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文档简介
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420mA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: 0150(MPa) 综合精度: 1.0%FS 输出信号: 420mA(二线制)、05V、15V、010V(三线制) 供电电压: 24DCV(936DCV) (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,20008 张国雄、沈生培.精密仪器电路.机械工业出版,19889 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)60,120,350,600,1000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 .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75100 mA ;5).横向效应与横向灵敏系数 图24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 单臂电桥: 半桥 , 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: 起始位:先发出一个逻辑”0”信号,表示传输字符的开始。 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。 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。 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。 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
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