电子式压力式{传感器

1、成绩评定:传感器技术课程设计目电子式压力式传感器摘要一、压力式传感器的背景压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通 常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质， 当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效 应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受 到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应， 这就是所谓的极 化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压电传感器。压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器 不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷， 只有在回路具 有无限大

2、的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力.关键词：压力 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark3 o Current Document 一、设计目的1 HYPERLINK l bookmark5 o Current Document 二、设计任务与要求2设计任务2设计要求2 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 三、设计步骤及原理分析3设计方法 3设计步骤4设计原理分析 5四、课程设计小结与体会11 HYPERLINK l bookmark9 o Current Docum

3、ent 五、参考文献12一、设计目的：图1是压力传感器在全自动洗衣机中的应用实例。 如图所示，利用气 室，将在不同水位情况下水压的变化，作为空气压力的变化检测出来， 从而可以在设定的水位上自动停止向洗衣机注水。图1压力传感器在全自动洗衣机中的应用二、设计任务与要求设计任务设计要求.实现基本功能.画好电路图.完成设计报告、设计步骤及原理分析图1电子玉力传感器模型设计方法：图1为PS压力传感器的截面结构图，图2为其传 感器部分的结构。如图所示，在压力传感器半导体硅片上有一层扩散 电阻体，如果对这一电阻体施加压力，由于压电电阻效应，其电阻值 将发生变化。受到应变的部分，即膜片由于容易感压而变薄，为了

4、减 缓来自传感器底座应力的影响，将压力传感器片安装在玻璃基座上。仆）加刷如图2 (b)所示，当向空腔部分加上一定的压力时，膜片受到一定程度的拉伸或收缩而产生形变。压电电阻的排列方法如图3所示，受 到拉伸的电阻R2和R4的阻值增加；受到压缩的电阻 R1和R3阻值减小图三实际上在生成扩散电阻体时，由于所形成的扩散电阻体尺寸大小的不 同和存在杂质浓度的微小差异，因此总是有某个电压值存在。压力为 零时，R1=R2=R3=R4=R,我们把加上一定压力时 R1、R2电阻的变 化部分记作AR;相应R3、R4电阻的变化部分记作-AR,于是AV= RI。这个V相对压力呈现几乎完全线性的特性，只是随着温度的变化而

5、 有所改变。3. 2电路图设计压力传感器的外围电路设计实例，图中用恒压源来驱动压力传感器由于桥路失衡时的输出电压比较小， 所以必须用运放IC1b和IC1C来 进行放大。图中VR1为偏置调整，VR2为压力灵敏度调整，VR3为没 有加压时输出电压调整，C1、C2用于去除噪声。另外，如果电源电 压波动的话，将引起输出电压的变化，所以必须给电路提供一个稳定 的电源。3.3电路仿真G而U1:二二二 II tiQ|y a 二|尸上:中：十:3 326 V5Multimeter. *3.91V一：uf四.心得体会传感器技术是一门理论性和实践性都很强的专业基础课，也是一门综合性的技术基础学科，它需要数学、物理

6、学、电子学、力学、机械等 知识，同时还要掌握各种物理量的变换原理、各种静态和动态物理量（如力、振动、噪声、压力和温度等）的测定，以及实验装置的设计 和数据分析等方面所涉及的基础理论。在做此次实验前，我把老师所 讲的传感器教材通读了 一遍，对传感技术有了 一定得了解。因为在这 之前，没有接触过类似的课程设计，所以这次实验，我感觉有些困难。 传感技术是一门综合性的课程知识， 想做好这次实验，必须要有较好 的理论知识，只有熟悉了这些们课程才能真正的完成这次实验。 首先， 是电路图的设计，要明白传感器的原理及在电路中的作用是什么。虽然最终设计出的电路图不是很复杂，但是也是几经周折。其次，是在 mult

7、isim中连接电路元件，让我进一步得熟悉了这个软件的功能，并 能运用自如。因此，就一次一次的调试，改变电阻的阻值，以及滑动 变阻器的阻值，最终把结果调试出来了。通过这次传感器技术的实验，使我学到了不少实用的知识，更重要的是, 做实验的过程，思考问题的方法，这与做其他的实验是通用的，真正使 我们受益匪浅.在这次实验的过程中我们要培养自己的独立分析问 题，和解决问题的能力。在调试电路图的过程中，要自己学会思考。 最后，通过这次实验我不但对理论知识有了更加深刻的理解，更加增强了我的综合能力。使我们整体对各个方面都得到了不少的提高让我们得到更好的锻炼。五、参考文献1邱关源.电路M.北京：高等教育出版社（第四版）,1999摘要：本书主要内容有：电路模型和电路定律、电阻定律的等效变换， 电阻电路的一般分析、电路定律。含有运算放大器的电阻电路、一阶 电路、二阶电路、向量法、正弦稳态电路的分析，含有耦合电感的电 路、三相电路等等。2胡汉才.单片机原理及其接口技术M.北