传感器课程设计题

天津工业大学传感器及测试技术课程设计2010 年11 月24 日摘要本文介绍了光电传感器中光电开关的工作原理及性能,说明了光电开关在现代生活中的重要地位,显示了光电技术在日常生活生产中推广应用的巨大潜力。

从分析光电传感器的原理出发，着重对它在生产生活等领域进行分析。

通过传感器外形结构图和应用电路图，了解光电传开关的工作原理、结构、使用方法以及主要事项。

介绍了该传感器的特点、应用领域、开始与未来的发展以及成像特点。

关键词：光电开关光电传感器目录摘要 (II)第一章光电开关介绍 (1)1.1 光电开关的介绍 (1)1.2 光电开关的分类 (1)1.2.1 按检测方式分 (1)1.2.2 按结构分类 (3)1.3 光点开关的应用图例 (3)1.4 光电开关专用名词的解释 (5)1.5 光电开关的特点 (6)第二章光电开关的原理 (8)2.1 光电效应 (8)2.2 光电开关中的主要光电元件 (8)2.2.1 光敏电阻 (8)2.2.2 光敏二极管 (8)2.2.3 光敏三极管 (9)2.3 光电开关的基本原理 (9)2.4 光电接近开关 (10)2.5 光电开关与光电耦合器的区别 (11)第三章光电开关在实际生活中的应用 (13)3.1 漫射式烟雾报警器 (13)3.2 光电开关在生产线中的应用 (13)第四章光电开关使用注意事项 (15)4.1 避免强光源 (15)4.2 镜面角度影响 (15)4.3 排除背景物影响 (15)参考文献 (16)第一章光电开关介绍1.1 光电开关的介绍光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。

物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。

光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。

安防系统中常见的光电开关烟雾报警器，工业中经常用它来记数机械臂的运动次数。

《传感器与传感器技术》计算题解题指导（供参考）第1章 传感器的一般特性1-5 某传感器给定精度为2%F·S，满度值为50mV ，零位值为10mV ，求可能出现的最大误差(以mV 计)。

当传感器使用在满量程的1/2和1/8时，计算可能产生的测量百分误差。

由你的计算结果能得出什么结论? 解：满量程（F •S ）为50~10=40(mV)可能出现的最大误差为：m ＝402%=0.8(mV) 当使用在1/2和1/8满量程时，其测量相对误差分别为：%4%10021408.01=⨯⨯=γ%16%10081408.02=⨯⨯=γ1-6 有两个传感器测量系统，其动态特性可以分别用下面两个微分方程描述，试求这两个系统的时间常数和静态灵敏度K 。

（1） T y dtdy5105.1330-⨯=+ 式中，y 为输出电压，V ；T 为输入温度，℃。

（2） x y dtdy6.92.44.1=+ 式中，y ——输出电压，V ；x ——输入压力，Pa 。

解：根据题给传感器微分方程，得 (1) τ=30/3=10(s)， K =1.5105/3=0.5105(V/℃)；(2) τ=1.4/4.2=1/3(s)，K =9.6/4.2=2.29(V/Pa)。

1-7 设用一个时间常数=0.1s 的一阶传感器检测系统测量输入为x (t )=sin4t +0.2sin40t 的信号，试求其输出y (t )的表达式。

设静态灵敏度K =1。

解 根据叠加性，输出y (t )为x 1(t )=sin4t 和x 2(t )= 0.2sin40t 单独作用时响应y 1(t )和y 2(t )的叠加，即y (t )= y 1(t )+ y 2(t )。

由频率响应特性：)8.214sin(93.0)1.04arctan(4sin[)1.04(11)]arctan(4sin[)(1)(21211 -=⨯-⋅⨯+=-+⋅+=t t t K t y τωτω)96.7540sin(049.0)]1.040arctan(40sin[2.0)1.040(11)(22 -=⨯-⨯⨯+=t t t y 所以y (t )= y 1(t )+ y 2(t )=0.93sin(4t 21.8)0.049sin(40t 75.96) 1-8 试分析)()(d )(d t Cx t By t t y A =+传感器系统的频率响应特性。

传感器及应用的课程设计任务书2009.11检测技术与仪器目录现状，现有的硬件条件 (4)设计题目 (5)1、基于虚拟仪器和AD590制作一个八路温度巡检系统 (5)1.1、设计任务 (5)1.2、设计目的 (5)1.3、设计内容 (5)1.4、设计提示与分析 (6)1.4.1、AD590温度传感器简介 (6)1.4.2、一路信号的信号调理电路如下图 (6)1.4.3、多路开关CD4051的应用如下图 (7)2、基于虚拟仪器和超声波传感器制作一个超声波测距系统 (8)2.1、设计任务 (8)2.2、设计目的 (8)2.3、设计内容 (8)2.4、设计提示与分析 (8)3、基于虚拟仪器和光电传感器制作一个微型直流电机转速测量系统 (9)3.1、设计任务 (9)3.2、设计目的 (9)3.3、设计内容 (9)3.4、设计提示与分析 (9)4、基于虚拟仪器和硅光电池阵列制作一个光源位置定位测量系统 (10)4.1、设计任务 (10)4.2、设计目的 (10)4.3、设计内容 (10)4.4、设计提示与分析 (10)5、基于虚拟仪器和热电偶制作一个温度测量系统 (11)5.1、设计任务 (11)5.2、设计目的 (11)5.3、设计内容 (11)5.4、设计提示与分析 (11)6、基于虚拟仪器和应变片传感器制作一个电子称 (12)6.1、设计任务 (12)6.2、设计目的 (12)6.3、设计内容 (12)6.4、设计提示与分析 (12)7、基于虚拟仪器制作一个电位器传感器线性度标定系统 (13)7.1、设计任务 (13)7.2、设计目的 (13)7.3、设计内容 (13)7.4、设计提示与分析 (13)8、基于虚拟仪器和热敏电阻制作一个温度测量系统 (14)8.1、设计任务 (14)8.2、设计目的 (14)8.3、设计内容 (14)8.4、设计提示与分析 (14)9、基于虚拟仪器和PT100制作一个温度测量系统 (15)9.1、设计任务 (15)9.2、设计目的 (15)9.3、设计内容 (15)9.4、设计提示与分析 (15)基于虚拟仪器的传感器及应用的课程设计现状，现有的硬件条件07检测今年进入大学三年级第一学期的学习，本学期主要课程有《传感器及其应用》、《虚拟仪器》、《微机原理》等课程。

传感器与检测技术课程设计基于太阳能手机充电器的设计制作、安装、调试XX:王研班级: 14信二学号: 14020221同组成员:左丘霞周海蛟徐一含指导老师:钱显毅考核成绩:2017年6月摘要随着社会的不断进步，数码产品的日益更新，手机成为了人们生活中必不可少的，成为了生活中的重要通讯工具和娱乐工具。

到处可见人们，无论是在街上还是在上班的空闲时间都会拿出自己的手机，然而给手机充电成为了人们棘手的问题。

人们会经常的出差或者是外出旅游，在外边我们有时会携带自备的所谓的一些移动电源，但是这些电源也有没电，而且携带极度不方便，有的甚至会成我们外出的负担。

伴随着数码产品的更新换代，手机充电问题也在日益的得到解决，我们以前都是用自己的手机数据线给手机充电，就不得不到一些有直流电源的地方充电，或者带一些移动电源。

我们经常出差旅游或者办事不可能随时随地找到一些直流电源，或者是就算找到了也会耽误我们的一些事情，更有甚者在我们急需要使用手机的时候手机没电，或者没有合适的电源充电。

伴随着手机电池的不断进步，手机充电器也在不断的被人们改善，不断地发现一些充电器不能满足人们日常的生活，从一开始的一个手机只能采用一个数据线，到后来的多个手机可以采用一个数据线，再到现在的移动电源，手机充电器也在不断进步。

人们慢慢的发现，太阳能是很好的资源，不但绿色环保，而且能够减少不少资源的浪费，在这太随时随地都能找到，不至于我们想要或者需求的时候无法及时找到，这就解决了人们在户外没法充电和充电不及时的问题。

关键词：手机充电器；太阳能电池板；单片机；智能Design and manufacture of solar mobile phone chargerAbstractToday's society, the mobile phone became synonymous with the familiar, basically everyone has a mobile phone, mobile phone is not only a munication tool, but also an entertainment tool, and even bee the pronoun of the fashion. All the time we will use a mobile phone, I think most people have experienced the phone without electricity, take the phone stem worried, some people go out, mobile phone battery is delay some important things, so a good phone charger is very important. We may take phone charger everywhere looking for dc power supply, it is not just delayed us some time, to make matters worse, would bring us convenient things I bring us unnecessary trouble. But some people carry a mobile power supply, mobile power supply will have no electricity, then the burden of mobile power as we go out. In order to solve this problem, to introduce the solar mobile charger, do not need to use dc power charging, directly in the sun after panels convert directly to mobile phone charging, this give us save a lot of time to find mobile power for charging the mobile phone, is that we go out or on a business trip to bring great convenience.Solar presumably everyone not unfamiliar, it had no consumption, environmental protection, renewable became the hottest new energy, its rise speed unmatched. Now have to use solar energy in many ways, both in the aerospace, or the life that occupy the home, can see the use of solar energy. If the application of solar energy to the charger, it will bring great convenience to people, do not need to be looking for power supply, also need not take phone stem worried, everywhere we only need to stand in the sun for a while, the charger will charge your mobile phone for us, don't worry about looking for dc power supply.In this paper, to talk about a kind of solar cell phone chargers, to solve the mobile phone in the case of no electricity, can use the sun to cell phone charging, bring convenience to people's lives. Mainly using solar panels to convert light energy into electrical energy, after a single chip microputer intelligent control circuit, to convert solar energy into dc voltage, in the case of simple and easy to safe and convenient for charging the mobile phone.Keywords: mobile phone charger, solar panels, single chip microputer, intelligent目录：第一章绪论....................................................................................................................................错误!未定义书签。

目录摘要 (1)一课程设计任务和功能要求 (1)1.1设计应用背景 (1)1.2设计原理 (1)1.3系统结构 (2)二传感器模块设计 (3)2.1脉冲信号的获得 (3)2.2霍尔传感器 (3)2.3光电传感器 (3)2.4光电编码器 (4)2.5三套方案的选择与比较 (4)三.设计总结 (5)3.1硬件连接 (5)3.2实验程序及分析 (6)3.4原理图 (7)3.5 PCB原理图 (7)四.设计总结 (8)五.参考文献 (9)六.成员及分工情况 (9)附录 (9)摘要测速是工农业生产中经常遇到的问题，学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。

要测速，首先要解决是采样的问题。

在使用模拟技术制作测速表时，常用测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。

使用单片机进行测速，可以使用简单的脉冲计数法。

只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。

关键词：拾取信号光电传感器霍尔传感器光电编码器转速一课程设计任务和功能要求任务：电机转速自动检测功能要求：请设计一种电机转速监控装置，能够提供电机转速的电量信息。

1.1设计应用背景电动机作为风机、水泵、机床等设备的动力，广泛应用于工业、农业、商业、公用设施、制造业等各个领域，在我国，电动机的用电量已经占到社会总用电量的60％以上。

我国能源相对缺乏，优质能源严重短缺，同时巨大的能源消耗引起的环境污染已在某种程度上制约了经济的发展，从节约能源，保护环境出发，我国开展了很多节能研究工作电动机作为量大面广的机电产品，降低电动机的损耗、提高电动机的效率已成为节能降耗、降低生产成本、追求经济效益最大化的重要手段，是利国利民的大事。

对老式耗能大的电动机必须进行节能改造，因此，研究其节能问题具有非常重要的意义。

1.2设计原理（1）利用光电开关管做电机转速的信号拾取元件，在电机的转轴上安装一圆盘，在圆盘上挖一小洞，小洞上下分别对应着光发射和光接收开关，圆盘转动一圈即发光电管导通一次，利用此信号作为进行脉冲计数所需。

一：填空题（每空1分）1.依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件，转换元件，测量电路三个部分组成。

2.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用直线栅式应变计和箔式应变计结构。

3.根据热敏电阻的三种类型，其中临界温度系数型最适合开关型温度传感器。

4.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。

其定义为：传感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比，用公式表示k（x）=Δy/Δx 。

5.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一种度量。

按照所依据的基准之线的不同，线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。

最常用的是最小二乘法线性度。

6.根据敏感元件材料的不同，将应变计分为金属式和半导体式两大类。

7.应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。

8.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。

9.传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。

10.国家标准GB 7665--87对传感器下的定义是：能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。

11.传感器按输出量是模拟量还是数字量，可分为模拟量传感器和数字量传感器=输出量的变化值/输入量的变化12.传感器静态特性的灵敏度用公式表示为：k(x)值=△y/△x13.应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有：有一定的粘贴强度；能准确传递应变；蠕变小；机械滞后小；耐疲劳性好；具有足够的稳定性能；对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用；有适当的储存期；应有较大的温度适用范围。

14.根据传感器感知外界信息所依据的基本校园，可以将传感器分成三大类：物理传感器，化学传感器，生物传感器。

15. 应变式测力与称重传感器根据弹性体的的结构形式的不同可分为 柱式传感器 、 轮辐式传感器 、 悬梁式传感器 和 环式传感器16. 长为l 、截面积为A 、电阻率为ρ的金属或半导体丝，其电阻为：Al R ρ=。

《第一章传感器的一般特性》11）该测速发电机的灵敏度.2）该测速发电机的线性度.2．已知一热电偶的时间常数τ=10s,若用它来测量一台炉子的温度,炉内温度在540οC和500οC 之间按近似正弦曲线波动,周期为80s,静态灵敏度k=1,试求该热电偶输出的最大值和最小值,以与输入与输出信号之间的相位差和滞后时间.3．用一只时间常数为0.355s 的一阶传感器去测量周期分别为1s、2s和3s的正弦信号,问幅值误差为多少？4．若用一阶传感器作100Hz正弦信号的测试,如幅值误差要求限制在5%以内,则时间常数应取多少？若在该时间常数下,同一传感器作50Hz正弦信号的测试,这时的幅值误差和相角有多大？5．已知某二阶系统传感器的固有频率f0=10kHz,阻尼比ξ=0.1,若要求传感器的输出幅值误差小于3%,试确定该传感器的工作频率范围.6．某压力传感器属于二阶系统,其固有频率为1000Hz,阻尼比为临界值的50%,当500Hz的简谐压力输入后,试求其幅值误差和相位滞后.《第二章应变式传感器》1．假设某电阻应变计在输入应变为5000με时电阻变化为1%,试确定该应变计的灵敏系数.又若在使用该应变计的过程中,采用的灵敏系数为 1.9,试确定由此而产生的测量误差的正负和大小.2．如下图所示的系统中：①当F＝0和热源移开时,R l＝R2＝R3＝R4,与U0＝0；②各应变片的灵敏系数皆为+2.0,且其电阻温度系数为正值；③梁的弹性模量随温度增加而减小；④应变片的热膨胀系数比梁的大；⑤假定应变片的温度和紧接在它下面的梁的温度一样.在时间t＝0时,在梁的自由端加上一向上的力,然后维持不变,在振荡消失之后,在一稍后的时间t1打开辐射源,然后就一直开着,试简要绘出U0和t的关系曲线的一般形状,并通过仔细推理说明你给出这种曲线形状的理由.3．一材料为钢的实心圆柱形试件,直径d＝10 mm,材料的弹性模量E＝2 ×1011N／m2,泊松比μ＝0.285,试件上贴有一片金属电阻应变片,其主轴线与试件加工方向垂直,如图1所示,若已知应变片的轴向灵敏度k x ＝2,横向灵敏度C=4%,当试件受到压缩力F＝3×104N作用时.应变片的电阻相对变化ΔR／R为多少.4．在材料为钢的实心圆柱形试件上,沿轴线和圆周方向各粘贴一片电阻120 Ω的金属电阻应变片,如图2所示,把这两片应变片接入差动电桥,已知钢的泊松比μ＝0.285,应变片的灵敏系数k0＝2,电桥电源电压U sr＝6V〔d．C．〕,当试件受轴向拉伸时,测得应变片R1的电阻变化值ΔR1=0.48 Ω,试求电桥的输出电压.图1 图25．一台采用等强度梁的电子秤,在梁的上下两面各贴有二片电阻应变片,做成秤重传感器,如下图所示.已知l＝100 mm,b＝11 mm,t＝3 mm,E＝2.1×104N／mm2,k0＝2,接入直流四臂差动电桥,供桥电压6 V,当秤重0.5 kg时,电桥的输出电压U sc为多大.6．今在〔110〕晶面的〈001〉〈110〉晶面上各放置一电阻条,如下图所示,试求：l〕在0.1MPa 压力作用下电阻条的σr和σt各为何值？2〕此两电阻条为P型电阻条时ΔR／R＝？3〕若为N型电阻条时其ΔR／R？4〕若将这两电阻条改为安置在距膜中心为4.l 7mm处,电阻条上的平均应力σr和σt各为多少？7．现有基长为10 mm与20 mm的两种丝式应变片,欲测钢构件频率为10kHz的动态应力,若要求应变波幅测量的相对误差小于0.5%,试问应选用哪一种？为什么？8．已知一测力传感器的电阻应变片的阻值R＝120Ω,灵敏度系数k0= 2,若将它接入第一类对称电桥,电桥的供电电压U sr＝10V〔d．c．〕,要求电桥的非线性误差e f＜0.5％,试求应变片的最大应变εmax应小于多少,并求最大应变时电桥的输出电压.9．一个量程为10kN的应变式测力传感器,其弹性元件为薄壁圆筒轴向受力,外径20mm,内径18mm,在其表面粘贴八各应变片,四个沿周向粘贴,应变片的电阻值均为120Ω,灵敏度为2.0,波松比为0.3,材料弹性模量E=2.1×1011Pa.要求：1>绘出弹性元件贴片位置与全桥电路；2>计算传感器在满量程时,各应变片电阻变化；3>当桥路的供电电压为10V时,计算传感器的输出电压.10．如图所示电路是电阻应变仪中所用的不平衡电桥的简化电路,图中R2=R3=R是固定电阻,R1与R4是电阻应变片,工作时R1受拉,R4受压,ΔR表示应变片发生应变后,电阻值的变化量.当应变片不受力,无应变时ΔR=0,桥路处于平衡状态,当应变片受力发生应变时,桥路失去了平衡,这时,就用桥路输出电压U cd表示应变片应变后的电阻值的变化量.试证明： U cd=-<E/2><ΔR/R>《第三章电容式传感器》1．试计算带有固定圆周膜片电容压力传感器的灵敏度〔ΔC/C〕/p,如下图.已知在半径r处的偏移量y可用下式表示：式中P——压力；a——圆膜片半径；t——膜片厚度；μ——膜片材料的泊松比.2．在压力比指示系统中采用的电容传感元件与其电桥测量线路如图所示.已知：δ0＝0.25mm,D＝38.2mm,R=5.1kΩ,U＝60V〔A.C〕,f＝400Hz.试求.1）该电容传感器的电压灵敏度〔单位为V/m〕k u？2）当电容传感器活动极板位移Δδ＝10μm时,输出电压U0的值.3．如图所示为油量表中的电容传感器简图,其中1、2为电容传感元件的同心圆筒〔电极〕：3为箱体.已知：R1＝15mm,R2＝12mm；油箱高度H=2m,汽油的介电常数εr=2.1.求：同心圆套筒电容传感器在空箱和注满汽油时的电容量.4．一只电容位移传感器如图所示,由四块置于空气中的平行平板组成.板A,C和D是固定极板.板B是活动极板,其厚度为t,它与固定极板的间距为d.B,C和D极板的长度均为b,A板的长度为2 b,各板宽度为l,忽略板C和D的间隙与各板的边缘效应,试推导活动极板B从中间位置移动x=±b/2时电容C AC和C AD的表达式〔x=0时为对称位置〕.5．试推导下图所示变电介质电容式位移传感器的特性方程C=f<x>.设真空的介电系数为ε0,ε2＞ε1,以与极板宽度为W.其他参数如图所示.《第四章电感式传感器》1．一个铁氧体环形磁心,平均长度为12cm,截面积为1.5cm2,平均相对磁导率μr＝2 000,求：1〕均匀绕线5 00匝时的电感；2> 匝数增加1倍时的电感.2．有一只螺管形差动式电感传感器,已知电源电压U＝4V,f＝400HZ,传感器线圈铜电阻和电感量分别为R＝40Ω,L=30mH,用两只匹配电阻设计成4臂等阻抗电桥,如图1所示,试求：1〕匹配电阻R1和R2的值为多大才能使电压灵敏度达到最大；2>当ΔZ＝10Ω时,分别接成单臂和差动电桥后的输出电压值；3>用矢量图表明输出电压U0与电源电压U之间的相位差；4〕假设该传感器的两个线圈铜电阻不相等R4≠R3,在机械零位时便存在零位电压,用矢量图分析能否用调整衔铁位置的方法使U0=0.图1 图2a图2 b3．试计算图2a所示差动变压器式传感器接入桥式电路〔顺接法〕时的空载输出电压U0,一、二次侧线圈间的互感为M1、M2,两个二次侧线圈完全相同.又若同一差动变压器式传感器接成图2b所示反串电路〔对接法〕,问两种方法哪一种灵敏度高,高几倍？提示：①将图a所示的二次侧绕组边电路图简化如图2c所示等效电路〔根据已知条件Z1＝Z2；②求出图b 空载输出电压与图a计算的结果进行比较.〕图2 c图34．试推导图3所示差动型电感传感器电桥的输出特性U0=f〔ΔL〕,已知电源角频率为ω,Z1、Z2为传感器两线圈的阻抗,零位时Z1＝Z2= r＋jωL,若以变间隙式传感器接入该电桥,求灵敏度表达式k＝U0／Δδ多大〔本题用有效值表示〕.5．图4中两种零点残余电压的补偿方法对吗？为什么？图中R为补偿电阻.图46．某线性差动变压器式传感器采用的频率为100HZ、峰一峰值为6V的电源激励,假设衔铁的输入运动是频率为10Hz的正弦运动,它的位移幅值为±3mm,已知传感器的灵敏度为2V／mm,试画出激励电压、输入位移和输出电压的波形.7．使用电涡流式传感器测量位移或振幅时对被测物体要考虑哪些因素,为什么？《第五章压电式传感器》1．分析压电式加速度传感器的频率响应特性.又若测量电路的总电容C＝1000PF,总电阻R＝500 MΩ,传感器机械系统固有频率f0=30 kHz,相对阻尼系数ξ=0.5,求幅值误差在2%以内的使用频率范围.2．用石英晶体加速度计与电荷放大器测量机器的振动,已知：加速度计灵敏度为5 pC／g,电荷放大器灵敏度为50 mV／pC,当机器达到最大加速度值时相应的输出电压幅值等于2 V,试计算该机器的振动加速度.3．在某电荷放大器的说明书中有如下技术指标：输出电压为±10V,输入电阻大于1014Ω,输出电阻为0.1kΩ,频率响应：0～150kHz,噪声电压〔有效值〕最大为2mV〔指输入信号为零时所出现的输出信号值〕,非线性误差：0.l%,温度漂移：±0.lmV／ºC.l〕如果用内阻为10 kΩ的电压表测量电荷放大器的输出电压,试求由于负载效应而减少的电压值.2〕假设用一输入电阻为2MΩ的示波器并接在电荷放大器的输入端,以便观察输入信号波形,此时对电荷放大器有何影响？3〕噪声电压在什么时候会成为问题？4〕试求当环境温度变化十15o C时,电荷放大器输出电压的变化值,该值对测量结果有否影响？5〕当输入信号频率为180kHZ时,该电荷放大器是否适用？4．试用直角坐标系画出AT型,GT型,DT型,X－30º的晶体切型的方位图.5．压电传感元件的电容为1000PF,k q＝2．5C／cm,连接电缆电容C c＝300 pF,示波器的输入阻抗为1MΩ和并联电容为50pF,试求：1〕压电元件的电压灵敏度多大？2>测量系统的高频响应<V／cm〕.3>如系统测量的幅值误差为5%,最低频率是多少？4〕如f j＝10HZ,允许误差为5 %,用并联连接方式,电容量C值是多大？6．石英晶体压电传感元件,面积为1cm2,厚度为0.lcm,固定在两个金属板之间,用来测量通过晶体两面力的变化.材料的杨氏模量为9×1010Pa,电荷灵敏度为2pC／N,相对介质常数为5,lcm2材料相对两面间电阻为1014Ω.一个20pF的电容和一个100MΩ的电阻与极板并联.如果所加力是F＝0.01sin〔103t〕N.求：1〕两个极板间电压峰一峰值；2〕晶体厚度的最大变化.<0.758mv,1.516mv;1.1×10-10cm>7．已知电压前置放大器的输入电阻为100 MΩ,测量回路的总电容为100pF,试求用压电式加速度计相配测量1Hz低频振动时产生的幅值误差.<94%>8．用压电式传感器测量最低频率为1Hz 的振动,要在1Hz 时灵敏度下降不超过5%,若测量回路的总电容为500pF,求所用电压前置放大器的输入电阻为多大？9．已知压电式加速度传感器的阻尼比是ξ=0.1,其无阻尼固有频率f=32kHz,若要求传感器的输出幅值误差在5%以内,试确定传感器的最高响应频率.10．有一压电式加速度计,供它专用的电缆长度为1.2m,电缆电容为100pF,压电片本身的电容为1000pF,据此出厂时标定的电压灵敏度为100mV／g.若使用中改为另一根电缆,其电容为300pF,长为2.9m,问其电压灵敏度作如何改变.<60mv/g>《第六章数字式传感器》1．数字式传感器的特点？根据工作原理数字式传感器可分为那几类？2．光栅传感器的基本原理？莫尔条纹如何形成？有何特点？3．分析光栅传感器具有较高测量精度的原因.《第七章固态传感器》1．霍尔元件能够测量哪些物理参数？霍尔元件的不等位电势的概念是什么？温度补偿的方法有哪几种？2．简述霍尔效应与构成以与霍尔传感器可能的应用场合.3．光电效应可分为几类？说明其原理并指出相应的光电元件.4．试拟定用光敏二极管控制,用交流电源供电照明的明通与暗通直流继电器电路原理图,并说明之.《第八章光纤传感器》1．说明光纤的组成并分析其传光原理,指出光纤传光的必要条件？2．光纤损耗是如何产生的？它对光纤传感器有哪些影响？。

温度传感器典型练习题9注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上1．热敏陶瓷是一类电阻率随温度发生明显变化的新型材料，可用于测温．某同学利用实验室提供的一种电阻阻值随温度呈线性变化（关系式为：R t=kt+b，其中k＞0，b＜0，t为摄氏温度）的热敏电阻，把一灵敏电流计改装为温度计．除热敏电阻和灵敏电流计外，还用到如下器材：1．直流电源（电动势为E，内阻不计）；2．滑动变阻器；3．单刀双掷开关；4．标准温度计；5．导线及其他辅助材料．该同学设计电路如下图所示，按如下步骤进行操作．（1）按电路图连接好器材．（2）将滑动变阻器滑片P滑到_____（填“a”或“b”）端，单刀双掷开关S掷于_____（填“c”或“d”）端，调节滑片P使电流计满偏，并在以后的操作中保持滑片P位置不动，设此时电路总电阻为R，断开电路．（3）容器中倒入适量开水，观察标准温度计，每当标准温度计示数下降5℃，就将开关S 置于d端，并记录此时的温度t和对应的电流计的示数I，然后断开开关．请根据温度计的设计原理和电路图，写出电流与温度的关系式（用题目中给定的符号）I=_____．（4）根据对应温度记录的电流计示数，重新刻制电流计的表盘，改装成温度计．根据改装原理，此温度计表盘刻度线的特点是：低温刻度在_____（填“左”或“右”）侧，刻度线分布是否均匀？_____（填“是”或“否”）．【答案】(2)a c(3)EIR kt b=++(4)右否【详解】解：(2)根据实验的原理可知，需要先选取合适的滑动变阻器的电阻值，结合滑动变阻器的使用的注意事项可知，开始时需要将滑动变阻器滑片P滑到a端，乙保证电流表的使用安全；然后将单刀双掷开关S掷于c端，调节滑片P使电流表满偏，设此时电路总电阻为R，断开电路；(3)当温度为t 时，热敏电阻的阻值与摄氏温度t 的关系为：1R b k =+，根据闭合电路的欧姆定律可得：t E E I R R R b kt==+++ (4)由上式可知，温度越高，电流表中的电流值越小，所以低温刻度在表盘的右侧；由于电流与温度的关系不是线性函数，所以表盘的刻度是不均匀的．2．图为在10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理图，箱内的电阻12R k =Ω，2 1.5R k =Ω，34R k =Ω，R 为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图像如图乙所示.当a 、b 两点间电势差0ab U <时，电压鉴别器会令开关S 接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度升高；当0ab U >时，电压鉴别器使S 断开，停止加热.恒温箱内的温度大约保持在________℃.【答案】017.5C ;【详解】由题可知U ab =0是一个临界点，对应着开关S 的动作，而开关的接通或断开对应着温度的上升或下降.由电路分析可知，在R 1、R 2、R 3给定的条件下，热敏电阻R 的阻值决定了U ab 的正负.设电源负极的电势为零，则212a R U R R φ=+,3b R U R R φ=+ ,其中U 为电源的路端电压，令a b φφ=，即U ab =0,则 可得213R R R R =,代人数据得R=3 kΩ，由图像可得对应的温度为17.5℃.3．某课外实验小组欲利用如图所示的实验装置，将一灵敏电流表改装为温度计．提供的实验器材有:灵敏电流表（量程为1.0 mA ，内阻为 100Ω)，学生电源(输出电压为U=2.0V ，内阻不计），定值电阻0R (阻值为200Ω),滑动变阻器R 1（最大阻值为1000Ω),滑动变阻器2R (最大阻值为3000Ω)，单刀双掷开关，用防水绝缘材料包裹的热敏电阻T R ，导线若干. 已知热敏电阻的阻值与摄氏温度t 的关系为()2.5175T R t =+ Ω，实验步骤如下： a.按照电路图连接好实验器材；b.为了不烧坏灵敏电流表，将滑动变阻器的滑片P 调整到a 端;然后将单刀双掷开关掷于c 端，调节滑动变阻器，使灵敏电流表指针指在满刻线，并在以后的操作中使滑片P 位置不变）c.在容器中倒入适量热水，将单刀双掷开关掷于d 端，随着热水温度的下降，记录若干个灵敏电流表的示数；d.根据热敏电阻随温度变化的特性，计算出各个电流对应的温度，重新制作灵敏电流表的刻度盘，改装成温度计．(1)根据实验过程，电路中的滑动变阻器应选_______(选填“1R ”或“2R ”)．(2)灵敏电流表的电流I 与热水温度t 之间的函数关系式为I =_______A(请把已知数据代入），该温度计能够测量的最低温度为_______℃．(3)重新制作后的灵敏电流表的刻度盘的特点是低温刻度在刻度盘的____(选填“左”或“右”侧，刻度盘上的刻度______(选填“均匀”或“不均匀”)．【答案】 R 2 22.51975t + 10 右 不均匀 【分析】本题创新性地考查了电表的改装原理和改装步骤，意在考查考生对物理规律的理解能力.【详解】(1)由于灵敏电流表的内阻只有100Ω，所以当灵敏电流表达到满偏时，有0g U I R R R=++，将U =2.0V ，R 0=200Ω,R g =100Ω及I =1.0×10-3A 代入可得1700R =Ω，应选择滑动变阻器R 2.(2)由于滑动变阻器的滑片在以后的实验中保持不动，则滑动变阻器接入电路的阻值和电流表的内阻之和为2000-200=1800Ω.当开关掷于d 端时，有(A)1800T U I R =+，又因为(2.5175)()T R t =+Ω，代入整理可得2(A)2.51975I t =+；当电流表达到满偏时，此时测量的温度为该温度计能够测量的最低温度，将I=1.0×10-3A代入上式可得10t=℃.(3)由2(A)2.51975It=+可知，电流随温度不是均匀变化的，刻度盘上的刻度不均匀；温度越低，电流越大，指针越向右偏，低温刻度应在刻度盘的右侧.4．如图是电熨斗温度自动控制装置．(1)常温时，上、下触点应是________（分离，接触）(2)双金属片温度升高时，________层形变大（上、下）(3)假设原来温度上升到80℃时断开电源，现要60℃时断开电源，应向________调节调温旋钮（上、下）【答案】接触；上；下【分析】电熨斗温度自动控制装置能控制电源的通断．常温时，上、下触点应是接触的，当双金属片温度升高时，上下层形变不同，上层形变大，双金属片发生弯曲，使电路断开；原来温度上升到80°C时，断开电源，现在要求60°C时断开电源，弹性铜片与触点接触面积要减小，应逆时针调节调温旋钮．【详解】解：(1)常温时，通电电热丝能发热，所以上、下触点应是接触的．(2)双金属片上下金属片的膨胀系数不同，温度升高时，上层形变大，双金属片向下发生弯曲，使电路断开．(3)原来温度上升到80°C时,断开电源,现在要求60°C时断开电源，弹性铜片与触点接触面积要减小，故应向上调节调温旋钮；故答案为(1)接触；(2)上；(3)下；5．一般的电熨斗用合金丝作发热元件，合金丝电阻随温度T变化的关系如图中实线℃所示，由于环境温度以及熨烫的衣服厚度、干湿等情况不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，易损坏衣物．有一种用主要成分为BaTiO3被称为“PTC”的特殊材料作发热元件的电熨斗，具有升温快、能自动控制温度的特点，PTC 材料的电阻随温度变化的关系如图中实线℃所示，根据图线分析：(1)为什么处于冷态的“PTC”熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快？(2)通电一段时间后电熨斗温度T 自动稳定在______范围之内．【答案】(1)由于冷态时PTC 材料电阻较小，故由P ＝2U R知，其发热功率较大，所以升温快(2)T 6＜T ＜T 7【分析】PTC 熨斗在6T 温度以下范围时，电阻较小，发热功率较大；在7T 温度以上时，电阻较大，发热功率较小；而散热快慢取决于材料和温差，故温度会在一定范围内浮动；【详解】（1）原处于冷态的PTC 熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快是由于：冷态时PCT 电阻很小，根据公式2U P R=，电功率很大，故升温快； （2）在6T 温度以下范围时，电阻较小，发热功率较大，由于温度较低，与环境温差小，故升温快；在7T 温度以上时，电阻较大，发热功率较小，由于温度较低，与环境温差大，故降温快，故通电一段时间后电熨斗温度t 自动地稳定在67T t T ＜＜范围之内．【点睛】本题关键是明确PTC 材料电熨斗的控温原理，要能结合R -T 图象和电功率公式2U P R=进行分析即可． 6．某研究性学习小组为探究热敏电阻的特性而进行了如下实验．他们分若干次向如图所示的烧杯中倒入开水，观察不同温度下热敏电阻的阻值，并把各次的温度值和对应的热敏电阻的阻值记录在表格中．(1)将表格中的实验数据在如图给定的坐标纸上描绘出热敏电阻的阻值R随温度t变化的图象________．可以看出该热敏电阻的阻值随温度的升高而________(填“增大”或“减小”)．(2)他们用该热敏电阻作为温度传感器设计了一个温度控制电路，如图所示，请在虚线框中正确画出斯密特触发器________．图中二极管的作用是：_____________.(3)当加在斯密特触发器输入端的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时，输出端电压会突然从高电平跳到低电平，而当输入端的电压下降到另一个值(0.8 V)时，输出端电压会从低电平跳到高电平，从而实现温度控制．已知可变电阻R 1＝12.6 kΩ，则温度可控制在________ ℃到________ ℃之间(结果保留整数，不考虑斯密特触发器的分流影响)．【答案】 减小 为了防止电磁继电器释放衔铁时线圈中产生的自感电动势损坏集成电路； 38 82【详解】(1)[1][2]．运用描点法作出热敏电阻的阻值R 随温度t 变化的图象，由图象可看出，温度升高热敏电阻的阻值减小；(2)[3][4]．施密特触发器如图乙，二极管的作用是为了防止电磁继电器释放衔铁时线圈中的自感电动势损坏集成电路，二极管提供自感电流的通路；(3)[5][6]．设斯密特触发器输入端电压U ’=1.6V 时，热敏电阻的阻值为R ’，则1U R E R R ''=+'将E =5V ，R 1=12.6k Ω代入，求得R ’=5.9k Ω，对应图甲中R −t 图象，t ’=38℃；同理，触发器输入端电压U ”=0.8V 时，求出热敏电阻的阻值为R ”=2.4k Ω，对应图甲中R −t 图象，t ”=82℃；7．传感器担负着信息采集任务，在自动控制中发挥着重要作用，传感器能够将感受到的物理量（如温度、光、声等）转换成便于测量的量（通常是电学量），例如热敏传感器，主要是应用了半导体材料制成的热敏电阻，热敏电阻阻值随温度变化的图线如图（甲）所示，图（乙）是由热敏电阻R 1作为传感器制作的简单自动报警器的线路图．（1）为了使温度过高时报警器响铃，c应接在__处（选填“a”、“b”）．（2）若使启动报警的温度提高些，应将滑动变阻器滑片P向__移动（选填“左”、“右”）．（3）如果在调试报警器达最低报警温度时，无论如何调节滑动变阻器滑片P都不能使报警器工作，且电路连接完好，各电路元件都能处于工作状态，则造成工作电路不能正常工作的可能原因可能是__A．电源能提供的电流太小，导致电磁铁磁性太弱；B．复位弹簧劲度系数太小．C．电源能提供的电流太大，导致电磁铁磁性过大；D．复位弹簧劲度系数太大；【答案】（1）a；（2）左；（3）AD；【详解】(1)温度升高热敏电阻变小，控制左边电路电流变大，电磁铁磁性变强、开关接触a 点，要使温度过高时报警器报警，c应接在a处．(2)滑片P向左移，滑动变阻器接入电路的阻值变大，在温度更高时控制电路才能有足够大电流，使磁铁有足够大引力吸引开关，因此滑片向左移可以提高报警温度．(3)在最低报警温度时不能报警，说明此时电路中产生的电流不能让竖直片与a接触，这可能由多种原因造成，如：℃左边电源电压太低，电源提供的电流太小，导致磁铁的磁性太弱；℃弹簧的劲度系数太大，电磁铁的吸引力小于弹力等，故AD正确，BC错误；8．温度传感器是一种将温度变化转化为电学量变化的装置，它通过测量传感器元件的电学量随温度的变化来实现温度的测量，其核心部件是由半导体材料制成的热敏电阻，在某次实验中，为了测量热敏电阻R T在0C︒到100C︒之间多个温度下的阻值，一实验小组设计了如图甲所示电路．其实验步骤如下：℃正确连接电路，在保温容器中加入适量开水；℃加入适量的冰水，待温度稳定后，测量不同温度下热敏电阻的阻值；℃重复第℃步操作若干次，测得多组数据．（1）该小组用多用电表“100⨯”档测热敏电阻在100C ︒下的阻值，发现表头指针偏转的角度很大；为了准确地进行测量，应换到______档（选填“10⨯”、“1k ⨯”）；如果换挡后就用表笔连接热敏电阻进行读数，那么欠缺的实验步骤是：___________，补上该步骤后，表盘的示数如图乙所示，则它的电阻是_____Ω；实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图丙的T R t -关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R T -t 关系________；（2）若把该热敏电阻与电源（电动势E=1.5V 、内阻不计）、电流表（量程为5mA 、内阻Rg=100Ω）、电阻箱R 0串联起来，连成如图丁所示的电路，用该电阻作测量探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“热敏电阻测温计”．℃电流表刻度较大处对应的温度刻度应该_______(填“较大”或“较小”)；℃若电阻箱的阻值取R 0=220Ω，则电流表3mA 处所对应的温度刻度为______C ︒．【答案】 10⨯ 重新进行欧姆调零 200Ω 100T R t =+ 较小 80C ︒【详解】（1）[1][2][3]．用多用表的“×100”倍率的挡位测热敏电阻在室温下的阻值，发现表头指针偏转的角度很大，说明电阻较小，换用小倍率的，所以换用“×10”倍率；换挡后，需重新欧姆调零，电阻的阻值等于20×10Ω=200Ω，[4]．从图中取相距较远的两个特殊点，代入R T =R 0+kt 计算，由图有：120=R 0+20k200=R 0+100k解得R 0=100Ω，k =1，故该热敏电阻的R -t 关系式R T =100+t ；（2）℃[5]．由闭合电路欧姆定律有()g g E I R R R =+'+可见电流越小电阻越大，而电阻越大温度则越高，即电流刻度较小处对应的温度刻度应该较大，电流刻度较大处对应的温度刻度应该较小；℃[6]．若电阻箱阻值220R '=Ω时，代入()g g E I R R R =+'+，得热敏电阻的阻值为：R =180Ω 结合图甲可知热敏电阻阻值与温度关系式为：R =t+100，故此时对应的温度数值为80℃．【点睛】多用电表的刻度盘零刻度在右边，当指针偏角比较大时，说明电阻比较小，指针偏角比较小时，说明电阻比较大；每次换挡需重新进行欧姆调零，欧姆表测电阻的阻值等于读数乘以倍率，根据图象的性质可明确对应的公式；电流小，根据闭合电路欧姆定律，可以得到热敏电阻的电阻值大，而根据题图甲，热敏电阻的电阻大时温度高；根据闭合电路欧姆定律计算得到热敏电阻R 的值，再从电阻与温度图象得到温度值．9．如图甲所示，斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，当加在它的输入端A 的电势逐渐上升到1.6 V ，输出端Y 会突然从高电平跳到低电平0.25 V ，而当输入端A 的电势下降到0.8 V 时，输出端Y 会从低电平跳到高电平3.4 V ．如图乙所示是一个温度报警器的简易电路图，R T 为热敏电阻，R 1为可变电阻(最大阻值为1 kΩ)，蜂鸣器工作电压3 ～5 V ，热敏电阻的阻值随温度变化如图丙所示，若要求热敏电阻在感测到80 ℃时报警，则R 1应调至________ kΩ；若要求热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，R 1的阻值应________(选填“增大”、“减小”或“不变”)．甲 乙 丙【答案】 0.42 减小【详解】[1]．热敏电阻在80°C 时的电阻是R T ＝80 Ω，斯密特触发器输入端A 的电势是0.8 V时，输出端Y 的电压为3.4 V ，这时蜂鸣器开始工作．由串联电路分压特点知1150.80.8T T R U R U -== 可得R 1＝0.42 kΩ[2]．由热敏电阻的阻值随温度变化的图象可知，温度升高时，热敏电阻的阻值减小，而斯密特触发器输入端的电压仍保持不变，则电阻R 1的阻值应减小．10．（1）某同学用如图甲所示的电路测量一个电容器的电容，图中 R 为20 kΩ的电阻，电源电动势为6.0 V ，内阻可不计。

课程设计报告与说明书《电涡流位移传感器》课程设计学生姓名：_________ ___________ 学号：____________ 入学时间： 14 年秋季专业：___机械设计制造及其自动化___ 直属/分校：__________直属____________ 指导教师：______ 解晓光__________大连广播电视大学2014年12月设计题目：电涡流位移传感器课程设计一、设计要求1、量程：：0～20mm2、精度：1mm3、激励频率：1M Hz4、输入电压：24V5、介质温度: -50℃～250℃6、表面的粗糟度: 0.4μm～0.8μm7、线性误差：＜±2%8、工作温度：探头（-20～120）℃，延长电缆（-20～120）℃，前置器（-30～50）℃9、频率响应：0～5KHz二、总体设计方案电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨力地测量被测金属导体距探头表面的距离。

它是一种非接触的线性化计量工具。

电涡流传感器能准确测量被测体（必须是金属导体）与探头端面之间静态和动态的相对位移变化。

电涡流传感器以其长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、抗干扰力强、不受油污等介质的影响、结构简单等优点。

根据下面的组成框图，构成传感器。

根据组成框图，具体说明各个组成部分的材料：（1）敏感元件：传感器探头线圈是通过与被测导体之间的相互作用，从而产生被测信号的部分，它是由多股漆包铜线绕制的一个扁平线圈固定在框架上构成，线圈框架的材料是聚四氟乙烯，其顺耗小，电性能好，热膨胀系数小。

（2）传感元件: 前置器是一个能屏蔽外界干扰信号的金属盒子，测量电路完全装在前置器中，并用环氧树脂灌封。

（3）测量电路：本电路拟采用晶体振子及其外围电路来产生振荡。

同时考虑到当采用晶体振子构成正弦波振荡电路时，有众多的模拟要素需要处理。

如电路常数的确定，工作点的设定和负载阻抗的选用等。

因此本电路将采用由COMS反向器与晶体振子组成的最简单且稳定性高的电路，来产生频率为1M的方波信号源。

新型传感器课程设计论文研究课题传感器原理及应用论文题目光敏传感器测量光强度学部机电与信息工程学部专业电气工程及其自动化班级学号学生姓名指导教师2015年 5 月20 日光敏传感器测量光照强度设计摘要；本设计题目是光敏电阻测量光照强度，用光照的强弱来改变光敏电阻的阻值大小，从而使输出电压值改变，通过测量输出电压值的大小就可以间接的测量光照的强度了。

本设计有光照强度报警控制系统和光照强度等级显示电路以及光照亮度的显示。

本设计采用了STC单片机为主控制电路，用数码管显示光照强度值，用绿、黄、红LED来显示光照亮度等级，用蜂鸣器来做报警电路。

本设计电路各个部分电路的设计原理及功能都能实现，要求对各种基本的电子元器件，电阻、电容、二极管、三极管等熟悉，掌握Proteus 仿真软件的运用、Protel 99 SE工具软件等绘图软件，并加以运用。

用单片机内部的AD转换实现模拟转化为数字量，通过编程控制各个外围电路并实现其功能。

本设计具有有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等特点。

关键词：光照强度；光敏电阻；单片机Design of illumination intensity forphotosensitive sensorAbstracts：This design is entitled to the photoresistor to measure light intensity, the strength of the light to change the photosensitive resistor size, so that the output voltage changes, by measuring the size of the output voltage value can be indirectly measuring the light intensity. The design of the light intensity alarm control system and the light intensity level display circuit and illumination brightness of the display. This design uses the STC microcontroller-based control circuit, digital display light intensity, light green, yellow, red LED display brightness levels, to do with buzzer alarm circuit. The design of the circuit design principles and functions of various parts of the circuit can achieve, requiring a variety of basic electronic components, resistors, capacitors, diodes, transistors and other familiar and master the use of Proteus simulation software Protel 99 SE software tools such as mapping software and use of them. AD of the internal microcontroller to convert analog into digital, programmed to control the various peripheral circuits and to achieve its function. The design of the circuit is simple, compact, low cost, superior performance characteristics.Key words：Light intensity; photosensitive resistance; MCU引言光照强度自动检测显示系统，该系统可以自动检测光照强度的强弱并显示让人们知道此时光照强度的强弱。

传感器原理与应用技术第二版课后答案刘爱华【篇一：半导体传感器应用电路设计】程设计2012年6 月 25任务书课程传感器课程设计题目半导体传感器应用电路设计专业测控技术与仪器姓名学号主要内容：利用温度传感器和热电偶设计制作一个温度测量系统。

参考利用半导体温度传感器ad590和单片机技术设计制作一个显示室温的数字温度计的设计提示与分析。

进一步了解有关温度传感器的工作原理，制定设计方案，确定温度传感器的型号等参数，掌握温度的检测方法。

基本要求：1、详细了解所选用的温度传感器的工作原理，工作特性等2、设计合理的信号调理电路，并列出制作该装置的元器件。

主要参考资料：[1]刘爱华，满宝元.传感器原理与应用技术[m].北京：人民邮电出版社，2006.45-48.[2]王雪文，张志勇.传感器原理及应用[m].北京：航空大学出版社，2004.27-34.[3]张福学.现代实用传感器电路[m].北京：中国计量出版社，1997.16-24.[4]缪家鼎，徐文娟，牟同升.光电技术[m].杭州：浙江大学出版社，1987.22-27.完成期限2012.6.25—2012.6.29指导教师专业负责人2012年 6 月 25 日摘要传感器属于信息技术的前沿尖端产品,尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域,数量高居各种传感器之首。

半导体传感器是利用某些半导体的电阻随温度变化而变化的特性制成的。

半导体具有很宽的温度反应特性,各种半导体的温度反应区段不同。

利用半导体温度传感器ad590 设计制作一个温度测量系统,ad590是一种集成温度传感器，其实质是一种半导体集成电路。

集成温度传感器的线性度好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便，得到广泛应用。

集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。

关键词：关键词传感器；半导体；温度传感器；ad590目录一、设计要求 (1)二、方案设计 (1)1、方案说明 (1)2、方案论证 (2)三、传感器工作原理 (2)四、电路的工作原理 (2)五、单元电路设计、参数计算和器件选择 (3)1、单元电路设计 (4)2、参数计算 (6)3、器件选择 (6)六、总结 (7)半导体传感器应用电路设计一、设计要求参考下面的利用半导体温度传感器ad590和单片机技术设计制作一个显示室温的数字温度计的设计提示与分析。

课程设计报告题 目 超声波测距系统设计课 程 名 称 单片机原理及应用院 部 名 称 机电工程学院专 业 电气工程及其自动化班 级 12电气工程及其自动化（单）学 生 姓 名学 号课程设计地点 工科楼 C304课程设计学时 20指 导 教 师金陵科技学院教务处制目录一、概述 (3)1.1课程设计应达到的目的 (4)1.2 超声波测距系统设计 (4)二、总体设计方案及说明 (4)2.1系统总体设计思路 (4)2.2系统总体设计框图 (5)三、系统硬件电路设计 (5)3.1 单片机的最小系统 (6)3.1.1AT89C51单片机的功能与特点 (6)3.2系统原理分析 (6)3.2.1超声波测距原理 (6)3.3 超声波传感器检测电路 (6)3.3.1超声波检测电路图 (7)3.3.2 超声波发生及感应过程 (7)3.4 超声波测距接收 (7)3.4.1 HC-SR04模块 (7)3.4.2 T40、R40超声波传感装置介绍 (7)3.5 SCM1602显示模块 (9)四、系统软件部分设计 (11)4.1 软件流程图 (11)4.1.1主程序流程图 (11)4.1.2超声波发生子程序 (11)4.2 系统源程序 (12)五、系统仿真过程与结果 (13)5.1 Proteus仿真软件 (14)5.2仿真编译过程 (14)5.3仿真效果图 (15)六、实物展示 (16)6.1实物元件与过程 (16)6.2实物运行与调试 (15)6.3实物总结 (15)七、总结 (18)八、参考文献 (19)附录，原理图 (20)摘要本设计采用了AT89C51作为中心处理器，HC-SR04模块进行超声波方面的发生与感应。

然后介绍了总体的系统设计框图、思路及元件选型。

接下来，分硬件和软件两部分进行了设计的分析。

硬件方面首先构建了一单片机最小系统，然后集成各芯片完成设计。

软件方面通过外部中断，定时器中断等完成开发的子程序的调用。

《传感器实践》 课程设计任务书

小组成员 学号 姓名 1011070102 董彦彤 1011070106 何金峰 1011070117 王文涛 10110701 卢洋

题 目： 液位报警器的设计 指导教师： 职称： 理学院 小组成员分工及职责 姓名 董彦彤 学号 1011070102 分工及职责：整合资料，进行设计书的撰写

姓名 何金峰 学号 1011070106 分工及职责：绘制电路图，分析并审核方案

姓名 王文涛 学号 1011070117 分工及职责：负责网络上液位报警器资料收集及整理

姓名 卢洋 学号 1011070111 分工及职责：负责图书馆借阅相关书籍，液位传感器资料的整理 课程设计内容及要求 内容：电容式传感器进行液位测量，具有以下优点：低成本（即对于传感器有比较成熟的技术）、低功耗、高线性度、对应用场合的几何形状有较高的适应性。电容式液位传感器的工作原理取决于液体类型。对于导电液体，为了避免短路，两个传感器电极中至少有一个是绝缘的。在气-液分界面以下，液体表现为导体，因此，电容的电解质仅仅是绝缘电极。在气-液分界面以上，电解质就是绝缘电极与电极之间的空气，因而产生更小的电容。另一方面，对于非导电液体，电极不需要绝缘。在气-液分界面以下，电解质是液体（其介电常数高于空气）。而分界面以上，则是空气。对于两种类型的液体，随着液位的升高，在气液分界面以下的电极的面积也就增加，进而导致电容增大。液位报警器原理是通过微动开关为核心元件进行高低水位检测，当被测液体到达动作点时，输出高或低液位信号，当液位低到一定的位置是输出继电器开关信号,或者直接供电给报警器,从而实现对液位的报警功能。 要求：1、理论正确可靠，推算过程合理，利用软件分段修正减小了线性误差 2、结构简单，电路实现容易 3、液位检测装置性能稳定，检测可靠，测量精度达到1cm 4、需要对液位进行过高报警功能 进度安排:（共 11天） 起至日期 工作内容 备注 2013.1.7-1.10 准备资料 网络和书籍文献分开

xxxx学院传感器课程设计红外感应灯院系：电气工程及其自动化班级：一班姓名： xx 学号： xxx目录一，课程设计的目的∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙1二，概述∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙2三，正文∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙2（1），课程设计的题目∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙2（2），电路原理图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3（3），电路原理说明∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3（4），电路组成说明∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙3（5），制作加工的元器件∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4（6），调整与测试∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙4（7），实物图∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5四，心得体会和总结∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙5一、课程设计目的1.通过解决相关实际问题，以巩固、加深对常用传感器的认识和相关知识的理解，提高综合运用课程知识的能力。