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研究生:劉士源
研究生(外文):S.Y. Liou
論文名稱:電容矩陣式動物行為量測方法之研究
論文名稱(外文):The Study of a Capacitive Position Sensor
指導教授:李彥杰李彥杰引用關係任善隆任善隆引用關係
指導教授(外文):Yan-Chay LiSun-Lon Jen
學位類別:碩士
校院名稱:義守大學
系所名稱:電子工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:電容感應動物行為量測
外文關鍵詞:capacitivereactionanimal behavior measurement
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本文係描述了一種可以即時顯示動物箱內動物中心位置並且可以偵測動物微小行為的方法。系統最大的特色為感測器是使用PCB板洗成的電極對,其具有使用壽命長和易於維護的優點,且相關電路架構簡易、成本低廉、易於大量生產。
我們分別嘗試使用振盪型以及電容電橋型電容感應量測系統,並比較其效果。在振盪型方面,我們分別使用IC555非穩態和3級反相閘微分振盪電路做為RC振盪源,利用感測器的電容值改變會對振盪電路的頻率造成影響的原理,依據各電極所連接振盪電路頻率的狀態,做動物中心位置的判定(IC555非穩態)和微小行為的估計(3級反相閘微分振盪電路)。在頻率計數電路方面,我們以CPLD構成其電路以降低元件數和簡化電路架構。在使用者介面的顯示以及數值運算方面,我們則使用LabVIEW軟體來實現。

In this paper we introduce a measurement system, which can display the central body position and measure the small activity of the animal in animal box. The feature of this system is that we use PCB to make the sensors electrode pairs. It is very easy to maintain, the circuit is simple, cheap, and is easy to be mass-product.
We will discuss the effects of using oscillator type and capacitances bridge type measurement method in this system. In oscillatory type, we use unstable multi-vibrator IC 555 and differential oscillator from by three stages not gate to from a CR type oscillator. Base on the principle that the frequency of an oscillator will change with the change of its capacitance, we can decide the animal center position and the level of small activity by detecting frequency variation of the electrodes. A CPLD device is adopted here for frequency counter circuit. This can reduce the number of electronic element to be used and simplify the circuit. The LabVIEW software is used for signal and computation.

中文摘要………………………………………………………0-1
英文摘要………………………………………………………0-2
目錄……………………………………………………………0-3
圖目錄…………………………………………………………0-4
第一章前言…….……………………………….……………1-1
第二章系統設計………………………………………………2-1
2.1系統原理…………………………………………………2-1
2.2系統設計………………………………………………2-4
2.2.1使用IC555振盪型電容矩陣式動物行為量測系統………2-4
2.2.2使用三級反相閘振盪型電容矩陣式動物行為量測系統…………………………………………………………………2-19
2.2.3電容電橋型電容矩陣式動物行為量測系統……………..2-30
第三章系統測試與結果…………………………………………3-1
3.1 IC555振盪型電容矩陣式動物行為量測系統測試與結果..3-1
3.2 三級反相閘振盪型電容矩陣式動物行為量測系統測試與結果………………………………………………………………3-4
3.3 電容電橋型電容矩陣式動物行為量測系統測試與結果...3-8
第四章、結果討論………………………………………………4-1
參考資料……………………………………………………REF-1
附錄A電容電橋型動物行為量測系統電路圖…………………A-1
附錄B三級反相閘振盪型振盪式動物行為量測系統電路圖…………………………………………………………………B-1
附錄C 89C52控制掃描電極訊號與計算動物身體中心之c語言程式………………………………………………………… C-1
附錄D電容電橋型之89C52控制程式……………………D-1
附錄E三級反相閘振盪型頻率判別電路verilog程式…………E-1
附錄F LabVIEW計算標準差主程式………………………F-1

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[2]P.R. Sanberg, T.H. Moran and Kenneth L.Kubos,“Automated Measurement of Stereotypic Behavvior in Rats”, Behavioral Neuroscience, Vol 97, pp830-832, 1983
[3]高士典”以單晶微電腦控制之紅外光模組來建構之彈性化動物行為量測與分析系統”中華民國國立成功大學電機工程研究所78 學年度碩士論文.
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[11]鄭信源”Verilog 硬體描述語言數位電路設計實務” 儒林圖書有限公司2000年1月初板.
[12]蕭如軒”個人電腦輔助數位電路設計” 儒林圖書有限公司2000年3月三板.

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