《测试与传感器应用》课程设计指导书.doc

测试与传感器应用课程设计任务书一、 设计内容：设计设计一个结构型压力传感器（敏感元件为电阻应变片，贴在弹性体上，感知流体输送管道压力）二、具体内容安排：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三、具体参数：（一）指标量 程: 0～150(MPa)  综合精度: 1.0%FS 输出信号: 4～20mA(二线制)、0～5V、1～5V、0～10V(三线制) 供电电压: 24DCV(9～36DCV) （二）完成的文件材料▲传感器装配图1张（A2或A3幅面）；▲电路图1张（A1或A2幅面）；▲撰写设计说明书1份四、进度安排：▲ 6月16日、17日、18日：阅读文献材料、拟出智能压力传感器设计方案；▲ 6月19、20、21、22、23日：完成传感器装配图绘制，确定所有参数；▲ 6月24日至6月26日：完成传感器电路图；▲ 6月27日至6月28日：完成设计计算说明书五、参考文献：[1] 强锡富主编，传感器，机械工业出版社[2] 唐贤远，传感器原理及应用，成都电子科技大学出版社[3] 严钟豪等，非电量电测技术，机械工作出版社[4] 陈桂生，微弱信号检测，中央广播电视大学出版社[5] 雷丽文等，微机原理与接口技术，电子工业出版社[6] 周泽存等，检测技术，机械工业出版社[7] 张国雄 金篆芷.测控电路.机械工业出版，2000[8] 张国雄、沈生培.精密仪器电路.机械工业出版，1988[9] 李新民.单片微型计算机原理及应用.北京航空航天大学出版社具体步骤：一.机械结构设计1.应变片的贴片 布局综合考虑传感器灵敏度、温度误差、方便性等。

2.应变片的选型 根据应变的材料确定应变片，选取最具代表性的材料，安排好应变片的阻值1）.应变片的电阻值(R0)60,120,350,600,1000Ω等各种规格.2）.绝缘电阻敏感栅与基底之间电阻值,一般应大于1010 Ω.3）.灵敏系数(K)4）.允许电流 静态测量时，允许电流一般为25 mA ； 动态测量时，允许电流可达75～100 mA ；5）.横向效应与横向灵敏系数 图2—4横向效应3.应变片的受力设计主要应用材料力学知识找出贴片的最佳位置，一般选择受力最大处4.压力传感器的机械结构设计a.膜片式如图1b.筒式如图2c.组合式图2 筒式压力传感器如图35.应变片灵敏度计算二.信号测量电路和放大电路1.直流电桥图3 组合式压力传感器图1 膜片式压力传感器2.交流电桥3.电桥灵敏度计算① 单臂电桥： ② 半桥 ， ③ 全桥 ，三.信号转换和显示电路1.AD转换芯片08092.LED或LCD显示3.RS232串行接口协议/串口通信1．异步通信及其协议异步通信以一个字符为传输单位，通信中两个字符间的时间间隔是不固定的，然而在同一个字符中的两个相邻位代码间的时间间隔是固定的。

传送一个字符的信息格式：规定有起始位、数据位、奇偶校验位、停止位等，其中各位的意义如下：① 起始位：先发出一个逻辑”0”信号，表示传输字符的开始② 数据位：紧接着起始位之后数据位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符通常采用ASCII码从最低位开始传送，靠时钟定位③ 奇偶校验位：数据位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验数据传送的正确性④ 停止位：它是一个字符数据的结束标志可以是1位、1.5位、2位的高电平 ⑤ 空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有数据传送波特率：是衡量数据传送速率的指标表示每秒钟传送的二进制位数例如数据传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位，则其传送的波特率为10×120＝1200字符/秒＝1200波特4.压力传感器灵敏度计算5.精度校核。