磁致伸缩液位传感器设计与优化研究

"物联网-智慧交通-磁致伸缩液位传感器的设计及优化" 这篇硕士学位论文主要探讨了磁致伸缩液位传感器在物联网智慧交通领域中的应用与优化。磁致伸缩液位传感器是一种高精度、大量程、安全可靠的液位测量设备，尤其适用于存在危险环境如易燃易爆、易挥发或腐蚀性液体的场合。 论文首先介绍了磁致伸缩现象的基本原理，这是传感器工作的基础。它利用磁致伸缩材料在外磁场作用下产生的微小形变来探测液位变化。接着，作者对影响磁致伸缩材料性能的因素进行了分析，并选择了合适的波导丝材料。 在设计优化方面，论文关注了三个方面：机械结构、硬件电路和软件设计。机械结构的优化包括回波检测装置、活动浮子和减震吸波阻尼器的改进，以提高传感器的稳定性和测量准确性。硬件电路设计则涵盖了模拟电路（如脉冲放大和回波检测调理电路）和数字电路（如基于ARM架构的LPC2148中央控制电路、高速高精度计时电路、测温电路及通讯电路），确保数据的准确传输和处理。软件部分涉及系统初始化、串口通信、计时中断、SPI读写、位置量计算和温度采集与计算等程序，全部采用C语言在TKStudio IDE环境下开发并调试。 为了验证传感器性能，作者构建了静态标定装置，并利用LabVIEW编写上位机标定程序。通过实验，传感器的静态特性得到了分析，结果显示其在稳定性、精度以及低功耗和高兼容性方面均满足设计要求，适应实际液位测量的需求，具有显著的应用价值。 关键词涵盖了磁致伸缩效应、液位测量、ARM微处理器、驱动脉冲和检测线圈，这些都是研究的核心元素。此论文的研究成果对于物联网智慧交通中液位监测技术的提升和应用具有重要参考价值。