本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為制作一個(gè)管道內(nèi)鋼珠運(yùn)動(dòng)測(cè)量裝置，采用STM32F103Z作為主控芯片，裝置使用2個(gè)非接觸式傳感器檢測(cè)鋼珠運(yùn)動(dòng)。配合信號(hào)處理和顯示電路獲得鋼珠的運(yùn)動(dòng)參數(shù)。本裝置可以實(shí)現(xiàn)兩傳感器處于任意間距時(shí)，傾斜放置管道，由高端放入2~10粒鋼珠，可顯示放入鋼珠個(gè)數(shù)。左右兩端分別置于高端，放入鋼珠可顯示其運(yùn)動(dòng)方向。并能測(cè)出管道的傾斜角a的角度值（傾斜角度ａ為10°到80°之間的某一角度，測(cè)量誤差的絕對(duì)值≤3°）。

　　系統(tǒng)方案本系統(tǒng)主要由主控芯片、傳感器模塊、顯示模塊、電源模塊組成，下面分別論證這幾個(gè)模塊的選擇。

　　1、非接觸式傳感器的論證與選擇方案一：紅外光電傳感器

　　紅外光電傳感器模塊具有一對(duì)紅外線發(fā)射與接受管，發(fā)射管發(fā)射一定頻率的紅外線，當(dāng)檢測(cè)方向遇到障礙物時(shí)，紅外線反射回來(lái)被接收管接收，經(jīng)過(guò)比較器電路處理之后，信號(hào)輸出接口輸出數(shù)字信號(hào)，可調(diào)節(jié)檢測(cè)距離，有效檢測(cè)距離2~30cm。

　　方案二：LJ18A3—8Z/BX接近開(kāi)關(guān)

　　接近開(kāi)關(guān)又稱無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，是理想的電子開(kāi)關(guān)量傳感器。當(dāng)金屬檢測(cè)體接近開(kāi)關(guān)的感應(yīng)區(qū)域 ，開(kāi)關(guān)就能無(wú)接觸，無(wú)壓力、無(wú)火花、迅速發(fā)出電氣指令，準(zhǔn)確反應(yīng)出運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置和行程，其既有行程開(kāi)關(guān)、微動(dòng)開(kāi)關(guān)的特性，同時(shí)具有傳感性能，且動(dòng)作可靠，性能穩(wěn)定，頻率響應(yīng)快，應(yīng)用壽命長(zhǎng)，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

　　由于本設(shè)計(jì)被測(cè)鋼珠要通過(guò)不透明的硬塑料管材，且沒(méi)有加工痕跡，紅外對(duì)管對(duì)環(huán)境光線要求比較高，管材無(wú)法實(shí)現(xiàn)，所以紅外光電傳感器不適合本次設(shè)計(jì)。被測(cè)鋼珠為金屬材質(zhì)，接近開(kāi)關(guān)為無(wú)觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)，無(wú)需破壞管材，為本次實(shí)驗(yàn)合適的模塊。