压力传感器大学物理
一、实验目的
1. 了解应变压力传感器的组成、结构及工作参数。
2. 了解非电量的转换及测量方法——电桥法。
3. 掌握非平衡电桥的测量技术。
4. 掌握应变压力传感器灵敏度及物体重量的测量。
5. 了解多个应变压力传感器的线性组成、调整与定标。
二、实验原理
压力传感器是把一种非电量转换成电信号的传感器。弹性体在压力(重量)作用下产生形变(应变)，导致(按电桥方式联接)粘贴于弹性体中的应变片，产生电阻变化的过程。
压力传感器的主要指标是它的最大载重(压力)、灵敏度、输出输入电阻值、工作电压(激励电压)(VIN)、输出电压(VOUT)范围。
压力传感器是由特殊工艺材料制成的弹性体、电阻应变片、温度补偿电路组成；并采用非平衡电桥方式联接，最后密封在弹性体中。
弹性体：
一般由合金材料冶炼制成，加工成S 型、长条形、圆柱型等。为了产生一定弹性，挖空或部分挖空其内部。
电阻应变片：
金属导体的电阻R 与其电阻率ρ、长度L 、截面A 的大小有关。
A L
R ρ= （1）
导体在承受机械形变过程中，电阻率、长度、截面都要发生变化，从而导致其电阻变化。
A A L L R R ?-?+?=?ρρ （2）
这样就把所承爱的应力转变成应变，进而转换成电阻的变化。因此电阻应变片能将弹性体上应力的变化转换为电阻的变化。
电阻应变片的结构：电阻应变片一般由基底片、敏感栅、引线及履盖片用粘合剂粘合而成。
电阻应变片的结构如图1所示：
1－敏感栅(金属电阻丝) 2－基底片 3－覆盖层 4－引出线
图1 电阻丝应变片结构示意图
敏感栅：是感应弹性应变的敏感部分。敏感栅由直径约0.01～0.05毫米高电阻系数的细丝弯曲成栅状，它实际上是一个电阻元件，是电阻应变片感受构件应变的敏感部分．敏感栅用粘合剂固定在基底片上。b ×l 称为应变片的使用面积（应变片工作宽度，应变片标距（工作基长）l ），应变片的规格一般以使用面积和电阻值来表示，如3×10平方毫米，350欧姆。
基底片：基底将构件上的应变准确地传递到敏感栅上去．因此基底必须做得很薄，一般为0.03～0.06毫米，使它能与试件及敏感栅牢固地粘结在一起，另外它还具有良好的绝缘性、抗潮性和耐热性．基底材料有纸、胶膜和玻璃纤维布等。
引出线的作用是将敏感栅电阻元件与测量电路相连接，一般由0.1-0.2毫米低阻镀锡钢丝制成，并与敏感栅两输出端相焊接，覆盖片起保护作用．
粘合剂：将应变片用粘合剂牢固地粘贴在被测试件的表面上，随着试件受力形变应变片的敏感栅也获得同样的形变，从而使其电阻随之发生变化，通过测量电阻值的变化可反映出外力作用的大小．
图2 压力传感器
压力传感器：是将四片电阻片分别粘贴在弹性平行粱A的上下两表面适当的位置，如图2所示．R1、R2、R3、R4是四片电阻片，粱的一端固定，另一端自由用于加载荷（如外力F）。
弹性梁受载荷作用而弯曲，梁的上表面受拉，电阻片R1、R3亦受拉伸作用电阻增大，梁的下表面受压，R2、R4电阻减小。这样外力的作用通过梁的形变而使四个电阻值发生变化，这就是压力传感器。
应变片可以把应变的变化转换为电阻的变化，为了显示和记录应变的大小，还需把电阻的变化再转换为电压或电流的变化。最常用的测量电路为电桥电路。
三、实验仪器
四、预习要求
1. 了解压力传感器的组成、结构及工作参数
2. 了解电桥的相关知识
3. 作图解释全等臂电桥、半等臂电桥的含义？
4. 本实验中，测定单臂电桥平衡时或近似平衡时，两电阻箱的阻值R。取多少？
5. 什么是电阻箱的额定功率？金属电阻参数为100欧姆（正负5%，1/8瓦），说明什么？
五、实验内容
实验（1）
1．测定单臂输入时电桥的电压输出特性
（1）（1）按实验电路接好测量电路。其中R 1和R 2在实验板上为固定电阻，R x 1和R x 2用电阻箱，调节供电电源电压E 0=6.00伏。
（2）R 1=R 2=1M Ω，即K=1；再调节R x 1= R x 2=10K Ω，即使U AB =0。但由于电阻箱存在一定误差，以及接触电阻等因素的影响，此时电桥未必能平衡，即U AB ≠0；为此需要微调电压表，使U AB =0。
图6 实验板 图7 实验电路 （3）使R x 1每次增大200Ω，用电压表测出电桥相应的输出电压U AB ，直到R x 1增大
1.200K Ω。
2．测定双臂输入时电桥的电压输出特性
（1）调节Ω==k R R x x 1021，使电桥平衡。
（2）使R x 1每次增大200Ω，而R x 2相应每次减少200Ω，测出电桥的相应输出电压AB U 。直到R x 1、R x 2的最大改变量为1.2000K Ω。
实验（2）
1．仪器连接
仪器的连接如图8所示，电源电压接压力传感特性测试仪的电源输出端，为传感器提供工作电源，传感器输出端接压力传感器特性测试仪的信号输入端，从而对不平衡电桥（即压力传感器）的输出电压进行放大、测量和显示。
图8 仪器连接
2．仪器调节
先将仪器电源打开，预热十五分钟以上，调节电源电压为10.0伏。再旋转调零旋钮，使压力电压显示值为0.000伏。
3．测量
（1）按顺序增加砝码的数量（每次增加1千克，共9次），记录每次加载时的输出电压值U 0。
（2）再按相反次序将砝码逐一取下，记录输出电压值U 0。
（3）用逐差法求出传感器的灵敏度S 。
F U S ??=0
（伏/千克） （13）
4．用压力传感器测量任意物体的重量
（1）将一个未知重量的物体放置于加载平台上，测出电压0
U '，同一物体测量三次求出平均值0
U '。 （2）物体的重量
S U W 10?'= （14）
（3）共测三个未知重量的物体，样品由实验室提供或学生自己提供被测物体。
5．测量传感器电源电压E 与电桥输出电压U 0的关系，保持加载砝码的质量为1千克。
（1）改变HC-IPF 压力传感特性测试仪的电源电压，使其由2.0伏变至10.0伏，每隔1.0伏记录一个输出电压值U 0。
（2）作E -U 0关系曲线，分析是否为线性关系。
6．测出本实验系统的最小分辨重量。
用实验室提供的砝码1克至9克，由1克加载，每加1克记录传感器输出电压值U 0。 分析测量结果，给出实验系统所能测出的最小重量以及能分辨的最小重量。
六、实验操作中的重点、难点、注意事项
操作中的重点、难点：非平衡电桥
注意事项：
1．仔细检查电路有否接错，否则会烧坏电阻箱、压力传感特性测试仪。检查后方可通电。
2．根据电源电压的大小、电阻大小，估算流经电阻箱的电流，是否超过其额定电流。
3．实验完毕，关闭电源。才能离开。清理导线、整理清洁实验桌面、桌凳。
4. 本次实验做完后，申报仪器状态，经老师检查签字后方可离开。
七、思考题
1．分析给出本系统的最小分辨重量。
2．分析此种压力传感器是否线性传感元件？
3．设计由四个压力传感器组成的汽车称原理连接图，如何调整称平面各处称重的一致性。
4．写出此种压力传感器的主要参数及其含义是什么。
一、实验介绍
图1 实验电路
图1是惠斯登电桥的基本电路。电桥是将电阻、电容、电感等电参数变化量变换成电压或电流值的一种电路。电桥电路在检测技术中应用非常广泛，根据激励电源的性质不同，可把电桥分为直流电桥和交流电桥两种。根据桥臂阻抗性质的不同，可分为电阻电
桥、电容电桥和电感电桥3种。根据电桥工作时是否平衡来区分，可分为平衡电桥和非平衡电桥两种，平衡电桥用于测量电阻、电容和电感，而非平衡电桥在传感技术和非电量测量技术中广泛用作测量信号的转换。根据桥臂阻抗大小的不同，可分为全对称等臂电桥（四桥臂阻抗相同）、半对称等臂电桥（相邻桥臂阻抗相同）、不等臂电桥等。
二、参考资料
《大学物理实验教程》（2007,西南交大出版社,姜向东主审）4.3节、3.5节。
《大学物理实验教程----个性化专题实验参考》讲义。
三、实验目的
压力传感器内部应变片的电路采用了非平衡电桥方式连接，这种技术在传感和非电量测量中用作测量信号的转换，可用电阻电桥来演示这种技术。
通过实验掌握非平衡电桥的测量及信号转换技术，理解差动调节的作用。了解应变压力传感器的组成、结构及工作参数。掌握应变压力传感器灵敏度及物体重量的测量。了解多个应变压力传感器的线性组成、调整与定标。
四、实验仪器
交直流电组箱2个、压力传感特性测试仪1台、压力传感器1个、三个固定电阻实验板1块、砝码1套、导线4根。
五、实验专题
1. 测定单臂输入时电桥的电压输出特性。
1) 测定单臂电桥平衡时或近似平衡时，电阻箱的阻值R。记录电阻箱的参数。实验测量电路见图1。检查无误后，调节电源电压到10伏。调节Rx使输出电压为零。注意电阻箱的参数。
2) 估测仪表饱和时的电压及刚饱和时的电组箱的电阻值。
3) 测定单臂输入时电桥的电压输出特性（电源电压10伏）逐差法求关系曲线函数，灵敏度。
4) 测定单臂输入（升、降）时电桥的电压输出特性（电源电压6伏）最小二乘法求关系曲线函数。求出传感器的灵敏度。作输出电压～电阻箱Rx值曲线。（10伏、6伏作在一张图中）。
2. 测定双臂差动输入时电桥的电压输出特性。
1) 实验测量电路（见图2）。其中1R、2R和3R在实验板上为固定电阻（3R不接入），
2) 测定全等臂双臂电桥差动输入时电压输出特性（电源电压10伏）
3) 测定半等臂双臂电桥差动输入时电压输出特性（电源电压10伏）
图2 实验电路
3. 测量压力传感器参数。
1) 测定压力传感器重量与电压输出特性。
2) 用逐差法求出传感器的灵敏度S
F V S ??=0
（V/kg ）
3) 用压力传感器测量任意物体的重量。
4) 测出本实验系统的最小分辨重量。
4. 测量传感器电源电压与电桥输出电压V 0的关系，保持加载砝码的质量为1 kg 。
5. 设计实验：测定四臂差动输入时电桥的电压输出特性。
6. 设计实验：四个压力传感器组成称重系统，测量定标曲线。
要求：进行原理分析，实验电路设计。
六、实验原理
1. 电桥信号转换技术
1) 单臂输入时电桥电压输出特性
图3 单臂原理
若电桥供电电源的电压为V0，根据串联电阻分压原理，图3若以电路中C 点为零电势参考点，当电桥平衡时，4321::R R R R =，则电桥的输出电压为：
令电桥比率K=21R R ，根据电桥平衡条件，402
1R R R R =，且当?R< ?，有 V AB= )/()1(020 R R K V K ??+? 当K=1时，电桥输出电压灵敏度最大；且为Smax=00 4R V 。 2) 双臂差动输入电桥的电压输出特性。 图4 双臂原理 若在相邻臂内接入两个变化量的大小相等、符号相反的可变电阻，这种电桥电路称为半桥差动电路，如图4所示。 则半桥差动电路输出电压为 V AB =002R R V ?? 电桥的输出电压灵敏度为 S =00 2R V 可见，半桥差动电路的输出电压灵敏度比单臂输入时的最大电桥电压灵敏度提高了一倍。 3) 四臂输入时电桥的电压输出特性 若电桥的四个臂均采用可变电阻，即将两个变化量符号相反的可变电阻接入相邻桥臂内，而将两个变化量符号相同的可变电阻接入相对桥臂内，这样构成的电桥电路称为全桥差动电路，如图5所示。 图5 全桥差动电路 V0 = E ???? ??+-+4342 11R R R R R R V0 =R R E ?? 可见电桥输出电压V0与电阻的变化?R 成正比，电源电压不稳定将给测量结果带来误差。另外若要获得较大的输出电压V0，可以采用较高的电源电压，但电源电压的提高受两方面的限制，一是应变片的允许温度，二是应变电桥电阻的温度误差。 2. 压力传感器 图6 压力传感器 压力传感器是把一种非电量转换成电信号的传感器。其组成由特殊工艺材料制成的弹性体、电阻应变片、温度补偿电路，并采用非平衡电桥方式连接，最后密封在弹性体中。 弹性体在压力（重量）作用下产生形变（应变），导致（按电桥方式连接）粘贴于弹性体中的应变片产生电阻变化。它主要指标是它的最大载重（压力）、灵敏度、输出输入电阻值、工作电压（激励电压）（VIN ）范围、输出电压（VOUT ）范围。如图6所示。 弹性梁受载荷作用而弯曲，梁的上表面受拉，电阻片R1、R3亦受拉伸作用电阻增大；梁的下表面受压，R2、R4电阻减小。这样外力的作用通过梁的形变而使4个电阻值发生变化。应变片可以把应变的变化转换为电阻的变化，为了显示和记录应变的大小，还需把电阻的变化再转换为电压或电流的变化。 七、实验预习思考 在实验前应预热仪器15 min以上，实验中所加重量不能超过10 kg，加减砝码时要轻拿轻放，以免损坏应变片。 （1）非平衡电桥的电压灵敏度与各臂电阻变化的关系。 （2）复习用遂差法和最小二法处理数据的方法，求曲线、灵敏度S。 （3）写出此种压力传感器的主要参数及其含义是什么。 八、实验操作中的重点、难点、注意事项 重点：非平衡电桥信号转换、压力传感器及应用。 难点：地磅称实验摸拟、定标。 注意事项 1．仔细检查电路有否接错，否则会烧坏电阻箱、压力传感特性测试仪。检查后方可通电。 2．根据电源电压的大小、电阻大小，估算流经电阻箱的电流，是否超过其额定电流，烧坏仪器。 九、思考题 灵敏度相同的四个压力传感器组成称重系统，其系统灵敏度？ 对于此称重系统的读数（数字仪表），如何确定读数值处的误差。 #include P1=date; delay(10); lcden=1; delay(5); lcden=0; } void display() { ulongtamp,zhl; if(zhl>0||zhl<16777216)//进行判断是否满足条件 { tamp=((zhl*298)/100000)-24714;//进行AD转换计算 shiqian=tamp/10000; //进行计算 qian=tamp%10000/1000; bai=tamp%10000%1000/100; shi=tamp%10000%1000%100/10; ge=tamp%10000%1000%100%10; write_com(0x80+0x05); //表示使用哪个1602中的地址显示 write_data(table[shiqian]); // 显示值 delay(50); write_com(0x80+0x06); //表示使用哪个1602中的地址显示 write_data(table[qian]); // 显示值 delay(50); //延时，主要是用来解决显示屏是否忙还是不忙 write_com(0x80+0x07); write_data(table1[0]); delay(50); write_com(0x80+0x08); write_data(table[bai]); delay(50); write_com(0x80+0x09); write_data(table[shi]); delay(50); write_com(0x80+0x0A); write_data(table[ge]); ●检查安装孔的尺寸 如果安装孔的尺寸不合适，传感器在安装过程中，其螺纹部分就很容易受到磨损。这不仅会影响设备的密封性能，而且使压力传感器不能充分发挥作用，甚至还可能产生安全隐患。只有合适的安装孔才能够避免螺纹的磨损（螺纹工业标准1/2-20 UNF 2B），通常可以采用安装孔测量仪对安装孔进行检测，以做出适当的调整。 ●保持安装孔的清洁 保持安装孔的清洁并防止熔料堵塞对保证设备的正常运行来说十分重要。在挤出机被清洁之前，所有的压力传感器都应该从机筒上拆除以避免损坏。在拆除传感器时，熔料有可能流入到安装孔中并硬化，如果这些残余的熔料没有被去除，当再次安装传感器时就可能造成其顶部受损。清洁工具包能够将这些熔料残余物去除。然而，重复的清洁过程有可能加深安装孔对传感器造成的损坏。如果这种情况发生，就应当采取措施来升高传感器在安装孔中的位置。 ●选择恰当的位置 当压力传感器的安装位置太靠近生产线的上游时，未熔融的物料可能会磨损传感器的顶部;如果传感器被安装在太靠后的位置，在传感器和螺杆行程之间可能会产生熔融物料的停滞区，熔料在那里有可能产生降解，压力信号也可能传递失真;如果传感器过于深入机筒，螺杆有可能在旋转过程中触碰到传感器的顶部而造成其损坏。一般来说，传感器可以位于滤网前面的机筒上、熔体泵的前后或者模具中。 ●仔细清洁 在使用钢丝刷或者特殊化合物对挤出机机筒进行清洁前，应该将所有的传感器都拆卸下来。因为这两种清洁方式都可能会造成传感器的震动膜受损。当机筒被加热时，也应该将传感器拆卸下来并使用不会产生磨损的软布来擦拭其顶部，同时传感器的孔洞也需要用清洁的钻孔机和导套清理干净。 ●保持干燥 尽管传感器的电路设计能够经受苛刻的挤出加工环境，但是多数传感器也不能绝对防水，在潮湿的环境下也不利于正常运行。因此，需要保证挤出机机筒的水冷装置中的水不会渗漏，否则会对传感器造成不利影响。如果传感器不得不暴露在水中或潮湿的环境下，就要选择具有极强防水性的特殊传感器。 目录 一、前言 (4) （一）概述 (4) （二）发展前景 (4) （三）设计思想 (4) 二、液位控制系统分析 (5) （一）液位控制系统的工作原理 (5) （二）液位控制的实现方式 (5) 1、简单的机械式控制方式 (5) 2、复杂控制系统控制方式 (5) 3、方案选择 (6) 三、液位控制系统的设计 (6) （一）硬件设计 (6) 1、传感器的选用 (6) 2、放大器的选用 (7) 3、比较器的选用 (8) 4、三极管电子开关 (9) 5、继电器的选择 (10) 6、输出显示部分 (10) （二）调试过程 (10) 1、液位控制系统模型框图 (11) 2、调试 (11) 五、遇到的问题分析 (11) 六、总结 (12) 参考文献 (12) 液位控制系统设计 一、前言 传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一,从宇宙开发到海底探秘,从生产的过程控制到现代文明生活,几乎每一项技术都离不开传感器。液位控制在多个领域都有使用，所以实现其自动化检测具有非常重要的意义。通过压力传感器实现液位控制系统，具有体积小，实际应用系统简单实用，成本低，效益好；具有较高的性能价格比；系统不易受到干扰，可靠性高等优势。 （一）概述 在各类传感器中压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点，可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制。除此以外，还广泛应用于水利、地质、气象、化工、医疗卫生等方面。在该液位控制系统的设计方案中，所使用的传感器为六角测压测重传感器，将水重量产生的压强转化为电压值输出，通过对电压大小的控制，从而实现传感器在液位控制中的功能。（二）发展前景 由于该技术是平面工艺与立体加工相结合,又便于集成化,所以可用来制成血压计、风速计、水速计、压力表、电子称以及自动报警装置等。压力传感器已成为各类传感器中技术最成熟、性能最稳定、性价比最高的一类传感器。 国外液位控制系统的发展已相当成熟，我们国内也在朝着这方面努力，而且好多企业与国际接轨，有了不菲的成绩。比如单片机控制的智能型液位控制系统的运用等等。总的来说，发展方向有： (1)高速化，高效化，低能耗。提高液位控制系统的工作效率，降低生产成本。 (2)机电液一体化。充分合理利用机械和电子方面的先进技术促进整个控制系统的完善。 (3)自动化、智能化。微电子技术的高速发展为液位控制系统的自动化和智能化提供了充分的条件。智能化不仅仅体现的在液位控制，应能够实现对系统的自动诊断和调整，具有与液面不接触的特点。 （三）设计思想 该课程设计是通过相关硬件组合调试实现对液位高度的控制，通过一系列的放大比较将模拟信号转化为数字化的信号，然后通过对数字信号的各种处理实现类比，将液位高度的变化通过数字信号的不同反映出来，显示结果，实现对液位高度的实时监控。 通过在水箱底部安装压电传感器，水箱水位高度发生变化时，引起水压强产生波动，然后传感器把水压转换成电压信号，经放大器放大后输送到电压比较器。经比较后的输出电压有高低两种电平，若为低电平则表明水位正常，高电平时启动接在后面的三极管电子开关，集电极继电器导通，电流流经发光二极管，从而实现水位的显示控制。 电阻应变式压力传感器工作原理细解 201１—10-14 １5：37元器件交易网 字号： 中心议题: 电阻应变式压力传感器工作原理 微压力传感器接口电路设计 微压力传感器接口系统得软件设计 微压力传感器接口电路测试与结果分析 解决方案： 电桥放大电路设计 AD7715接口电路设计 单片机接口电路设计 本文采用惠斯通电桥滤出微压力传感器输出得模拟变量，然后用IＮA11８放大器将此信号放大,用7７15A/D 进行模数转换，将转换完成得数字量经单片机处理,最后由LCD 将其显示，采用LM３34 做得精密5 V 恒流源为电桥电路供电,完成了微压力传感器接口电路设计,既能保证检测得实时性，也能提高测量精度。 微压力传感器信号就是控制器得前端，它在测试或控制系统中处于首位，对微压力传感器获取得信号能否进行准确地提取、处理就是衡量一个系统可靠性得关键因素.后续接口电路主要指信号调节与转换电路,即能把传感元件输出得电信号转换为便于显示、记录、处理与控制得有用电信号得电路。由于用集成电路工艺制造出得压力传感器往往存在:零点输出与零点温漂，灵敏度温漂,输出信号非线性,输出信号幅值低或不标准化等问题。本文得研究工作，主要集中在以下几个方面： (1）介绍微压力传感器接口电路总体方案设计、系统得组成与工作原理。 （2）系统得硬件设计，介绍主要硬件得选型及接口电路,包括Ａ/D 转换电路、单片机接口电路、1602显示电路。 (3）对系统采用得软件设计进行研究，并简要阐述主要流程图,包括主程序、A/Ｄ转换程序、16０2显示程序。 1 电阻应变式压力传感器工作原理 电阻应变式压力传感器就是由电阻应变片组成得测量电路与弹性敏感元件组合起来得传感器。当弹性敏感元件受到压力作用时，将产生应变，粘贴在表面得电阻应变片也会产生应变，表现为电阻值得变化。这样弹性体得变形转化为电阻应变片阻值得变化。把4 个电阻应变片按照桥路方式连接,两输入端施加一定得电压值，两输出端输出得共模电压随着桥路上电阻阻值得变化增加或者减小。一般这种变化得对应关系具有近似线性得关系。找到压力变化与输出共模电压变化得对应关系,就可以通过测量共模电压得到压力值。 当有压力时各桥臂得电阻状态都将改变，电桥得电压输出会有变化. 式中：Uｏ为输出电压，Ui 为输入电压。 当输入电压一定且ΔＲi 〈 《电阻应变片的压力传感器设计》 题目电阻应变片的压力传感器设计时间 201608 班级 2014级 姓名 序号 指导教师 教研室主任 系教学主任 2016年08月 前言 随着科学技术的迅猛发展，非物理量的测试与控制技术，已越来越广泛地应用于航天、航空、交通运输、冶金、机械制造、石化、轻工、技术监督与测试等技术领域，而且也正逐步引入人们的日常生活中去。传感器技术是实现测试与自动控制的重要环节。在测试系统中，被作为一次仪表定位，其主要特征是能准确传递和检测出某一形态的信息，并将其转换成另一形态的信息。 传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受（或响应）与检出功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置。其中电阻应变式传感器是被广泛用于电子秤和各种新型机构的测力装置，其精度和范围度是根据需要来选定的。因此，应根据测量对象的要求，恰当地选择精度和范围度是至关重要的。但无论何种条件、场合使用的传感器，均要求其性能稳定，数据可靠，经久耐用。 随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制，到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等，都应用了称重传感器，目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。 本次课程设计的是一个大量程称重传感器，测量范围为1t到100t。 本次课程设计的称重传感器就是利用应变片阻值的变化量来确定弹性元件的微小应变，从而利用力，受力面积及应变之间的关系来确定力的大小，进而求得产生作用力的物体的质量。应变片阻值的变化可以通过后续的处理电路求得。 传感器的设计主要包括弹性元件的设计和处理电路的设计。由于传感器输出的信号是微弱信号，故需要对其进行放大处理；由于传感器输出的信号里混有干扰信号，故需要对其进行检波滤波；由于传感器输出的信号通常都伴随着很大的共模电压（包括干扰电压），故需要设计共模抑制电路。除此之外，还要设计调零电路。 目录 电阻应变式压力传感器工作原理细解 2011-10-14 15:37元器件交易网 字号： 中心议题： 电阻应变式压力传感器工作原理 微压力传感器接口电路设计 微压力传感器接口系统的软件设计 微压力传感器接口电路测试与结果分析 解决方案： 电桥放大电路设计 AD7715接口电路设计 单片机接口电路设计 本文采用惠斯通电桥滤出微压力传感器输出的模拟变量，然后用INA118放大器将此信号放大，用7715A/D 进行模数转换，将转换完成的数字量经单片机处理，最后由LCD 将其显示，采用LM334 做的精密5 V 恒流源为电桥电路供电，完成了微压力传感器接口电路设计，既能保证检测的实时性，也能提高测量精度。 微压力传感器信号是控制器的前端，它在测试或控制系统中处于首位，对微压力传感器获取的信号能否进行准确地提取、处理是衡量一个系统可靠性的关键因素。后续接口电路主要指信号调节和转换电路，即能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号的电路。由于用集成电路工艺制造出的压力传感器往往存在：零点输出和零点温漂，灵敏度温漂，输出信号非线性，输出信号幅值低或不标准化等问题。本文的研究工作，主要集中在以下几个方面： (1)介绍微压力传感器接口电路总体方案设计、系统的组成和工作原理。 (2)系统的硬件设计，介绍主要硬件的选型及接口电路，包括A/D 转换电路、单片机接口电路、1602显示电路。 (3)对系统采用的软件设计进行研究，并简要阐述主要流程图，包括主程序、A/D 转换程序、1602显示程序。 1 电阻应变式压力传感器工作原理 电阻应变式压力传感器是由电阻应变片组成的测量电路和弹性敏感元件组合起来的传感器。当弹性敏感元件受到压力作用时，将产生应变，粘贴在表面的电阻应变片也会产生应变，表现为电阻值的变化。这样弹性体的变形转化为电阻应变片阻值的变化。把4 个电阻应变片按照桥路方式连接，两输入端施加一定的电压值，两输出端输出的共模电压随着桥路上电阻阻值的变化增加或者减小。一般这种变化的对应关系具有近似线性的关系。找到压力变化和输出共模电压变化的对应关系，就可以通过测量共模电压得到压力值。 当有压力时各桥臂的电阻状态都将改变，电桥的电压输出会有变化。 式中：Uo 为输出电压，Ui 为输入电压。 当输入电压一定且ΔRi < 传感器仿真软件使用说明 书 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020 THSRZ-2型传感器系统综合实验装置仿真软件使用说明书THSRZ-2型传感器系统综合实验装置仿真软件 ................. 错误!未定义书签。 实验一属箔式应变片――单臂电桥性能实验。 ................. 错误!未定义书签。 实验二金属箔式应变片――半桥性能实验 ......................... 错误!未定义书签。 实验三金属箔式应变片――全桥性能实验 ......................... 错误!未定义书签。 实验四直流全桥的应用――电子秤实验 ............................. 错误!未定义书签。 实验五交流全桥的应用――振动测量实验 ......................... 错误!未定义书签。 实验六扩散硅压阻压力传感器差压测量实验 ..................... 错误!未定义书签。 实验七差动变压器的性能实验 ............................................. 错误!未定义书签。 实验八动变压器零点残余电压补偿实验 ............................. 错误!未定义书签。 实验九励频率对差动变压器特性的影响实验 ..................... 错误!未定义书签。 实验十差动变压器的应用――振动测量实验 ..................... 错误!未定义书签。 实验十一电容式传感器的位移特性实验 ............................. 错误!未定义书签。 实验十二容传感器动态特性实验 ......................................... 错误!未定义书签。 实验十三直流激励时霍尔式传感器的位移特性实验 ......... 错误!未定义书签。 实验十四流激励时霍尔式传感器的位移特性实验 ............. 错误!未定义书签。 实验十五霍尔测速实验 ......................................................... 错误!未定义书签。 实验十六霍尔式传感器振动测量实验 ................................. 错误!未定义书签。 实验十七磁电式转速传感器的测速实验 ............................. 错误!未定义书签。 实验十八压电式传感器振动实验 ......................................... 错误!未定义书签。 实验十九电涡流传感器的位移特性实验 ............................. 错误!未定义书签。 实验二十被测体材质、面积大小对电涡流传感器的特性影响实验错误!未定义书签。 实验二十一电涡流传感器测量振动实验 ............................. 错误!未定义书签。 实验二十二光纤传感器的位移特性实验 ............................. 错误!未定义书签。 实验二十三光纤传感器的测速实验 ..................................... 错误!未定义书签。 实验二十四光纤传感器测量振动实验 ................................. 错误!未定义书签。 实验二十五光电转速传感器的转速测量实验 ..................... 错误!未定义书签。 实验二十六 PT100温度控制实验 .......................................... 错误!未定义书签。 实验二十七集成温度传感器的温度特性实验 ..................... 错误!未定义书签。 实验二十八铂电阻温度特性实验 ......................................... 错误!未定义书签。 实验二十九热电偶测温实验 ................................................. 错误!未定义书签。 实验三十 E型热电偶测温实验 .......................................... 错误!未定义书签。 实验三十一热电偶冷端温度补偿实验 ................................. 错误!未定义书签。 实验三十二气敏传感器实验 ................................................. 错误!未定义书签。 实验三十三湿敏传感器实验 ................................................. 错误!未定义书签。 实验三十四转速控制实验 ..................................................... 错误!未定义书签。 压电式传感器的应用 一：概述 传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受与检出功能, 并使之按照一定规律转换与之对应有用输出信号的元器件或装置，是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋，美国早在80年代就声称世界已进入传感器时代，日本则把传感器技术列为十大技术之创立。 压电式传感器是典型的有源传感器。当压电材料受力作用而变形时，其表面会有电荷产生，从而实现非电量测量。压电式传感器具有体积小，重量轻，工作频带宽等特点，因此在各种动态力，机械冲击与振动的测量，以及声学，医学，力学，宇航，军事等方面都得到了非常广泛的应用。本文就压电传感器的工作原理和应用做相关介绍。 二：基本原理 压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应。是一种自发电式和机电转换式传感器，它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力后表面产生电荷。此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。它的优点是频带宽、灵敏度高、信噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施，而且输出的直流响应差，需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷。 三：应用原理 压电式传感器的应用原理就是利用压电材料的压电效应这个特性，即当有力作用在压电元件上时，传感器就有电荷输出。由于外力作用在压电材料上产生的电荷只有在无泄漏的情况下才能保存，故需要测量回路具有无限大的输入阻抗，这实际上是不可能的，因此压电式传感器不能用于静态测量。 压电元件作为压电式传感器的核心，在受外力作用时，其受力和变形方式大 ISO9001:2000认证企业 产品使用说明书 GF型风流压力传感器 感谢您选购本产品！为了保证安全并获得最佳效能，安装、使用产品前， 请详细阅读本使用说明书并妥善保管，以备今后参考。 1 前言 本说明书详细地介绍了GF型风流压力传感器的使用方法及使用注意事项，使用者在使用前请务必仔细阅读。GF型风流压力传感器在生产过程中执行的是煤炭科学研究院重庆分院的企业标准Q/MKC 56-2005。 I 目次 前言…………………………………………………………………………………………I 1 概述 (1) 2 工作原理与结构 (2) 3 技术特性 (3) 4 尺寸、重量 (4) 5 使用、调校 (4) 6 典型故障处理 (5) 7 维护、保养 (6) 8 运输、贮存 (6) 9 开箱及检查 (6) 10 其它 (7) II GF型风流压力传感器 1 概述 GF型风流压力传感器,是一种专门用于监测煤矿井下巷道及瓦斯抽放管道负压的模拟量传感器，对于监测井下风压变化，确保矿井正常通风、配风及瓦斯抽放管路安全等方面有着重要作用，用于老塘漏风，隔墙密闭质量的连续监测的重要传感器，能就地数字显示风压或管道压力变化。 1.1 产品特点 1.1.1 GF型风流压力传感器在设计中采用了新型单片微机和高集成数字化电路，简化了电路结构，提高了整机性能的可靠性，便于维护与调试。 1.1.2 本传感器在整机的零点、灵敏度调校上实现了红外遥控调校功能，方便了仪器的调校工作。 1.1.3 本传感器在电源设计上采用新型开关电源，大大降低了整机功耗，增加了传感器的传输距离。 1.1.4 本传感器增设了故障自检功能,方便了使用与维护。 1.1.5本传感器的外壳采用了高强度结构，使整机具有很强的抗冲击能力。 1.2 主要用途和适用范围 1.2.1 主要用途 GF型风流压力传感器主要用于老塘漏风，隔墙密闭质量的连续监测。 1.2.2 适用范围 井下煤尘巷道、回风巷的通风配风、瓦斯抽放管道的负压监测。 1.3 型号的组成及其代表意义 G F □□ (A) 设计序列号 F代表负压传感器，Z代表正压传感器 测量范围 风流压力 传感器 1.4 环境条件 1.4.1 工作条件 a) 工作温度: 0 ℃～40 ℃； b) 相对湿度: ≤95 %； c) 大气压力: 80 kPa～106 kPa； 1 目录 一、设计题目与设计任务....................... 错误!未定义书签。 1.设计题目：单片机压力测控系统设计........... 错误!未定义书签。 2.设计任务................................... 错误!未定义书签。 二、前言..................................... 错误!未定义书签。 三、主体设计................................. 错误!未定义书签。 1、系统设计.................................. 错误!未定义书签。 2、系统框图.................................. 错误!未定义书签。 3、设计思路.................................. 错误!未定义书签。 4、压力传感器和A/D转换芯片选择.............. 错误!未定义书签。（1）压力传感器1210—030 G—3 S ............. 错误!未定义书签。 （2）AD模数转换芯片ADC0809 ............... 错误!未定义书签。 四、参考文献................................. 错误!未定义书签。 五、结束语................................... 错误!未定义书签。 六、完整程序................................. 错误!未定义书签。 七、仿真结果................................. 错误!未定义书签。 八、程序流程图............................... 错误!未定义书签。 efector 500电子压力传感器操作说明 1显示屏菜单结构P.3 （图） 2编程P.4 1.选择参数； 2.设定数值*； 3.参数值确定。 * 当参数调至最大设定值，继续调整参数值将从最小的设定值重新开始循环。在设置开关点（SPx，rPx）或模拟输出信号（ASP，AEP）的限制之前选定显示单位，这将避免单位转换中舍入误差的发生，得到更精确的设定值。 3安全提示 ●安装之前请阅读产品说明； ●请检查该产品是否适合你的使用； ●用户如未遵循本手册的操作说明或技术数据进行操作，可能发生 人身伤害或财产损失； ●在所有应用中，请检查本产品的材料（参看技术数据）是否适用 于所测量的物质。 4控制和显示说明 （图）P.20 5功能及特性 ●该压力传感器检测系统压力； ● 显示屏指示当前系统压力； ● 5.1 程序设定 通过设定各类参数，所测信号的赋值是不同的，可应用于各自不同的应用。（见9、11.1节） 5.2 EHEDG 3A 部件已通过EHEDG 和3A 认证。 5.3 应用 1）如显示到负值小数点后两位，小数点前的0不会显示。如：-0.05显示为-.05 不同显示单位的标示方式封装与设备中，选取传感器上各自的标示或填入空白的标示。 勿使静态或动态的过压超过给定的过载压力。 任何高于爆破压力的瞬时压力都会损伤设备（损伤危险）！ 6操作模式 6.1 运行模式（Run mode） 正常操作模式。 当所需电压已经提供时，设备处于运行模式。根据设定参数监视并产生输出信号。 显示屏指示当前系统压力（见11.1节）。 红色发光二极管指示输出的状态切换。 6.2 显示模式（Display mode） 参数指示和参数值设定。 按下Mode/Enter按键，设备进入可以读取参数值的显示模式。此时内部的传感、处理和输出功能仍然继续进行。 ●用Mode/Enter按键选取需要设定的参数； ●按下Set按键，相应的参数值会显示15秒。再经过15秒设备返回运行模式。 6.3 编程模式（Programming mode） 参数值的设定。 看见参数值时，按住Set键5秒以上，设备进入编程模式。Set键改变参数值，按下Mode/Enter键确定新的参数值。该模式期间设备仍将按之前的参数继续进行感应、处理和输出计算，直到新的参数值确定。如果15秒内未按下任何按键，设备将返回运行模式。 7安装 装配和拆除传感器时，确定系统没有承受压力。 7.1 工艺适配器 该设备可采用单独购买的ifm适配器作为其附件。 首先将适配器（C）安装到传感器上，然后传感器+适配器通过螺母、钳位法兰或其他类似原件（B）装上工艺连接件。 （图）P.23 #i n c l u d e 称重模块电路+程序（测试通过） 总体电路 电源+串口通讯 单片机最小系统： 存储模块+下载模块+蜂鸣器+矩阵键盘 称重模块： 淘宝链接： 主程序： #include "main.h" #include "LCD1602.h" #include "HX711.h" unsigned long HX711_Buffer = 0; unsigned long Weight_Maopi = 0,Weight_Shiwu = 0; char Price_Count = 0; unsigned char KEY_NUM = 0; unsigned char Price_Buffer[3] = {0x00,0x00,0x00}; unsigned long Money = 0; bit Flag_OK = 0; //**************************************************** //主函数 //**************************************************** void main() { Init_LCD1602(); //初始化LCD1602 LCD1602_write_com(0x80); //指针设置 LCD1602_write_word("Welcome to use! "); //开机画面第一行 Delay_ms(2000); //延时2s loop:Price_Count = 0; Price_Buffer[0] = 0; Price_Buffer[1] = 0; Price_Buffer[2] = 0; Flag_OK = 0; LCD1602_write_com(0x80); //指针设置 LCD1602_write_word("+WEI |PRI | MON "); LCD1602_write_com(0x80+0x40); //指针设置 LCD1602_write_word("0.000| . | . "); Get_Maopi(); //称毛皮重量 while(1) { if( Flag_OK == 0) { Get_Weight(); //称重 //显示当前重量 LCD1602_write_com(0x80+0x40); LCD1602_write_data(Weight_Shiwu/1000 + 0x30); LCD1602_write_data('.'); LCD1602_write_data(Weight_Shiwu%1000/100 + 0x30); LCD1602_write_data(Weight_Shiwu%100/10 + 0x30); LCD1602_write_data(Weight_Shiwu%10 + 0x30); } KEY_NUM = KEY_Scan(); #include 目录 一、设计题目与设计任务 (1) 1.设计题目：单片机压力测控系统设计 (1) 2.设计任务 (1) 二、前言 (1) 三、主体设计 (1) 1、系统设计 (1) 2、系统框图 (1) 3、设计思路 (2) 4、压力传感器和A/D转换芯片选择 (2) （1）压力传感器1210—030 G—3 S (2) （2）AD模数转换芯片ADC0809 (3) 四、参考文献 (4) 五、结束语 (4) 六、完整程序 (5) 七、仿真结果 (7) 八、程序流程图 (9) 一、设计题目与设计任务 1.设计题目：单片机压力测控系统设计 2.设计任务 1、本设计是微机控制的制氧机压力测控系统。单片机系统通过压力传感器和检测比较器测得气缸内压力达到某一上限值(176 kPa)和下限值(64 kPa)时，单片机系统控制执行相应的动作(达到上限值时打开放气阀放气，达到下限值关闭放气阀进行充气)。如此反复循环,不断将氧气提供给需氧者。在此过程中若充气或放气10 s仍达不到设定值(176 kPa和64 kPa)则进行光报警。 2、写出压力测量过程，绘制压力控制系统结构图。 3、（1）系统硬件电路设计。 单片机采用89S52；选择适合上述测量范围的压力传感器，设计数据采集及信号调理电路，设计键盘显示电路及报警电路。 （2）编制压力测量程序。 二、前言 本设计为基于AT89S52单片机的气缸压力测量与控制系统，压力传感器选择1210—030G—3S，能够在0~207kPa范围内有效测量气缸供氧系统的压力，并进行实时压力（LED）显示。单片机控制部分实现当压力超出上限值176kPa时，放气阀打开进行放气，当压力低于下限值64kPa时，放气阀关闭，气缸充气；压力在正常范围（64~176kPa）时，压力改变不影响放气阀的状态。报警功能实现当压力超出设定的压力范围（64~176kPa）10S时，发光二极管点亮进行报警。 关键词：AT89S52单片机、1210—030G—3S型压力传感器、LED显示、报警。 三、主体设计 1、系统设计 考虑到过程控制系统的一般组成及本次设计的任务要求，本设计主要由以下几部分组成:被控对象（气缸及附带的进气阀和放气阀）、压力传感器FT、A/D转换（ADC0808）、AT89S52单片机、LED显示、报警电路和放气阀驱动电路。 2、系统框图 #include<12c5a60s2.h> #include void delay(uint z) { uint x,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--); } /************************** 写指令 **************************/ void write_com(uchar com) { rs=0; wr=0; P0=com; lcden=0; delay(5); lcden=1; delay(5); lcden=0; } /************************** 写数据 **************************/ CY200数字压力传感器 使用手册 成都泰斯特电子信息有限公司 2014年4月 目录 1.CY200数字压力传感器简介 ................................................. - 1 - 2.CY200结构及附件 (2) 2.1. CY200结构及尺寸 (2) 2.2. 485-USB转换器 (2) 2.3. Pin5-Pin5连接线 (3) 2.4. 485-20集线器 (3) 3.CY200的连接方式 (3) 4.压力测试软件 (5) 4.1. 网络设置 (5) 4.2. 网线定义 (6) 4.3. 驱动的安装 (6) 4.4. 插件程序安装 (9) 4.5. Smart Sensor4.10 应用程序安装 (11) 5.Smart Sensor使用说明 (14) 5.1. 传感器连接 (14) 5.2. 采集参数设置 (16) 5.3. 传感器参数设置 (16) 5.4. 观察曲线分析 (17) 6.常用快捷功能键 (18) 7.数据查看、保存及回放 (23) 7.1. 观察传感器即时值 (23) 7.2. 数据保存及其他 (23) 8.附录_Smart Sensor压力测试系统 (26) 8.1. 附录1 二进制数据.stst文件格式 (26) 8.2. 附录2 文本文件格式 (26) 1.CY200数字压力传感器简介 CY200系列智能数字压力传感器用目前国际最新的SOC（单片机系统）芯片，结合MEMS加工的压阻硅晶体为敏感器件，充分利用微处理器的处理和存储能力，实现对敏感部件拾取的压力信号进行滤波、放大、A/D转换、校正等功能，直接输出可显示存储的数字信号。 CY200系列智能数字压力传感器融合了高精密度、高稳定度参考源技术、信号采集处理、通讯、总线等一系列的高新技术，为成都泰斯特公司又一自主研制成功的的高技术含量产品。 ●数字化：数字量输出，无需其它数据采集设备，直接在计算机上读出压力值； ●智能化：内置电子表单，设备编号、量程、校正参数自动加载； ●高精度：24位A/D转换器； ●便捷：485总线，长线传输，USB即插即用，同时拥有； ●网络化：自动寻址，TCP/IP协议组成网络化压力测试系统； ●使用灵活：单只、多只、远距离传输、分布式网络等都有解决方案； ●支持专用：通讯协议开放，自有技术，支持专用开发。 CY200智能数字压力传感器系列下，有细分型号，如CY201、CY205，未特别标明处，本说明书均适用。压力传感器 HX711 程序
压力传感器的安装方法及使用要求
利用压力传感器实现液位控制系统的设计课程设计报告1
压力传感器工作原理
电阻应变片压力传感器设计
压力传感器工作原理
传感器仿真软件使用说明书
压电传感器课程设计
GF型风流压力传感器说明书
51单片机压力传感器
pf20系列压力传感器手册
压力传感器仿真程序
称重压力传感器HX711AD模块电路+程序
压力传感器仿真程序
51单片机压力传感器
压力传感器程序
数字压力传感器使用手册