ,并將以后的位移增加1 倍M.循環(huán)體內(nèi)使用了移位寄存器。
圖2 部分消除邊界的LabVIEW 程序框圖
2 檢測實驗與性能分析
檢測實驗采用USB 接口的dell 三鍵光電有線鼠標(biāo)，最高分辨率400dpi.分別測試了鼠標(biāo)在指針最小與最大移動速度( 控制面板中設(shè)置) 中以4mm/ s 與20mm/ s 的速度進(jìn)行位移測量性能。采用步進(jìn)電機與控制器對其進(jìn)行位移標(biāo)定，位移精確度為0.01mm.得到如圖3 所示位移圖像。
由于步進(jìn)電機顯示位移與鼠標(biāo)實際檢測的位移具有統(tǒng)計關(guān)系而且是線性的，故可以建立回歸模型： Yi = A + B X i + εi( i= 1, 2, ……， n) , 其中( X i , Yj ) 表示( X , Y) 的第i 個觀測值，A 、B 為參數(shù)，A + B ×X i 為反映統(tǒng)計關(guān)系直線的分量，εi 為反映在統(tǒng)計關(guān)系直線周圍散布的隨機分量，εi ~ N( 0, δ 2 ) , 服從正態(tài)分布。根據(jù)最小二乘法：
相關(guān)系數(shù)越接近1, 則二者越正相關(guān)。圖3 直線擬合的結(jié)果如表2.
表2 線性擬合結(jié)果
圖3 步進(jìn)電機標(biāo)定實驗及線性擬合
由表可知，不同條件下兩種方法測定的位移相關(guān)系數(shù)均接近于1, 即實驗鼠標(biāo)位移測定與步進(jìn)電機標(biāo)定位移接近相等;截距A 可以忽略不計，即鼠標(biāo)位移測量沒有系統(tǒng)誤差; 斜率B 的標(biāo)準(zhǔn)差均小于0.3%, 即實驗鼠標(biāo)隨機誤差小。以上充分說明實驗鼠標(biāo)在低速的位移測量具有精度高、線性度好、誤差小等優(yōu)點。
為測試低速條件下鼠標(biāo)位移測量性能與速度的關(guān)系，用相同的標(biāo)定方法測試了不同速度鼠標(biāo)位移的性能。由圖4 可知總體來看，鼠標(biāo)移動速度越大，斜率誤差與總擬合標(biāo)準(zhǔn)差越大，測量位移性能降低，但在20mm/ s 速度以內(nèi)仍滿足位移測定的一般需求。可以預(yù)見隨速度的增大，誤差將逐漸變大。此鼠標(biāo)位移測定方法適宜于低速情況。
圖4 不同速度位移測定的誤差
3 總結(jié)
結(jié)果顯示此方法達(dá)到了精確位移測量的要求，可以提供精確度0.1mm 的位移測量，具有線性度好，精確度高，誤差小的優(yōu)點。同時研究顯示該位移測量系統(tǒng)在低速的位移測量中具有更佳的性能。采用高層軟件設(shè)計的方法，使鼠標(biāo)位移 測量不受鼠標(biāo)接口、鼠標(biāo)型號的限制，具有高性價比與強適用性的特征。此鼠標(biāo)位移檢測方法集成到基于LabVIEW 的漏磁檢測系統(tǒng)中，取得了良好的效果。
位移傳感器程序：六個位移傳感器數(shù)據(jù)的實時采集與處理
1.所需程序用于六個位移傳感器數(shù)據(jù)的實時采集與處理，因此所需程序應(yīng)能實時采集六通道數(shù)據(jù)，并將其提供與計算程序，使計算程序計算同一時刻的六個數(shù)據(jù)得出實時正確結(jié)果
2.所需實時采集程序與提供的計算程序能夠較好結(jié)合
3.計算出的結(jié)果為波形數(shù)據(jù)，各處數(shù)據(jù)值可查
4.提供簡單的程序說明
傳感器輸出參數(shù)如下，以便參考：
1.電壓0-5V，0-10V
2.電流4-20ma
3.數(shù)字RS485
整個系統(tǒng)就是通過位移傳感器檢測位移量然后進(jìn)入計算機進(jìn)行計算并且實時得出數(shù)據(jù)處理速度有要求，不低于20次/秒，所以計算程序可能要優(yōu)化一下
?
一、要求分析
通過之前的要求可知，你的課題基本要求就是，通過六路傳感器的數(shù)據(jù)采集進(jìn)行處理，然后得到要的波形，然后之前你已經(jīng)提供了算法處理程序了，但是之前的程序可能處理速度達(dá)不到20次/s，即無法實現(xiàn)實時采集并且每秒采集20次的要求。
此外，電壓的幅度為0~5V和0~10V，電流為4~20ma，那么我們模擬一組實時數(shù)據(jù)集電壓在0~5V或者0~10V范圍內(nèi)的隨機信號，電流為4~20ma之間的隨機信號。
? 每秒采集20次，那么也就是說每秒采集到20組數(shù)據(jù)，每組6個。然后將該6個數(shù)據(jù)進(jìn)行后期你提供的那個算法進(jìn)行處理。每秒處理20次。
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二、設(shè)計過程
這里主要是兩個部分，一個是信號的模擬產(chǎn)生，一個是采集，另外就是你提供的算法計算模塊好像有點問題，這里我們做了下修改，然后組合得到如下的模型：
從左往右，分別是，傳感器模擬信號，信號采集模塊，以及您提供的算法計算模塊。
傳感器模擬信號：
這里，我們主要工作就是模擬出六路傳感器信號，由于事先并不知道你的傳感器是測量什么的數(shù)據(jù)，所以這里我們使用正弦波來模擬產(chǎn)生出不同的信號，并加入噪聲。其模塊如下所示：
其產(chǎn)生模塊如下所示：
上面的模塊共六路，分別為隨機相位，隨機幅度以及隨機噪聲疊加后的采集到的信號。
這里，我們還加入了數(shù)據(jù)保存模塊，用來滿足不同階段數(shù)據(jù)結(jié)果的查看：
運行之后，你在matlab軟件中的workspace中點擊，可以產(chǎn)看數(shù)據(jù)：
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信號采集模塊：
信號采集模塊，在simulink中通常使用zero-Order-hold模塊來做，其結(jié)構(gòu)如下所示：
該模塊的仿真結(jié)果如下所示：
使用同樣的方法，我們可以在MATLAB中的workspace中查看算法仿真的數(shù)據(jù)：
您提供的算法計算模塊：
? 這里，由于您提供的算法處理模塊沒法直接用，所有很多工作量在修改這個模塊上了，
這個模塊內(nèi)部的錯誤，可能是各個處理結(jié)果的矩陣大小不一致導(dǎo)致的，以及各個模塊的sample time沖突導(dǎo)致的問題，這里修改了下，最后可以仿真出波形了，具體如下所示：
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位移傳感器程序：拉繩位移傳感器安裝程序
拉繩位移傳感器
Brsen生產(chǎn)的直線位移傳感器,拉繩位移傳感器,位移傳感器,磁致伸縮位移傳感器,磁致伸縮傳感器,拉線位移傳感器精度高，壽命長，輸出信號多樣化，貨期短！歡迎新老顧客咨詢楊工
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LWH拉桿電子尺
Brsen以高度現(xiàn)代化和自動化的生產(chǎn)流程來保證直線位移傳感器，拉繩位移傳感器，磁致伸縮位移傳感器，位移傳感器，磁致伸縮傳感器，拉線位移傳感器精度與品質(zhì)。通過分析來自全球客戶的不同需求，以高性價比為客戶提供合適的產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)服務(wù)是我們的至高目標(biāo)。
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油缸磁致伸縮位移傳感器
17系列磁致伸縮移傳感器是專為液壓缸而設(shè)計。耐壓外管與六角法蘭為100%不銹鋼，可以直接安裝進(jìn)液壓缸里。電子部分與耐壓外管為模塊組裝設(shè)計，即兩者可完全分離。在特殊情況下，只需撥出電子部份進(jìn)行校準(zhǔn)，而耐壓外管無需與液壓缸分離。此設(shè)計減少重置液壓缸時間，大大提高生產(chǎn)效率。
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外置磁致伸縮位移傳感器
磁致伸縮絕對位移傳感器是專門為機器通用型外置安裝所設(shè)計，提供高精度（精度高達(dá)0.01%FS）、直接和絕對的位置檢測反饋。該系列產(chǎn)品響應(yīng)頻率高、刷新快（2000Hz）、抗干擾、遲滯小（0.5ms）、精度高，適應(yīng)高速運動系統(tǒng)的實時測控，也適應(yīng)復(fù)雜的干擾環(huán)境（抗變頻干擾）。
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位移傳感器程序：繩式位移傳感器51單片機程序
繩式位移傳感器51單片機程序
單片機源程序如下:
#include
duan=1;
P0=table[shi];
duan=0;
P0=0xff;
wei=1;
P0=0x7d;
wei=1;
delay(5);
duan=1;
P0=table[ge];
duan=0;
P0=0xff;
wei=1;
P0=0x7b;
wei=1;
delay(5);
}
uchar get_ad()
{
uchar adval;
adwr=1;
_nop_();
adwr=0;
_nop_();
adwr=1;
P1=0xff;
adrd=1;
_nop_();
adrd=0;
_nop_();
adval=P1;
adrd=1;
return adval;
}
void main()
{
init();
wei=1;
P0=0x7f;
wei=0;
while(1)
{
if(flag_uart==1)
{
flag_uart=0;
ES=0;
TI=1;
switch(flag_on)
{
case 0:puts("turn on ad!
");
TR0=1;
break;
case 1:printf("turn off ad!
");
TR0=0;
break;
case 2:puts("error!
");
break;
}
while(!TI);
TI=0;
ES=1;
}
if(flag_time==1)
{
flag_time=0;
ad_val=get_ad();
ad_vo=(float)ad_val*(5.0/256.0)*40.0;
ES=0;
TI=1;
// printf("the displacement is %fmm
",ad_vo);
printf("%8f
",ad_vo);
while(!TI);
TI=0;
ES=1;
}
display(ad_val);
}
}
void time()interrupt 1
{
TH0=(-)/256;
TL0=(-)%256;
……………………
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