，机电传动与控制，北京机械工业出版社，李文方主编，单片机原理与应用，哈尔滨哈尔滨工业大学出版社，结构步进电动机种类繁多，通常使用的有永磁式感应永磁式和反应式步进电动机。

应用最多的种，是反应式步进电动机。

下面以六极反应式步进电动机为例，分析其基本结构和工作原理。

六极反应式步进电动机的结构示意图如图所示。

它分为定子和转子两部分。

它的定子具有分布均匀的六个磁极，磁极上装有绕组。

两个相对的磁极组成相。

绕组的连接如图所示。

转子具有分布均匀的四个齿。

图六极反应式步进电动机第二节步进电动机工作原理与启动矩角特性和稳定平衡点三相六极和转子四齿反应式步进电动机，当相绕组通入直流电流是，有电磁力作用原理，电动机中产生反应转矩。

定子磁极的轴线方向与转子齿的轴线方向的夹角称为失调角。

设转子齿领先定子磁极的轴线为正，大小用弧度表示。

当控制绕组匝数定，忽略磁路饱和的影响时，则静转矩与失调角的关系为式中，是与控制电流的大小和匝数及气间隙磁阻有关的常数。

二步进电动机通电运行方式反应式步进电动机，按其相电流通电的顺序不同使它作旋转运行，有三种工作方式，即单三拍单双六拍和双三拍工作方式。

单三拍通电方式单三拍通电方式是每次只有相绕组通电，而每个循环只有三次通电。

双三拍方式双三拍方式是每两相绕组通电。

三相单双六拍工作方式单双六拍工作方式也称六拍方式。

三步进电动机的启动设步进电动机原来处于相的平衡位置，当定频率的控制脉冲加入时，电动机开始启动。

但其转速不是下就能达到稳定数值，其间有暂态过程，即为启动过程。

第三章智能太阳能的设计第节作品的介绍和工作原理作品介绍利用此设计来改变太阳能热水器的弊端。

原来的太阳能存在定的弊端，水温有时达不到人们想要的温度，特别冬天水温达不到，或者只能产生少量热水这些产品只能在夏秋季阳光充足的时候用，冬季日照弱时根本不能用，或者产生的热水太少，不好用，客户经常的输入信号经转换器送给单片机，并和单片机内所设定的温度数字量进行比较，若符合电流转换后的数字量最大，水箱温度数字量小于设定值时，则由单片机发出信号经转换，然后输送给脉冲发生器并输出对应的脉冲个数给步进电动机的驱动电路，最后驱动器接收信号来控制步进电动机的转动角度，若水箱温度达到设定值时，单片机只比较不发出信号给转换器电动机则不转动。

图工作流程第三节设计结构感光模块通过光敏电阻对光线的感应特性。

把其对光线的感应转化为电流的感应，通过转换器传给单片机。

然后由单片机对电流信息进行处理输出。

二脉冲发生模块通过单片机输出的信号脉冲发生器做出相应的改变。

输出相应的脉冲个数。

用于控制电动机转动。

其工作电路如下图所示图脉冲发生模块工作电路图三动力模块该设计主要是控制太阳能吸热板的方向问题，因此动力系统采用步进电动机进行驱动。

控制其转角和方向。

通过转动轴来转动太阳能吸热板的方向。

四总体设计图图总体结构图结束语太阳能是我国住宅小区广泛应用的热水供应系统，传统的控制方式存在控制精度低能耗大的缺点，用单片机控制太阳能的加热，实现远程控制和就地控制，单片机的可靠性高抗干扰能力强，高可靠性是电气控制设备的关键性能。

单片机由于采用微型计算机的原理，采用严格的生产制造，内部芯片采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。

此外，单片机带有硬件故障自检功能，出现故障时可及时发出警报信息。

在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除单片机以外的电路及设备也获得故障自诊断保护，人们使用更加方便。

谢辞在这次机械设计的大作业即智能寻光太阳能的设计与实践中我遇到了很多的问题。

但我的指导老师在我完成这次作业中给予了我很大的帮助，如我在做智能太阳能的设计时不知道该怎么进行时，老师给我讲解了其设计的精髓和应该注意的问题，帮助诉其实，真正的太阳能热水器必须是年四季都能用的。

热水使用量比较大的时间是集中在冬天，而冬天的集热效果又不能满足使用要求，基本上受气候条件的限制，摆脱不了普通太阳能热水器靠天吃饭的局限，很难保证冬天照样有充足的热水。

很多现在太阳能经销商为弥补热水产量不足，需要增加电辅助或者油锅炉，但是这样形成双重投资，增加客户的经济负担给人们的日常生活带来定的不便，为解决这问题，我们设计出智能热水太阳板，使其自动的改变采光方向，以满足人们的需求，即在原来的技术上适当的改进，让太阳能板自动寻找光线强的方位采集更好的光线，使其发挥更加优越的功能。

二工作原理本热水器系统采用盛群作为主控，它内部提供了位双向输入输出口，每个位可由掩膜选项设置成唤醒输入。

软件指令决定引脚是输出或斯密特触发器输入，连接外部电路或晶体振荡器由掩膜选项决定作为内部系统时钟。

在模式下，的输出端信号是系统时钟四分频。

此系统可分为几个模块如图所示通过温度光敏水位三个传感器检测外界温度变化光线的变化和水箱温度的变化。

将以上三种外界变化转换成电流信号传输给转换器转换成数字信号发送给单片机，在通过单片机处理外界光线转换成的数字信号的大小输出最大光线的数字值温度传感器检测水箱温度的数字信号与自己设置的单片机的内置信号条件比较是否有变化，如有变化就通过单片机发出控制指令，经转换成模拟信号输入给脉冲发生器，脉冲发生器发出相应脉冲个数给驱动器控制步进电动机的旋转角度，达到控制目的。

图智能太阳能的模块第二节产品的工作流程当光照强度强时，光敏电阻的阻值较小，给它们加上相同电压，然后把电流信号送给转换器，然后由转换器送给单片机，单片机对数字信号的大小进行判断，并将信号最大的送给转换器同时温度传感器工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。

因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。

现代科学技术的发展，进入了许多新领域例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到的瞬间反应。

此外，还出现了对深化物质认识开拓新能源新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温超低温超高压超高真空超强磁场超弱磁场等等。

显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。

许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。

些传感器的发展，往往是些边缘学科开发的先驱。

传感器早已渗透到诸如工业生产宇宙开发海洋探测环境保护资源调查医学诊断生物工程甚至文物保护等等极其之泛的领域。

可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。

三传感器的原理根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类传感器工作原理分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化极化热电光电磁电等效应。

被测信号量的微小变化都将转换成电信号。

根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化极化热电光电磁电等效应。

被测信号量的微小变化都将转换成电信号。

二化学传感器包括那些以化学吸附电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。

现在越来越受到工业控制青睐的激光传感器发展迅猛，激光传感器不仅应用广泛，更主要的是利用激光的高方小输入增量。

阈值当传感器的输入从零值开始缓慢增加时，在达到值后输出发生可观测的变化，这个输入值称传感器的阈值电压。

二传感器动态特性所谓动态特性，是指传感器在输入变化时，它的输出的特性。

在实际工作中，传感器的动态特性常用它对些标准输入信号的响应来表示。

这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得，并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在定的关系，往往知道了前者就能推定后者。

最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种，所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。

第三节传感器的原理与应用传感器的原理传感器的原理主要是利用敏感元件对外界事物的识别和感应来工作的，传感器分为物性型和结构型两种物性型主要是利用物质的些特性来感应外界物质的变化结构型主要是外界变化对物质结构的影响来监测外界事物的变化。

如电容式传感器电感式传感器等。

二热敏电阻和金属热电阻热敏电阻构造用半导体材料制成。

特性热敏电阻的阻值随温度变化而发生显著的变化，其特性曲线是如图所示。

能够将温度这热学量转化为电阻这电学量。

应用用来测量温度及实现温度的自动控制。

④说明通常情况下热敏电阻的阻值随温度的升高而减少，但也存在随温度升高而增大的热敏电阻。

图热敏电阻的特性曲线金属热电阻材料金属丝，常用的热电阻用铂做成。

特性其电阻随着温度的升高而增大，它能够将温度这热学量转化为电阻这电学量，其电阻温度特性曲线如图所示图金属热电阻特性曲线应用测量温度。

第二章步进电动机的概述与控制第节步进电动的概念与结构步进电动机的概念步进电动机又称脉冲马达，是将电脉冲信号转换成为线性位移或脚位移的电动机，是数字控制系统中的种执行元件，广泛应用于数控机床和现在普通机床的数控化技术改造。

二步进电动机性高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。

激光传感器常用于长度距离振动速度方位等物理量的测量，还可用于探伤和大气污染物的监测等。

系列品牌激光位移传感器具有数字化集成体化结构，高分辨率，高线性度，高响应防护等级和可同步等高性能。

工作温度范围宽，特别适用于工业环境高精度应用。

第二节传感器的工作性能指标传感器静态性能指标传感器静态特性传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。

因为这时输入量和输出量都和时间无关，所以它