1绪论
1.1概述
传感器技术是利用各种功能材料实现信息检测的一门综合技术学科，是在现今科学领域中实现信息化的基础技术之一。现代测量、控制与自动化技术的飞速发展，特别是电子信息科学的发展，极大地促进了现代传感器技术的发展。同时我们也看到，传感器在日常生活中的运用越来越广泛，可以说它已成为了测试测量不可或缺的环节。因此，学习、研究并在实践中不断运用传感器技术是具有重大意义的。
1.2设计任务分析
采用电阻应变片设计一种电阻应变式质量（压力）传感器，具体要求如下：
1.正确选取电阻应变片的型号、数量、粘贴方式并连接成交流电桥；
2.选取适当形式的弹性元件，完成其机械结构设计、材料选择和受力分析，
3.并根据测试极限范围进行校核；
4.完成传感器的外观与装配设计；
5.完成应变电桥输出信号的后续电路（包括放大电路、相敏检波电路、低通
滤波电路）的设计和相关电路参数计算，并绘制传感器电路原理图；
6.按学校课程设计说明书撰写规范提交一份课程设计说明书（6000字左
右）；
7.按机械制图标准绘制弹性元件图（4号图纸），机械装配图各一张（3号图
纸）；
2方案设计
2.1原理简述
电阻应变式传感器为本课程设计的主要部件，传感器中的弹性元件感受物体的重力并将其转化为应变片的电阻变化，再利用交流全桥测量原理得到一定大小的输出电压，通过电路输出电压和标准重量的线性关系，建立具体的数学模型，在显示表头中将电压（V）改为质量（kg）即可实现对物品质量的称重。
本次课程设计所测质量范围是0-10kg，同时也将后续处理电路的电压处理为与之对应的0-10V。由于采用了交流电桥，所以后续电路包括放大电路，相敏检波电路，移相电路，波形变换电路，低通滤波电路（显示电路本次未设计）。
原理框图如图一所示。
图一原理框图
2.2应变片检测原理
电阻应变片（金属丝、箔式或半导体应变片）粘贴在测量压力的弹性元件表
面上，当被测压力变化时，弹性元件内部应力变形，这个变形应力使应变片的电
阻产生变形，根据所测电阻变化的大小来测量未知压力，也实现本次设计未知质
量的检测。
设一根电阻丝，电阻率为ρ，长度为l,截面积为S，在未受力时的电阻值为
R=ρ
S
l
----- ①
图二金属丝伸长后几何尺寸变化
如图二所示，电阻丝在拉力F作用下，长度l增加，截面S减少，电阻率ρ也相
应变化，将引起电阻变化△R，其值为
R
R
?
=
l
l?
—
S
S
?
＋
ρ
ρ
?
----②
（质量）压力电阻应变片交流电桥5KHZ交流
放大器移相器
过零比较器
相敏检波
低通滤波
数显表头
对于半径r 为的电阻丝，截面面积S=2r π，则有s s ?=r r ?2。令电阻丝的轴向应变为l l ?=ε，径向应变为=?r r －μεμ-=?)(l l ，ε由材料力学可知，为电阻丝材料的泊松系数，经整理可得
R
R
?=（1+2ρρεμ?+) ----③
通常把单位应电所引起的电阻相对变化称为电阻丝的灵敏系数，其表达式为
K =
ε
ρ
ρμε
?+
+=?)21(R
R ----④
从④可以明显看出，电阻丝灵敏系数K 由两部分组成：受力后由材料的几何尺寸受力引起)21(μ+；由材料电阻率变化引起的1)(_ερρ?。对于金属丝材料，
1)(_ερρ?项的值比)21(μ+小很多，可以忽略，故μ21+=K 。大量实验证明，
在电阻丝拉伸比例极限内，电阻的相对变化与应变成正比，即为常数。 通常金属丝的=1.7～3.6。④可写成
R
R
?=K ε ----⑤ 2.3弹性元件的选择及设计
本次课设对质量的检测是通过对压力的检测实现的，所以弹性元件承受物重也即压力，这就要求弹性元件具有较好的韧性、强度及抗疲劳性，通过查设计手册，决定选取合金结构钢30CrMnSiNi2A ，其抗拉应力是1700Mpa ，屈服强度是1000Mpa ，弹性模量是211Gpa 。
同时本次课设选取弹性元件的形式为等截面梁，其示意图如图三所示
图三 等截面梁
作用力F 与某一位置处的应变关系可按下式计算：0
2
6F =Ebh l ε 式中： ε ——距自由端为0l 处的应变值；
l ——梁的长度； E ——梁的材料弹性模量； b ——梁的宽度； h ——梁的厚度。
通过设计，选取l =20mm, 0l =14mm,b=10mm,h=3mm
现校核如下： 因此，选取是合理的。
2.4应变片的选择及设计
从理论学习中知道，箔式应变片具有敏感栅薄而宽，粘贴性能好，传递应变性能好；散热性好，敏感栅弯头横向效应可以忽略；蠕变，机械滞后小，疲劳寿命长等优点，所以非常适合本次课设的应用。选择4片箔式应变片（BX120-02AA ）阻值为120Ω，其基底尺寸是2.4 2.4?（mm mm ?）。同时敏感珊的材料选择铂 因为其灵敏系数达s K =4.6， 且其最高工作温度可以达800多摄氏度，栅长做到0.5mm 。
应变片粘贴在距自由端0l 处，R1和R4粘贴在梁的上方承受正应变，R2和R3则与之对应粘贴在下方承受负应变。粘贴剂选择环氧树脂粘贴剂。
基底材料选择胶基，厚度为0.03mm-0.05mm 。
引线材料采用直径为0.15-0.18mm 的铬镍金属丝引线。
最后在安装后的应变片和引线上涂上中性凡士林油做防护作用，以保证应变片工作性能稳定可靠。
这样最大应变为：
因此是符合的。且交流电桥的最大输出输入比为：
3单元电路的设计
-3
02-3-6
6F 61001410= = Mpa=93.3Mpa 1000Mpa bh 1010910l σ??????＜＜-30-4-429-3-6
6F 61001410= = =4.4101510Ebh 211101010910
l ε??????????＜（课设条件要求）-4s 2K 4.410 4.6o i U R
mV
V U R
ε?===??≈
3.1电桥电路的设计
为了实现对应变片的温度补偿，因此选择全桥电路作为测量电路，将4片应变片接入电桥。桥路图如图四所示。其次，考虑到连线导线分布电容的影响及交流电桥的初始平衡性问题（无称重时电桥输出应为零），应在桥路中采取调零电路。桥路接法如图四所示，R5和C2即是实现调零用的，取C2=1uF ，R5=1.8k Ω。
电桥输出为o i s i R
U =U K =U R ε?
交流电源频率选择为5KHZ,现使桥路最大输出为10mV ，则电压幅值为：
图四 交流电桥
3.2放大电路的设计
由于传感器输出的电压比较小，因此需对其进行放大使之满足后续电路的处理要求。
鉴于传感器输出可能杂有共模电压，为此，选取具有高共模抑制比的AD620作为放大器来达到净化信号电压和充分节约成本和制造的空间的目的。
电路图如图五所示。
7V
i U =≈
图五 放大电路
其放大增益为：
为了将10mV 的电压放大到10V ，需要放大1000倍，为此选择分配级为5020? 这里放大50倍，因此解得R4=1.008k Ω。
3.3移相器的设计
因为电桥电路输出的电压对载波信号有一定的超前角，一般为几度到几十度，因此在把载波信号作为相敏检波的参考电压前需对其进行一定的移相处理 图六为0-90°的移相电路。
图六 移相电路
U1
AD620AR
3
2
6
7
1
8
5
4
R4
1.008kΩ
VCC 5V VEE -5V
VEE
6
5VCC
49.4k G 1+
R4
=Ωout
U out
U1电源电压out
若设R12调节后的有效电阻为R ，则移相的推导为：
因为ω的数量级为410，所以可以取C3=100uF,这样R （R12）可以设定在500Ω范围，即实现相角在0-90°移动。上式中10k k=110k +100Ω
≈ΩΩ
，
()H j 1ω≈。 所以移相电路不改变幅值。
3.4过零比较器的设计
在进行相敏检波时，我们更希望参考电压整形为方波，这样便于比较，因此设置一个过零比较器LM339实现这一功能。电路图如图七所示。
图七 过零比较器
3.5相敏检波电路的设计
由于采用的交流电压不能实现对压力方向的判别，所以要利用相敏检波的鉴相特性达到这一目的。
电路图如图八所示。
()()222222111i
o
o i j RC U U j RC U kU U U U R C j RC H j U k R C tg RC
ωωωωωωφω+
-+
-
=+==+==
+=
&&
&&&&&&由out U2out
U3U3A
LM339AD
7
6
3
1
12
VCC 5V
VEE
-5V VEE 0
VCC
图八 相敏检波电路
从图示知道，用JFET 做开关器件，当out U3＞0时，其导通，U4A 正极为0电位，信号从负极输入，放大倍数为R11
-
=-1R8
，此时out U1＞0；当out U3＜0时，JFET 截止，信号从正极输入，放大倍数为1，此时out U1＜0。因此，相敏检波实现了信号的判别，只是与原信号相差一个负号。
3.6低通滤波器的设计
由于经过相敏检波后的电压还混有高频载波信号，所以需将其滤掉，又因为相敏检波后输出的电压与原信号差一个负号，所以选择反相一阶有源低通滤波器，这样就可以得到真正反映原信号的直流输出。
低通滤波器截止频率设为40HZ 。电路图如图九所示。
图九 低通滤波电路
1kΩout U1out
out
U4out （接表头显示）
1kΩ
若取R10=1k Ω，则由
101
1
=40HZ 2R C 可解得C1=4uF ，另外取R9=50Ω，
则此环节实现的放大倍数是R10
-=-20R9
，则实现了放大倍数的另一级分配，也还原了原始信号的相位。
所以至此，就实现了原始信号的测量处理，即能够通过将质量为0-10kg （也即压力为0-100N ）的物体作用于弹性元件（等截面梁）并通过应变片使其电阻发生变化进而使后续相关电路产生对应的0-10V 的电压实现对物体的称重，也即1kg 物体对应1V 的电压。将低通滤波后产生的直流电压接入数显表头就可直观地看出物体质量的大小。
4误差分析
误差的形成主要来源于温度误差，造成温度误差的原因主要有以下两个： 1、敏感栅电阻随温度变化引起误差
2、试件材料与应变丝材料的线膨胀系数不同，使应变丝产生附加拉长或压
缩，引起电阻变化。
这样的温度误差可以通过桥路进行补偿，如本设计中的全桥电路就很好地实现了温度的补偿
其次，电桥还具有非线性误差，由于对金属丝电阻应变片，电桥非线性误 可以忽略，所以也不影响本次设计。
最后，对于如同工频等的干扰，我们尽量通过电路的优化除去干扰，如通过高共模抑制比仪放以及低通滤波器进行改进。
因此，从理论上说，本次课设中的误差还是比较好地得到了控制。
5心得体会
通过这次课设，我进一步体会到了工具的重要性，这包括软件操作 工具书等方面。因为我们不可能学富五车，因而就有必要翻阅文献资料，如设计用到的相关书籍，标准手册等等。同时，具备较好的计算机水平也会给我们带来巨大的益处，比如数学公式的编辑，图形的绘制等等。但反过来说，通过这样的课程设计，也会加深我们对工具的了解和形成对其客观的认识，我想这对我们以
后在工作和生活中有比较好的视野和思维是有巨大帮扶作用的。
总之，本次课设不仅加强了我对传感器的认识，更重要的是，它让我掌握了做设计应有的环节与步骤，也使我懂得了如何去结合理论知识分析解决现实问题，同时也让我学到了很多以前没有接触到的知识和相关计算机方面的操作。
目录 一、前言 (4) （一）概述 (4) （二）发展前景 (4) （三）设计思想 (4) 二、液位控制系统分析 (5) （一）液位控制系统的工作原理 (5) （二）液位控制的实现方式 (5) 1、简单的机械式控制方式 (5) 2、复杂控制系统控制方式 (5) 3、方案选择 (6) 三、液位控制系统的设计 (6) （一）硬件设计 (6) 1、传感器的选用 (6) 2、放大器的选用 (7) 3、比较器的选用 (8) 4、三极管电子开关 (9) 5、继电器的选择 (10) 6、输出显示部分 (10) （二）调试过程 (10) 1、液位控制系统模型框图 (11) 2、调试 (11) 五、遇到的问题分析 (11) 六、总结 (12) 参考文献 (12)
液位控制系统设计 一、前言 传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一,从宇宙开发到海底探秘,从生产的过程控制到现代文明生活,几乎每一项技术都离不开传感器。液位控制在多个领域都有使用，所以实现其自动化检测具有非常重要的意义。通过压力传感器实现液位控制系统，具有体积小，实际应用系统简单实用，成本低，效益好；具有较高的性能价格比；系统不易受到干扰，可靠性高等优势。 （一）概述 在各类传感器中压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点，可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制。除此以外，还广泛应用于水利、地质、气象、化工、医疗卫生等方面。在该液位控制系统的设计方案中，所使用的传感器为六角测压测重传感器，将水重量产生的压强转化为电压值输出，通过对电压大小的控制，从而实现传感器在液位控制中的功能。（二）发展前景 由于该技术是平面工艺与立体加工相结合,又便于集成化,所以可用来制成血压计、风速计、水速计、压力表、电子称以及自动报警装置等。压力传感器已成为各类传感器中技术最成熟、性能最稳定、性价比最高的一类传感器。 国外液位控制系统的发展已相当成熟，我们国内也在朝着这方面努力，而且好多企业与国际接轨，有了不菲的成绩。比如单片机控制的智能型液位控制系统的运用等等。总的来说，发展方向有： (1)高速化，高效化，低能耗。提高液位控制系统的工作效率，降低生产成本。 (2)机电液一体化。充分合理利用机械和电子方面的先进技术促进整个控制系统的完善。 (3)自动化、智能化。微电子技术的高速发展为液位控制系统的自动化和智能化提供了充分的条件。智能化不仅仅体现的在液位控制，应能够实现对系统的自动诊断和调整，具有与液面不接触的特点。 （三）设计思想 该课程设计是通过相关硬件组合调试实现对液位高度的控制，通过一系列的放大比较将模拟信号转化为数字化的信号，然后通过对数字信号的各种处理实现类比，将液位高度的变化通过数字信号的不同反映出来，显示结果，实现对液位高度的实时监控。 通过在水箱底部安装压电传感器，水箱水位高度发生变化时，引起水压强产生波动，然后传感器把水压转换成电压信号，经放大器放大后输送到电压比较器。经比较后的输出电压有高低两种电平，若为低电平则表明水位正常，高电平时启动接在后面的三极管电子开关，集电极继电器导通，电流流经发光二极管，从而实现水位的显示控制。
《电阻应变片的压力传感器设计》 题目电阻应变片的压力传感器设计时间 201608 班级 2014级 姓名 序号 指导教师 教研室主任 系教学主任 2016年08月 前言
随着科学技术的迅猛发展，非物理量的测试与控制技术，已越来越广泛地应用于航天、航空、交通运输、冶金、机械制造、石化、轻工、技术监督与测试等技术领域，而且也正逐步引入人们的日常生活中去。传感器技术是实现测试与自动控制的重要环节。在测试系统中，被作为一次仪表定位，其主要特征是能准确传递和检测出某一形态的信息，并将其转换成另一形态的信息。 传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受（或响应）与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置。其中电阻应变式传感器是被广泛用于电子秤和各种新型机构的测力装置，其精度和范围度是根据需要来选定的。因此，应根据测量对象的要求，恰当地选择精度和范围度是至关重要的。但无论何种条件、场合使用的传感器，均要求其性能稳定，数据可靠，经久耐用。 随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制，到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等，都应用了称重传感器，目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。 本次课程设计的是一个大量程称重传感器，测量范围为1t到100t。 本次课程设计的称重传感器就是利用应变片阻值的变化量来确定弹性元件的微小应变，从而利用力，受力面积及应变之间的关系来确定力的大小，进而求得产生作用力的物体的质量。应变片阻值的变化可以通过后续的处理电路求得。 传感器的设计主要包括弹性元件的设计和处理电路的设计。由于传感器输出的信号是微弱信号，故需要对其进行放大处理；由于传感器输出的信号里混有干扰信号，故需要对其进行检波滤波；由于传感器输出的信号通常都伴随着很大的共模电压（包括干扰电压），故需要设计共模抑制电路。除此之外，还要设计调零电路。 目录
压电式传感器的应用 一：概述 传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受与检出功能, 并使之按照一定规律转换与之对应有用输出信号的元器件或装置，是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋，美国早在80年代就声称世界已进入传感器时代，日本则把传感器技术列为十大技术之创立。 压电式传感器是典型的有源传感器。当压电材料受力作用而变形时，其表面会有电荷产生，从而实现非电量测量。压电式传感器具有体积小，重量轻，工作频带宽等特点，因此在各种动态力，机械冲击与振动的测量，以及声学，医学，力学，宇航，军事等方面都得到了非常广泛的应用。本文就压电传感器的工作原理和应用做相关介绍。 二：基本原理 压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应。是一种自发电式和机电转换式传感器，它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差，需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。 三：应用原理 压电式传感器的应用原理就是利用压电材料的压电效应这个特性，即当有力作用在压电元件上时，传感器就有电荷输出。由于外力作用在压电材料上产生的电荷只有在无泄漏的情况下才能保存，故需要测量回路具有无限大的输入阻抗，这实际上是不可能的，因此压电式传感器不能用于静态测量。 压电元件作为压电式传感器的核心，在受外力作用时，其受力和变形方式大
一、概述 1.1、相关背景和应用简介 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。 压力传感器的原理是将压力信号转变为某种电信号，如应变式，通过弹性元件变形而导致电阻变化；压电式，利用压电效应等。工业生产控制过程中，压力是一个很重要的参数。例如，利用测量大气压力来间接测量海拔高度；在工业生产中通过压力参数来判断反应的过程；在气象预测中，测量压力来判断阴雨天气。因此，压力计的设计拥有广阔的市场前景。这种压力传感器能比较精确和快速测量，尤能测量动态压力，实现多点巡回检测、信号转换、远距离传输、与计算机相连接、适时处理等，因而得到迅速发展和广泛应用。本课题就是在这样的背景下设计一个简单的数字压力计，使得测量得到的压力能够数码管显示。 1.2总体设计方案 本设计是通过以单片机为主的压力测量系统。压力的测量是通过把压力信号转换为电信号，再通过A/D （ADC0808）转化把电信号转换为数字量后，再由单片机（AT89C51）进行处理，最后把数字量显示在LED 显示屏上。原理图如图1-1所示 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 图1-1 压力计原理方框图 压力 传感器 LED 显示屏 单片机 A/D 转换 电信号测量
图2-1 数字压力计系统硬件设计框图 二、硬件电路的设计 2.1传感器的选型 力学传感器的种类繁多，但常用的压力传感器有电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器，光纤压力传感器等。应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。 在选择合适的压力传感器过程中，了解介质的特点尤为重要。 介质的腐蚀性如何，导电性如何。根据介质的这些属性选用相应类型的传感器。 介质温度范围如何，一是介质的经常性的温度范围为多少，根据此信息选择补偿温度与其范围一致的传感器，二是介质的最高温度范围，根据此信息选择使用温度范围一致的传感器。 若以上两点如果选择不正确，极有可能损害传感器甚至引起事故。 设计仿真时由于PROTEUS 中没有传感器，因此用一个范围为75~150分压电路代替传感器的输出电流，使的仿真得以进行。（滑动变阻器） 2.2传感器接口电路设计 最小系统 复位电路 A/D 转换电路 测量电压输入 显示系统 A T89C51 P0 P1 P1 P2
前言 随着科学技术的迅猛发展，非物理量的测试与控制技术，已越来越广泛地应用于航天、航空、交通运输、冶金、机械制造、石化、轻工、技术监督与测试等技术领域，而且也正逐步引入人们的日常生活中去。传感器技术是实现测试与自动控制的重要环节。在测试系统中，被作为一次仪表定位，其主要特征是能准确传递和检测出某一形态的信息，并将其转换成另一形态的信息。 传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受（或响应）与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置。其中电阻应变式传感器是被广泛用于电子秤和各种新型机构的测力装置，其精度和范围度是根据需要来选定的。因此，应根据测量对象的要求，恰当地选择精度和范围度是至关重要的。但无论何种条件、场合使用的传感器，均要求其性能稳定，数据可靠，经久耐用。 随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制，到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等，都应用了称重传感器，目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。 本次课程设计的是一个大量程称重传感器，测量范围为1t到100t。 本次课程设计的称重传感器就是利用应变片阻值的变化量来确定弹性元件的微小应变，从而利用力，受力面积及应变之间的关系来确定力的大小，进而求得产生作用力的物体的质量。应变片阻值的变化可以通过后续的处理电路求得。 传感器的设计主要包括弹性元件的设计和处理电路的设计。由于传感器输出的信号是微弱信号，故需要对其进行放大处理；由于传感器输出的信号里混有干扰信号，故需要对其进行检波滤波；由于传感器输出的信号通常都伴随着很大的共模电压（包括干扰电压），故需要设计共模抑制电路。除此之外，还要设计调零电路。
课程设计说明书题目：压力传感器设计 学院（系）： 年级专业：电子信息科学与技术 学号： 学生姓名： 指导教师：
目录 摘要---------------------------- -------------------------------------------------------------------------2 关键字---------------- ----------------------------------------------------------------------------------2 第一章总体设计方案及模块划分---------------------------------------------------------------2 1.1总体设计方案--------------------------------------------------------------------------------3 1.2模块划分--------------------------------------------------------------------------------------4 1.3设计框图如下图所示-----------------------------------------------------------------------5 第二章各模块设计参数-------------------------------------------------------------------------------5 2.1传感器元件模块------------------------------------------------------------------------------5 2.2 A/D转换模块---------------------------------------------------------------------------------8 2.3控制器处理模块-----------------------------------------------------------------------------12 2.4 AD0809接口电路及LED接口电路------------------------------------------------------14 第三章压力传感器实验数据采集、显示及程序---------------------------------------------14 3.1数据采集及显示-----------------------------------------------------------------------------14 第四章心得体会--------------------------------------------------------------------------------------15 附录-----------------------------------------------------------------------------------------------------16 程序设计--------------------------------------------------------------------------------------16 参考文献资料---------------------------------------------------------------------------------25 实物图--------------------------------------------------------------------------------------25
课程设计说明书 题目：压力传感器设计 学院（系）： 年级专业：电子信息科学与技术 学号： 学生姓名： 指导教师： 目录 摘要---------------------------- -------------------------------------------------------------------------2 关键字---------------- ----------------------------------------------------------------------------------2 第一章总体设计方案及模块划分 ---------------------------------------------------------------2 总体设计方案 --------------------------------------------------------------------------------3 模块划分 --------------------------------------------------------------------------------------4 设计框图如下图所示 -----------------------------------------------------------------------5 第二章各模块设计参数 -------------------------------------------------------------------------------5 传感器元件模块 ------------------------------------------------------------------------------5
1绪论 1.1概述 传感器技术是利用各种功能材料实现信息检测的一门综合技术学科，是在现今科学领域中实现信息化的基础技术之一。现代测量、控制与自动化技术的飞速发展，特别是电子信息科学的发展，极大地促进了现代传感器技术的发展。同时我们也看到，传感器在日常生活中的运用越来越广泛，可以说它已成为了测试测量不可或缺的环节。因此，学习、研究并在实践中不断运用传感器技术是具有重大意义的。 1.2设计任务分析 采用电阻应变片设计一种电阻应变式质量（压力）传感器，具体要求如下： 1.正确选取电阻应变片的型号、数量、粘贴方式并连接成交流电桥； 2.选取适当形式的弹性元件，完成其机械结构设计、材料选择和受力分析， 3.并根据测试极限范围进行校核； 4.完成传感器的外观与装配设计； 5.完成应变电桥输出信号的后续电路（包括放大电路、相敏检波电路、低通 滤波电路）的设计和相关电路参数计算，并绘制传感器电路原理图； 6.按学校课程设计说明书撰写规范提交一份课程设计说明书（6000字左 右）； 7.按机械制图标准绘制弹性元件图（4号图纸），机械装配图各一张（3号图 纸）； 2方案设计 2.1原理简述 电阻应变式传感器为本课程设计的主要部件，传感器中的弹性元件感受物体的重力并将其转化为应变片的电阻变化，再利用交流全桥测量原理得到一定大小的输出电压，通过电路输出电压和标准重量的线性关系，建立具体的数学模型，在显示表头中将电压（V）改为质量（kg）即可实现对物品质量的称重。 本次课程设计所测质量范围是0-10kg，同时也将后续处理电路的电压处理为与之对应的0-10V。由于采用了交流电桥，所以后续电路包括放大电路，相敏检波电路，移相电路，波形变换电路，低通滤波电路（显示电路本次未设计）。
传感器技术是利用各种功能材料实现信息检测的一门综合技术学科，是在现今科学领域中实现信息化的基础技术之一。现代测量、控制与自动化技术的飞速发展，特别是电子信息科学的发展，极大地促进了现代传感器技术的发展。同时我们也看到，传感器在日常生活中的运用越来越广泛，可以说它已成为了测试测量不可或缺的环节。因此，学习、研究并在实践中不断运用传感器技术是具有重大意义的。
摘要 (1) 第一章功能和意义 (2) 第二章传感器原理 (3) 2.1 原理框图 (3) 2.2 应变片检测原理 (4) 2.3 弹性元件的选择和设计 (4) 2.4 应变片的选择及设计 (5) 第三章电路设计 (6) 3.1 电源设计 (6) 3.2 交流电桥设计 (7) 3.3 放大电路设计 (8) 3.4 相敏检波电路设计 (9) 3.5 滤波器设计 (10) 第四章结论 (11) 第五章误差分析 (11) 第六章参考文献 (11) 第七章心得体会 (12)
一.功能和意义 信息技术已经成为当今全球性的战略技术，作为各种信息的感知，采集，转换，传输和处理功能器件传感器，已经成为各个应用领域，特别是自动检测，自动控制系统中不可缺少的核心部件，传感器技术正深刻影响着国民经济和国防建设的各个领域。 电阻应变式传感器为本课程设计的主要部件，传感器中的弹性元件感受物体的重力并将其转化为应变片的电阻变化，再利用交流全桥测量原理得到一定大小的输出电压，通过电路输出电压和标准重量的线性关系，建立具体的数学模型，在显示表头中将电压（V）改为质量（kg）即可实现对物品质量的称重。 信号放大电路是为了将微弱的传感器信号，放大到足以进行各种转换处理或驱动指示器，记录器以及各种控制机构。 本次课程设计所测质量范围是0-10kg，同时也将后续处理电路的电压处理为与之对应的0-10V。由于采用了交流电桥，所以后续电路包括放大电路，相敏检波电路，低通滤波电路（显示电路本次未设计）。
电子式压力式传感器 的设计 学院：通信与电子工程学院 班级：电子**** 学号： 2007****** 姓名： ***** 同组成员： 指导老师： ***** 日期： 2010年05月14日
摘要 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。 我们知道，晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压电传感器。 压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。 关键词：压力
目录 摘要............................................................................................................................ I 第1 章绪论 .. (1) 1.1 背景 (1) 1.2 应用实例 (1) 第2章原理分析 (3) 2.1 工作原理 (3) 第3章实现过程 (5) 3.1 电路图设计 (5) 3.2 电路仿真 (6) 心得体会 (8)
第1 章绪论 1.1 背景 压力传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。 早在1954年美国C.S.Smith首先确认了半导体压电效应，1955年C.Herring 指出：这种压电电阻效应是由于应力的作用，引起导体与价电子带能量状态的变化，以及载流子数量与迁移率变化所产生的一种现象。日本从1970年开始研究开发，首先应用在血压计上，之后在过程控制领域及轿车发动机控制部分都获得了广泛的应用。最近几年在家用电器、装配机器人等应用领域普遍采用电子压力传感器作为压力控制、压力监控和判断真空吸附的效果。 图1 电子压力传感器模型 1.2 设计目的 图2是压力传感器在全自动洗衣机中的应用实例。如图所示，利用气室，将在不同水位情况下水压的变化，作为空气压力的变化检测出来，从而可以在设定的水位上自动停止向洗衣机注水。
基于80C51单片机的数字压力传感器的设计 摘要：本课题主要介绍数字压力传感器，包括应变计/压电传感器为敏感元件的硬件电路设计、运算元件（80C51单片机）数据处理、4位数码显示系统以及相应的通信接口与协议；实现在一路测量范围在0~250PSI，测量精度在1PSI，分辨率在1PSI。 关键词：PIC单片机数字通讯智能 1 引言 数字压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用。 本课程设计的数字压力传感器以单片机为主要部件，利用全桥测量原理，通过对电路输出电压和标准压强的线性关系，建立具体的数学模型，将电压量纲（V）改为压强纲（pa）即成为一台原始电子称。其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，本设计采用全桥测量电路，使系统产生的误差更小，输出的数据更精确。而三运放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D转换器对输入信号电平的要求。ADC0809 的A/D转换作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模数转换，然后把数字信号输送到显示电路中去，最后由显示电路显示出测量结果。并且能实现数字传感器之间的通讯，达到数据共享的目的。从而更好的满足当今社会发展的需求。 2 方案论证 2．1方案一： 本方案采用电阻应变片作为敏感元件采集信息，经三运放大器放大处理，再送入ADC0809进行数模转换，运用80C51单片机作为运算处理元件处理数据，并进行通讯和LED显示。基本工作原理框图如下：
课程设计 题目压力传感器采集设计 学院计算机科学与技术 专业 班级 姓名 指导教师 年 1 月15 日
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 压力传感器采集设计 初始条件： 1.课程设计使用 CVT-WSN-II实验平台,使用CC2530芯片和辅助芯片以及器件； https://www.doczj.com/doc/402235312.html,2530有程序设计集成开发环境，程序设计语言为C、C＋＋、或者nesC语言； 3. CVT-WSN-II实验平台使用说明书； 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，撰写说明书具体要求） 1.学习使用CVT-WSN-II硬件综合实验平台，程序设计集成开发环境； 2.根据课程设计题目，进行需求分析，搞清楚课程设计需要设计需求和需要解决的设计内容。 3.查阅和学习课程设计题目需要的CVT-WSN-II实验平台资料，掌握CC2530接口芯片的使用方法和编程要领。查阅和学习课程设计题目需要的辅助芯片以及器件资料。 4.利用CVT-WSN-II硬件综合实验平台，搭建C、C＋＋、或者nesC语言设计的集成开发环境。给出程序流程图。在集成开发环境中调试程序。给出程序的详细注释。能够解释使用程序模拟显示信息。 5.撰写课程设计报告，1）详细陈述以上的设计过程；2）详细陈述电路的调试过程。 时间安排： 第20周： 1.熟悉CVT-WSN-II硬件综合实验平台，掌握CC2530接口芯片的使用方法和编程要领设计。 2.使用C语言或nesC程序编写程序，进行调试、显示结果。 3.撰写综合设计报告。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 1．系统描述 (3) 1.1问题域描述 (3) 2.系统总体分析 (3) 3.系统总体设计 (3) 3.1 编写和编译 (3) 3.2 烧写文件 (5) 3.3 串口调试助手 (6) 3.4 压力传感器模块原理 (6) 4算法描述 (7) 4.1代码描述 (7) 4.2 程序分析 (10) 5测试结果 (10) 5.1串口数据 (10) 5.2实验现象 (11) 6课程设计小结 (12) 7参考文献 (12)
设计题目： 结构型压力传感器的设计 设计内容： 1.设计传感器结构，画出传感器装配图。 2.设计测量转换电路和信号放大电路。 3.用LCD或LED实时显示压力。 4.传感器具备远程数据传送能力，传送方式可以是4∽20mA电流，RS422，RS485或CAN，设计数据远程传送接口。 5.完成必要理论计算。 6.设计软件，画出程序框图，并编制程序部分。 7.编写设计计算说明书，提供系统硬件电路图、元器件清单和程序清单。 具体参数： 量程：0~150（Mpa） 综合精度：0.1% FS 输出信号：4~20 MA(二线制), 0~5V, 1~5V, 0~10V（三线制） 供电电压：24DCV（9~36DCV）
1方案设计 1.1原理简述 电阻应变式传感器为本课程设计的主要部件，传感器中的弹性元件感受物体的重力并将其转化为应变片的电阻变化，再利用交流全桥测量原理得到一定大小的输出电压，通过电路输出电压和标准重量的线性关系，建立具体的数学模型， 在显示表头中将电压（ V ）改为质量（ kg）即可实现对物品质量的称重。 本次课程设计所测质量范围是0-10kg，同时也将后续处理电路的电压处理 为与之对应的0-10V。由于采用了交流电桥，所以后续电路包括放大电路，相敏 检波电路，移相电路，波形变换电路，低通滤波电路（显示电路本次未设计）。 原理框图如图一所示。 图一原理框图 1.2应变片检测原理 电阻应变片（金属丝、箔式或半导体应变片）粘贴在测量压力的弹性元件表 面上，当被测压力变化时，弹性元件内部应力变形，这个变形应力使应变片的电 阻产生变形，根据所测电阻变化的大小来测量未知压力，也实现本次设计未知质 量的检测。 设一根电阻丝，电阻率为 ，长度为l,截面积为S，在未受力时的电阻值为（质量）压力电阻应变片交流电桥5KHZ交流 放大器移相器 过零比较器 相敏检波 低通滤波 数显表头
传感器原理与应用课程设计 专业：测控技术与仪器 设计题目：气压传感器检测设计 学生姓名： 班级：测控学号： 指导教师： 分院院长： 教研室主任： 电气工程学院
摘要 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，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。 由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。 US9111-015S是气压传感器的一种主要用于，汽车轮胎压力检测，医疗设备等，是一种价格低廉，经济实用传感器。 关键词：传感器US9111-015S 运算放大器
目录 第一章传感器的重要性介绍 (1) 第二章气压传感器介绍 (3) 2.1 概述 (3) 2.2 工作原理 (3) 2.3 气压传感器定义 (3) 2.4 关于US9111-015S气压传感器 (4) 第三章LM358运算放大电路 (5) 3.1概论与特点 (5) 3.2应用示例 (6) 3.2.1反向放大器 (6) 3.2.2正向放大器 (7) 3.2.3封装外形图 (7) 第四章硬件电路设计 (9) 4.1传感器电路工作原理 (9) 4.2传感器的工作模块 (9) 心得体会 (12) 参考文献 (13) 附录：气压检测总电路图 (14)
第一章传感器的重要性介绍 新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。 在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备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fm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到s 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，而一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。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。什么叫传感器？传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置；简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。所以它由敏感元器件（感知元件）和转换器件两部分组成，有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号，本身就构成传感器。敏感元器件品种繁多，就其感知外界信息的原理来讲，可分为①物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。②化学类，基于化学反应的原理。 ③生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将传感器分46类）。
电容式传感器 姓名：*** 班级：*** 学号:*** 一、电容式传感器的概述 电容式传感器是将被测量的变化转换为电容量变化的一种装置，它本身就是一种可变电容器。由于这种传感器具有结构简单，体积小，动态响应好，灵敏度高，分辨率高，能实现非接触测量等特点，因而被广泛应用于位移、加速度、振动、压力、压差、液位、等分含量等检测领域。 电容式传感器是一种将待测非电量转换成电容变化量的器件，具有体积小，功耗低，灵敏度高等优点，被广泛应用于加速度、角速度、压力等各种非电量的测量。把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感器。它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器（见图）。若忽略边缘效应，平板电容器的电容为εA／δ，式中ε为极间介质的介电常数，A为两电极互相覆盖的有效面积,δ为两电极之间的距离。δ、A、ε三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。极距变化型一般用来测量微小的线位移或由于力、压力、振动等引起的极距变化。面积变化型一般用于测量角位移或较大的线位移。介质变化型常用于物位测量和各种介质的温度、密度、湿度的测定。 电容器传感器的优点是结构简单,价格便宜，灵敏度高,过载能力强，动态响应特性好和对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应性强等。缺点是输出有非线性，寄生电容和分布电容对灵敏度和测量精度的影响较大，以及联接电路较复杂等。70年代末以来,随着集成电路技术的发展,出现了与微型测量仪表封装在一起的电容式传感器。这种新型的传感器能使分布电容的影响大为减小，使其固有的缺点得到克服。电容式传感器是一种用途极广，很有发展潜力的传感器。 典型的电容式传感器由上下电极、绝缘体和衬底构成。当薄膜受压力作用时，薄膜会发生一定的变形，因此，上下电极之间的距离发生一定的变化，从而使电容发生变化。但电容式压力传感器的电容与上下电极之间的距离的关系是非线性关系，因此，要用具有补偿功能的测量电路对输出电容进行非线性补偿。 二、电容式传感器的工作原理和结构形式 2.1电容式传感器的工作原理 电容式传感器是一个具有可变参量的电容器，将被测非电量变化成为电容量。多数情况下，电容式传感器是指以空气为介质的两个平行金属极板组成的可变电容器。 由两平行极板组成一个电容器，若忽略其边缘效应，则它的电容量可用下式表示
传感器设计与实现报告<论文> ——压力传感器设计 学生姓名 学号 专业电气自动化技术 题目 PS压力传感器设计 教师刘艳伟
压力传感器设计与实现 ——PS压力传感器 摘要 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。我们知道，晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应【1】；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压电传感器。压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。 关键词：压力；结构；PS压力系统
目录 第1 章绪论 (1) 1.1背景 (1) 1.2传感器的定义 (1) 1.3传感器的分类 (1) 1.4设计目的 (2) 第2章原理分析 (3) 2.1工作原理 (3) 第3章实现过程 (4) 3.1 电路图设计 (4) 第四章结论 (5) 参考文献： (6)
第1 章绪论 1.1背景 压力传感器【2】中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。 其中石英（二氧化硅）是一种天然晶体，压电效应就是在这种晶体中发现的，在一定的温度范围之内，压电性质一直存在，但温度超过这个范围之后，压电性质完全消失（这个高温就是所谓的“居里点”）。由于随着应力的变化电场变化微小（也就说压电系数比较低），所以石英逐渐被其他的压电晶体所替代。而酒石酸钾钠具有很大的压电灵敏度和压电系数，但是它只能在室温和湿度比较低的环境下才能够应用。磷酸二氢胺属于人造晶体，能够承受高温和相当高的湿度，所以已经得到了广泛的应用。 早在1954年美国C.S.Smith首先确认了半导体压电效应，1955年C.Herring指出：这种压电电阻效应是由于应力的作用，引起导体与价电子带能量状态的变化，以及载流子数量与迁移率变化所产生的一种现象。日本从1970年开始研究开发，首先应用在血压计上，之后在过程控制领域及轿车发动机控制部分都获得了广泛的应用。最近几年在家用电器、装配机器人等应用领域普遍采用电子压力传感器作为压力控制、压力监控和判断真空吸附的效果。 1.2传感器的定义 国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 1.3传感器的分类 目前对传感器尚无一个统一的分类方法，但比较常用的有如下三种： １、按传感器的物理量分类，可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器 ２、按传感器工作原理分类，可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、
压力传感器原理、结构线路及其应用
一．压力传感器原理 一些常用传感器原理及其应用: 1、应变片压力传感器原理与应用 力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。 在了解压阻式力传感器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D转换和CPU）显示或执行机构。 金属电阻应变片的内部结构 1、应变片压力传感器原理 原理图 如图1所示，是电阻应变片的结构示意图，它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。 电阻应变片的工作原理 金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示：式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω?cm2/m） S——导体的截面积（cm2） L——导体的长度（m） 我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发
摘要 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。 压力传感器的原理是将压力信号转变为某种电信号，如应变式，通过弹性元件变形而导致电阻变化；压电式，利用压电效应等。工业生产控制过程中，压力是一个很重要的参数。例如，利用测量大气压力来间接测量海拔高度；在工业生产中通过压力参数来判断反应的过程；在气象预测中，测量压力来判断阴雨天气。因此，压力计的设计拥有广阔的市场前景。这种压力传感器能比较精确和快速测量，尤能测量动态压力，实现多点巡回检测、信号转换、远距离传输、与计算机相连接、适时处理等，因而得到迅速发展和广泛应用。本课题就是在这样的背景下设计一个简单的数字压力计，使得测量得到的压力能够数码管显示。 关键字：压力、电信号
目录 一、设计目的------------------------- 1 二、设计任务与要求--------------------- 1 2.1设计任务------------------------- 1 2.2设计要求------------------------- 1 三、设计步骤及原理分析 ----------------- 1 3.1设计方法------------------------- 1 3.2设计步骤------------------------- 2 3.3设计原理分析--------------------- 10 四、课程设计小结与体会 ---------------- 11 五、参考文献------------------------- 12