2010传感器课程设计重点

2010传感器课程设计重点第一页，共24页。主要研究内容车速的测量

里程仪计数测档位(开关量)显示转向(开关量)的现实油位测量及显示采用89C2051单片机测控第二页，共24页。车速的测量测量背景车速的测量是整个车载显示仪表中最基本的环节，它的测量精度将影响到车程等其他量的测量。故对车速的测量要求比较高。传感器选取电涡流式传感器

霍尔式传感器

磁电感应式传感器

光电式传感器第三页，共24页。

霍尔线性器件的精度高、线性度好；霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高（可达μm级）。霍尔传感器结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。第四页，共24页。霍尔效应介绍第五页，共24页。测量原理及电路结构开关型霍尔集成传感器，永久磁铁安装在车轮的齿轮上（假设一个车轮N个齿）。ｆ＝n*N式中,n为车轮转速。

V=M*(2**R/N)其中M是T1记的脉冲数目第六页，共24页。里程计算里程的计算比较简单，在上面转速测量的基础上，我们已经得到了上一秒的速度，也就上一秒走的路程（设为S1）。将S1与从EEPROM中读出的里程S2相加，便得到到目前为止的小车行驶的总的路程第七页，共24页。转速测量及里程的控制结构

及显示电路第八页，共24页。控制结构（流程图）第九页，共24页。显示电路第十页，共24页。8255的作为89C51的输出端口。Ａ口输出实时的速度值B口作为里程的输出端C口控制LED灯的亮与灭，采用动态扫描的方法进行LED的显示第十一页，共24页。档位及转向开关设计控制结构（流程图）显示电路第十二页，共24页。控制结构第十三页，共24页。显示电路转向和六个档位作为八个中断源其中转向和档位1，2的优先级较高当INT0中断有效，检查转向左右和档位1,2，并执行相应的操作同理当INT1中断有效，检查档位3,4,5,6,并执行相应的操作。采用中断的方式可以很明显的提高效率。第十四页，共24页。油位测量显示设计方案比较

（1）板模式压力传感器

（2）光电池测油位

（3）杠杆式浮子油位测量第十五页，共24页。板模式压力传感器测量原理：，P是油箱底部的压强，是汽油的密度，g为重力加速度，h为油箱内汽油的高度根据油箱内汽油的变化，导致P的变化，P的变化直接影响了应变片的变形程度，进而改变应变片的阻值的变化我们再根据测量电路测出阻值的变化，得出压强及高度h的变化，最终得出油箱内的油位第十六页，共24页。方案优点：相对而言测量精度比较高，而且采用电桥测量电路消除了温度带来的误差。方案缺点：由方案的设计我们可以发现，此方案对于盒子的安装要求比较高，要求盒子要密闭，一旦盒子有所损坏会引起事故。第十七页，共24页。光电池测油位测量原理：在油箱的顶部安装相应波长的发光二极管。将上图的光电池元件固定在油箱的底部。随着油位的降低光线穿过的液体的厚度减少，光线被吸收的部分减少，从而光电池接受到的光强增强，光电池对外的输出电压变大。外部电路通过检测电压的高低，从而显示相应的油位1为玻璃2为光电导层，3是电极4是绝缘衬底，5为金属壳6为黑色绝缘玻璃7为引线第十八页，共24页。方案优点：汽油在正常的工作情况下，其物理化学特性保持相对稳定，故可以忽略工作温度升高导致的油的透光性等特性的影响………同时虽然车子在行驶过程中油位由于颠簸会很不稳定，但只要发光二极管和光电池的安装位子合理这方面可以得到改善。光电池是有源器件，不需要额外的的电源为其供电，这是其很大的优势方案缺点：利用光电效应测量液位，输出连续的模拟量。由于不同材料的光电特性不同，输出误差不同。如光电池的输出电压与光照强度存在很大的非线性；光电池对不同波长的灵敏度不一样，需要一对一的配置，缺乏通用性。而且从输出地模拟量到显示相应的电位，需要接较复杂的外部识别电路。第十九页，共24页。杠杆式浮子油位测量测量原理：根据油位的不同，浮子（电刷）随液面的上下浮动，从而选择不同的现实电路为了防止由于汽油液面晃动带来的影响，我们设计了一个杠杆浮子，可以绕浮子轴转动，从而消除了汽油晃动带来的影响，最后由外界电路来显示油位。第二十页，共24页。我们通过比较以上三种方案，权衡利弊，决定选择杠杆式浮子油位测量方法。方案优点：设计简单，容易实现，而且测量比较准确，并且成本较低方案缺点：要而别注意转轴的设计，防止因为油渣等杂物带来的影响，所以物理装配脚复杂。第二十一页，共24页。油位的硬件设计及显示油位显示分为五个显示层次，根据浮子选择标尺上的标尺块当油满的时候，五个发光二极管都发光，随着油位的下降