牛凤文，尹晓落

(安徽职业技术学院 机电工程学院，安徽 合肥 230011)

自动测量是指系统能够智能处理传感器发来的各种模拟信号、脉冲信号、数字信号等，并对这些信号进行分析及显示。随着科技的发展，测量系统应用日益复杂，对测量精度、智能化程度提出了更高的要求[1]。管道内运动钢珠测量系统包含多重变量因素、耦合性强、自然不稳定，是近年来研究摆动控制问题的典型模型，是检验控制理论的常用研究平台，属于球杆系统的一种[2]。单片机由于自身体积小、价格低、集成度高、功能性强等优势，在家电、工业自动化、智能控制等领域应用日益广泛，常作为应用系统的核心部件，实现数据的智能采集控制[3]。本文选用增强型80C51内核的STC系列单片机STC12C5A60S2为核心控制器，设计并制作了一个管道内钢珠运动测量装置。该装置的核心为通过两个宽度小于20 mm的感应装置，实现对铁质小球的运动检测。

1 方案论证与选择

1.1 钢珠检测传感器的选择论证

电容式接近开关、电感式接近开关依据工作原理均可作为运动物体的检测传感器。电容式接近开关应用范围广泛，可识别各种物体的接近，但是受环境影响较大，对快速通过的物体不能准确识别[4]。电感式接近开关所检测的对象为导电物质，应用范围略窄，但对于铁质钢球检测灵敏，铜球连续运动时，能够快速识别。基于以上原因，本设计采用后者。

1.2 主控芯片选择方案

传统的51系列单片机只有8位，优点是控制简单，价格低廉，但存在运算速度偏慢、资源少、容量小等缺点，导致传统51单片机只能存储小体积程序，反应控制不够精准快速。……