《传感器及RFID技术应用》课件-项目十 传感器综合应用

项目十传感器综合应用[项目目标]1.知识要点学习传感器输出信号的特点，常用的检测电路的作用，传感器与微处理器的接口。2.技能要点学会使用各种检测电路、接口电路设计传感器检测、控制电路，初步掌握传感器的综合应用。学会撰写实训报告。3.任务目标1）设计制作一个全自动声光控制照明灯2）设计制作一个数显温度计3）了解机器人传感器技术[项目知识]一、传感器接口电路一）传感器输出信号特点1.微机控制系统以微处理器为核心的控制系统，采用传感器检测各种参数，能自动完成测试、控制工作的全过程。既能实现对信号的检测，又能对所获信号进行分析处理求得有用信息。如图10-1所示为微机控制系统，它能快速、实时测量，并能排除噪声干扰，进行数据处理、信号分析，由测得的信号求出与研究对象有关信息的量值或给出其状态的判别，从而控制执行装置，完成对被控对象的控制。图10-1微机控制系统框图传感器的作用是完成信号的获得，它把各种被测参量转换成电信号。这种信号进行放大、滤波处理后经过A/D转换器送入微型计算机。微型计算机是系统的核心，它使整个控制系统成为一个智能化的有机整体。完成传感器数据的采集、处理、输出控制功能。变送单元既可以采用厂家集成好的变送器，也可自己设计，在设计过程中，要考虑传感器的输出信号特点和用途，所以传感器接口电路具有多样性。2.传感器输出信号的特点1）传感器输出信号的特点（1）传感器输出信号的类型不同分为模拟信号和数字信号，数字信号又分为数字开关量、数字脉冲列。例如输出量为电阻、电容、电感、电压、电流等都是模拟量，开关量信号是一种接点信号，即由继电器或其他电器接点的接通、断开产生的“通”、“断”信号，如机械触点的闭合与断开和电子开关导通与截止。数字脉冲列是一种电平信号，由信号电平的“高”、“低”组成的脉冲序列，如频率信号。（2）传感器输出信号一般比较微弱由于传感器输出信号微弱，所以一般需要设计信号放大电路。（3）传感器的输出阻抗比较高传感器的输出阻抗比较高，会使传感器输出信号在传递过程中产生较大的衰减。（4）传感器内部噪声由于传感器内部噪声的存在，使输出信号与噪声混合在一起。当传感器的信噪比小，而输出信号又比较弱时，信号淹没在噪声中。（5）传感器的输出信号动态范围很宽输出信号随着输入信号的变化而变化，一部分传感器的输入与输出特性呈线性或基本成线性比例关系，但部分传感器的输入与输出特性是非线性的，如按指数函数、对数函数或开方函数等而变化。（6）传感器的输出特性会受干扰传感器的输出特性会受外界环境干扰及各种电磁干扰的影响，其中主要是受温度的影响，有温度系数存在。（7）传感器的输出特性与电源性能有关，一般需采用恒压供电或恒流供电。2）传感器接口电路应满足的要求（1）要考虑阻抗匹配的问题（2）输出信号的幅值要足够大能驱动相应的后续电路。一般由放大电路将微弱的传感器输出信号放大。（3）传感器的输出信号为不同的变量要进行信号处理，通过相应的转换电路转换成电压信号。（4）考虑到环境温度的影响，要加温度补偿电路（5）要考虑传感器的输出特性不是线性的情况在传感器的输出特性不是线性的情况下，可通过线性化电路来进行线性校正。现在也可通过软件由微机进行线性化处理。（6）接口电路要能够抗干扰，具有较好的稳定性对噪声要进行噪声抑制，对电磁干扰要进行滤波、屏蔽和隔离。（7）当输出信号有多个时当输出信号有多个（如多点巡回检测）时，一台微机要对它们实时分时采样，需在输入通道的某个适当位置配置多路模拟开关。另外，当模拟量变化较快时，要加采样保持器。（8）传感器的输出信号为模拟量时传感器的输出信号为模拟量时，经放大、信号处理后，输入计算机前要进行模/数转换，常用转换电路有A/D转换器、V/F转换器等。二）传感器输出信号检测电路传感器接口电路中完成对传感器输出信号预处理的各种接口电路统称为检测电路，经检测电路预处理过的信号，应成为可供测量、控制使用及便于向微型计算机输入的信号形式。1．阻抗匹配器1）半导体管阻抗匹配器半导体管阻抗匹配器是一个BJT共集电极电路，又称为射极输出器，也被称为电压跟随器。其特点是：电压增益小于1而近于1，输出电压与输入电压同相，输入阻抗高，可减小放大器对信号源（或前级）索取的信号电流，同时输出阻抗低，可减小负载变动对放大倍数的影响。另外，它对电流仍有放大作用。如图10-2所示。图10-2射极输出器电路图图10-3采用自举电路射极输出器电路图在射极输出基本电路的基础上，可以采取若干措施来进一步提高输入电阻。图10-3为采用自举电路以提高射极输出器输入电阻的电路。2）场效应管阻抗匹配器场效应管阻抗匹配器为场效应管共漏极电路—源极输出器。电路如图10-4所示。源极输出器特点是：电压增益小于1而近于1，输入输出电压同相，输入阻抗高，输出阻抗低。其改进电路如图10-5所示。图10-4源极输出器电路图图10-5采用自举电路的源极输出器电路图3）运算放大器阻抗匹配器图10-6为自举型高输入阻抗放大器。A1、A2为理想放大器。根据虚地原理，A1的“-”端与“+”端电位相同均为0；而A2与A1情况相同。经计算可得，当Rf1=R2，Rf2=2R1，可得输入阻抗为：（10-1）图10-6自举型高输入阻抗放大器故选择适当阻值，Ri很大，若(R-R1)/R为0.01%时，R1=10kΩ，则Ri=100MΩ。2.电桥电路1）直流电桥直流电桥主要用于电阻或传感器中作R/V转换电路。图10-7（a）为直流电桥的原理图，E为直流电源，R1~R4为直流电阻，构成四个桥臂，其输出电压为：（10-2）当电桥平衡时，U0=0，利用这一关系可以很方便地为传感器设置零点。（a）直流电桥电路（b）全桥电路图10-7直流电桥原理路图10-7（b）图连接为全桥电路，其输出为：（10-3）全桥电路提高了灵敏度，输出为线性，且可起到温度补偿作用，因此全桥电路应用较广。2）交流电桥交流电桥主要用于测量电容式传感器、电感式传感器的电容、电感的变化。图10-8为交流电桥电路，Z1和Z2为阻抗元件，可同时为电感或电容，电桥两臂为差动方式。图10-8交流电桥电路电桥平衡条件为：Z1=Z2=Z0，当电桥平衡时U0=0，测量时，若Z1=Z0+ΔZ，Z2=Z0-ΔZ，则电桥输出电压为：（10-4）3．放大电路运算放大器，简称运放。电路符号如图10-9所示。运放一般工作在直流电压下，+V及-V分别为正、负电源端。运放有两个输入端，一个称为反相输入端（-），另一个为同相输入端（+）。此外，在运放电路符号右边还有一个输出端。运放集成电路有不同的封装，常见的有双列直插型（DIP）及表面贴型（SOIC、TTSOP等）。1）运放的主要参数：（1）电源电压范围（VCC）。不同型号运放集成电路所能承受的工作电压范围不尽相同，比如NE5532的极限供电电压为±22V、LM358为±16V等。而一般给运放供电时，最好低于其极限供电压若干伏。有的运放支持单电源供电，如LM358、LM324等，有的则必需使用双电源。（2）共模输入信号范围（Vicm）。所有的运放对输入信号的电压都有一个承受范围，共模输入信号范围指的是输入运放反相输入端或同相输入端信号的电压限制，当输入信号超过这个范围将使运放的输出产生截止或其他失真。比如当LM358供电+V=30V时，输入到任何一个输入端的信号幅度不能超过30V-1.5V=28.5V。（3）开环增益（Aol）。等于输出电压比上输入电压。开环增益是运放设计时就已经确定的，一般都可达到106（120dB）。在运放的技术手册中通常以大信号电压增益（Avd）来表示，比如LM324的Avd=100V/mV=105（倍）=100dB。根据开环增益的高低，运放可分为低增益型（60dB<Aol<80dB）、中增益型（80dB<Aol<100dB）、高增益型（Aol>100dB）等几种。（4）共模抑制比（CMR）。共模抑制比（CMR）描述运放抑制共模信号的能力。共模抑制比越大说明运放质量越好。共模信号如果输入到反相输入端和同相输入端时，输出为0。（5）转换速率（SR）。转换速率（SR）指当输入信号出现一个跳变时，运放输出对这个跳变的响应速度。转换速率=（10-5）图10-9运算放大器符号及封装2）运放使用的黄金守则：（1）守则一：运放的电压增益（即开环增益）非常高以至于两个输入端之间即便只有几mV的电压就会令输出达到饱和。也就是说要让运放成应用电路，应当使输出尽一切可能让两个输入端之间的电压为0，常用的方法就是负反馈。（2）守则二：运放的两个输入端的输入电流极小，如LM358的输入电流只有20nA（1nA=10-9A）。更有甚者只有几pA（1pA=10-12A），所以可视运放没有输入电流，这样对输入信号的损耗常常可忽略。3）反相放大器反相放大器基本电路如图10-10（a）所示，输入信号Ui通过R1接到反相输入端，同相输入端接地。输出信号Uo通过反馈电阻Rf反馈到反相输入端。输出电压Uo的表达式为：（10-6）（a）反相放大器（b）同相放大器图10-10放大器基本电路反相放大器特点：（1）输出电压与输入电压反相。（2）放大倍数只取决于Rf与R1的比值，既可大于1，也可小于1，具有很大的灵活性。因此反相放大器也被称为比例放大器，广泛应用于各种比例运算中。4）同相放大器同相放大器的基本电路如图10-10（b）所示，输入电压Ui直接接入同相输入端，输出电压通过反馈电阻Rf反馈到反相输入端。输出电压Uo的表达式为：（10-7）同相放大器特点：（1）输出电压与输入电压同相。（2）放大倍数取决于Rf与R1的比值，但数值不能小于1（只能放大，不能缩小）。思考一下：如果采用LM35传感器，其输出信号为0~0.99V，要将其放大到0~5V，则如何设计放大电路?跟随器是同相放大器的一种特殊情况，如图10-11所示，它把输出信号100%反馈到了反相输入端，跟随器的电压增益=1。图10-11跟随器电路符号和OPA633跟随器5）差动放大器差动放大器的基本电路如图10-12所示，两个输入电压U1和U2分别经R1和R2加到运算放大器的反相输入端和同相输入端，输出电压Uo经反馈电阻Rf反馈到反相输入端。由叠加原理可得输出电压Uo为：（10-8）如果R1=R2，Rf=R3，可得：（10-9）图10-12差动放大器图10-13电荷放大器由上式可得差动放大器的特点：（1）输出电压正比于U2与U1的差值。（2）抗干扰能力强，既能抑制共模信号，又能抑制零点漂移。仪表放大器也是一种差分放大器，可对两个输入信号的差模部分进行放大并抑制共模部分。和单运放差分放大器一样，它主要用来对微弱的并包含有较强共模噪音的信号进行放大。它的最大特点是输入阻抗非常高、共模抑制比非常高、输出阻抗低等。（10-10）INA128型是典型的仪表放大器，其输入阻抗可达1010Ω，高共模抑制比，可达130dB。如图10-14所示，控制电压增益的电阻RG以外接的形式来改变仪表放大器的电压增益，INA128仪表放大器的电压增益计算式：（10-11）（a）仪表放大器原理图（b）NA128原理图及封装图10-14仪表放大器6）电荷放大器电荷放大器是一种带电容负反馈的高输入阻抗（电荷损失很少）、高放大倍数的运算放大器，其原理图如图10-13所示。输入信号为电荷量Q，输出信号电压Uo经反馈电容Cf反馈到反相输入端，同相端接地。由“虚地”可知Ui=0，Q=(0-Uo)Cf即：（10-12）7）比较器（1）过零比较器过零比较器可检测一个信号的电平是否超过0，其反相输入端（-）接地作为参考电压端（参考电压为0V），输入信号Vin从同相输入端（+）进入比较器。当输入信号Vin高于0时输出信号Vout为+V，当输入信号Vin低于0时输出信号Vout为-V。比较器有许多专用集成电路，如LM306、LM311、LM393等。对于opencollector（集电极开路）结构输出的比较器集成电路来说，输出端的上拉电阻Rpullup不能省去。图10-15过零比较器（2）非过零比较器当输入信号Vin>参考电压VREF时，比较器输出Vout为高电平，否则为低电平。（10-13）图10-16非过零比较器4.抗干扰电路在传感器获取的测量信号中，往往混入一些与被测量无关的干扰信号，使测量结果产生误差，控制装置误动作。所以需采取相应措施，提取有用信号，抑制噪声等干扰信号。对系统内噪声重要的是抑制噪声源，选用质量好的器件；对系统间噪声是要防止外来噪声的侵入，主要采用屏蔽、滤波、隔离电路等来完成。1）屏蔽屏蔽就是用低电阻材料或磁性材料把元件、传输导线、电路及组合件包围起来，以隔离内外电磁或电场的相互干扰。屏蔽可分三种，即电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁屏蔽。电场屏蔽主要用来防止元器件或电路间因分布电容耦合产生的干扰。用完整的金属屏蔽体将带正电导体包围起来，在屏蔽体的内侧将感应出与带电导体等量的负电荷，外侧出现与带电导体等量的正电荷，如果将金属屏蔽体接地，则外侧的正电荷将流入大地，外侧将不会有电场存在，即带正电导体的电场被屏蔽在金属屏蔽体内。磁场屏蔽主要用来消除元器件或电路间因磁场寄生耦合产生的干扰，磁场屏蔽的材料一般都选用高磁导系数的磁性材料。磁场屏蔽是利用高磁导率的材料构成低磁阻通路，使大部分磁场被集中在屏蔽体内。屏蔽体的磁导率越高，厚度越大，磁阻越小，磁场屏蔽的效果越好。当然要与设备的重量相协调。电磁屏蔽主要用来防止高频电磁场的干扰。电磁屏蔽的材料应选用高磁导系数的材料，如铜、银等，利用电磁场在屏蔽金属内部产生涡流而起屏蔽作用。电磁屏蔽体可以不接地，但为防止分布电容的影响，可以使电磁屏蔽体接地，兼起电场屏蔽作用。电场屏蔽体必须可靠接地。一般采用电导率高的材料作屏蔽体，并将屏蔽体接地。它是利用屏蔽体在高频磁场的作用下产生反方向的涡流磁场与原磁场抵消而削弱高频磁场的干扰，又因屏蔽体接地而实现电场屏蔽。2）滤波滤波器是一种能使有用频率信号顺利通过而同时抑制（或大为衰减）无用频率信号的电子装置。可以是由R、L、C组成的无源滤波器，也可以是由运算放大器和R、C组成的有源滤波器。滤波电路通常可分为以下几类：（1）低通滤波器图10-17低通滤波器低通滤波器允许低于截止频率的信号成分通过，其截止频率为：（10-14）（2）高通滤波器图10-18高通滤波器高通滤波器允许高于截止频率的信号成分通过，其截止频率为：（10-15）（3）带通滤波器带通滤波器允许某一频带的信号成分通过，假设，其截止频率为：（10-16）（a）有源带通滤波器（b）频率特性图10-19带通滤波器（4）带阻滤波器带阻滤波器阻止某一频带的信号成分通过，其中一种常用的带阻滤波器称为双T陷波器，其中心频率的计算公式为：（10-17）（a）有源带阻滤波器（b）频率特性图10-20带阻滤波器3）隔离当前后两个电路信号端接地时，易形成环路电流，引起噪声干扰。所以需采用隔离的方法，把两个电路从电路上隔开。常采用以下两种方法隔离。（1）变压器隔离在两个电路之间加入隔离变压器，将电路分为互相绝缘的两部分，电路上完全隔离，而输入信号经变压器以磁通耦合方式传递到输出端，这样以磁为媒介，实现了电信号的传输。（2）光电隔离光电隔离电路由发光二极管和光敏三极管构成。如9-21所示，当输入端加上电信号，发光二极管有电流流过而发光，使光敏三极管受到光照后而导通。当输入端无电信号，发光二极管不亮，光敏三极管截止。这样通过光电耦合的方法实现电路的隔离，即以光为媒介，实现电信号的传输。图10-21光电隔离电路三）传感器与微处理器接口电路1、数字量传感器与微处理器的接口1）开关型传感器图10-22红外对管电路图红外对管，其中一个为红外线发射管，另一个为接收管。不同型号的器件有不同的工作电压、电流、波长，如QED422型发射管的正向压降为1.8V，偏置电流为100mA。当向发射管提供工作电压它就能持续发射出波长为880nm的红外线（不可见）。红外接收管通常工作在反向电压状态，S1断开，发射管无红外线发射时，接收管截止，于是输出端Vout=+5V；S1闭合，发射管发射红外线，如果发射管与接收管对齐时，接收管导通而Vout接近0。将输出端直接连接到单片机上，通过编程检测对应引脚电平的高低（或者检测脉冲信号），判断红外对管之间是否有物体通过，如果有物体遮挡，则输出端因为不能接收信号输出高电平；如果没有物体遮挡，输出端能够接收发射的红外线，输出低电平。2）串口输出传感器随着技术进步，数字量传感器也越来越多，以DS18B20为例，就是一个单总线器件，器件通过一条线，以串行方式和微处理器交换转换后的数据。3）串行通信/无线通信传感器传感器的应用越来越广泛，传感器厂家生产了越来越多带RS232通信接口、带无线通信的传感器，方便大规模传感器的应用。其处理方式涉及到串行通信编程和无线通信技术，是传感器应用开发的热点。2、模拟量传感器与微处理器接口1）幅频变换幅频变换就是把信号幅度的变化通过电路用频率变化的脉冲表示出来。这样做的目的把模拟信号转换为数字信号以便送入微处理器进行处理。幅频变换与A/D（模数转换）实现的方法不同，但是结果都是把模拟量转换成了数字量。图10-23MPX4115A系列压力传感器MPX4115A系列压力传感器专门用于高度计或气压计中的气压测量，该系列传感器具有多种封装供选择。可见其内部已经集成了温度补偿、放大器等电路，只要向其供电就可在VOUT端获得一个与实测气压相关的电压信号。表10-1MPX4115A参数参数符号最小值典型值最大值单位测量电压范围POP15-115kPa供电电压VS4.855.15.35Vdc工作电流IO-7.010mAdc最小压力偏移Voff0.1350.2040.273Vdc满刻度输出VFSO4.7254.7944.863Vdc灵敏度V/P-46-mV/kPa响应时间tR-1.0-ms从工作参数表可知该系列传感器所能测量的压力范围为15~115kPa，当实测压力达到最大时（115kPa），传感器输出电压VOUT约为4.794V。当所测压力改变1kPa时，输出变化46mV（灵敏度）。故输出电压与压力X的关系为：VOUT=4.794-[(115-X)×0.046] （10-18）例如当实测压力为50kPa时，传感器的输出电压：VOUT=4.794-[(115-50)×0.046]≈1.8(V)。由于MPX4115A输出电压与实测压力有对应关系，如果把这个电压信号转换为数字信号，微处理器（单片机）就可以读取并处理，通过数码管或液晶显示器显示出来。幅频变换（V/F）就是用不同频率的等幅信号来代表不同电平的模拟信号，图10-24就是幅频变换器LM331N的应用，如果在输入端Vin输入一个电压信号，则可在输出端Vout得到一个频率与输入信号电压满足图中公式的矩形波信号。按照如图所示的参数，则（10-19）图10-24幅频变换电路图如果输入电压2V，则输出频率为2×772=1544Hz。如果输入端电压不断变化，则输出信号的频率也跟着变化，用式9-18计算可得输出电压的大小，再用式9-17计算压力的大小。2）A/D转换采用A/D转换时，一般的A/D转换器要求信号是标准的信号，如0~5V，4~20mA。因此，进行转换前一般要进行信号的处理，如放大、滤波等。霍尔传感器是专门用于测量与磁场有关的物理量的传感器。根据输出信号的不同，霍尔传感器产品一般有霍尔开关和线性霍尔传感器两种。线性霍尔传感器输出与实测磁场强度成比例的电信号。电磁铁线圈铁芯有一个豁口，霍尔传感器平行置于其中，当电磁铁通电后豁口处产生磁场，磁场越强穿过霍尔传感器的磁力线就越多，磁场越弱穿过的磁力线就越少。霍尔传感器根据穿过的磁力线的多少输出对应的信号来指示磁场强度。图10-25线性霍尔传感器如图10-25所示，霍尔传感器3503是一个可精确测量磁通量微小变化的传感器系列，该系列传感器只有3个管脚，分别为VCC（1管脚）、GND（2管脚）、Vout（3管脚）。在实测时需要让磁场穿过有效的传感器元件才会被检测到。该系列传感器工作电压约为5V、电流约为9mA，当没有磁场作用时（B=0G，G是“高斯”，磁场强度的单位）输出VOUT=2.5V，当磁场强度每变化1G时输出改变约1.3mV。表10-2线性霍尔传感器3503参数表参数符号最小值典型值最大值单位供电电压VCC4.6-6.0Vdc工作电流IC-9.013mAdc静态输出电压VOUT5Vdc灵敏度ΔVOUT0.751.31.75Vdc带宽（-3dB）BW-23-mV/kPa输出阻抗ROUT-50220ms（1）放大电路设计在图10-26中，磁场强度每改变1G时霍尔传感器3503的输出变化1.3mV，这个mV级的变化非常微弱，需要经过放大才能用幅频变换器或A/D（模数转换器）采集。电位器R1可调节放大倍数。电位器R2与U1C组成调零电路，它可以在磁场强度为0G时将电路的输出Vout调整至0V。在调试时，先将电位器R1调到最大，使电路获得最大增益。让霍尔传感器3503尽量远离磁场，调节电位器R2使得输出尽量接近0V。调整好R2后，一般不需再调节。接下来可按实际需要调节电位器R1使放大电路的输出与后一级（比如幅频变换器、A/D）的输入电压范围匹配，并达到最大的分辨率。图10-26霍尔传感器测磁场强度电路图（2）信号调理电路调理电路：放大或限制输入信号的幅度（调节电位器R4），增加或减少信号的偏置（调节电位器R5）。如图10-27（a）所示，该电路由3个运放组成，分别构成了跟随器、电平移位器、增益控制器。调节电位器R5，电平移位器将跟随器输出的信号（从LF347的管脚1）进行上/下移位，也就是调整信号的直流电平分量，但是不改变信号的幅度。调节电位器R4可改变增益，从而控制信号的峰-峰值，输入信号Vin的波形如图10-27（b）所示。（b）信号波形图10-27信号调理电路（3）峰值检测电路图10-28峰值检测电路电容C1的电压作为反馈，并在后级增加一个跟随器，得到峰值检测器。假设有图10-28所示的输入信号Vin进入峰值检测器中，通过电容C1对峰值电压的保持，电路输出端电平Vout总是等于前段时间最大峰值，只有当电平更高的峰值出现时会刷新输出信号。（4）绝对值检测电路如图10-29所示为绝对值检测电路，绝对值电路使负向信号“折到”正向上，相当于一个全波整流器。图10-29绝对值检测电路（5）微分器微分器在某一时刻的输出与该时刻输入信号的变化率在数值上相等。信号经由电容C1进入运放，Rf为反馈电阻。假如输入一个斜率为VE的信号，由于信号的变化率恒定，则可在有源微分器的输出端得到一个大小为-VE的直流信号。如图10-30所示为微分器电路，其输出：（10-20）图10-30微分器电路（6）积分器图10-31积分器电路积分器在某一时刻的输出为之前输入信号的总面积。如图10-31所示，信号经由电阻R1进入运放。假如输入一个幅度VE的方波信号，随着时间（t）的推移，输入信号VE下的面积越来越大，在tE时刻，面积为VE×tE。由于VE恒定，时间越长，面积越大，于是输出端的信号在不断负向增加。（10-21）（7）采样-积分电路图10-32采样-积分示意图A/D将模拟信号转换成数字信号需要一定的时间。为了避免因模拟信号变化过快致使A/D来不及转换，一般可根据实际需要使用采样保持电路对模拟信号进行稳定。假设有一个快速连续变化的模拟信号，采样保持电路中的采样模拟开关定期闭合一个瞬间，模拟信号通过采样模拟开关后给保持电容充电，采样模拟开关断开后，保持电容能维持信号的电平一段时间，于是就在A/D的输入端出现了保持信号（图10-32中的粗横线段）。这个保持信号的保持时间保证A/D有足够的采样及转换时间，且可以通过对采样模拟开关和保持电容的设置来调整。图10-33采样-积分电路图如图10-33所示，采样保持电路的原型由一个模拟开关、电容、输入和输出缓冲器组成。模拟开关对经输入缓冲器后的模拟输入信号进行采样，电容对采样信号的电平保持一段时间，同时，输出缓冲器的高输入阻抗能较好地防止电容很快地放电。采样定理：采样频率大于等于被采样信号的最高频率分量的2倍，被采用信号才能不失真的被还原。图10-34AD585采样-保持器AD585的实物如图10-34所示，其内部集成了两个缓冲器和一个由逻辑门控制的模拟开关。保持电容Ch的容量为100pF，如果需要可以在7、8管脚之间再并联一个外部的电容。14和13管脚或12和13管脚用于输入控制模拟开关的脉冲，这个脉冲的宽度决定了采样保持周期。模拟信号通过2脚进入AD585。3、5脚之间可以连接一个电位器以调整偏置电压。另外，信号的增益可以通过在1或2脚与8脚之间外加一个反馈连接实现。（8）A/D转换器选用①A/D转换器原理一个模拟信号每一时刻总有一个对应的幅度值，如图10-35所示，如果把峰值分成16份，并用4位二进制数来依次表示每一份幅度值，则任意时刻都能找到一个唯一的二进制数来代表幅度值。如t0时刻幅度值为0001，t1时刻幅度值为0100，t2时刻幅度值为1000，t3时刻幅度值为1010等。把这若干个代表幅度值的二进制数还原到坐标轴上时就得图10-35示的折线，它与原来的模拟信号相比，虽然分辨率降低但是还是能大体上反映模拟信号。模拟信号离散化的目的是将模拟信号转换成二进制数字信号，这样，微处理器（单片机）等数字器件就能派上用场了。小实验：电平发光二极管指示器如图10-36所示，模拟信号由一个电位器RP2的调节来产生，信号进入AD0804的VIN(+)端，通过模数转换，转换的结果从DB0~DB7输出，与输出端连接的8支发光二极管用以显示转换的结果。不断调节电位器RP2，可以看到8支发光二极管状态在不断地改变。将电平调至5V，记下D1~D8的状态（），其二进制数为（）；将电平调至2.5V，记下D1~D8的状态（），其二进制数为（）；将电平调至1.25V，记下D1~D8的状态（），其二进制数为（）；将电平调至0.5V，记下D1~D8的状态（），其二进制数为（）；将电平调至0V，记下D1~D8的状态（），其二进制数为（）。图10-35AD转换器原理图10-36电平发光二极管指示器②转换芯片AD0804AD0804有20个管脚，除了模拟信号输入端（6、7管脚）和数字信号输出端（11~18管脚）外，其他管脚的名称和功能描述如表10-3所示。当模拟信号加到A/D的模拟输入端时，控制信号使A/D开始进行模数转换，到转换完成在数字信号输出端出现数据的过程是需要一定的时间。比如AD0804就需要100µs，这个时间称为A/D的转换时间。如果A/D的转换时间越小说明它的转换越快，能处理模拟信号的频率也就越高，当然价格也就越贵。像AD0804的100µs转换时间最多只能应付频率不超过5kHz的模拟信号。AD0804采用单电源供电，一般工作电压为+5V。AD0804有AGND（8管脚）和DGND（10管脚）两个接地端。AGND、DGND分别为模拟信号接地端和数字信号接地端。AGND与模拟信号的输入接地端相连，而DGND当与数字电路部分电源的接地端相连。之所以要将AGND和DGND分别接地的原因是将模拟输入信号与数字输出产生的瞬间电平隔离开来，确保转换的精度。由于本章实例对精度要求不高，可以把AGND和DGND都接入同一个接地中。在实际应用中，应该把AGND和DGND分别与模拟地线和数字地线相连。表10-3AD0804引脚功能管脚号名称功能描述1器件使能端，低电平有效2读信号端，低电平有效3写信号端，低电平有效，启动A/D转换4CLKIN外部时钟输入端或连接电容使用内部时钟5A/D转换结束信号端，转换结束输出低电平6VIN(+)差分信号输入端，如果任意一个接地，则进行的是单边电压信号的A/D转换7VIN(-)8AGND模拟接地9VREF/2参考电压输入端10DGND数字接地11-18DB7~DB0A/D转换结束数字输出端19CLKR使用内部时钟时接电阻20V++5V工作电源参考电平电路由稳压管D9、电阻R10、电位器RP1组成，向AD0804的VREF/2端（9管脚）提供一个参考电平。这个参考电平的大小很有讲究，它直接影响着分辨率。分辨率的计算方法为：（10-21）其中，(VREF/2)代表VREF/2端（9管脚）上的电压。例如在图10-36中，通过调节电位器RP1使(VREF/2)=2.0V，则分辨率为：这个分辨率代表了使A/D数字输出端最低有效位改变状态的模拟输入信号变化的最小值，或者说是A/D所能反映的最小模拟输入电压变化值。比如说某时刻模拟输入信号为1.500V，对应数字输出端状态为10010000，在分辨率=15.6mV时，当模拟输入信号变为1.5156V时（改变了15.6mV），对应数字输出端的状态变换为10010001。注意：VREF/2端上的电压还决定了A/D能有效转换的最大模拟输入电压值，为(VREF/2)的2倍。例如再调节电位器RP1使=1.28V，则所能有效转换的最大模拟输入电压为1.28×2=2.56V，分辨率为2.56V/256=10mV。可见，A/D有效转换的最大模拟输入电压与分辨率是一对矛盾：有效转换的最大模拟输入电压越大，分辨率越低，反之亦然。如果AD0804的VREF/2端悬空，则芯片内部电路会使=2.5V，有效转换的最大模拟输入电压为+5V（与工作电压相等），此时分辨率为19.5mV。如图10-37所示，修改电平指示器添加一个单片机AT89C51，AD0804的数字信号输出端DB0~DB7与单片机的P0口连接，其转换结束中断输出端与单片机的P3.5口相连，另外转换开始使能端及数据输出使能端分别与单片机的（16管脚）和（17管脚）相连。图10-37单片机控制的A/D转换接口如图10-38的时序图所示，要实现单片机控制AD0804进行模数转换，需要经过以下几个步骤：首先需要保证AD0804的使能端为低电平。向AD0804的写一个由高电平跳为低电平的信号，以启动转换过程。启动转换后，不断检查AD0804的端，如果端出现低电平，表明转换完成，否则循环检查。当转换完成，出现低电平时，向AD0804的端写一个由高电平跳为低电平的信号，使DB0~DB7输出数字信号。当DB0~DB7出现数据后，单片机通过I/O口读取。图10-38单片机控制的A/D的时序图通过编程软件KEILC编写程序实现此控制。参考程序如下：//名称：单片机控制AD0804模数转换实现电压测量（0~5V），发光二极管显示。//控制口定义#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#definead0_7P1//AD数据口sbitcs=P3^4;//芯片选择信号，控制芯片的启动和结果读取，低电平有效sbitintr=P3^5;//AD转换结束输出低电平sbitwr=P3^6;//AD转换起动控制，上升沿有效sbitrd=P3^7;//读数据控制，低电平有效//启动AD转换子程序voidstart_ad(void){cs=0;//允许进行A/D转换wr=0;_nop_();wr=1;//WR由低变高时，AD开始转换while(intr);//查询转换结束产生INTR信号(低电平有效)cs=1;//停止A/D转换}//读A/D数据子程序read_ad(){uintad_data;ad0_7=0xff;cs=0;//允许读rd=0;//读取转换数据结果数据结果_nop_();ad_data=ad0_7;//把数据存到ad_data中rd=1;cs=1;//停止A/D读取return(ad_data);}//说明：采用二极管显示，不需要进行数据的拆分，直接把转换结果送给端口即可。voiddata_show(){P2=~read_ad(); }intmain(void){while(1){start_ad();//启动A/Ddata_show();//读A/D数据并显示}}其它的转换A/D转换芯片A/D转换芯片按数据传送方式分为有串行和并行两种，常用的并行A/D转换芯片如8位的AD0809，12位的AD574；常用的串行A/D转换芯片8位的TLC545和TLC0831。由于串行A/D的接口电路简单，现在已有更多的应用。A/D转换器芯片按转换原理可分为逐次比较式、双重积分式、量化反馈式和并行式A/D转换器；按其分辨率可分为8~16位的A/D转换器芯片。目前最常用的是逐次逼近式和双重积分式。逐次逼近式转换器的常用产品有ADC0801~ADC0805型8位MOS型A/D转换器、ADC0808/0809型8位MOS型A/D转换器、ADC0816/0817型8位MOS型A/D转换器、AD574型快速12位A/D转换器。双重积分式转换器的常用产品有ICL7106/ICL7107/ICL7126、MC14433/5G14433、ICL7135等。

3.传感器与微机接口电路实例如图10-39所示为奥迪A6型轿车涡轮增压型发动机微电脑点火控制系统电路原理图。电路比较复杂的微机控制系统在读图时可以先找出信号输入部分元件（即传感器）、被控部分元件（即执行元件）、以及控制单元或封装在控制单元内的元件。通常情况下，各种传感器的信号是提供给微控制器的，属信号输入部分元件，包括通过开关提供给微处理器的传感器。各种继电器的线圈，凡是由微电脑控制器控制其内电流通断的，都属于执行元件。图10-39微电脑点火控制系统组成方框图二、传感器的综合应用[项目实施1]一、任务分析自动声光控制电路适用于医院、学生宿舍及各种公共场所，实现无人管理的全自动路灯照明控制。电路采用声、光双重控制，白天和夜间无人走动时开关自动关闭，电灯不会点亮；夜间有人走动时，脚步声，谈话声会使开关动作，电灯点亮，人走后即无声响30秒后电灯自动熄灭。二、任务设计全自动声光控制电路主要包括光控开关电路和声控延时电路两部分组成。1、光控开关电路图10-40（a）所示电路便可实现简易的光控自动照明。VD为触发二极管，触发电压约为30V左右。在白天，光敏电阻的阻值低，晚上天黑，光敏电阻阻值增加，A点电压大于30V，触发极G导通，双向晶闸管呈导通状态，电灯亮。图10-40（b）所示白天有光照时，光敏电阻ＲＧ阻值很小，晶体管ＶＴ１、ＶＴ２不导通，继电器Ｋ断开；夜晚无光照时，光敏电阻ＲＧ呈现高阻，晶体管ＶＴ１、ＶＴ２导通，继电器Ｋ吸合，从而实现光控开关的作用。2、声控延时电路声控延时电路利用话筒拾取环境声音，将拾取的微弱声音信号经放大后输出，然后和光控电路输出的信号共同控制夜间的照明，并且通过延时电路来控制照明的时间。（b）图10-40简易光控照明灯电路3、电路原理图电路原理图如图10-41所示。图10-41全自动声光控制照明灯它由光控开关电路和声控延时电路组成，两部分电路各连一只继电器J1和J2，并将J1和J2串联起来，共同控制电路的工作。光控开关由光敏晶体管VT1来检测环境光线的强度，当光线较强时，VT1导通，使放大管VT2导通，同时VT3截止，继电器J1无励磁电流而释放，路灯H不亮；当外部环境光线很弱时，VT1处于截止状态，VT2截止，VT3导通，J1得电吸合，触点J1-1闭合。声控延时电路由话筒MIC拾取环境声音，将拾取的微弱声音信号经VT4~VT6触发VT7、VT8，并经C3和R16延时一段时间，使J2一直吸合，即J2-1闭合，直至周围环境安静时间超过延时电路的延迟时间后，J2-1又自动断开，路灯又熄灭。三、任务实现1、电路制作准备好器件，按照图10-43进行电路焊接制作控制电路板，连接照明灯。2、电路调试1）把J2-1触点先不接入灯的控制回路中，单独调试光控部分。2）把J1-1触点先不接入灯的控制回路中，单独调试声控部分。3）同时接入J1-1和J2-1，调试全自动声光控制照明灯，注意灯要亮的条件是光线够暗且声音能够触发接通J2-1。4）调试时候注意用电安全。[项目实施2]一、任务分析使用集成的LM35传感器采集温度值，并在LCD液晶显示器上显示温度值。二、任务设计通过LM35检测温度，通过LCD显示温度信息。1.关键器件选用AT89C51单片机；选用AD0808数模转换器；选用LCD1602液晶显示器；反相器选用74LS02。2.电路原理图1）设计电路图（1）使用Proteus和KeilC软件仿真温度采集。打开Proteus软件，加入如图10-42所示的元器件。电路图如图10-43所示。图10-42温度采集显示仿真元器件注意几个问题：AD0808的数据输出引脚：21脚为高位，17为低位，如果高低位接反了，会显示不出来电压值。Clock端使用的是数字时钟信号，频率为500kHz。在实际应用中，可以采用定时器产生此数字时钟信号，也可采用D触发器对单片机的ALE上的1/6主频脉冲进行分频，再作此数字时钟信号，电路如图10-44所示。图10-44硬件电路产生AD0808的数字时钟信号温度传感器使用的是LM35集成温度传感器。LM35是把测温传感器与放大电路做在一个硅片上，形成一个集成温度传感器。它是一种输出电压与摄氏温度成正比例的温度传感器，其灵敏度为10mV/℃；工作温度范围为0℃~100℃，因此其输出电压范围为0~0.99V。在设计基于传感器和单片机的控制系统时，可以采用先仿真再实做的方法。仿真可以验证系统是否正确，程序设计有无明显错误。可以提高项目制作的效率。（2）使用PROTELL软件设计电路图。2）制作电路板制作PCB板，备好元器件，焊接元器件。焊接完成，进行硬件测试。3.参考程序1）编写程序采用KEILC编写程序，并调试通过。//程序：ad-lcd.c//功能：AD转换，LCD液晶显示温度程序，采用8位数据接口#include<REG51.H>#include<INTRINS.H> //库函数头文件，代码中引用了_nop_()函数#defineucharunsignedchar //无符号字符型数据预定义为uchar#defineuintunsignedint //无符号字符型数据预定义为uint//定义控制信号端口sbitRS=0xb0; //P3.0sbitRW=0xb1; //P3.1sbitE=0xb2; //P3.2uchardat[16]; //此数组用于显示温度值。sbitP0_2=P0^2; //可寻址位定义sbitP0_3=P0^3;//声明调用函数voidlcd_w_cmd(unsignedcharcom); //写命令字函数voidlcd_w_dat(unsignedchardat); //写数据函数unsignedcharlcd_r_start(); //读状态函数voidint1(); //LCD初始化函数voiddelay(unsignedchart);//可控延时函数voiddelay1();//软件实现延时函数，5个机器周期voidsepr(unsignedchari);voidad(void);voidmain() //主函数{unsignedcharlcd[]="cqhtzy:dzx-tt!";unsignedchari;P2=0xff; //送全1到P0口int1(); //初始化LCD//delay(50);lcd_w_cmd(0x80); //设置显示位置delay(50);for(i=0;i<16;i++) //显示固定信息字符串{lcd_w_dat(lcd[i]);delay(50);} while(1) {ad(); lcd_w_cmd(0xc0); //设置显示位置delay(50);for(i=0;i<10;i++) //显示电压字符串{lcd_w_dat(dat[i]);delay(50);} }}//函数名：delay//函数功能：采用软件实现可控延时//形式参数：延时时间控制参数存入变量t中//返回值：无voiddelay(unsignedchart){unsignedcharj,i;for(i=0;i<t;i++)for(j=0;j<50;j++);}//函数名：delay1//函数功能：采用软件实现延时，5个机器周期//形式参数：无//返回值：无voiddelay1(){_nop_();_nop_();_nop_();}//函数名：int1//函数功能：lcd初始化//形式参数：无//返回值：无voidint1(){lcd_w_cmd(0x3c); //设置工作方式lcd_w_cmd(0x0e); //设置光标lcd_w_cmd(0x01); //清屏lcd_w_cmd(0x06); //设置输入方式lcd_w_cmd(0x80); //设置初始显示位置}//函数名：lcd_r_start//函数功能：读状态字//形式参数：无//返回值：返回状态字，最高位D7=0，LCD控制器空闲；D7=1，LCD控制器忙unsignedcharlcd_r_start(){unsignedchars;RW=1; //RW=1，RS=0，读LCD状态delay1();RS=0;delay1();E=1; //E端时序delay1();s=P2; //从LCD的数据口读状态delay1();E=0;delay1();RW=0;delay1();return(s); //返回读取的LCD状态字}//函数名：lcd_w_cmd//函数功能：写命令字//形式参数：命令字已存入com单元中//返回值：无voidlcd_w_cmd(unsignedcharcom){unsignedchari;do{ //查LCD忙操作i=lcd_r_start(); //调用读状态字函数i=i&0x80; //与操作屏蔽掉低7位delay(2);}while(i!=0); //LCD忙，继续查询，否则退出循环RW=0;delay1();RS=0; //RW=0，RS=0，写LCD命令字delay1();E=1; //E端时序delay1();P2=com; //将com中的命令字写入LCD数据口delay1();E=0;delay1();RW=1;delay(255);}//函数名：lcd_w_dat//函数功能：写数据//形式参数：数据已存入dat单元中//返回值：无voidlcd_w_dat(unsignedchardat){unsignedchari;do{ //查忙操作i=lcd_r_start(); //调用读状态字函数i=i&0x80; //与操作屏蔽掉低7位delay(2);}while(i!=0); //LCD忙，继续查询，否则退出循环RW=0;delay1();RS=1; //RW=0，RS=0，写LCD命令字delay1();E=1; //E端时序delay1();P2=dat; //将dat中的显示数据写入LCD数据口delay1();E=0;delay1();RW=1;delay(255);}voidsepr(unsignedchari) //拆分数据函数，显示为Tem：xxx.xC格式的温度值。{uintch;ch=i*196;//*0.0196*10000，扩大10000倍dat[0]='T';dat[1]='e';dat[2]='m';dat[3]=':';dat[4]=ch/10000+'0';dat[5]=(ch%10000)/1000+'0';dat[6]=(ch%1000)/100+'0';dat[7]='.';dat[8]=(ch%100)/10+'0';dat[9]='C'; }voidad(void) //转换函数{ uchara; unsignedchari;//P0.2引脚产生下降沿，START和ALE引脚产生上升沿，//锁存通道地址，所有内部寄存器清0P0_2=1;for(a=0;a<50;a++); //延时P0_2=0; for(a=0;a<50;a++);//延时P0_2=1; //在P0.2上产生上升沿，START上产生下降沿，A/D转换开始while(P0_3!=0); //等待转换完成，EOC=1表示转换完成P0_2=0; //P0_2=0，则OE=1，允许读数P1=0xff; //作为输入口，P1口先置全1i=P1; //读入A/D转换数据 sepr(i); //数据每位分开}2)使用下载软件和工具下载程序到单片机4.软硬件联合调试在程序下载完成，看显示器能否正确的显示温度值。如果能够显示，再采用对比法，记录测试温度数据，分析温度测量精度是否达到要求。[项目实施3]工业机器人传感器获取机器人的位置、速度、力、加速度等信息，赋予机器人位置觉、触觉、视觉和位置觉等感觉，是机器人获取信息的主要装置，其作用相当于人类的神经感知系统。利用传感器，机器人不仅可以感知机器人内部、外部条件，还能实现部件的信息沟通、协调工作，将内部的信息和环境信息从信号转换为自身或其他设备能理解和沟通的数据信息。1、工业机器人传感器的分类及用途工业机器人传感器按照使用位置，可以分为内部传感器与外部传感器，其分类如图10.45所示。图10.45工业机器人传感器分类机器人内部传感器安装在机器人内部，用于感知机器人的内部状态，以调整并精确控制机器人的行动。内部传感器主要有位置、位移、速度、角速度、加速度、力矩传感器等。机器人外部传感器用于监测环境及目标对象的状态特征，是机器人与外界交互的桥梁，使得机器人对环境有识别、校正和适应能力，例如感知目标是什么物体，离物体的距离是多少，是否已经抓住物体等。外部传感器主要包含视觉传感器、力觉传感器、触觉传感器、接近觉传感器等。下面几种传感器进行简单介绍。（1）视觉传感器在项目九中学习过，此略。（2）力觉传感器力觉传感器是测量作用在机器人上的外力或力矩、输出力或力矩的传感器，根据负载维数的不同，可以把力觉传感器分为测力传感器（单维传感器，测量作用力的分量）、力矩传感器（单维传感器，测量作用力矩的分量）和多维力觉传感器（常见六维）。力觉传感器主要用途有：称量物体、提供恒力、测量力或力矩大小和防止碰撞等作用。（3）触觉传感器一般把检测感知和外部直接接触而产生的接触觉、压力觉、滑觉及接近觉传感器称为机器人触觉传感器。（4）接近觉传感器接近觉是指机器人能感觉到距离几毫米到十几厘米远的对象或障碍物，能检测出物体的距离、相对角等。接近觉传感器类型有：电容式传感器、电感式传感器、光电式传感器、超声波传感器和距离传感器等。距离传感器是一种从自身位置获取周围世界三维结构的设备，如快闪激光雷达、多光束激光雷达、照相机自带立体成像处理器等。（5）防爆传感器在某些应用领域机器人需要接触易燃易爆物体（如气体、粉末等），这类环境下工作的机器人通常会安装防爆传感器。（6）其他传感器在一些特殊作业环境（如高温、放射线、可燃气体）中，还需要安装听觉、嗅觉传感器。2、多传感器系统多传感器系统就是将多种传感器收集、提供的多个对象的相关信息，集合到一起，并进行分析的协调。其核心问题是信息的综合。目前，多传感器系统分为集中式、分布式、分级式、混合式和多级式。工业机器人在生产过程中，对位移、速度、加速度、角速度、力等都有一定的要求，因此，机器人中常采用多传感器系统，将传感器探测到的物理量信息进行融合，对机器人工作环境进行建模、决策控制及反馈，达到对机器人动作的精准控制，实现生产的自动化。如图10.46所示为机器人多传感器系统。这种多传感器系统与工业机器人组合，在工业生产中得到广泛推广应用，如电子产品装配、机械产品装配、加工制造业和产品检测等。图10.46机器人多传感器系统[项目小结]传感器能够感知信息的变化，这只是信息处理的第一步，要实现信息的采集、处理、控制，必须要对传感器信号进行放大、抗干扰处理，转换为标准信号才能进行A/D转换或幅频转换，变化为数字信号，送入微处理器进行处理。在本项目中，介绍了传感器信号处理的各种实用电路。并通过全自动声光控制照明灯、单片机处理的温度控制系统以及机器人传感器技术介绍了传感器项目综合应用技术。[思考练习]1.填空题1）传感器按输出信号的类型分为（）和数字信号。2）将模拟信号转换为数字信号，可以采用幅频变换和（）两种方式。3）在传感器电路的信号传递中，所出现的与被测量无关的随机信号被称为（）。4）由噪声所造成的不良效应被称为（）。5）某型传感器的输出为0~5V的模拟量信号，需要进行（）转换，才能使用单片机进行处理。2.单项选择题1）输出量为电阻的传感器为（）A热电偶B压电传感器C应变片D光电池2）可以获取工件颜色信息的传感器为（）A超声波传感器B压电传感器C视觉传感器D激光传感器3）下面哪个选项不是形成噪声干扰的三要素之一（）A噪声源B通道C接收电路D处理器4）防止内部噪声的侵入，采用（）A屏蔽B滤波C隔离电路D选用优质元件5）以下传感器中即可以测量力，又属于触觉传感器的是（）A压力传感器B近觉传感器C滑觉传感器D嗅觉传感器3.简答题1）简述抗干扰的方式。2）简要说明开发基于单片机结合传感器的应用系统需要哪些步骤？[阅读材料]引言：学习本课程，就要进行实训，完成实训报告的撰写，如何撰写实训报告，请仔细阅读以下材料，在撰写报告时按照要求进行撰写。振动报警器的设计与制作一、报告内容应包括以下几个方面（根据实训内容变化）：一、报告的封面一、报告的封面包含课程名称、实训名称、指导教师姓名、学生班级、姓名等。二、摘要、关键词三、报告目录自动生成报告目录四、报告正文（根据实训内容变化）1、设计要求利用振动传感器制作一个振动式报警器，要求当报警器受到振动时即发出报警声；再触再报。2、设计电路图3、原理说明4、元器件清单5、元器件介绍1）振动传感器2）CD40133）压电陶瓷蜂鸣器6、制作与调试五、实训总结六、参考文献二、报告排版要求1）标题：选择为样式中的“标题”。2）节标题：选择为样式中的“标题1”。3）条标题：选择为样式中的“标题2”。4）正文：小4号宋体，单倍行距，首行缩进2字符。5）页码：5号宋体。6）数字和字母：TimesNewRoman体。7）公式应有公式序号，公式序号按章编排，如第一章第一个公式序号为“（1-1）”，文中引用公式时，一般用“见式（1-1）”或“由公式（1-1）”。8）每个表格应有自己的表序和表题。表序一般按章编排，如第一章第一个插表的序号为“表1-1”等。表序与表题之间空两格，表题中不允许使用标点符号，表题后不加标点。表序与表题置于表上居中（表题用5号宋体加黑，数字和字母用5号TimesNewRoman体加黑）。表内文字和数据均用5号宋体。9）所有插图均应有图号和图名。图号按章编排，如第一章的第三张图为“图1-3”。图号和图名应在图的下方居中标出，图号与图名间空两格（图名用5号宋体加黑）。一幅图如有若干幅分图，应按顺序编排分图号，分图图名紧跟其后，如“（a）抽油机”。图中及解释文字均用5号宋体。10）采用B5纸张，上下左右页边距均为2cm。三、参考文献写法【1】徐科军主编.传感器与检测技术.北京：电子工业出版社，2011【2】黄贤武.传感器原理与应用.北京：电子科技大学出版社.2006【3】宋文绪.传感器与检测技术[J].北京：高等教育出版社.2004【4】周润景.基于Proteus的电路及单片机系统设计与仿真.北京：北京航空航天大学出版社，2006附录一Pt100热电阻分度表温度

℃0123456789电阻值（Ω）-20018.52

-190

-180

-170

-160

-15022.83

27.10

31.34

35.54

39.7222.40

26.67

30.91

35.12

39.3121.97

26.24

30.49

34.70

38.8921.54

25.82

30.07

34.28

38.4721.11

25.39

29.64

33.86

38.0520.68

24.97

29.22

33.44

37.6420.25

24.54

28.80

33.02

37.2219.82

24.11

28.37

32.60

36.8019.38

23.68

27.95

32.18

36.3818.95

23.25

27.52

31.76

35.96-140

-130

-120

-110

-10043.88

48.00

52.11

56.19

60.2643.46

47.59

51.70

55.79

59.8543.05

47.18

51.29

55.38

59.4442.63

46.77

50.88

54.97

59.0442.22

46.36

50.47

54.56

58.6341.80

45.94

50.06

54.15

58.2341.39

45.53

49.65

53.75

57.8240.97

45.12

49.24

53.34

57.4140.56

44.70

48.83

52.93

57.0140.14

44.29

48.42

52.52

56.60-90

-80

-70

-60

-5064.30

68.33

72.33

76.33

80.3163.90

67.92

71.93

75.93

79.9163.49

67.52

71.53

75.53

79.5163.09

67.12

71.13

75.13

79.1162.68

66.72

70.73

74.73

78.7262.28

66.31

70.33

74.33

78.3261.88

65.91

69.93

73.93

77.9261.47

65.51

69.53

73.53

77.5261.07

65.11

69.13

73.13

77.1260.66

64.70

68.73

72.73

76.73-40

-30

-20

-10

084.27

88.22

92.16

96.09

100.0083.87

87.83

91.77

95.69

99.6183.48

87.43

91.37

95.30

99.2283.08

87.04

90.98

94.91

98.8382.69

86.64

90.59

94.52

98.4482.29

86.25

90.19

94.12

98.0481.89

85.85

89.80

93.73

97.6581.50

85.46

89.40

93.34

97.2681.10

85.06

89.01

92.95

96.8780.70

84.67

88.62

92.55

96.480

10

20

30

40100.00

103.90

107.79

111.67

115.54100.39

104.29

108.18

112.06

115.93100.78

104.68

108.57

112.45

116.31101.17

105.07

108.96

112.83

116.70101.56

105.46

109.35

113.22

117.08101.95

105.85

109.73

113.61

117.47102.34

106.24

110.12

114.00

117.86102.73

106.63

110.51

114.38

118.24103.12

107.02

110.90

114.77

118.63103.51

107.40

111.29

115.15

119.0150

60

70

80

90119.40

123.24

127.08

130.90

134.71119.78

123.63

127.46

131.28

135.09120.17

124.01

127.84

131.66

135.47120.55

124.39

128.22

132.04

135.85120.94

124.78

128.61

132.42

136.23121.32

125.16

128.99

132.80

136.61121.71

125.54

129.37

133.18

136.99122.09

125.93

129.75

133.57

137.37122.47

126.31

130.13

133.95

137.75122.86

126.69

130.52

134.33

138.13100

110

120

130

140138.51

142.29

146.07

149.83

153.58138.88

142.67

146.44

150.21

153.96139.26

143.05

146.82

150.58

154.33139.64

143.43

147.20

150.96

154.71140.02

143.80

147.57

151.33

155.08140.40

144.18

147.95

151.71

155.46140.78

144.56

148.33

152.08

155.83141.16

144.94

148.70

152.46

156.20141.54

145.31

149.08

152.83

156.58141.91

145.69

149.46

153.21

156.95150

160

170

180

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190.