传感器设计方案

传感器设计方案

利用传感器实现液位控制系统的设计方案

目录

内容摘要...................................................................... ..........................................I

一、前言...................................................................... ..............................1 (一)概述...................................................................... ................................1 (二)发展趋势...................................................................... ........................1 二、液位控制系统分析...................................................................... ............2 (一)液位控制系统的工作原理 (2)

(二)液位控制的实现方式...................................................................... ....2 1、简单的机械式控制方式...................................................................... ....2 2、复杂控制系统控制方式...................................................................... .....3 三、液位控制系统的设

计...................................................................... ........3 (一) 硬件设

计 ..................................................................... ......................3 (二)软件设计...................................................................... ........................7 1、液位控制系统模型框图...................................................................... . (7)

四、设计方案优缺点对比...................................................................... . (7)

五、总结...................................................................... . (7)

内容摘要

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,因此,许多国家对传感器技术的发展十分重视,如日本

把传感器技术列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导体和传感器) 之一。

随着电子技术、计算机技术和信息技术的发展，工业生产中传统的检测和控制技术发生了根本性的变化。液位作为化工等许多工业生产中的一个重要参数，其测量和控制效果直接影响到产品的质量，因此液位控制成为过程控制领域中的一个重要的研究方向。液位控制是工业中常见的过程控制，它对生产的影响不容忽视。该

传感器项目规划设计方案 (1)

传感器项目 规划设计方案规划设计/投资分析/实施方案

摘要 传感器作为现代信息产业的重要神经触角，是新技术革命和信息社会 的重要技术基础，广泛应用于各行各业。目前世界发达国家都大力布局传 感技术产业，中国的传感器市场发展很快，但本土高端传感器技术与世界 发达国家水平相比仍存在明显差距，很多核心技术都掌握在国外企业的手里，因此还有较大的提升空间。传感器是信息社会的重要技术基础，它 也是当前各发达国家竞相发展的技术。目前，活跃在国际市场上的仍然是 德国、日本、美国等国家。相比而言，我国的传感器产业发展较慢，80%以 上的传感器都依靠进口。我国物联网发展一直无法突破，缺乏“感知能力”正是一个重要原因。传感器产业的发展大体可分三个阶段：20世纪50 年代伊始，结构型传感器出现;20世纪70年代开始，固体型传感器逐渐发 展起来;20世纪末开始，智能型传感器出现并得到快速发展。到2025年，物联网带来的经济效益将在2.7万亿到6.2万亿美元之间，其中传感器作 为物联网技术最重要的数据采集入口，将迎来广阔的发展空间。流量传 感器、压力传感器、温度传感器占据最大的市场份额。我国对MEMS传 感器的研究虽然起步较晚，但重视程度深，投入力度大，出台了多项政策 文件，从关键技术研发、产业应用等多角度大力支持MEMS传感器的发展。 近年来，我国MEMS传感器持续保持快速增长。从产业链来看，我国智 能传感器产业生态也逐渐趋于完备，设计制造，封测等重点环节均有骨干 企业布局。这些传感器的生产企业主要集中在长三角地区，并逐渐形成以

北京、上海、南京、深圳、沈阳和西安等中心城市为主的区域空间布局。从企业分布来看，传感器企业主要分布在华东地区、京津及东北地区、珠三角地区、中西部地区四大产业聚集区。其中，华东地区传感器企业数量最多，后面是珠三角地区、京津及东北地区、中西部地区。此外，传感器产业伴随着物联网的兴起，在其它区域，如陕西、四川和山东等地也逐步发展起来。目前，我国国内供给能力不足，跨国公司占据超过60%的市场份额，特别是高端产品几乎全靠进口补给，80%的芯片依赖国外;剩余的份额也只要集中在几家上市公司手中，占领国内MEMS市场的40%以上;国内MEMS企业中70%的是中小企业，产品主要集中在中低端。中国MEMS 传感器市场的起步和发展与中国3C产品(包括计算机、通信和消费类电子产品)及汽车电子产品保持快速增长、全球电子整机产业向中国转移密切相关，而智能手机又是3C产品中MEMS传感器应用最为集中的领域，因此中国MEMS传感器的市场构成以汽车电子和智能手机相关传感器为主。分行业来看，消费电子目前是中国MEMS传感器最大的应用领域，其次是工业控制和汽车电子，三者合计占据总市场份额的75%以上。未来几年，伴随着新产品和新应用在汽车电子、以智能手机和平板电脑为代表的3C产品和医疗电子中进一步渗透，压力传感器、加速度传感器、微机械陀螺和麦克风等4类重要传感器之外，主要应用于医疗电子的生物微流控系统和应用于智能手机的微镜阵列的市场份额也将进一步增加。物联网、云计算、大数据、人工智能应用的兴起，推动传感技术由单点突破向系统化、体系化

压电式加速度传感器放大电路设计

Southwest University of Science and Technology 信息工程学院 本科课程设计报告 西南科技大学信息工程学院制 2019年01月 课程名称: 电子技术课程设计 设计题目: 加速度传感器放大电路设计 专业班级: 。。。 学生姓名: 。。。 学生学号: 。。。 指导教师: 。。。 教师职称: 。。。 起止日期: 2019.1.7-2019.1.17 学生邮箱: 。。。

西南科技大学 《电子技术课程设计》任务书 专业班级。。。学生姓名。。。学号。。。设计题目加速度传感器放大电路设计 设计任务书设计要求： 1．完成大致方案设计，并合理选择器件。 2．根据器件类型设计出合理的测量电路，并实现电路基本功能。3．实物焊接并调试完成。 4．撰写设计方案、以及详细实现过程。 交稿形式：?手写稿；?打印稿；?软件；?图纸；?其他 指导教师签名： 年月日学生签名： 年月日

学生日志与师生见面情况 时间完成工作进展情况或交流情况师生见面时间地点2019.1.7 分配题目。。。2019.1.8 进行设计准备。。。2019.1.9 设计硬件电路。。。2019.1.10 进行电路分析。。。2019.1.11 完成仿真电路。。。2019.1.12 准备元器件。。。2019.1.13 开始焊接。。。2019.1.14 请教电路疑问。。。2019.1.15 完成实物，并调试。。。2019.1.16 完成实验及实验报告。。。 学生签名： 年月日

西南科技大学信息工程学院 《电子技术课程设计》综合评价表 专业班级。。。学生姓名。。。学号。。。 设计题目加速度传感器放大电路设计 过程评分（占总分比例为40%） 评价环节课程目标指标点分值合格得分小计设计方案目标1 文献阅读，方案比较与方案设计。10 6~10 设计水平任务完成目标2 应用基本原理与技术，展示的设计水 平；软硬件设计、实验或仿真设计与分 析、技术指标完成情况、工作量。 20 12-20 学习意识目标5 自主学习能力、按时完成设计。10 6~10 同意答辩； 不同意答辩。 指导教师签名：年月日 设计报告评分（占总分比例为30%） 评价环节课程目标指标点分值合格得分小计 设计方案设计能力目标1 理论与实践的结合情况，设计的合理 性；应用所学知识解决问题的能力。20 12~20 报告质量目标3 报告撰写、文字、图表及格式的规范性。10 6~10 评阅教师签名：年月日 答辩评分（占总分比例为30 %） 评价环节课程目标指标点分值合格得分小计 任务验收目标2 软硬件设计或仿真实验完成度，指标完 成情况。20 12~20 答辩目标4 陈述效果、回答问题情况；论文文字表 述、逻辑性、图表规范性。10 6~10 答辩小组成员签名： 年月日总评成绩（三项评分和） 备注 说明：（1）评分说明：优：90-100；良：80-89；中：70-79；及格：60-69；不及格：<60。 （2）优秀率：控制在总人数的15-20%之内，并且宁缺毋滥。 （3）课程教学目标根据大纲需求进行调整。

传感器项目可行性方案 (1)

传感器项目 可行性方案 规划设计/投资分析/产业运营

传感器项目可行性方案说明 我国传感器行业发展痛点为：关键技术有待突破。国内传感器在高精度、高敏感度分析、成分分析和特殊应用等高端方面与国际水平差距巨大，中高档传感器产品几乎完全从国外进口，绝大部分芯片依赖国外，国内缺 乏对新原理、新器件和新材料传感器的研发和产业化能力；在设计技术、 封装技术、装备技术等方面存在的差距也较大。国内尚无一套有自主知识 产权的传感器设计软件，国产传感器可靠性比国外同类产品低1-2个数量级，传感器封装尚未形成系列、标准和统一接口，部分传感器工艺装备研 发与生产被国外垄断。我国传感器技术的核心及关键技术都有待突破，技 术研发及创新能力亟待提升。企业竞争实力不足。我国的传感器企业虽 然数量众多，但大部分都属于中小型企业，且大都面向中低端领域，基础 薄弱，研究水平不高，整体规模及效益较差。许多企业都是引用国外的芯 片加工，自主创新能力薄弱，自主研发的产品较少，产品结构缺乏合理性，在高端领域几乎没有市场份额。企业的技术实力较弱，很多是与国外合作 或进行二次封装，已经突破的科研成果转化率低，产业发展后劲不足，综 合实力较低。从目前市场份额和市场竞争力指数来看，外资或国际企业仍 占据着有利地位，国内传感器企业的发展面临巨大挑战。国际差距明显。尽管中国传感器制造行业取得长足进步，但与国际发达国家相比仍存在明

显差距。利好政策推动行业快速发展：2014年以来，我国政府出台了多项战略性、指导性政策文件，推动我国传感器及物联网产业向着融合化、创新化、生态化、集群化方向加快发展。2017年5月，工信部聚焦智能终端、物联网、智能制造、汽车电子等重点应用领域，有效提升了中高端产品供给能力，推动了我国智能传感器产业加快发展。总体目标是，到2019年，我国智能传感器产业取得明显突破，产业生态较为完善，涌现出一批创新能力较强的国际先进企业，技术水平稳步提升，产品结构不断优化，供给能力有效提高。在国家政策的大力支持下，本土传感器企业有望提升技术从而摄取更多的市场份额。2017年12月，工信部明确提出要重点发展智能传感器等相关产业，智能传感器技术产品实现突破，支持微型化及可靠性设计、精密制造、集成开发工具、嵌入式算法等关键技术研发，支持基于新需求、新材料、新工艺、新原理设计的智能传感器研发及应用。到2020年，压电传感器、磁传感器、红外传感器、气体传感器等的性能显著提高。在模拟仿真、设计、MEMS工艺、封装及个性化测试技术方面达到国际先进水平，具备在移动式可穿戴、互联网、汽车电子等重点领域的系统方案设计能力。物联网产业发展：一般来说，物联网在结构上通常划分为感知层、网络层和应用层三个部分。其中，感知层作为数据采集的源头，是物联网实现的基础。在感知层，最重要的组件就是各种各样的传感器。在物联网产业的推动下，智能手机、可穿戴、虚拟现实、智能硬件、视频交互与安防监控、机器人、3G/4G通信技术的普及，5G技术

压电式传感器的发展与应用

HEFEI UNIVERSITY 自动检测技术报告 题目压电式传感器的应用与发展 系别 ***级自动化 班级 **班 姓名 ********************** 指导老师***** 完成时间 2011-11-28

前言：压电式传感器是以某些电介质的压电效应为基础，在外力作用下，在电介质的表面上产生电荷，从而实现非电量测量。压电传感元件是力敏感元件，所以它能测量最终能变换为力的那些物理量，例如力、压力、加速度等。压电式传感器具有响应频带宽、灵敏度高、信噪比大、结构简单、工作可靠、重量轻等优点。近年来，由于电子技术的飞速发展，随着与之配套的二次仪表以及低噪声、小电容、高绝缘电阻电缆的出现，使压电传感器的使用更为方便。因此，在工程力学、生物医学、石油勘探、声波测井、电声学等许多技术领域中获得了广泛的应用。本文重点介绍压电式传感器的工作原理，在航空发动机中的应用及发展趋势。 关键字：传感器压电效应测振 正文：压电式传感器的发展及应用压电式传感器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。 压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。正压电效应是指：当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变 时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量 与外力的大小成正比。压电式传感器大多是利用正压电 效应制成的。逆压电效应是指对晶体施加交变电场引起 晶体机械变形的现象，又称电致伸缩效应。用逆压电效 应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件 的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、 厚度切变型、平面切变型5种基本形式（见图）。压电 晶体是各向异性的，并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。 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。 压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业，例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力，也可以用来测量微小的压力。 压电式传感器也广泛应用在生物医学测量中，比如说心室导管式微音器就是由压电传感器制成的，因为测量动态压力是如此普遍，所以压电传感器的应用就非常广泛。

机器人设计方案

机器人设计方案 一、设计要求 设计一具有独立前进、转弯、后退、避障、救人等功能的救援机器人。 二、设计任务 1.电子控制组：设计好控制电路及原理图，各类传感器电路及稳压电源，并制作成 独立模块，按程序要求进行调试（超声波、雷达和红外线传感器的感应距离）。 2.机械设计组：设计机器人各部分结构（包括机械手、身躯、底盘）以及各类传感 器模块的安装。 3.程序设计组：按照具体设计要求进行编程及调试、烧录等工作。 三、设计思路 机器人在封闭场地内利用红外线传感器自动搜索安装了红外线发射管的洋娃娃。 一旦发现目标便向目标靠近，途中发现障碍物则侧移距离L或转弯角度a然后继续前进，当机器人与洋娃娃之间距离达到S（此时红外线传感器比超声波传感器或雷达优先级更高）时，触发控制机械臂抓向小人，机械臂的“手指”部分装有压力传感器（或轻触开关代替触觉传感器实现），当抓紧小人时触发单片机控制（入口设一200W 白炽灯光感返回或者程序倒退返回）机器人返回，并翻转电机松开洋娃娃。 四、场地模拟 有一封闭场地并设立一入口， 反转松开小人并复位。 五、机器人运作流程图：

六、 电路模块设计 1.超声波发射电路：

2.超声波接收电路： 4.红外线接受电路 5.直流电机的驱动电路 6.5V 与12V 直流电源电路 7.压力或触觉传感器 8.步进电机驱动电路（1）：

步进电机驱动电路（2） 环境虚拟到内存以二维数组 存储（一个元素代表一个固 机器行走时记录行走过的位 置（只有正向行走时才记录）。 机器人救援分成三部分：循迹、 救援、返回。循迹又分找到前 和找到后（大概方位）。 4、 个部分流程图如下： 机器人俯视图 可以保证只接受到一个直线放 向的红外线而不被其他方向的 红外线干扰，在机器人前方装 有5个或7个红外线接收头，数目越多搜索越精确。

传感器项目规划设计方案

传感器项目 规划设计方案 规划设计/投资方案/产业运营

传感器项目规划设计方案说明 传感器最早出现于工业生产领域，主要被用于提高生产效率。随着集 成电路以及科技信息的不断发展，传感器逐渐迈入多元化，成为现代信息 技术的三大支柱之一，也被认为是最具发展前景的高技术产业。正因此， 全球各国都极为重视传感器制造行业的发展，投入了大量资源，目前美国、欧洲、俄罗斯从事传感器研究和生产厂家均在1000家以上。在各国持续推 动下，全球传感器市场保持快速增长。随着全球市场对传感器的需求量不 断增长，传感器市场规模仍将延续增长势头。我国传感器制造行业发展 始于20世纪60年代，在1972年组建成立中国第一批压阻传感器研制生产 单位;1974年，研制成功中国第一个实用压阻式压力传感器;1978年，诞生 中国第一个固态压阻加速度传感器;1982年，国内最早开始硅微机械系统(MEMS)加工技术和SOI(绝缘体上硅)技术的研究。20世纪90年代以后，硅微机械加工技术的绝对压力传感器、微压传感器、呼吸机压传感器、多 晶硅压力传感器、低成本TO-8封装压力传感器等相继问世并实现生产，传 感器技术及行业均取得显著进步。进入21世纪，传感器制造行业开始 由传统型向智能型发展。智能型传感器带有微处理机，具有采集、处理、 交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。由于智能型 传感器在物联网等行业具有重要作用，我国将传感器制造行业发展提到新

的高度，从而催生研发热潮，市场地位凸显。同时，受到汽车、物流、煤 矿安监、安防、RFID标签卡等领域的需求拉动，传感器市场也得到快速扩张。尽管中国传感器制造行业取得长足进步，但与发达国家相比仍存在 明显差距。这种差距体现在：产品品种不全、规格少，新品欠缺;科技创新差，拥有自主知识产权的产品少;工艺装备落后，产品质量差;人才资源匮乏，产业发展后劲不足;统筹规划不足，科研投资强度偏低，科研设备落后，科研和生产脱节;政府重视不够, 对传感器技术重要性的认识滞后于计算机 技术和通讯技术。正因此，美国、日本、德国占据全球传感器市场近七成 份额，而中国仅占到10%左右。企业竞争方面，中国传感器市场七成左 右的份额被多家主要参与全国传感市场的外资企业占据。而我国传感器 制造行业多以中小企业为主，主要集中在长三角地区。2017年，我国规模 以上传感器制造企业数量为298家，比上年增加7家。其中中小型企业数 量占据绝大部分，大型企业数量较小。虽然暂时处于落后，但中国企业 并未毫无追赶机会。例如，在世界范围内传感器增长最快的汽车领域，中 国就已占据着一定地位。数据显示，中国占全球汽车传感器市场份额达到14.20%，仅次于欧洲，超过了美国和日本。总体来说，在传感器系统向 着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展下，我国企业仍有弯 道超车的机会，未来有望出现产值超过10亿元的行业龙头和产值超过5000万元的小而精的企业。

压电式传感器

摘要 (1) 一、引言 (1) 二、压电式传感器原理 (1) 2.1压电传感器所应用的原理 (1) 2.2压电效应的产生 (2) 2.3石英晶体的压电效应 (3) 三、压电传感器在汽车上的应用 (4) 3.1压电式爆震传感器 (4) 3.1.1共振型压电式爆震传感器 (4) 3.1.2非共振型压电式传感器 (5) 3.2碰撞传感器 (6) 3.3压电式加减速传感器 (6) 四、压电式传感器的发展趋势 (7) 参考文献 (7)

压电式传感器及应用 摘要 近年来，由于电子技术的飞速发展，随着与之配套的二次仪表以及低噪声、小电容、高绝缘电阻电缆的出现，使得压电传感器在工程力学、生物医学、石油勘探、声波测井、电声学等许多技术领域中获得了广泛的应用。本文将以压电式传感器的应用与发展为核心，首先对压电效应的原理进行介绍，紧接着是在行业、具体工程方面尤其是在汽车领域的应用以及应用的方法，最后介绍了压电式式传感器未来的发展趋势。 关键字：压电式传感器；压电效应；应用；发展 一、引言 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。 压电式传感器是基于压电效应的传感器。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。 二、压电式传感器原理 2.1压电传感器所应用的原理 压电式传感器所采用的是压电效应，即，当沿着一定方向对某些物质加力而使其变形时，

设计压电传感器的电荷放大、滤波、电压放大电路的

压电传感器前置放大电路的设计 姓名：陈贤波 学号：SX1201139 一：电荷放大电路 电荷放大器原理：电荷变换是该电荷放大器的核心部分，是一个具有电容负反馈的，输入阻抗极高的高增益运算放大器。它与压电式传感器及其电缆构成的等效电路如图-1所示。 图-1压电式传感器及其电缆构成的等效电路 其中：a C 为压电传感器的等效电容，a R 为压电式传感器的等效绝缘漏电阻，Cc 为电缆等效电容，i C 为放大器的输入电容，i R 为放大器的输入阻抗，f C 为反馈电容，n U 是等效输入噪声电压，off U 是等效输入失调电压。如将f C 折算到输入端，其等效电容为（1+K ） f C ，K 为运放的开环增益。由于反馈电容、传感器电容、电缆电容及放大器电容并联，不 计算噪声和失调电压的影响，电荷放大器的输出电压为 （） 运算放大器的开环增益K 很大（约为104 ~106 ），故f R K /)1(+远大于+，f C K )1(+远 大于，此时， ， ， 和都可以忽略不计，即压电传感器本身的电容大小和电缆长短对电荷放大器输出的影响可以忽略。 (1)o f KQ U C K C =- ++ （） 式中C=a C +Cc +i C 因为放大器是高增益的，K >>1,所以一般情况下（1+K ）f C >>C,则有 o f Q U C ≈- （）

上式表明，当反馈电容f C 一定时，电荷放大器的输出电压与传感器产生电荷成正比，在实际电路中，考虑到电压灵敏度和量程的问题，一般f C 的值在100~10000pF 范围内选择。 ,本设计选定10000pF ，即10nF 。 当开环增益A 很大，f R K /)1(+远大于+，f C K )1(+远大于不能忽略，（2..19）式可表示为： jw G C Q C K jw R K jwKQ U f f f +-= +++-= f 0)1(1 （） 当频率够低时，jw G f 就不能忽略。因此式（）是表示电荷放大器的低频响应。F 越 低，f f C w G =时，其输出电压幅值为： 可以看出，这是截止频率点电压值电压输出值，即相对应的下限截止频率为 f f H C R f π21 = 若忽略运放的输入电容和输入电导，同时忽f G ，则上限频率为： ) (21 c S C L C C R f += π （） 其中C R 为输入电缆直流电阻，本设计设为30Ω。 本设计选用f R 为1000MEG,经计算z L H f 016.0=。 传感器参数：压电传感器PZT 压电常数 d 33=450PC/N, d 31=-265PC/N, 相对介电常数2100 ，故压电传感器固有电容为： nF S C r s 717.30== δ εε 若传感器输入电缆分布电容为m pF 100，设有100m ，则nF C c 10=。=H f ×5 10z H 。 要测的信号频率范围：1Hz~5KHz ，故满足要求。

传感器项目规划设计方案 (2)

传感器项目规划设计方案 投资分析/实施方案

传感器项目规划设计方案 传感器最早出现于工业生产领域，主要被用于提高生产效率。随着集 成电路以及科技信息的不断发展，传感器逐渐迈入多元化，成为现代信息 技术的三大支柱之一，也被认为是最具发展前景的高技术产业。正因此， 全球各国都极为重视传感器制造行业的发展，投入了大量资源，目前美国、欧洲、俄罗斯从事传感器研究和生产厂家均在1000家以上。在各国持续推 动下，全球传感器市场保持快速增长。随着全球市场对传感器的需求量不 断增长，传感器市场规模仍将延续增长势头。我国传感器制造行业发展 始于20世纪60年代，在1972年组建成立中国第一批压阻传感器研制生产 单位;1974年，研制成功中国第一个实用压阻式压力传感器;1978年，诞生 中国第一个固态压阻加速度传感器;1982年，国内最早开始硅微机械系统(MEMS)加工技术和SOI(绝缘体上硅)技术的研究。20世纪90年代以后，硅微机械加工技术的绝对压力传感器、微压传感器、呼吸机压传感器、多 晶硅压力传感器、低成本TO-8封装压力传感器等相继问世并实现生产，传 感器技术及行业均取得显著进步。进入21世纪，传感器制造行业开始 由传统型向智能型发展。智能型传感器带有微处理机，具有采集、处理、 交换信息的能力，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。由于智能型 传感器在物联网等行业具有重要作用，我国将传感器制造行业发展提到新

的高度，从而催生研发热潮，市场地位凸显。同时，受到汽车、物流、煤 矿安监、安防、RFID标签卡等领域的需求拉动，传感器市场也得到快速扩张。尽管中国传感器制造行业取得长足进步，但与发达国家相比仍存在 明显差距。这种差距体现在：产品品种不全、规格少，新品欠缺;科技创新差，拥有自主知识产权的产品少;工艺装备落后，产品质量差;人才资源匮乏，产业发展后劲不足;统筹规划不足，科研投资强度偏低，科研设备落后，科研和生产脱节;政府重视不够, 对传感器技术重要性的认识滞后于计算机 技术和通讯技术。正因此，美国、日本、德国占据全球传感器市场近七成 份额，而中国仅占到10%左右。企业竞争方面，中国传感器市场七成左 右的份额被多家主要参与全国传感市场的外资企业占据。而我国传感器 制造行业多以中小企业为主，主要集中在长三角地区。2017年，我国规模 以上传感器制造企业数量为298家，比上年增加7家。其中中小型企业数 量占据绝大部分，大型企业数量较小。虽然暂时处于落后，但中国企业 并未毫无追赶机会。例如，在世界范围内传感器增长最快的汽车领域，中 国就已占据着一定地位。数据显示，中国占全球汽车传感器市场份额达到14.20%，仅次于欧洲，超过了美国和日本。总体来说，在传感器系统向 着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向发展下，我国企业仍有弯 道超车的机会，未来有望出现产值超过10亿元的行业龙头和产值超过5000万元的小而精的企业。

楼道感应灯设计方案

声控楼道路灯电路图 单向可控硅PCR606J引脚图及外形图 分立元件声光控灯电路图 [图]声控楼道路灯电路图元器件清单： R1 220K R2 18K

R3 27K R4 18K R5 3M R6 200 R7 470K R8 750K C1 22μf 50v C2 22μf 50v C3 0.01μf C4 22μf 50v Q1 S9014 Q2 S9014 Q3 C945 SCR单向可控硅 PCR606J D1 1N4007 D2 1N4007 D3 1N4007 D4 1N4007 MC 驻极体话筒

LDR 光敏电阻 负载功率小于40W 静态功耗0.2W 提问人的追问2010-12-23 17:05 能具体的说一下原件的功能及原理吗？ 团队的补充2010-12-23 17:26 1.声控开关／这里你指的是红外感应开关回路， 2.太阳能电源为直流或者交流输入电压单元 3.定时器串起并作互锁模式 4.昼夜交叉时间定时器作辅助功能 5.双电源保护模式也是互锁模式 6.三极管用于电路电压放大功能，二极管作滤波整流桥或者单向开关指示灯，电容作通交流阻直流． 提问人的追问2010-12-23 17:31 我要用蓄电池供电，蓄电池没电时自动换220V的家用电源供电该怎么实现？ LED灯制作电路图 20

[ 标签：, ] 90个灯珠，分三组。每个灯珠------需要3.2V电压，15mA电流。求解： C1,C2,R1,R2,R3.各需要多少的规格和参数。希望解题人回答完善具体，最好写上步骤。在此先谢上了。 回答:2 人气:124 解决时间:2011-03-11 12:09 满意答案 好评率：100% 提问人的追问2011-03-09 21:39 为什么C2 R3 R2 可以不用？可以解释下么？谢谢！ 团队的补充2011-03-09 21:44

压电传感器的应用

压电传感器的应用 摘要：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。传感器的种类非常广泛，其中压电传感器是基于材料的压电效应而制成的器件，其有较长的发展历史。压电材料的种类由最初的压电晶体发展到压电陶瓷、进而发展到压电聚合物及其复合材料。随着物理学、材料科学与各个学科的交叉发展，压电材料被用以研制成了多种用途的传感器，被广泛应用于工程技术各领域，在测量技术中被用来测量力和加速度。 Abstract:Sensor is the main ways and means to obtain information in the field of natural and production . In modern industrial production, especially automated production process, useing a variety of sensors to monitor and control the production process of various parameters,which enable the device to work in a normal state or the best condition, and to achieve the best quality products. Types of sensors is very broad, of which the piezoelectric sensor is based on the piezoelectric effect devices made of material which has a long history of development. Types of piezoelectric material from the initial development of the piezoelectric ceramic piezoelectric crystal, and thus the development of piezoelectric polymers and their composites. With the development of cross-physics, materials science and various disciplines, piezoelectric materials are used for research into a variety of uses sensors are widely used in various

电容式压力传感器的检测电路及仿真

电容式压力传感器的检测电路及仿真 摘要 本文详细的描述了电容式压力传感器的结构，工作原理，特性，发展现状和趋势等。并且在此基础上提出了电容式压力传感器的检测电路及其仿真方法，详细的分析了压力大小与电路输出电压之间的关系。 关键词：传感器，工作原理，特性，检测电路，发展 I

目录 摘要....................................................................................................I 1 绪论 (3) 2 压力传感器的结构 (3) 3 压力传感器的工作原理 (3) 4 电容式压力传感器 (5) 4.1 电容式传感器的原理及其分类 (5) 4.1.1 电容式传感器的原理 (5) 4.1.2 电容式传感器的分类 (6) 4.2 电容式压力传感器的工作原理 (7) 4.3 电容式压力传感器的特性 (7) 4.4 电容式压力传感器的等效电路 (8) 5 电容式压力传感器的检测电路 (9) 5.1 检测电路 (9) 5.2 结果分析 (11) 5.3 影响电容传感器精度的因素及提高精度的措施 (12) 5.3.1 边缘效应的影响 (12) 5.3.2 寄生电容的影响 (12) 5.3.3 温度影响 (12) 6 电容式压力传感器的应用 (13) 7 电容式压力传感器的发展 (13) 8 结论 (14) 致谢 (16) 参考文献 (17) I I

1绪论 科学技术的不断发展极大地丰富了压力测量产品的种类，现在，压力传感器的敏感原理不仅有电容式、压阻式、金属应变式、霍尔式、振筒式等等但仍以电容式、压阻式和金属应变式传感器最为多见。金属应变式压力传感器是一种历史较长的压力传感器，但由于它存在迟滞、蠕变及温度性能差等缺点，其应用场合受到了很大的限制。压阻式传感器是利用半导体压阻效应制造的一种新型的传感器，它具有制造方便，成本低廉等特点，因此在非电物理量的测试、控制中得到了广泛的应用。尤其是在航天、航空、常规武器、船舶、交通运输、冶金、机械制造、化工、轻工、生物医学工程、自动测量与计量、称量等技术领域。电容式压力传感器是应用最广泛的一种压力传感器。 2压力传感器的结构 压力传感器的结构如图1 所示。固定电极的半径为r0 ，厚度为h 的膜片组成可动电极，固定电极与可动电极间距离为d ，用绝缘体将可动电极固定。 图 1压力传感器结构图 3压力传感器的工作原理 在流体压力p 的作用下，膜片弯曲变形，则在r 处的挠度为 式中:μ为弹性元件材料的泊松比，E 为杨氏模量。在r = 0 处，挠度最大，为 3

压力传感器仿真程序

#include #include #include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define BUSY 0x80 //常量定义 #define DATAPORT P0 //ADC0832的引脚 sbit ADCS =P3^5; //ADC0832 chip seclect sbit ADDI =P3^7; //ADC0832 k in sbit ADDO =P3^7; //ADC0832 k out sbit ADCLK =P3^6; //ADC0832 clock signal sbit LCM_RS=P2^0; sbit LCM_RW=P2^1; sbit LCM_EN=P2^2; uchar ad_data; //采样值存储 sbit Alarm_led_red =P1^5; //超过压力表量程最大值红色led报警定义 sbit Alarm_led_green=P1^6; //低于压力表量程最小值绿色led报警定义 //adc采样值存储单元 char press_data; //标度变换存储单元 unsigned char ad_alarm; //报警值存储单元 unsigned char press_bai=0; //显示值百位 unsigned char press_shi=0; //显示值十位 unsigned char press_ge=0; //显示值个位 unsigned char press_dot=0; //显示值十分位 uchar code str0[]={"Press: . kpa "}; uchar code str1[]={" Check BY Jack "}; void delay(uint); void lcd_wait(void); void delay_LCM(uint); //LCD 延时子程序 void initLCM( void); //LCD初始化子程序 void lcd_wait(void); //LCD

完整word版-传感器设计方案

利用传感器实现液位控制系统的设计方案 目录 内容摘要................................................................................................................I

一、前言 (1) （一）概述 (1) （二）发展趋势 (1) 二、液位控制系统分析 (2) （一）液位控制系统的工作原理 (2) （二）液位控制的实现方式 (2) 1、简单的机械式控制方式 (2) 2、复杂控制系统控制方式 (3) 三、液位控制系统的设计 (3) （一）硬件设计 (3) （二）软件设计 (7) 1、液位控制系统模型框图 (7) 四、设计方案优缺点对比 (7) 五、总结 (7) 内容摘要 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,因此,许多国家对传感器技术的发展十分重视,如日本把传感器

技术列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导体和传感器) 之一。 随着电子技术、计算机技术和信息技术的发展，工业生产中传统的检测和控制技术发生了根本性的变化。液位作为化工等许多工业生产中的一个重要参数，其测量和控制效果直接影响到产品的质量，因此液位控制成为过程控制领域中的一个重要的研究方向。液位控制是工业中常见的过程控制，它对生产的影响不容忽视。该系统利用了常见的芯片，设计并实现了液位控制系统的智能性及显示功能。电路组成简单，调试方便，性价比高，抗干扰性好等优点，能较好的实现水位监测与控制的功能。能够广泛的应用于工业场所。在本设计中较好的实现了水位监测与控制的功能。液位控制系统是以液位为被控参数的系统，液位控制一般是指对某控制对象的液位进行控制调节，以达到所要求的液位进行调节，以达到所要求的控制精度。 本文将利用两种传感器实现液位控制系统,并研究其可行性及优缺点. 关键词： 传感器；传感器技术；液位控制系统;单片机；PID；矩阵键盘；直流电机；LCD；上位机 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,因此,许多国家对传感器技术的发展十分重视,如日本把传感器技术列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导体和传感器)

压电传感器的信号调节

压电传感器的信号调节 作者：Eduardo Bartolome，德州仪器(TI) 医疗事业部系统工程师 压电传感器 用于感应和激励的压电传感器应用延伸到了许多领域。本文主要介绍对一些物理强度的感应，即加速度、振动、振荡和压力，从传感器及其要求信号调节的角度来看其可以被认为是类似的。1就加速度而言，传感器灵敏度通常被表示为一个与外力即加速度（大多数时候称作重力加速度g）成比例关系的电荷。然而，从严格物理意义上来讲，传感器输出一个实际由其变形/偏斜情况决定的电荷。 例如，图 1 显示了安装于顶部位置的一个传感器，与此同时底部正受到一个外力的拉拽，即F ext。在使用加速计的情况下，固定端（顶部）会粘附在要测量加速度的物体上，同时外力为粘附于另一端（底部）的质量的惯性，而这一端不断想要保持静止。就固定于顶端的参考坐标系而言（假设传感器充当的是一个弹簧，其具有很高的弹簧系数K），偏斜x 会形成一种反作用力： F int = Kx (1) 最终，质量（传感器偏斜）将会在下列情况下停止移动/改变： F int = F ext = Kx (2) 图 1 加速度力作用下的传感器 由于电荷Q 与偏斜成比例关系（一阶），而偏斜与力成比例关系，因此Q 与力也成比例关系。施加一个F max最大值的正弦力，会形成一个Q max 最大值的正

弦电荷。换句话说，当正弦力为最大值时，对来自传感器的电流求积分可得到Q max。增加正弦波的频率，同时会增加电流；但是会更快地达到峰值，即保持积分(Q max) 恒定。厂商会以传感器可用频率范围内Q max与F max的比率，来说明灵敏度规范。但是，由于传感器的机械性质，传感器实际上有谐振频率（可用频率范围以上），其中一个即使很小的振荡力都会产生相对较大的偏转，从而得到较大的输出振幅。 如果忽略谐振的影响，则我们可以将压电传感器一阶建模为一个与传感器寄生电容（此处称作C d）并联的电流源，或者也可以将其建模为一个与C d串联的电压源。该电压为存储电荷时在传感器阳极上看到的等效电压。但是，我们需要注意的是，就许多应用的仿真而言，第二种方法要更加简单一些。如前所述，电流与偏斜变化的速率成比例关系；例如，拿恒幅加速度的正弦AC 曲线来说，电流生成器的振幅必须根据频率来改变。 最后，如果这种生成器需要代表实际物理信号，则可以使用变压器，如图 2 所示。本例中，我们建模了一个具有0.5 pC/g 灵敏度和500 pF 寄生电容的生成器。正弦波生成器每单位g 输出1V，以实现仿真。变压器在其次级线圈将它向下调节至1mV。施加给C1（500 pF）的1-mV 摆动，将会如我们预计的那样在下一级注入Q = VC = 0.5 pC。 图 2 压电传感器模型 电荷放大器分析 图 3 显示了经典电荷放大器的基本原理，其可以用作一个信号调节电路。这种情况下，我们选择电流源模型，表明传感器主要为一种带高输出阻抗的器件。 输入阻抗 信号调节电路必须具有非低的输入阻抗，以收集传感器的大部分电荷输出。因此，电荷放大器是理想的解决方案，因为只要放大器在这些信号频率下保持高增益，其输入便会让传感器信号出现虚拟接地。换句话说，如果传感器的任何电荷想要在传感器阳极(C d) 或者放大器输入寄生电容(C a) 上增大，在放大器输入端就

压电传感器SC0073脉搏测量仪设计讲解

大连民族学院机电信息工程学院 自动化系 单片机系统课程设计报告 题目：脉搏测量仪设计 专业：自动化 班级：自动化103 学生姓名：王宏刚，勾延伟，金文杰 指导教师：陈晓云，张秀春 设计完成日期：2012年11月28日

目录 1任务分析和性能指标 (1) 1.1任务分析 (1) 1.2性能指标 (1) 2总体方案设计 (2) 2.1硬件方案 (2) 2.1.1传感器 (2) 2.1.2 信号处理 (2) 2.1.3 单片机 (2) 2.1.4 电源 (2) 2.2软件方案 (2) 3硬件设计与实现 (4) 3.1前置放大电路 (4) 3.2二阶有源滤波电路 (4) 3.3波形整形电路 (5) 3.4单片机接口电路 (6) 4软件设计与实现 (7) 4.1主程序 (7) 5 调试及性能分析 (8) 5.1调试分析 (8) 总结 (9) 参考文献 (10) 附录1 元器件清单 (11) 附录2 调试系统照片 (12) 附录3源代码 (13)

1任务分析和性能指标 1.1任务分析 医院的护士每天都要给住院的病人把脉记录病人每分钟脉搏数，方法是用手按在病人腕部的动脉上，根据脉搏的跳动进行计数。为了节省时间，一般不会作1分钟的测量，通常是测量10秒钟时间内心跳的数，再把结果乘以6即得到每分钟的心跳数，即使这样做还是比较费时，而且精度也不高。为了提高脉搏测量的精确与速度，多种脉搏测量仪被运用到医学上来，从而开辟了一条全新的医学诊断方法。 随着科学技术的发展，脉搏测量技术也越来越先进，对脉搏的测量精度也越来越高，国内外先后研制了不同类型的脉搏测量仪，而其中关键是对脉搏传感器的研究。 动态微压传感器是一种高性能、低成本的压电式小型压力传感器，产品采用压电薄膜作为换能材料，动态压力信号通过薄膜变成电荷量，在经传感器内部放大电路转换成电压输出。该传感器具有灵敏度高，抗过载及冲击波能力强，抗干扰性好、操作简便、体积小、重量轻、成本低等特点，广泛应用于医疗、工业控制、交通、安全防卫等领域。但人体的生物信号多属于强噪声背景下的低频的弱信号, 脉搏波信号更是低频微弱的非电生理信号,因此必需经过放大和后级滤波以满足采集的要求。 1.2性能指标 系统能准确测量人的脉搏次数，一分钟误差不超过1次，有直观的显示系统。系统要求有自己设计电路部分。