《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