2009级自动化《传感器原理及应用课程设计》计划、说明书-end

天津商业大学信息工程学院

自动化专业2009级

传感器原理及应用课程

设计计划

天津商业大学信息工程学院

2011年1月13日

2009级自动化专业传感器原理及应用课程设计计划安排

一、课程设计时间

课程设计时间为1周，在教学周第15周进行。

二、课程设计地点

方案设计以及相关的调试在信息工程学院自动化实验室进行。

三、课程设计主要内容

（一）设计题目1：路灯光照强度自动检测、显示、报警、控制系统设计主要要求：设计一个路灯光照强度自动检测、显示、报警、控制系统，实现光线弱、适宜、强三档光强的分档指示、报警，并实现对光照强度的输出控制。

1．方案的设计

1）明确设计任务，了解常用各种光导管的外形及型号。做市场调研确定路灯光照强度自动检测系统所用的光电传感器类型及型号；

2）根据人眼对光强的感应程度划分弱光、强光、适宜三种不同情况下的光强范围，确定不同光照条件下光电传感器的输出范围；

3）传感器测量电路采用集成运算放大器构成的比较器完成，完成至少三种不同光照条件下的检测、显示、报警、控制系统方案的论证和

设计（方案不唯一）；

4）完成路灯光照强度自动检测、显示、报警、控制系统电路方框图、电路原理图的设计；

5）完成路灯光照强度自动检测、显示、报警、控制系统中核心芯片的选型、系统中元件参数的计算（备注：1. 含各种元件参数的计算过

程或依据；2. 选定最接近计算结果的元件规格）；

6）完成系统仿真调试。

2．仿真调试方案

1）利用Workbench或Pspice等软件仿真，得出主要信号输入输出点的波形，根据仿真结果验证设计功能的可行性、参数设计的合理性；

2）给出系统整机电路图（利用PROTEL软件做出原理图SCH文件和

PCB文件）。

3．完成课程设计报告。

（二）设计题目2：酒精浓度自动检测、显示、报警、控制系统设计

主要要求：设计一个模拟酒精浓度检测仪，功能如下：

1）实现十档自动显示；

2）实现通过、警告、超标三种状态的显示，提示，警告、超标报警；

3）实现警告、超标状态的输出信号控制。

1．方案的设计

1）明确设计任务，了解常用各种气敏（酒精）传感器的外形及型号。

做市场调研，确定酒精浓度检测仪所用的气敏传感器类型及型号；

2）查阅相关资料，掌握根据血液中酒精浓度来划分人的醉酒程度的机理，根据我国酒后驾车的测定标准划分安全（通过）、酒后（警告）、

醉酒（超标）驾车三种情况下的酒精浓度范围，确定不同酒精浓度

条件下气敏传感器的输出范围；

3）传感器测量电路可以采用集成运算放大器构成的比较器完成（也可以使用集成专用芯片完成），方案的论证和设计不唯一；

4）完成酒精浓度自动检测、显示、报警、控制系统电路方框图、电路原理图的设计；

5）完成酒精浓度自动检测、显示、报警、控制系统中核心芯片的选型、系统中元件参数的计算（备注：1. 含各种元件参数的计算过程或依

据；2. 选定最接近计算结果的元件规格）；

6）完成系统仿真调试。

2．仿真调试方案

7）利用Workbench或Pspice等软件仿真，仿真酒精浓度检测仪的工作状态，测出主要信号输入输出点的波形，根据仿真结果验证设计功

能的可行性、参数设计的合理性；

8）给出系统整机电路图（利用PROTEL软件做出原理图PCB文件）。3．完成课程设计报告。

（三）设计题目3：室内温度自动检测、显示、报警、控制系统设计

四、课程设计进度安排（“酒精浓度测试仪”选题的进度参照下面进度）

五、课程设计说明书的书写格式及规范（摸版）

见附录一

六、课程设计的考核

由指导教师根据学生设计方案、实施过程、仿真结果、设计报告和工作态度等综合打分。

考核方式及成绩构成

1、方案设计合理性、实用性、（创新性），占总成绩30%；

2、调试（仿真）结果现场演示，占总成绩20%；

3、市场调研、设计报告，占总成绩30%；

4、工作态度及出勤，占总成绩20%。

七、设备及器件

设备：示波器，信号发生器，稳压电源，万用表，计算机

元器件：光敏电阻，气敏电阻，运算放大器芯片（双列直插式插座），发光二极管（红、黄、蓝、绿、白），金属膜电阻，可调电阻（微型），蜂鸣器，，开关，连接导线，面包版等。

附录一：

天津商业大学自动化专业2007级

传感器原理及应用课程

设计说明书

设计题目：路灯光照强度自动检测显示报警控

制系统设计

学号：

姓名：

完成时间：至

总评成绩：

指导教师签章：

设计题目：路灯光照强度自动检测显示系统设计

一、题目的认识理解

二、设计任务要求：

三、设计所需基础知识及工具

1、基础知识

电路理论中电阻电路的分析、模拟电子线路中运算放大器、比较器、功率放大器等知识，数字电子线路中开关特性及数字信号等知识，传感器技术中的光电传感器原理及应用、测量电路等部分知识。

2、设计工具

电子电路EDA仿真软件：Workbench（Multisim2001）或Pspice

电子线路设计软件：Protel99SE。

四、方案设计及其论证（包含课题的功能与指标分析、传感器选型、

电路的结构组成方框图、各部分单元电路间关系、单元电路方

案设计考虑）

五、电路设计及分析（包含单元电路设计及分析、各元器件选型和

参数计算、检测系统仿真分析）

六、设计总结（包括对设计的目的和意义的认识、本人完成情况、设计中的主要收获和不足、进一步设想）。

七、主要参考资料

附件：

附件1：

整机电路原理图（附页1）

附件2：

仿真结果（如：测试数据、波形等）（附页2）

附件3：

元器件清单及成本估算（附页3）

注：

1. 上述文件A4纸打印后填写、距离左侧1CM装订两钉；

2. 参考资料格式如下：

[1] 张肃文.高频电子线路[M].北京：高等教育出版社，2000.

3. 课程设计说明书(论文)字数要求不少于3000字，文字通顺，书写工整，图表清晰，数据完整。

4. SCH图、PCB图完全相同、设计说明书有抄袭现象的同学均没有成绩。

5. 本页不作为设计说明书内容。