汽车仪表用传感器测量系统设计
传感器与测试技术课程设计
传感器与测试技术课程设计《荷重传感器与电子秤》课程设计分校（站、点）：年级、专业：机械制造与其自动化学生姓名：学号：指导教师：完成日期：2012、6一，设计简述随着现代化生产的发展，电子秤在许多商业活动中已成为不可缺少的计量工具。
电子秤作为一个典型的自动检测系统，也可归纳为由三大环节所组成。
如图1所示一次仪表通常指的是传感器，它是由敏感元件，电路，机构等组成，是利用某些特殊材料对某些物理量具有一定的敏感，然后转换成电量（电压，电流）。
通常来自一次仪表的电信号比较弱小，不足以驱动显示器。
为此采用二次仪表对信号进行放大；来自一次仪表的电信号往往还夹带外部的干扰信号，必须把它去除，一般二次仪表还包括滤波电路用以消除干扰。
传感器的转换关系往往并不服从线性关系，所以有时还需要进行适当的线性补偿处理。
故称二次仪表为测量与显示部件。
二次仪表的输出信号可能是模拟量，也可能是数字量。
三次仪表是采用了计算机技术，所以要求二次仪表的输出信号必须是数字信号。
三次仪表将进一步对信号进行处理并形成控制量输出。
作为规模较小的仪表系统，三次仪表主要是以中央处理器为核心的数字电路，组成智能化仪表。
使整个测量系统的性能与功能大大提高。
图2所示的以单片机为核心部件组成三次仪表，它大大丰富了电子秤功能。
各种各样形式的电子秤的仪表结构都是大同小异的，都必须利用荷重传感器来采集重量信号并变换成相应大小的电信号。
电子秤的二次仪表把来自荷重传感器的微弱电压信号进行放大，滤波。
这不仅为了提高灵敏度，更重要的是与下一环节的电路进行正确匹配。
目前大多数电子秤是数字显示方式，所以模拟信号还必须作模数转换。
有了A/D转换器的数码信号，就可以进行自动标度变换、自动超载报警、自动数字显示。
还可以增加人机对话键盘、与外部设备的数据交换与通信、输出模拟或数字控制信号等功能。
由此大大提高了性能。
二，设计过程1、荷重传感器电子称传感器的选用荷重传感器的形式有电阻式、电容式、压磁式等多种形式。
检测技术与自动化仪表课程设计指导书
《传感器与检测技术》课程设计一．课程设计目的课程设计的目的是使学生能够将《传感器与检测技术》课程的内容有机的联系起来，形成系统的概念，培养学生综合应用知识的能力，掌握智能检测（或仪表）系统设计的基本思想和方法。
二．设计方法（一）智能化测量控制仪表的总体设计在设计一台智能化测量控制仪表时，首先要进行仪表的总体设计。
在课程设计中要考虑以下两点。
1．从整体到局部(自顶向下)的设计原则开始时，根据仪表功能和设计要求提出仪表设计的总任务，分别并绘制硬件和软件总框图，然后将总任务分解成一批可以独立表征的子任务，这些子任务再向下分，直到每个低级的子任务足够的简单，可以直接而且容易实现为止。
这些低级子任务可用模块化的方法来实现，有些子任务可以采用某些通用化的模块（模件）实现。
2．经济性要求为了获得较高的性能价格比，设计仪表时不应盲目地追求复杂高级的方案。
在满足性能指标的前提下，应尽可能采用简单的方案，因为方案简单意味着元器件少，可靠性高，从而也比较经济。
在进行实际的产品设计时，还应考虑仪表的可靠性要求、操作和维护的要求等。
（二）智能化测量控制仪表的硬件电路设计1．单片机芯片的选择课题中指定在MCS-51系列单片机中选择机种。
选择时，应考虑单片机的时钟频率、内部程序存储器和数据存储器容量、片内功能部件，以及相关的技术支持等因素。
2．存储器设计如果仪表中所涉及的程序或者数据量使单片机内部存储器难以满足要求时，应设计片外存储器。
3．输入/输出接口的设计单片机从测量环节或者说前向通道（包括A/D转换器和输入电路）输入测量信息、从键盘输入仪表需要的各种数据和信息（如功能选择，量程范围、阈值等）以及向显示器输出测量结果、仪表的工作状态（如报警信息）都需要通过接口电路实现，因此要设计相应的接口电路。
4．测量部分的设计测量部分通常由两大部分组成，即模拟测量部分和A/D转换器。
模拟测量部分如传感器、传感器测量电路、信号放大电路、滤波电路以及其它的信号调理电路都是一些独立的模块或组件，如果已有相应的模块芯片出售，设计时只要选用合适（符合技术要求）的芯片即可；如果没有相应的模块供应，则在设计时要根据仪表的技术指标，自行设计这些组件。
汽车里程表工作原理
汽车里程表工作原理
汽车里程表是一种用来测量车辆行驶里程的仪表。
它的工
作原理基于车辆轮胎的旋转和传感器的检测。
1. 传感器：汽车里程表通常使用一个称为车速传感器的装
置来检测车辆的速度。
车速传感器通常位于车辆的传动系
统或车轮上，并通过检测车轮的旋转来确定车辆的速度。
2. 轮胎旋转：当车辆行驶时，车轮会旋转。
每当车轮旋转
一周，里程表的传感器就会记录一定的里程数。
3. 信号处理：车速传感器将检测到的车辆速度转化为电信号，并将其发送给里程表的电路板。
电路板会对信号进行
处理，以确定车辆行驶的里程数。
4. 显示：处理后的里程数将显示在汽车仪表盘上的里程表上。
里程表通常以公里或英里为单位显示车辆行驶的总里
程数。
需要注意的是，汽车里程表的准确性受到多种因素的影响，包括轮胎尺寸、胎压、传感器的精确度等。
因此，在进行
里程计算时，可能需要进行一些校准或调整以提高准确性。
乘用车CAN总线数字仪表测试系统设计
型号配 套单 一 的专用 设备 产生 仪表 所 需要 的各 种 信
日 舌 Ｊ Ｉ
号； 对仪 表 Ｃ Ｎ信 号 的 测 试 多 采 用 搭 建 测 试 Ｃ Ｎ Ａ Ａ
网络 的方式进 行 测试 。这 些检 测装 置 不具 备通 用 性 和 整体 性 。针对 这种情 况 本文 中设 计 了通 用 的乘 用
Ｃ ｅＸ ａ ｌ ， ａ ｇＤｅ ｇｅ ｇ Ｃ ｏＸｉ ｌ Ｔ ｎ ａ ｇｈ ｏ＆ ＱｕＸｉｇ ｈ ｉｏｅ Ｗ ｎ ｎ ｆｎ ， ａ ａ ｉ ｉ ｏ ｎ， ａ ｇＸｉｎ ｓ ｕ ｎ
Ｊｌ ｎｖｒｔ ＳａｅＫｙＬ ｂｒｔｙｏ ｕ ｍ ｂｅＤ ｎｍｉ Ｓｍ ｌｔ ｎ ｈ ｎ ｃｕ １０ ２ ｉｎＵ ｉ ｓｙ， ｔｔ ｅ ａ ｏａｏ ｉ ｅｉ ｒ ｆＡ ｔ ｏｉ ｙａ ｃ ｉｕａｉ ，Ｃ ａ ｇｈ ｎ ３ ０ ２ ｏ ｌ ｏ
仪表 性 能的测 试 。
为 了使检 测 装 置 具 有 通 用 性 ， 试 系 统 提 供 ２ 测
总线数字仪表 ， 即仪表 中所 有的信号 皆来 自于 Ｃ Ｎ Ａ 总线 ， 一种 为 局 部 Ｃ Ｎ总 线 数 字 仪表 ， 部 分 信 另 Ａ 即
号来 自于 Ｃ Ｎ总 线 ， 它 信 号 与 传 统仪 表 一样 ， Ａ 其 仍 然依靠 传感 器测 量 并 通 过 线 束传 输 ， 目前 大 部 分乘 用车仪 表 为局部 Ｃ Ｎ总 线 数 字仪 表 。在 Ｃ Ｎ总 线 Ａ Ａ
汽车仪表视觉显示设计分析研究
汽车仪表视觉显示设计分析研究随着科技的不断发展，汽车仪表视觉显示设计也在不断演变进步。
汽车仪表作为车辆信息的重要来源，不仅需要满足基本的驾驶需求，还需满足驾驶员的舒适度和安全性需求。
本文将对汽车仪表视觉显示设计进行分析研究，探讨其发展历程、现状和存在的问题，以及未来发展趋势。
早期的汽车仪表多为机械式，以指针式仪表为主。
这些仪表的精度和可靠性都比较差，而且读数也不够直观。
随着电子技术的发展，汽车仪表开始向电子化显示设备演化。
电子仪表的出现，不仅提高了仪表的精度和可靠性，还增加了多种功能，如车速里程、油耗、故障诊断等。
随着信息化时代的到来，汽车仪表视觉显示设计也在不断升级。
汽车HUD（Head-Up Display）技术的出现，将车辆信息投影到驾驶员视线前方，使驾驶员无需低头就能获取所需信息。
近年来，随着智能化的快速发展，汽车仪表视觉显示设计又出现了多种新型态，如全液晶仪表、大尺寸触摸屏等。
目前，汽车仪表视觉显示设计的实际应用中，仍存在以下问题：显示清晰度：虽然液晶仪表已经广泛应用，但是部分产品的显示清晰度仍需提高。
特别是在强烈阳光下，驾驶员可能无法看清仪表显示信息。
视觉效果：部分汽车仪表的界面设计不够直观，驾驶员需要花费较长时间才能理解界面信息。
过多复杂的信息显示也容易让驾驶员感到混乱。
用户体验：不同的驾驶员有不同的使用习惯和需求。
现有的汽车仪表视觉显示设计往往没有充分考虑到用户体验的差异，不能很好地满足不同驾驶员的需求。
针对上述问题，汽车仪表视觉显示设计的研究方法应包括以下几个方面：市场调研：了解当前市场上各种汽车仪表视觉显示设计的优缺点，找出消费者最的需求点。
用户需求分析：通过问卷调查、深度访谈等方式，了解不同类型驾驶员对汽车仪表视觉显示设计的喜好和需求，找出设计中的痛点。
设计实验：根据市场调研和用户需求分析的结果，进行汽车仪表视觉显示设计的实验性研究，不断优化设计方案。
随着科技的不断发展，汽车仪表视觉显示设计的未来发展趋势可以预见。
传感器与测试技术课程设计重点
传感器与测试技术课程设计《传感器与测试技术在汽车中的应用》课程设计分校(站、点 :江苏广播电视大学年级、专业:机械制造及其自动化学生姓名:陈明学号: 1232001200039指导教师:完成日期: 2013、 6一、概述汽车传感器的应用是当今世界汽车高档化、电子化、舒适化、自动化发展的关键性技术之一。
就一些普通汽车的传感器有几十到上百个传感器, 而一些高档车大约使用 200-300个传感器, 并且数量是越来越多。
如今汽车行业对于机械部分、电气部分、行车电脑、数据处理、人车智能交流等技术都相对起步比较晚, 因此世界各国对汽车用传感器的研究、开发等与价格都非常重视。
另一方面, 由于燃料排气法规的限制, 使得汽车生产厂家在汽车大量运用电子及其自动控制技术, 这其中传感器尤为重要。
一般传感器的输出信号都比较弱, 比较收到外界噪音的干扰。
而汽车传感器是把所有动、静态的物理量在复杂的工作条件下变成电量,也是机、电、化学等的结合体。
汽车传感器大致分为两类:一类是使司机了解汽车各部分状态的传感器; 另一类传感器是用于控制汽车运行状态的控制传感器,其主要种类如下图:汽车传感器总的发展趋势是多功能化、集成化、智能化、微型化。
二、汽车用传感器的设计与选用原则汽车传感器具有以下特点:(1有较好的环境适应性汽车的环境温度变化范围较宽(-40-80摄氏度 ,道路表面优劣程度相差也大, 天气情况也会有所影响, 因此要求传感器耐震、耐水、耐温、耐冲击、抗电磁干扰等。
(2批量生产性(3可靠性(也就是稳定性要好(4体积小、重量轻、便于安装(5符合相关法规的要求除以上几个特点外,在设计是选用还应考虑传感器的灵敏度、分辨力、误差、线性度、响应速度等因素。
三、测试系统的构成测试系统由一些不同功能的环节组成,这些环节保证了由获取信号到提供观测的最必要的信号流程功能。
图 1是一测试系统最基本的组成结构方框图。
图 1 测试系统组成原理方框图通常,传感器将被测物理量转换成以电量为主要形式的电信号, 信号变换部分是对传感器所送出的信号进行加工, 电压或电流信号利用滤波电路抑制噪音、选出有用的信号; 由于信号分析和处理理论以及信息处理技术的迅速发展, 特别是计算机技术在信号处理中的广泛应用, 近年来已经信号的后续处理部分引入到测试系统, 成为测试系统的有机组成部分,形成如下图 2:图 2 包含信号处理功能的测试系统四、传感器的定义、组成、分类及要求(1传感器的概念传感器,人们用肉眼看可以感觉到物体的形状、大小以及颜色等外观特征,用耳朵听能感觉到声音,用鼻子闻能感觉到气味。
基于霍尔车速传感器的测控平台设计
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基于霍尔 车速传 感器 的测控平 台设计
汽车仪表专用信号发生器设计
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感 器 的功 能 。
【 键 词 】 编 程 脉 冲 信 号 源 ；Ｔｍｅａ６ ； 车传 感 器 ： 关 可 Ａ ｇ １Ｌ 汽 变频
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汽车仪表用传感器测量系统设计
汽车仪表是人和汽车的交互界面，为驾驶员提供所需的汽车运行参数、故障、里程等信息，是每一辆汽车必不可少的部件。
随着汽车工业与电子工业的不断结合发展，电子控制技术在现代汽车的仪表系统中得到了广泛的应用。
车用传感器是汽车电子设备中的重要组成部分，主要用于测量和控制系统，其性能好坏直接影响汽车是否正常工作。
在自动测量过程或控制系统中，首先由传感器感受被测量，而后将其转换成电信号，供显示仪表指示或用以控制执行机构。
如果传感器不能灵敏地感受被测量，或者不能把感受到的被测量精确地转换成电信号，则其他仪表和装置的精确度再高也无意义。
一、系统分析与论证
系统要求分别连接滑线变阻器左右两端接线头，从而要求系统分别显示测得的阻值，然后在将测得的两个阻值相减，得到的差值即为系统所要求的最后结果（结果精确到0.5‰）。
如果差值的绝对值小于0.3€%R，我们说系统合格，否则不合格。
根据系统要求，此系统首先通过A/D转换系统的A/D转换器作为模拟量的采集和输入，然后将数据送入51系列的单片机中进行数据的存储、处理，并通过单片机控制的LED显示系统送入LED显示管显示。
（一）A/D转换系统
A/D转换系统所需用为A/D转换器，它的作用就是把模拟量转换成数字量，以便于计算机进行处理。
A/D转换器的主要技术指标：转换时间和转换速率，分辨率和转换精度。
同时为了适应系统集成的需要，有些转换器还将多种转换开关、时钟电路、基准电压源、二/十进制译码器和转换电路集成在一个芯片内，为用户提供了很多方便。
我们可以根据A/D转换器位数、A/D转换器转换速率、是否要加采样保持器、基准电压等4个方面来选择一个适合于各自系统的A/D转换器。
（二）LED显示系统
此系统舍弃了传统的通过译码器来控制LED的显示，通过单片机89C51的I/O接口，加以软件程序上的控制，来充当译码器的作用，使之控制LED的显示。
这恰恰体现了单片机应用系统设计的要求，即在系统设计中，应以使用的硬件最少为原则，这样即能减少产品的成本，又可以降低系统产生错误的概率，取而代之的是软件的控制，即使出现错误，可以及时、方便的找出错误原因，加以修正。
此系统采用的是共阴极LED动态显示方式，既将所有位的段选线并接在一个I/O口上，共阴极端由相应的I/O口线控制，如图所示为一个4位LED动态显示电路。
（三）复位系统
在实际的应用系统中，若有外部扩展的I/O接口电路也需初始复位，如果它们的复位端和MCS-51的复位端相连，复位电路中的R、C参数要受到影响，这时复位电路中的R、C参数要统一考虑，以保证可靠的复位。
如果MCS-51与外围I/O接口电路的复位电路和复位时间不完全一致，使单片机初始化程序不能正常运行，外围I/O接口电路的复位也可以不和MCS-51复位端相连，仅采用独立的上电复位电路。
若RC上电复位电路接斯密特电路输入端，斯密特电路输出接MCS-51单片机和外围电路复位端，则能使系统可靠地同步复位。
一般来说，单片机的复位速度比外围I/O接口电路快些。
为保证系统可靠复位，在初始化程序中应安排一定的复位延迟时间。
（四）系统抗干扰性
电路能够很好的起到抗干扰性的作用，正常工作时，由89C51为其定时提供触发信号，不产生复位；若发生错误，则在距上次触发信号1.6s后，该电路会自动产生复位信号，对89C51进行复位。
二、系统硬件设计
根据系统方案分析，可以确定系统硬件部分（A/D转换、单片机控制编程、A/D转换与单片机接口、复位模块），元器件主要有：单片机89C51，模/数转换器AD574，74LS373芯片，共阴极数码显示
管，9013三极管，10K，5K电阻，100uF电容若干。
（一）系统各部分硬件设计
（1）基于A/D转换系统的芯片
由于此系统中要求数据的精度为0.5‰，由A/D转换器的主要技术指标相对误差公式得n=11，又因为A/D转换器的位数至少要比总精度要求的最低分辨率高一位，所以选择具有12位的A/D转换芯片。
AD574是一种快速的12位逐次比较式A/D转换芯片，片内有两片双极型电路组成的28脚双插直列式芯片，无需外接元器件就可独立完成A/D转换功能。
内部设有三态数据输出锁存器。
一次转换时间为25€%eS。
（2）89C51芯片
在众多的MCS-51单片机及各种增强型、扩展型等衍生品种的兼容机中，美国ATMEL公司的89C51单片机在我国使用较多，它是一个低功耗、高性能的含有4Kbyte闪烁存储器的8位CMOS单片机，时钟频率高达20MHz，与MCS-51的指令系统和引脚完全兼容。
闪烁存储器允许在线（+5V）电擦除、电写入或使用编程器对其重复编程。
此外89C51还支持有软件选择的两种掉电工作方式，非常适用与电池供电或其他要求低功耗的场合。
由于片内带EPROM的87C51芯片内的4Kbyte闪烁器可在线编程或使用编程器重复编程，且价格较低，因此在此系统中我们采用89C51芯片。
（3）A/D574与89C51的接口
（二）复位电路
89C51的复位是由外部电路来实现的。
复位引脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，在每个机器周期的S5P2，斯密特出发器的输出电平由复位电路采样一次，然后才能得到内部复位操作所需要的信号。
本系统中采用的是按键电平复位电路，当用户按下“复位”按钮，使单片机进入复位状态。
电路如图3所示，按键电平复位是通过RST端经电阻与电源Vcc接通而实现的，当时钟频率选用1MHz，C取100€%ef，R1取10K€%R。
（三）辅助电路设计
此系统的辅助电路为一个可产生+5V、+12V的电源。
通过变压器的降压、桥式整流电路、和电容的滤波，得到直流电压。
电路采用LM7S12、LM7S05芯片，使得输出的直流电压为+12V和+5V，从而为系统提供电源。
三、系统软件设计
（一）软件设计思想
系统通过A/D转换器的转换，将测得的来自滑动变阻器的模拟信号转换成数字信号，分别送入89C51单片机存储、处理。
总共需测的3个数据。
K0为前测点，通过K0的闭合，将测得的数据称之为前测值并存储、显示。
同理，将K2设置为后测点，通过K2的闭合，将测得的数据称之为后测值并存储、显示。
最后通过闭合K3，使得前两个数据在单片机中相减，得到的差值就为此系统的最后测量值并送入LED显示管显示。
另外K3为系统的复位按钮，控制单片机的复位、数码管的清零。
（二）系统程序流程图
（三）软件陷阱的设计
当程序跑飞时，冗余指令便无法起作用。
通过软件陷阱，拦截乱飞程序，将其引向指定位置，再进行出错处理。
软件陷阱是指用来将捕获的乱飞程序引向复位入口地址0000H的指令。
通常在程序中未使用的EPROM空间填***-*****00。
最后一条应填入0*****，当乱飞程序落到此区，即可自动入轨。
在用户程序区各模块之间的空余单元也可填入陷阱指令。
当使用的中断因干扰而开放时，在对应的中断服务程序中设置软件陷阱，能及时捕获错误的中断。
返回指令可用“RETI”，也可用“LJMP 0000H”。
如果故障诊断程序与系统自恢复程序的设计可靠、完善，用“LJMP 0000H”作返回指令可直接进入故障诊断程序，尽早地处理故障并恢复程序的运行。
考虑到程序存贮器的容量，软件陷阱一般1K空间有2-3个就可以进行有效拦截。
四、结论
至此，系统的软、硬件全部设计完毕。
基本达到了系统的要求，接触滑线变阻器的两端线头，可以在显示器上显示数字，通过A/D转换器的转换，可以产生精确的数字量，并送入单片机89C51进行数据处理。
系统通过软/硬件的结合，能够很好发挥系统的功效，同时硬件也最大程度上满足系统的设计要求。
在成本上，所选取的芯片都是市场上非常流行的芯片，并且具有价格优势。
这些都满足了设计系统的一般要求。