传感器项目设计

郑州华信学院传感器项目设计课程名称TOC\o"1-5"\h\z专 业班 级姓 名一、 设计原因：目前，全国各地公路运输超重现象极为普遍。汽车厂家在对汽车设计过程中对其动力性、制动性、操纵稳定性、平顺性等进行综合考虑。然而，在汽车实际使用过程中，超重运输致使汽车安全性能难以保证，造成极大危害。据统计，全国每年70%的道路安全事故是由于超重超载引起的。所以为了减少道路安全事故的发生，减少汽车超重超载现象的发生刻不容缓。于是，设计出精密的检测汽车超重的仪器刻不容缓。二、 设计目的：为了减少汽车超重现象的发生，减少因汽车超重而引起的道路安全事故，需设计出一种重量检测装置，检测出所有超重车辆，把超重车辆指示或报告给道路管理部门，给以便制止超重汽车上路，从根本上解决汽车超重现象，从而减少道路安全事故的发生。三、 解决方案：根据压电传感器主要应用于行驶中称重，车辆分类统计，计轴数，测轴距，车速监测，闯红灯拍照，泊车区域监控，收费站地磅，交通信息采集和统计:道路监控）以及机场滑行道，设计出一种重力检测装置，将所测汽车的重量转化为电压信号，经过放大器放大，送入比较器进行比较，如果汽车重量超过公路所能承载能力，即所得电压信号大于设定电压值，则输出一个电压信号，并送入语音报警芯片，控制蜂鸣器发声，从而实现汽车超重报警的效果。四、总体方案五、设计思路:采用荷重传感器将被测汽车的质量转化为电压信号，经放大器改变电压信号倍数，以适应于雨标定值的比较。通过比较器，将汽车质量对应输出的电压信号于标定值进行比较，若输出的电压大于给定基准则产生一高电平信号，此高电平信号进入单片机一引脚，触发产生一脉冲信号，芯片通过喇叭发出预先烧录好的语音报警“此车超载”。即完成设计要求。六、设计原理：压电传感器的压电效应即：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，或称为电致伸缩现象。

七、设计步骤框图:八、压电传感器参数：量程规格：100、250、500、1000、2500、5000、7500、10000、12000KG过载能力：150%安全超载，500%极限超载测量精度：0.1%（线性误差）、0.1%（重复性）、0.1%（滞后）输出灵敏度：2mV/V±0.1%输出阻抗：700欧姆材质：AISI630（17-4PH）不锈钢工作温度：-20..+70°C防护等级：IP67，气密封装取得ATEX防爆认证

双应变桥路设计，高可靠性九、放大、比较环节Vout=-(Rf/Rin)*Vin放大器基本原理图Vout=（（R2/R1）+1）*Vin2、比较环节电压比较器是对两个模拟电压比较其大小（也有两个数字电压比较的，这里不介绍），并判断出其中哪一个电压高，如图1所示。图1（a）是比较器，它有两个输入端：同相输入端（“+”端）及反相输入端（“-”端），有一个输出端Vout（输出电平信号）。另外有电源V+及地（这是个单电源比较器），同相端输入电压司\，反相端输入VB。VA和VB的变化如图1（b）所示。在时间0〜11时，VA>VB；在t1〜t2时，VB>VA；在t2〜t3时，VA>VB。在这种情况下，Vout的输出如图1（c）所示：VA>VB时，Vout输出高电平（饱和输出）；VB>VA时，Vout输出低电平。根据输出电平的高低便可知道哪个电压大。

*xrr■Al*xrr■Al这门课程，加深了对其他类型传感器学习的兴趣。理论与通过对汽车超重检测仪器的设计，使我们对压电传感器有了更深刻的认识，更加愿意主动了解《传感器与检测》这门课程，加深了对其他类型传感器学习的兴趣。