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压力传感器论文压电传感器论文一种用于压力传感器的温度控制系统设计摘要:针对SiC高温MEMS压力传感器易受温度影响,产生零点漂移、测量误差增大等问题,设计了一种温度控制系统,根据科恩-库恩公式建立了系统的数学模型,采用参数自整定PID控制算法,克服了纯PID 控制有较大超调量的缺点,实现了一个温度控制系统。
利用Matlab仿真软件的Similink模块建立系统的仿真模型,通过仿真和测试验证系统满足设计要求。
解决了大温度范围下压力传感器难以补偿的问题,使得压力传感器在高温环境下的应用得以实现,提高了压力传感器的稳定性。
关键词:MEMS; 压力传感器; 温度控制; 零点漂移Design of Temperature Control System for Pressure Sensors GUO Jiang(College of Information Engineering, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China) Abstract: A temperature control system for the SiC MEMS pressure sensor is designed as the pressure sensor is susceptible to high temperature, and easy to result in zero drift, and measurement error increase. A mathematical model for the system is established according to Cohen-Coon formula. And finally a temperature control system is achieved with theparameter self-tuning PID control algorithm to overcome the shortcoming of a large overshoot adjustment of pure PID control. The Similink module simulation model was set up by the Matlab Simulation software system. The simulation and testing verifies that the system can meet the design demands. The pressure sensor is hard to be compensated within a large temperature range is solved, with which the application of the pressure sensor in high temperature environments is achieved and the stability of the pressure sensor is improved.Keywords: MEMS; pressure sensor; temperature control; zero drift0 引言在微电子器件领域,针对SiC器件的研究较多,已经取得了较大进展,而在MEMS领域针对SiC器件的研究仍有许多问题亟待解决。
传感器随着信息化时代的到来，信息科学技术飞速发展，传感器作为信息技术的重要组成部分，其发展水平标志着一个国家的科学技术发展的水平，成为信息时代的焦点。
各类传感器在已经广为应用于生产生活的方方面面，传感器作为现代科技的前沿技术，被认为是现代信息技术的三大支柱之一，也是国内外公认的最具有发展前途的高技术产业和朝阳产业。
一、传感器的作用与地位信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展，都需要在传感器的开发方面有相应的进展。
微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。
随着这些系统能力的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。
传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组成，其重要性变得越来越明显。
人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。
而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。
为适应这种情况，就需要传感器。
因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。
“没有传感器技术就没有现代科学技术”的观点现在已为全世界所公认。
科学技术越发、自动化程度越高，对各种传感器的需求越大。
传感器的输入通常是各种外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），输出信号通常是电量。
它便于传输、转换、处理、显示等。
电量有很多形式，如电压、电流、电阻、电容等，输出信号的形式由传感器的原理确定。
传感器已广泛应用于航天、航空、国防科研、信息产业、机械、电力、能源、交通、冶金、石油、建筑、邮电、生物、医学、环保、材料、灾害预测预防、农林、渔业生产、食品、烟酒制造、机器人、家电等诸多领域,可以说几乎渗透到每个领域。
传感器其发展历史可以追溯到17世纪初，从伽利略发明温度计开始，人们就已开始温度进行测量。
而真正把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝发明的，这就是后来的热电偶传感器。
五十年以后，另一位德国人西门子发明了铂电阻温度计。
压力传感器论文班级：电子092姓名：李志华学号：2009131018指导教师：齐怀琴--------------------------可以编辑的精品文档，你值得拥有，下载后想怎么改就怎么改---------------------------摘要随着计算机技术的不断发展，信息处理技术也在不断发展完善。
但作为提供信息的传感器，它的发展相对于计算机的信息处理功能来说就落后了。
这使得自动检测技术受到影响，而检测技术是人类认识世界和改造科技不可少的重要手段压电式压力传感器原理基于压电效应。
压电效应是某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。
当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。
当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。
相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。
压电式压力传感器的种类和型号繁多，按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。
膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。
压电元件支撑于本体上，由膜片将被测压力传递给压电元件，再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。
这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。
现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。
关键字：零点漂移，灵敏度温漂，压力传感器--------------------------可以编辑的精品文档，你值得拥有，下载后想怎么改就怎么改---------------------------引言：传感器技术在当代科技领域中占有十分重要的地位，是21世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点，在国外各发达国家都将传感器技术视为现代高新技术发展的关键。
从20世纪80年代起，日本就将传感器技术列为优先发展的高打捞技术之首，美国等西方国家也将传感器的基本知识列为国家科技和国防技术发展的重点内容。
传感器的原理及其应用1. 介绍本文将介绍传感器的原理和其在各个领域的应用。
传感器是一种用于检测和测量环境中各种物理量的设备。
它们广泛应用于工业、医疗、环境保护、军事等领域。
本文将首先介绍传感器的工作原理，然后详细讨论传感器在不同领域的应用。
2. 传感器的工作原理传感器的工作原理基于各种物理现象，如光电效应、热敏效应、压电效应等。
以下是几种常见的传感器工作原理：2.1 光电传感器光电传感器利用光电效应测量光的强度和特性。
当光照射到光电传感器上时，光会激发光电元件内的电子，产生电流。
通过测量电流的大小，可以得知光的强度和特性。
光电传感器广泛应用于自动化控制、安防和光通信等领域。
2.2 温度传感器温度传感器根据物质的热敏性质来测量温度。
常见的温度传感器包括热电偶和热电阻。
热电偶利用两种不同金属的电极在不同温度下产生电势差，从而测量温度。
热电阻则根据电阻值随温度变化的特性来测量温度。
温度传感器广泛应用于气象、工业过程控制和家用电器等领域。
2.3 压力传感器压力传感器用于测量压力的大小。
它们通过将压力转化为力或位移，再测量这些参数来得知压力。
常见的压力传感器包括电阻应变式传感器和压电传感器。
电阻应变式传感器根据压力引起的电阻变化来测量压力。
压电传感器则利用压电效应，将压力转化为电荷来测量压力。
压力传感器广泛应用于工业自动化、汽车、航空航天等领域。
2.4 气体传感器气体传感器用于检测环境中的气体浓度。
常见的气体传感器包括气敏传感器和红外线传感器。
气敏传感器基于物质与气体之间的化学反应来测量气体浓度。
红外线传感器利用气体对红外线的吸收特性来测量气体浓度。
气体传感器广泛应用于空气质量监测、工业过程控制和燃气检测等领域。
3. 传感器的应用传感器在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个领域中传感器的应用示例：3.1 工业控制在工业控制中，传感器被用于监测和控制生产过程中的各种参数。
例如，温度传感器可用于监测设备和物料的温度，以确保生产过程的稳定性。
压力传感器的原理及应用论文摘要本论文主要介绍了压力传感器的原理、种类和主要应用。
首先，我们将介绍压力传感器的工作原理，包括压力对传感器的影响以及常见的压力传感器技术。
接下来，我们将讨论压力传感器的主要应用领域，包括工业自动化、医疗设备、汽车工业和航空航天等。
最后，我们将总结压力传感器技术的发展趋势和未来的研究方向。
引言压力传感器是一种用于测量和监测压力变化的装置。
它们在现代工业和科学领域中有着广泛的应用，从汽车工业到航空航天，从医疗设备到环境监测等。
本论文旨在介绍压力传感器的原理和应用，以便读者对该领域有更深入的了解。
压力传感器的工作原理压力传感器是利用一系列物理或机械效应来测量压力的设备。
以下是一些常见的压力传感器原理：1.电阻式压力传感器：电阻式压力传感器利用压力对电阻值的影响来测量压力。
当压力施加在敏感元件上时，电阻值会发生变化，通过测量电阻值的变化，可以确定压力的大小。
2.压力传感器基于微机电系统（MEMS）的原理：这种压力传感器使用微小的机械结构和敏感元件来测量压力变化。
当压力施加在微机械结构上时，结构的变形将导致电信号的变化，通过测量电信号的变化，可以确定压力的大小。
3.压电式压力传感器：压电式压力传感器利用压电效应来测量压力变化。
当压力施加在压电元件上时，它们会产生电荷积累，通过测量电荷的变化，可以确定压力的大小。
压力传感器的种类根据测量范围和应用需求的不同，压力传感器可以分为多个种类。
以下是几种常见的压力传感器类型：1.绝对压力传感器：绝对压力传感器可以测量相对于真空的绝对压力。
它们通常用于气象监测和高空应用等。
2.相对压力传感器：相对压力传感器可以测量相对于环境压力的相对压力。
它们通常用于工业自动化、流体控制和汽车工业等。
3.差动压力传感器：差动压力传感器可以测量两个压力之间的差异。
它们通常用于流体流量测量和液位测量等。
4.密封式压力传感器：密封式压力传感器具有高防尘和防水性能，适用于恶劣环境下的应用。
《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》篇一一、引言随着科技的进步和人们对健康监测的日益关注，柔性压力传感器因其良好的人体适应性、可穿戴性和灵敏度而成为研究的热点。
柔性压力传感器不仅可以应用于医疗健康、体育训练等领域的实时监测，还可用于人机交互、智能机器人等新兴领域。
本文将重点探讨柔性压力传感器的设计原理、制作方法及其在人体运动监测方面的应用研究。
二、柔性压力传感器设计原理与制作方法1. 设计原理柔性压力传感器主要依赖于材料的压阻效应和电容效应进行工作。
当传感器受到压力时，其电阻或电容值会发生变化，通过测量这一变化，可以推算出所受压力的大小。
此外，柔性材料的使用使得传感器能够适应各种弯曲和拉伸的形态，提高了其在实际应用中的适应性。
2. 制作方法（1）材料选择：选用导电性良好、机械性能强的柔性材料，如导电聚合物、纳米线等。
（2）工艺流程：通过光刻、喷墨打印等工艺将导电材料制成一定形状的图案，再与其他柔性基材进行复合，形成完整的传感器结构。
（3）性能测试：对制作好的传感器进行灵敏度、稳定性、耐久性等性能测试，确保其满足使用要求。
三、人体运动监测应用研究1. 运动监测原理通过在人体表面粘贴或穿戴柔性压力传感器，实时监测肌肉活动时产生的微小压力变化。
通过信号处理和数据分析，可以得出运动过程中的肌肉活动状态、运动强度等信息。
2. 实际应用场景（1）医疗健康：用于运动员的肌肉疲劳监测、运动员的康复训练等。
通过实时监测运动员的肌肉活动状态，为其提供科学的训练建议和康复方案。
（2）体育训练：用于运动员的动作分析、技术评估等。
通过分析运动员在训练过程中的动作数据，帮助教练员更好地了解运动员的技术特点和不足之处，从而制定针对性的训练计划。
（3）人机交互：将柔性压力传感器应用于智能手套、智能服装等可穿戴设备中，实现人与机器之间的自然交互。
例如，通过手势识别控制智能家居设备、与虚拟环境进行互动等。
四、结论与展望柔性压力传感器因其良好的人体适应性、可穿戴性和灵敏度在人体运动监测方面具有广阔的应用前景。
压力传感器在工业自动化中的应用自动化技术的发展为工业生产带来了巨大的变革。
在工业生产过程中，压力传感器作为一种重要的传感器设备，被广泛应用于各种领域。
本文将探讨压力传感器在工业自动化中的应用。
1. 压力传感器的原理和分类压力传感器是一种能够将压力信号转换为电气信号的设备。
其原理大致可以分为电阻式、电容式和压电式等。
根据测量范围和测量介质的不同，压力传感器还可以分为绝对压力传感器、相对压力传感器和差压传感器等多种类型。
2. 压力传感器在液压系统中的应用液压系统是工业自动化中常见的控制系统之一。
压力传感器在液压系统中的应用主要体现在压力监测和控制方面。
通过安装压力传感器，可以实时监测液压系统中的压力变化，从而判断系统的工作状态，并根据需求进行相应的控制。
例如，在液压油缸中安装压力传感器，可以实时监测油压波动，保证系统的稳定运行。
3. 压力传感器在气动系统中的应用气动系统与液压系统类似，同样是工业自动化中常见的控制系统。
压力传感器在气动系统中的应用主要涉及对气压的控制和监测。
通过安装压力传感器，可以实时监测气体系统中的压力变化，并对气体流量进行调节。
例如，在气动输送系统中，通过安装压力传感器，可以根据物料需要的压力变化，自动调整气体流量，从而保证物料的顺利输送。
4. 压力传感器在加工制造过程中的应用在加工制造过程中，压力传感器起到了关键作用。
它可以用于材料加工过程中对压力的监测和控制。
通过监测材料加工过程中的压力变化，可以及时掌握材料的状态，确保产品质量和生产效率。
例如，在塑料注塑过程中，通过安装压力传感器，可以实时监测注塑机的注射压力，以保证塑料制品的质量。
5. 压力传感器在环境监测中的应用环境监测是指对室内外空气质量、水质、音、光等各种环境参数进行监测和评价的活动。
其中，压力传感器广泛应用于大气压力的监测。
通过安装压力传感器，可以实时获取大气压力数据，了解环境的变化。
在气象、气候研究等领域，压力传感器的应用对于准确的气象预测和环境评估至关重要。
压力传感器的典型应用说起压力传感器，那可是个顶个的能手，在工业里头，它们就像是那些个不起眼却又无比重要的小角色，发挥着大大的作用。
你要是走进一个现代化的工厂，那儿的角角落落，都能瞧见它们的身影。
就说我这回吧，跑到一个水电站去，人家工程师领着我去参观，说是要让我见见世面。
咱们进了那主控室，一眼望去，满墙都是花花绿绿的仪表盘，中间就夹杂着好些个压力传感器。
工程师拍拍我的肩膀，一脸自豪地说：“你瞧瞧，这就是咱们的水力发电心脏，这压力传感器就是守护这心脏的哨兵。
”他还告诉我，水电站里头的水轮机、管道，都需要精确控制压力，才能安全高效地发电。
那些传感器就像是敏锐的耳朵，听着水流的每一个细微变化，再反馈到控制系统里头，自动调节，保证发电的稳当。
我听他说得这么热闹，就问道：“那你们这儿压力传感器是不是都挺贵的？”工程师听了，哈哈大笑：“可不是嘛，贵是贵了点，但你说，命重要还是钱重要？没了这些传感器，万一哪个地方压力超标了，出了事故，那可不是闹着玩的。
”我一想，也是，这些传感器就像保险栓，平时不起眼，关键时刻能救命。
接下来，我又跑到了一家石化厂，嘿，那儿压力传感器的数量比水电站还要多。
工人们说，石化生产里头，那温度和压力，可都是高温高压，一不小心就可能爆炸。
传感器们就像是工厂的守护神，时时刻刻盯着这些危险的家伙，一旦发现不对劲，立刻报警，让人能及时处理。
我听得心惊胆战，但又不得不佩服这些小小传感器的神通广大。
还有一次，我去参观了一家汽车公司，你猜怎么着？连汽车里头也离不开压力传感器。
现在的汽车啊，都是智能化、电子化，啥都得靠传感器来感知。
车里头，刹车系统、悬挂系统，都离不开它们。
我问一个工程师：“要是传感器坏了，会怎么样？”他笑着摇摇头：“那可不得了，刹车失灵、悬挂出问题，这开出去不就是个定时炸弹嘛。
”我听得脊背发凉，心里头对这些传感器那是更加敬畏了。
不仅如此，我还听说，连咱们日常用的空调、冰箱里头，都有压力传感器的身影。
压力传感器技术在工业自动化中的应用在现代工业自动化中，压力传感器技术起着至关重要的作用。
它不仅可以实时监测和测量各种工业过程中的压力变化，还能够提供准确可靠的数据，帮助企业实现高效生产和设备维护。
本文将探讨压力传感器技术在工业自动化中的应用，并讨论其对企业的重要性。
压力传感器是一种能够感知压强变化并将其转化为电信号输出的专用传感器。
它的工作原理是通过测量压力作用在其敏感元件上的力，然后将力的大小转换为电信号。
这种电信号可以用于监测和控制各种工业过程，包括流体力学、气体流动、材料加工等。
首先，压力传感器技术在流体力学领域中发挥着重要的作用。
在液压系统中，压力传感器可以监测液压系统的压力，为系统的运行提供关键的反馈信号。
通过实时监测液压系统的压力变化，企业可以及时发现系统故障或压力异常，避免设备损坏或生产中断。
同时，压力传感器还可以用于测量流体管道中的压力，帮助企业掌握流体的流动状态，从而优化系统的运行效率。
其次，压力传感器技术在气体流动领域中也有广泛的应用。
无论是在天然气管道、空调系统还是燃气热水器中，压力传感器都扮演着重要的角色。
它可以实时监测气体的压力变化，向设备发送信号进行调节，保证气体流动的稳定性和安全性。
对于企业来说，具备良好的气体流动控制系统不仅可以提高生产效率，还能够降低生产成本和风险。
此外，压力传感器技术在材料加工领域中也有广泛应用。
在金属加工、塑料加工等过程中，精确的压力控制是确保产品质量和生产效率的关键因素。
借助于压力传感器技术，企业可以实时监测和调节加工设备的压力，确保材料的加工过程中保持稳定的力度和速度，从而获得更高质量的成品。
此外，压力传感器还能够检测材料加工过程中的异常压力，帮助企业及时发现并解决问题，提高设备的可靠性和寿命。
综上所述，压力传感器技术在工业自动化中的应用不可小觑。
它在流体力学、气体流动和材料加工等领域中发挥着重要的作用，为企业提供了实时的压力监测和控制手段。
传感器的应用压力传感器姓名：白智伟学号：2011081403班级：2011级电本2班压力传感器摘要：压力传感器以stc11f04e单片机为中心控制系统. 主要由弹性体、电阻应变片电缆线等组成，内部线路采用惠更斯电桥，当弹性体承受载荷产生变形时，电阻应变片受到拉伸或压缩应变片变形后，它的阻值将发生变化，从而使电桥失去平衡，产生相应的差动信号，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号，然后用放大器将此信号放大。
用双积分型A/D转换电路转换，将转变的数字量经单片机处理。
最后由LCD将其显示。
关键词：stc11f04e；传感器；双积分型A/D转换电路。
一．系统设计1.总体设计思路:本设计主要由压力传感器，运算放大器，双积分型A/D转换电路，单片机，LCD显示屏构成。
总体框架如下图1。
图1总体电路框图二.各个单元电路设计1.压力传感器的设计采用电阻应变式压力传感器。
是由电阻应变片组成的测量电路和弹性敏感元件组合起来的传感器。
当弹性敏感元件受到压力作用时，将产生应变，粘贴在表面的电阻应变片也会产生应变，表现为电阻值的变化。
这样弹性体的变形转化为电阻应变片阻值的变化。
把 4 个电阻应变片按照桥路方式连接，两输入端施加一定的电压值，两输出端输出的共模电压随着桥路上电阻阻值的变化增加或者减小。
一般这种变化的对应关系具有近似线性的关系。
找到压力变化和输出共模电压变化的对应关系，就可以通过测量共模电压得到压力值。
2.输入放大电路的设计由于所测出的微压力传感器两端的电压信号较弱，所以电压在进行A/D 转换之前必须经过放大电路的放大。
输入放大的主要作用是提高输入阻抗和，本设计采用OP07集成运算放大器构成同相比例放大电路，以提高电路的输入阻抗，以达到设计要求。
3.双积分式A/D转换器的设计A／D转换电路是数据采集系统中的重要部分，也是计算机应用系统中一种重要的功能接口。
目前市场上有两种常用的A／D转换芯片，一类是逐次逼近式的，如AD1674，其特点是转换速度较高，功率较低。
另一类是双积分式的，如ICL7135，其特点是转换精度高、抗干扰能力强。
但高位数的A／D转换器价格相对较高。
本文介绍的一种基于单片机的高精度、双积分型A／D转换电路，具有电路体积小、成本低、性价比高、结构简单、调试容易和工作可靠等特点，有很好的实际应用价值。
4.显示电路本设计采用点阵式液晶显示器（LCD）显示。
液晶显示器显示功能强大，可显示各种字体的数字、图像，还可以自定义显示内容，增加了显示的美观性与直观性。
最重要的是提供了友好的人机界面。
三.理论分析及计算1.压力传感器主要组成部分及基本电路一、电阻应变片电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。
他的一个重要参数是灵敏系数K。
我们来介绍一下它的意义。
设有一个金属电阻丝，其长度为L，横截面是半径为r的圆形，其面积记作S，其电阻率记作ρ，这种材料的泊松系数是μ。
当这根电阻丝未受外力作用时，它的电阻值为R：R = ρL/S（Ω）（2—1）当他的两端受F力作用时，将会伸长，也就是说产生变形。
设其伸长ΔL，其横截面积则缩小，即它的截面圆半径减少Δr。
此外，还可用实验证明，此金属电阻丝在变形后，电阻率也会有所改变，记作Δρ。
对式（2--1）求全微分，即求出电阻丝伸长后，他的电阻值改变了多少。
我们有：ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S –ΔSρL/S2 （2—2）用式（2--1）去除式（2--2）得到ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L –ΔS/S （2—3）另外，我们知道导线的横截面积S = πr2，则Δs = 2πr*Δr，所以ΔS/S = 2Δr/r （2—4）从材料力学我们知道Δr/r = -μΔL/L （2—5）其中，负号表示伸长时，半径方向是缩小的。
μ是表示材料横向效应泊松系数。
把式（2—4）（2—5）代入（2--3），有ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L=（1 + 2μ（Δρ/ρ）/（ΔL/L））*ΔL/L= K *ΔL/L （2--6）其中K = 1 + 2μ +（Δρ/ρ）/（ΔL/L）（2--7）式（2--6））说明了电阻应变片的电阻变化率（电阻相对变化）和电阻丝伸长率（长度相对变化）之间的关系。
需要说明的是：灵敏度系数K值的大小是由制作金属电阻丝材料的性质决定的一个常数，它和应变片的形状、尺寸大小无关，不同的材料的K值一般在1.7—3.6之间；其次K值是一个无因次量，即它没有量纲。
在材料力学中ΔL/L称作为应变，记作ε，用它来表示弹性往往显得太大，很不方便常常把它的百万分之一作为单位，记作με。
这样，式（2--6）常写作：ΔR/R = Kε (2—8二、弹性体弹性体是一个有特殊形状的结构件。
它的功能有两个，首先是它承受称重传感器所受的外力，对外力产生反作用力，达到相对静平衡；其次，它要产生一个高品质的应变场（区），使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应变枣电信号的转换任务。
以托利多公司的SB系列称重传感器的弹性体为例，来介绍一下其中的应力分布。
设有一带有肓孔的长方体悬臂梁。
肓孔底部中心是承受纯剪应力，但其上、下部分将会出现拉伸和压缩应力。
主应力方向一为拉神，一为压缩，若把应变片贴在这里，则应变片上半部将受拉伸而阻值增加，而应变片的下半部将受压缩，阻值减少。
下面列出肓孔底部中心点的应变表达式，而不再推导。
ε = （3Q（1+μ）/2Eb）*（B（H2-h2）+bh2）/ （B（H3-h3）+bh3）（2--9）其中：Q--截面上的剪力；E--扬氏模量：μ—泊松系数；B、b、H、h—为梁的几何尺寸。
需要说明的是，上面分析的应力状态均是“局部”情况，而应变片实际感受的是“平均”状态。
三、检测电路检测电路的功能是把电阻应变片的电阻变化转变为电压输出。
因为惠斯登电桥具有很多优点，如可以抑制温度变化的影响，可以抑制侧向力干扰，可以比较方便的解决称重传感器的补偿问题等，所以惠斯登电桥在称重传感器中得到了广泛的应用。
因为全桥式等臂电桥的灵敏度最高，各臂参数一致，各种干扰的影响容易相互抵销，所以称重传感器均采用全桥式等臂电桥。
最普遍的电子秤是使用桥式压力传感器实现的，压力传感器的输出电压直接与放在其上的重量成比例。
图2示出了典型的称重电桥；它是一个具有至少两个可变桥臂的4电阻结构的电电桥，其中由所称重量引起的电阻变化可产生一个叠加在2.5 V（电源电压的一半）共模电压之上的差分电压。
典型的电电桥通常使用300Ω的电阻器。
图2 压力传感器的基本电路2.双积分式A/D转换电路如图3所示，运放A1、R、C构成积分电路，C常取0．22μF的聚丙烯电容，R常取500kΩ左右，A2是电压跟随器，为电路提供稳定的比较电压，运放A3作为电压比较器，保证A／D转换电平迅速翻转，CD4051是多路选择开关，单片机P1．0、P1．1、P1．2作为输出端口，控制其地址选择端A、 B、C选择不同的通道输入到积分器A1，U为将要进行A／D转换的模拟输入电压，Uin为积分器的输入电压，U0为比较电压，U1为基准电压，为使A／D 转换结果具有更高的精度，基准电路应该提供精确的电压，建议使用精度为1％的精密电阻，单片机使用89C51，其内部定时器T0为积分电路提供精确的时间定时，计数器T1用来记录反向积分时间，INT0用来检测比较器电平变化。
所需测量的模拟输入信号和零点参考电压以及基准电压接到多路选择开关的输入端，通过单片机中的程序控制，轮流选择接入各路输入信号，通过积分电路分别和固定电压进行定时或定值积分，积分电路的输出信号作为比较器的输入信号与比较电压进行比较，当比较器输出翻转信号时，CPU计数器停止计数，从而获得零点参考电压的计数值，对这个数据进行处理计算后，完成A／D转换。
2转换过程为了给积分电路提供积分零点，在系统上电阶段，积分电路先接通GND，待比较器输出为低电平时，再对积分电路进行一段时间的放电，以使得积分电容零电荷。
因此双积分电路的工作过程分为三个阶段：(1 清零阶段：当比较器输出低电平时，积分电容上聚集了大量电荷，必须对其放电为后续的A／D转换提供精确的零起始点。
即对U0进行定值积分，由由此可见放电时间根据U0、U1、R、C具体值而定。
(2积分阶段：对模拟输入电压Uin进行固定时间积分，积分时长T1，由A／D的精度决定，精度越高积分时间越长，此阶段积分器的输出电压3比较阶段：对模拟输入电压进行定时积分后，再对零电平进行反向积分直到比较器的输出发生翻转，此阶段积分器输出电压为由比较器原理得U10=U1，由此可得其中T1、U0、R、C、U1均为常数，即对零电平的积分时间T0与模拟输入电压U成正比，T0即为所求值。
具体转换波形如图4所示。
3.放大电路高精度低漂移运算放大器构成差动放大器。
差动放大器具有高输入阻抗，增益高的特点，利用OP07 做成一个差动放大器。
如下图5。
图5 OP07差动放大器4.电路特点分析由上述分析可知，模拟电压U大于基准电压U1时，在对模拟电压U定时积分后对零电平进行定值积分，波形图如图4所示。
而当模拟电压U小于基准电压U1时，在对模拟电压U定时积分后应对U0进行定值积分，只需在软件设计上加以区别或提供负值的基准电压即可。
本电路充分利用了单片机成本低廉、可靠性高的优势，主要元件仅仅为一个单片机89C5 1、一个多通道模拟开关CD4051、一个四运放LM324，因而结构简单，性价比高。
实际应用表明，此双积分型A／D转换器的特点是工作性能稳定并且抗干扰能力比较强，但从原理分析可知，该电路存在固有的延迟，因此不适合采集连续快速变化的信号。
45.提高A／D转换精度的方法1、扩大计数器容量由于计数器工作方式时的计数脉冲，如：周期为1O，而计数器只有8位，因此必然会产生积分器计数器溢出的情况。
因此必须在RAM中指定某个单元为计数值的高位存放单元，把计数器内的溢出值不断累加到该单元内。
这相当扩大了计数器的容量，相应提高了A／D转换的分辨率。
2、提高计数时钟频率在采样时间保持不变的情况下，提高计数时的时钟频率也可使分辨率增加。
3、延长采样周期：这是在牺牲时间的前提下提高分辨率，只适用于静态称量的电子衡器，如果采样时间太长，将使秤反应迟钝。
四．软件设计软件流程：五.系统测试测试结果分析对于微压力传感器，在电路设计时只需选择合适的降压电阻，通过A/D 转换器直接将电阻上的电压转换为数字信号即可，电路调试及数据处理都比较简单。
电路在实际测量中存在一定的误差，主要是由于温漂和一些外部干扰造成的，见表1。
表1 测量数据由压力传感器产生电压与放大器形成电压回路，从而在取样电阻上产生一定压降，并将此电压值输入到放大器OP07 的 3 脚。
