传感器原理及应用+(吴建平+着)+机械工业出版社
答
相对误差为 （1-0.947）×100%=5.3%
案
ω ω [1 − ( ) 2 ]2 + [2ξ ]2 ωn ωn
s = jω
=
⎡ω ⎤ ω 1 − ⎢ ⎥ + 2 jξ ωn ⎣ ωn ⎦
w.
co
对于一阶系统，阶跃输入下的稳态误差 ess = 0 ，再求暂态误差： 当 t=350s 时，暂态误差为
为 0.4，欲测量频率为 400Hz 正弦变化的外力，应选用哪一只？并计算所产生的振幅相 对误差和相位误差。
答案
独立线性度(端点平移拟合)；最小二乘法线性度。 3）线性度 γ L 是表征实际特性与拟合直线不吻合的参数。 4）传感器的非线性误差是以一条理想直线作基准，即使是同一传感器基准不同时得出 的线性度也不同，所以不能笼统地提出线性度, 当提出线性度的非线性误差时，必须说明所 依据的基准直线。 2.3 答： 1）传感器动态特性主要有：时间常数τ；固有频率 ωn ；阻尼系数 ξ 。 2）含义：τ越小系统需要达到稳定的时间越少；固有频率 ωn 越高响应曲线上升越快； 阻尼系数 ξ 越大， 过冲现象减弱， ξ ≥ 1 时无过冲， 当 ωn 为常数时响应特性取决于阻尼比 ξ ， 不存在振荡，阻尼比直接影响过冲量和振荡次数。 2.4 答： （略） 2.5 解： 对微分方程两边进行拉氏变换，Y(s)(30s+3)=0.15X(s) 则该传感器系统的传递函数为：
G ( jω ) =
2 ωn 2 s 2 + 2ξωn s + ωn
s = jω
案
ω 400 ) 2 × 0.4 × ω 2200 = −8�33' n ϕ = −tg −1 = −tg −1 ω 2 400 2 1− ( ) 1− ( ) ω 2200
2ξ (
故相位滞后 8°33′。
课 后
ω ω [1 − ( ) 2 ]2 + [2ξ ]2 ωn ωn
答
图 3-28
案
网
ww w.
图 3-29
3.8 已知：有四个性能完全相同的金属丝应变片（应变灵敏系数 k = 2 ）, 将其粘贴在梁式 测力弹性元件上，如图 3-30 所示。在距梁端 l0 处应变计算公式为
6 Fl0 Eh 2b 5 2 设力 F = 100 N ， l0 = 100mm ， h = 5mm ， b = 20mm ， E = 2 × 10 N / mm 。求：
2.7 解：所求幅值误差为 0.947,相位滞后 52°70′
2 ωn G ( jω ) = 2 2 s + 2ξωn s + ωn
则，频率为 600Hz 时的幅值为
| G ( jω ) |=
网
1
ww w.
=
s = jω
=
⎡ω ⎤ ω 1 − ⎢ ⎥ + 2 jξ ωn ⎣ ωn ⎦ 1 600 2 2 600 2 [1 − ( ) ] + [2 × 0.7 × ] 1000 1000
w.
co
m
松系数 µ = 0.285 ，应变片的灵敏系数 k =2，电桥电源电压 U=2V，当试件受轴向拉伸
课 后
ε=
①说明是一种什么形式的梁。在梁式测力弹性元件距梁端 l0 处画出四个应变片粘贴位 置，并画出相应的测量桥路原理图；②求出各应变片电阻相对变化量；③当桥路电源 电压为 6V 时，负载电阻为无穷大，求桥路输出电压 U0 是多少？
图 3-30
kh da
轴上。已知:等截面轴的截面积为 0.00196m2，弹性模量 E=2×1011N/m2，泊松比 µ = 0.3 ，
习题集及答案
第 1 章 概述
什么是传感器？按照国标定义，“传感器”应该如何说明含义？ 传感器由哪几部分组成？试述它们的作用及相互关系。 简述传感器主要发展趋势，并说明现代检测系统的特征。 传感器如何分类？按传感器检测的范畴可分为哪几种？ 传感器的图形符号如何表示？它们各部分代表什么含义？应注意哪些问题？ 用图形符号表示一电阻式温度传感器。 请例举出两个你用到或看到的传感器，并说明其作用。如果没有传感器，应该出现哪种 状况。 1.8 空调和电冰箱中采用了哪些传感器？它们分别起到什么作用？ 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
T 1( s ) = T 2 ( s ) + τ 0 sT 2 ( s )
则传递函数为
T 2( s ) 1 = T 1( s ) τ 0 s + 1
e(t ) = (300 − 25)e −350/120 = 14.88°C
故所求动态误差为：
e = ess + e ( t ) = 14.88°C
1
2
m
| G ( jω ) |= [1 − ( =
1
ω 2 2 ω ) ] + [2ξ ]2 ωn ωn
1
=
1
ω 2 2 ω 2 [1 − ( ) ] + [2 × 0.1× ] 10000 10000
ω 2 2 ω 2 [1 − ( ) ] + [2 × 0.1× ] 10000 10000 ω 2 ) = ω′ 则 10000
第 2 章 传感器的基本特性
2.1 传感器的静态特性是什么？由哪些性能指标描述？它们一般可用哪些公式表示？ 2.2 传感器的线性度是如何确定的？确定拟合直线有哪些方法？传感器的线性度 γ L 表征了
课 后
答
案
网
ww w.
kh da
w.
co
答案
m
什么含义？为什么不能笼统的说传感器的线性度是多少。 2.3 传感器动态特性的主要技术指标有哪些？它们的意义是什么？ 2.4 传递函数、频率响应函数和脉冲响应函数的定义是什么？它们之间有何联系与区别？ 2.5 有一温度传感器，微分方程为 30dy / dt + 3 y = 0.15 x ，其中 y 为输出电压（mV) , x 为 输入温度（℃） 。试求该传感器的时间常数和静态灵敏度。 2.6 有一温度传感器，当被测介质温度为 t1，测温传感器显示温度为 t2 时，可用下列方程表 示： t1 = t2 + τ 0 ( dt2 / dτ ) 。当被测介质温度从 25℃突然变化到 300℃时，测温传感器 的时间常数τ0 =120s，试求经过 350s 后该传感器的动态误差。 2.7 某力传感器属二阶传感器， 固有频率为 l000Hz， 阻尼比为 0.7， 试求用它测量频率为 600Hz 的正弦交变力时的振幅相对误差和相位误差。 2.8 已知某二阶传感器系统的固有频率为 20kHz，阻尼比为 0.1，若要求传感器的输出幅值误 差不大于 3%，试确定该传感器的工作频率范围。
课 后
答
2）选取拟合的方法很多，主要有：理论线性度(理论拟合)；端基线性度(端点连线拟合)；
案
2.1 答： 静特性是当输入量为常数或变化极慢时， 传感器的输入输出特性， 其主要指标有线性度、 迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性。传感器的静特性由静特 性曲线反映出来， 静特性曲线由实际测绘中获得。 人们根据传感器的静特性来选择合适的传 感器。 2.2 答： 1）实际传感器有非线性存在，线性度是将近似后的拟合直线与实际曲线进行比较，其 中存在偏差，这个最大偏差称为传感器的非线性误差，即线性度，
kh da
= 0.947 1
2
ω 600 ) 2 × 0.7 × ω 1000 = −52�70 ' n ϕ = −tg −1 = −tg −1 ω 2 600 2 1− ( ) 1− ( ) ω 1000 Nhomakorabea2ξ (
2.8 解： G ( jω ) =
2 ωn 2 s 2 + 2ξωn s + ωn
课 后
令 | G ( jw) |= 1.03 ， (
2 ω′ − 1.96ω′ + 0.0574 = 0 解得 ω1′ = 1.93，ω 2′ = 0.03 代入上式，得
ω1 = 1389 Hz，ω 2 = 173Hz
ω 3 = 1411Hz
1389 Hz＜ω＜1411Hz 或 ω＜173Hz
由图 2-18 二阶传感器系统的幅频特性曲线知，该传感器的工作频率范围为：
kh da
w.
2 ω′ − 1.96ω′ − 0.0628 = 0
解得 ω 3′ = 1.99 （舍负） 代入上式，得
co
= 0.940
=
相对误差为（1-0.940）×100%=6.0%
m
令 | G ( jw) |= 0.97 ，则
第 3 章 电阻应变式传感器
3.1 何为电阻应变效应？怎样利用这种效应制成应变片？ 3.2 什么是应变片的灵敏系数？它与金属电阻丝的灵敏系数有何不同？为什么？ 3.3 为什么增加应变片两端电阻条的横截面积便能减小横向效应？ 3.4 金属应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同？半导体应变片灵敏系数范围是多 少，金属应变片灵敏系数范围是多少？为什么有这种差别，说明其优缺点。举例说明金 属丝电阻应变片与半导体应变片的相同点和不同点。 3.5 一应变片的电阻 R=120Ω，灵敏系数 k=2.05，用作应变为 800 µ m / m 的传感元件。 求：① ∆R 和 ∆R / R ；② 若电源电压 U=3V，初始平衡时电桥的输出电压 U0。 3.6 在以钢为材料的实心圆柱形试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片电阻为 120Ω的金属应 变片 R1 和 R2（如图 3-28a 所示），把这两应变片接入电桥（见图 3-28b）。若钢的泊 时，测得应变片 R1 的电阻变化值 ∆R1 = 0.48Ω 。试求：①轴向应变；②电桥的输出电 压。 3.7 一测量吊车起吊重物的拉力传感器如图 3-29a 所示。R1、R2、R3、R4 按要求贴在等截面 且 R1=R2=R3=R4=120Ω, 所组成的全桥型电路如题图 3-29b 所示，供桥电压 U=2V。 现测得输出电压 U0=2.6mV。求：①等截面轴的纵向应变及横向应变为多少？②力 F 为 多少？
传感器原理及应用全套教学课件PPT1
非电量被测量的二次转换
一次变换 二次变换
被测量 光测、气液测 电测量
一般非电量电测法测试系统的 组成
被测 对象 传感器 中间电路 控制系统 显示记录 观察 者
人为 驱动信号 驱动装置
标准 信号
标定装置
非电量电测法测试系统的组成
非电量电测法测试系统的各部 分的作用 ：
1. 传感器 感受被测物理量并把它变换为便 于传输处理的电信号。 它是整个测试系统实现测试和自动控制 的首要的、关键的环节。 2. 中间电路 将传感器输出的微弱电信号进 行再次变换、放大、衰减、滤波、调制和解 调等，使它们成为便于显示、记录或进行数 据处理的信号。 3. 显示与记录器 将中间变换与测量电路送 来的电压或电流信号不失真地显示和记录出 来。
2、平衡桥路原理
H的读数桥臂电阻变化R
特点：电表G始终指零，与 输入电压U无关，故测量 误差仅取决于可变电位 器的精度及刻线精度， 而与电源无关，这种方 法称为“零位法” 。
二、交流电桥
输出电压 平衡条件
Z1 Z 4 Z 2 Z 3 U0 U Z )( Z Z ) ( Z1 2 3 4
KB dR
x
R E
§2-2-2 测量电路
测量过程
力、压力 敏感元件 应变变化 应变片 电阻变化 电阻应变仪 电压或电流的变化 并显示和记录 按 激 励 电 压 性 质
直流电桥 交流电桥
一、直流电桥 1、不平衡桥式
直流不平衡式电桥形式
R1R4 R2 R3 U0 U ( R1 R2 )(R3 R4 )
电位计分类
按输出-输入特性 电位计分类
线绕式—在传感器中应用较多
线性电位计
传感器原理及应用课程教学大纲
传感器原理及应用课程教学大纲《传感器原理及应用》课程教学大纲Theory and Application of Sensor课程编号：适用专业：电子信息工程，测控技术与仪器先修课程：工程图学、工程材料、电路分析、模拟电子电路、精密机械设计、信号与系统学时数：48 学分数：3执笔者：王召巴编写日期：2001年3月一、课程的性质和目的课程性质：传感器原理及应用是电子信息工程、测控技术与仪器等专业的专业基础课，是必修课，是一门理论性和实践性都很强的综合性课程。
主要任务：培养学生1. 掌握各类传感器的基本理论，掌握几何量、机械量及有关量测量中常用的各种传感器的工作原理、主要性能及其特点；2. 能合理地选择和使用传感器；3. 掌握常用传感器的工程设计方法和实验研究方法；4. 了解传感器的发展动向。
二、课程教学内容绪论（讲课1学时）掌握传感器的概念、用途、基本结构；了解传感器的分类、对传感器的一般要求，传感器的历史、发展趋势及本课程相关参考资料。
第一章传感器的一般特性（讲课1学时）掌握传感器静特性、动特性的概念，线性度、迟滞、灵敏度、分辨力、重复性、零漂、温漂等静态指标的概念及表示方法。
理解动态特性的研究方法。
第二章电阻式传感器（讲课6学时）掌握应变片工作原理、转换电路的形式及计算，温度误差与补偿。
理解应变片的主要特性，应变片应用举例，了解应变片类型，粘贴工艺。
压阻式和电位器式传感器原理。
重点：直流电桥的计算难点：温度误差的补偿方法第三章电容式传感器（讲课4学时）掌握电容式传感器工作原理和结构类型，电容式传感器的特点，寄生电容的消除。
理解静态特性，设计要点，转换电路，电容式传感器的应用。
了解容栅式传感器工作原理。
难点：寄生电容的概念、消除方法第四章电感式传感器（讲课4学时，实验2学时）掌握自感式传感器工作原理、设计原则，差动变压器式传感器工作原理，主要误差及补偿方法，电涡流式传感器工作原理。
理解自感式传感器特性分析、等效电路、转换电路，电涡流的形成范围。
《传感器原理及应用》课后答案
传感器原理及应用课后答案第一章概述1.1 传感器的定义传感器是一种将非电学量转换为可用电信号的设备，常用于测量温度、压力、光强度、声音和速度等物理量。
1.2 传感器的种类传感器分为许多种类，具体如下：•温度传感器•压力传感器•光强度传感器•声音传感器•速度传感器1.3 传感器的应用传感器在各个领域都有着广泛的应用，例如：•工业控制•农业•医疗•航空航天•环境保护第二章传感器的原理2.1 传感器的工作原理传感器的工作原理是将非电学量转化为电信号，步骤如下：•感受能量，将其转化为其他形式的能量；•转换能量成为电信号；•处理信号，使其变得易于测量和理解；•输出信号，以供其他设备使用。
根据传感器的作用和特点，可将传感器分为以下几类：•光电传感器•电容传感器•感应传感器•电磁传感器2.3 传感器的性能指标常用的传感器性能指标有以下几个：•精确度•灵敏度•稳定性•量程•带宽第三章常见传感器技术及应用3.1 温度传感器温度传感器常用于测量物体的温度，分为以下几种：•热电传感器•热敏电阻传感器•热电偶传感器3.2 压力传感器压力传感器常用于测量物体的压力大小，由以下几种：•压阻式传感器•容积式传感器•电感式传感器3.3 光强度传感器光强度传感器可用于测量光的强度，常用于以下领域：•光学仪器•汽车•家用电器声音传感器可测量声音的大小和强度，在以下领域应用广泛：•通讯•电视和电影制作•医疗3.5 速度传感器速度传感器用于测量物体的速度大小，常见于以下场景：•汽车•飞机•电梯结语传感器是现代生活中不可或缺的重要组成部分，在工业、医疗、环保等多个领域发挥着重要作用。
理解传感器的原理和应用，有助于更好地掌握现代科技的发展方向。
传感器原理及其应用
静电复印机中的传感器应用一．静电复印机的发展概况（一）国外静电复印机的发展概况（1）1938年美国物理学家C.F卡尔逊（Carslon）和他的助手奥托·科涅经过三年努力，首次用静电装置重现了与原稿相同的图像，获得了世界第一张静电复印品，并于1942年获得美国专利。
（2）1950年美国的施乐公司制造出世界第一台平板式自动静电复印机。
（3）1968年日本佳能公司开发出新的感光材料——硫化镉感光体。
并提出采用新静电浅像形成方法（简称NP法）的静电复印机。
（二）国内静电复印机的发展概况（1）1964年我国第一台手工操作的静电复印机在上海复印机厂诞生。
（2）1966年初成立了国家科委复印所。
（3）1967年由天津复印技术研究所，上海复印机厂等单位联合研制出我国第一台大型工程图纸复印机。
（4）20世纪60年代末到70年代，我国加快了研制和生产复印机的步伐。
许多厂家生产出静电复印机。
如海鸥-5型、长江-I、II型等型号的静电复印机.(5)20世纪80年代,我国复印机生产进入了一个新的发展时期.二．静电复印机的基本工作原理目前使用的静电复印机，其静电复印过程，必须包括充电、曝光、显影、转印、定影清洁等六个基本工序。
（一）充电充电分为摩擦充电、接触充电及感应充电静电复印机通常是采用电晕放电的方法对硒鼓进行充电的。
具体方法是由高压发生器输出5000～8000V高压直流电到充电电极，电极中的电晕丝与硒鼓表面保持一定的距离（通常为10～20mm），而硒鼓的基体接地，这样就构成了一个充电回路。
具有几千伏高压的带正电金属丝，在此高电压下夺取了周围空气电子，使空气变成带正电的离子，正电离子又夺取硒鼓表面的电子，从而使硒鼓表面接受了大量电晕放电所形成的正离子。
均匀地布满了正电荷。
这个工序称为充电，一般硒鼓充电以后，其表面电位可高达1000多伏。
影响充电效果的因素：（1）电源电压。
（2）充电速度的均匀性。
（3）电极的直径及距离光导体的距离。
传感器原理及应用 第1章 绪论
传感器的输入量：
信号
静态信号
动态信号
与t无关的 稳定状态信号
随t变化极其缓慢 的准静态信号
确定性信号
非确定性信号 （随机信号）
周期信号
瞬变信号
测试要求： 无论对什么输入量，都要求实现不失真测试。 分静态特性和动态特性。
§1-3 传感器的特性
一、传感器的静态特性
【静态特性】：输入不随时间变化时（在稳态 信号作用下），传感器输出与输入之间的关 系。
被测量与能量变换
4、传感器的输入与输出特性 （1）传感器的输入特性（负荷效应）
传感器的输入特性是用来衡量传感器对被测 对象的影响程度。其主要参数是广义输入阻抗
Zi，定义为
由于示强变量X与示容变量x的乘积为能量 W（或功率），则有
能量或功率：
被测量与能量变换
4、传感器的输入与输出特性
可知：① 当被测量为示强变量时（如：被测量为力、 压力、温度等），传感器广义输入阻抗越大，从被 测对象吸收的能量就越小，误差也就越小。
如：长度、面积、体积、质量、位移、 速度、电荷、磁力线、电流、热流、 熵、…。
被测量与能量变换
1、示容变量和示强变量
(2)示强变量或跨越变量,密集量(Intensive) 示强变量是指在某种场合下，表示作用程 度的量。 如：力、压力、温度、温差、电压、磁通、 光通、气体浓度、湿度…。
被测量与能量变换
被外界噪声所淹没。 最小检测量：
其中，C为系数，一般取1～5，N为噪声电平， K为灵敏度。对于数字式传感器，则用输出数字指
示值最后一位数字所代表的输入量来表示，称为 分辨率。
一、传感器的静态特性
5、线性度（非线性误差）
在规定条件下，传感器校准曲线与拟合直线间最
第4章电容式传感器(吴建平)
0
(
0
) 2 ]
C2 C0 [1
0
(
0
) 2 ]
电容的总的变化量
C C1 C2 2C0 [
0
(
0
)3 ]
第 4章
电容式传感器
传感器原理及应用
4.2 电容传感器输出特性 电容相对变化量
C 2 [1 ( ) 2 ( ) 4 ] C0 0 0 0
4.3 测量电路 3.二极管双T型电路 UE 高频对称方波电源，D1、D2 二极管，特性相同； C1、C2传感器差动电容；R1、R2 为固定电阻，RL负载。 一个周期内RL 上的平值电压为
U RL
R( R 2 RL ) RLU E f (c1 c2 ) MU E f (c1 c2 ) 2 ( R RL )
电容式传感器
传感器原理及应用
4.2 电容传感器输出特性 2.变面积型（S）
平板电容：当动极板移动Δ X 后，两极板间电容量为
初始电容 C0 ab
C x 电容的相对变化量 C0 a
b(a x) b x C C0 x C0 C0 a
C b k0 x
☻ 一个周期内负载 RL 上输出电
压URL与电源电压UE幅值、频率 f 有关; 与电容的差值 (C1-C2) 成正比。
第 4章
电容式传感器
传感器原理及应用
4.3 测量电路 3.二极管双T型电路 工作原理分析 • t > 0电路接通, C1充电至UC1= E ； • t = t1 UE负半周, D1截止，D2导通 C2充电至UC2 =-E,同时C1通过RL放电； 负载上电流 ：IL’= I1’（放）+ I2’（电源） • t = t2 ，UE正半周, D1导通, D2截止 C1充电, C2放电; 负载上电流 ： IL = I1（电源）+I2（放） • C1 = C2时 IL = IL’一个周期内平均值
常感器原理及应用第1章 绪论
第1章 绪论
《传感器原理及应用》课程信息
（一）学时学分：54学时（周5学时）3学分
（二）预修课程：《普通物理》、《信号与系统》、《
模拟电子技术》、《数字电子技术》、《电磁场理论 》 等 （三）使用教材 王化祥、张淑英编著：《传感器原理及应用》
参考教材：1.《传感器原理及应用》 吴建平著 机械工业出版社 2.《传感器与检测技术》 宋文绪 杨帆著 高等教育出版社
3、传感器在机器人上的应用
视觉（平面、立体）； 非视觉（接近觉、触觉、滑觉、热觉、力觉、… ）
《泰坦尼克》中用于水 下探测的“邓肯”号机 器人
4、传感器在医疗及人体医学上的应用
现代医疗设备都是利用现代传感技术，如： B超、CT、核磁共振、心电图、脑电图、X光 机、病理分析、体液分析等等。
热 能 利 用
机 械 能 利 用
土 农 货食 木 林 币品 建 金 筑 融
传感器技术对国民经济的发展起着重要的作用。
1、自动检测与自动控制系统 石油、化工、电力、钢铁、机械等加工工业 例0-1：化工产品自动生产过程
进料 自动称重
按比例 测定容器中压力体积
混合液体
自动控制容器液位 自动称重 分装计数 成品 自动控制传输速度 设备推动力 半成品在生
超光谱传感器在检测 和定位伪装或隐蔽的 移动目标时,表现出 极大的发展潜力。
已研制成功的最新型 红外传感器,重量仅为 0.11公斤,而且具有极高 的可靠性。这些传感 器使用能量检测法,可 以定位一公里范围内 的目标。
9、智能建筑
智能建筑：BAS，CAS， OAS (3A)
DDC
泵系统
锅炉系统
消防系统 环境控制 电力监测 能量计费 保安系统 照明系统
兰州交大研究生考试参考书目
《机械设计》，濮良贵等编(第七版) ,高等教育出版社，2001
《电工学》（上下册），秦曾煌编，高等教育出版社，1999
《材料力学》（第三版），刘鸿文主编，高等教育出版社
《控制工程基础》，彭珍瑞主编，高等教育出版社，2010
车辆工程
《机械设计》，濮良贵等编(第七版) ,高等教育出版社，2001
《传热学》，杨世铭等编，高等教育出版社，2001
《流体力学》，张也影编，高等教育出版社，2002
《泵与风机》，沙毅编，中国科技大学出版社，2005
热工测试技术，《热能与动力机械测试技术》，严兆大编，机械工业出版社，2000
检测技术与自动化装置
《电工学》（上下册），秦曾煌编，高等教育出版社，1999
《机械设计》，濮良贵等编(第七版) ,高等教育出版社，2001
实用统计方法
梅长林等编。《实用统计方法》，北京：科学出版社，2002。
应用回归分析
何晓群等编。《应用回归分析》（第三版），北京：中国人民大学出版社，2011。
抽样调查
倪加勋著。《抽样调查》南宁：广西师范大学出版社，2002。
声学基础
杜功焕等编。《声学基础》（第三版），南京：南京大学出版社，2012
材料科学基础
城市道路与交通
1、《城市道路与交通》武汉建材学院、同济大学、重庆建工学院编，中国建筑工业出版社
2、《城市道路与交通规划》同济大学徐循初主编，中国建筑工业出版社
城市建设史
《中国城市建设史》（第三版）董鉴泓，中国建筑工业出版社，2004；《外国城市建设史》沈玉麟，中国建筑工业出版社
艺术设计学院考试参考书目
《有机化学》徐寿昌主编，高等教育出版社
《分析化学》华东理工大学，四川大学等编（第五版），高等教育出版社
2016年TI杯大学生电子设计竞赛G题
2016年TI杯大学生电子设计竞赛G题：简易电子秤摘要根据本题目要求，自行设计应变片与铁质悬臂梁结构，使用仪表放大器电路实现对应变片的电阻变化信号进行差分信号放大，本作品使用STM32单片机作为中心控制单元，通过内部AD进行采集质量信息，配以3.2寸触摸电阻屏控制，以及WT588D作为扩展的语音播报，实现相关功能。
本电子称不但计量准确、快速方便，除了实现自动称重、计价功能、精度高外，还可实现去皮、自动计算，数字显示，语音播报，显示实时温度等。
关键字：电子秤；STM32；应变片；仪表放大器；电阻触摸屏；WT588D。
G题：简易电子秤一、系统方案本系统主要由单片机控制模块、屏幕显示模块、仪表放大模块、放大器模块、电源模块组成，下面分别论证这几个模块的选择。
1、控制器选用单片机比较方案一：采用51系列单片机传统的51单片机为8位机，价格便宜，控制简单，但是运算速度慢，片内资源少，存储容量小，难以存储大体积的程序和实现快速精准的反应控制。
并且受时钟限制，计时精度不高，外围电路也增加了系统的不可靠性。
方案二：采用STM32F103系列单片机STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。
STM32集成外设有较为强大的功能，可扩展性强。
通过比较，我们选择方案二，采用STM32F103系列单片机为主控处理器。
2、显示方案选择方案一：采用LCD1602作为显示屏LCD1602是工业字符型液晶，能够同时显示16x02即32个字符。
是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
使用与学习方便，但是可扩展能力弱。
方案二：采用3.2寸彩色电阻式触摸屏彩色显示，320*480分辨率，有较高的扩展性，可以用它实现键盘，显示等多种功能，功能强大，可自制UI进行使用。
综合以上两种方案，选择方案二，采用3.2寸彩色电阻式触摸屏作为显示方案。
3、仪表放大器的论证与选择方案一：使用3片op07制作仪表放大器电路Op07是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。
教学大纲【传感器原理与应用】
《传感器原理与应用》课程教学大纲一、课程基本信息四、教学内容、基本要求及教学方法第一章传感器的基本概念教学目的：本章介绍传感器的组成与分类、数学模型、基本特性。
教学重点和难点：传感器的组成、数学模型。
主要教学内容及要求：1.1 传感器的组成与分类一线性度二迟滞三重复性四灵敏度与灵敏度偏差五分辨力与阈值六稳定性七温度稳定性八抗干扰稳定性九静态误差1.2 传感器的动特性一接触式传感器的动特性二模拟式传感器的动特性三数字式传感器的动特性1.3 传感器的技术指标基本要求：了解：传感器的组成。
掌握：传感器的数学模型。
第二章电阻式传感器教学目的：本章介绍电阻式传感器的原理、分类及测量电路。
教学重点和难点：应变式传感器原理及电桥测量电路。
—2—主要教学内容及要求：2.1应变式传感器一工作原理二应变片的类型和材料三金属应变片的主要特性四转换电路五温度误差及其补偿六应变式传感器举例2.2 压阻式传感器一基本原理二温度误差及其补偿三压阻式传感器基本要求：了解：电阻式传感器的分类。
理解：电阻式传感器的原理。
掌握：应变式传感器原理及电桥测量电路。
第三章电感式传感器教学目的：本章介绍电感式传感器的原理、结构及测量电路。
教学重点和难点：电涡流式传感器原理及测量电路。
主要教学内容及要求：3.1基本原理3.2电感计算及特性分析一自感计算与特性分析二互感计算与特性分析3.3转换电路和传感器灵敏度3.4零点残余电压3.5应用举例基本要求：了解：电感式传感器的分类。
理解：电感式传感器的原理。
掌握：电涡流式传感器原理及测量电路。
第四章电容式传感器3教学目的：本章介绍电容式传感器的原理、结构及测量电路。
教学重点和难点：电容式传感器原理及测量电路。
主要教学内容及要求：4.1工作原理与类型一工作原理二类型4.2转换电路一电容式传感器等效电路二电桥电路三二极管双T形电路四差动脉冲调宽电路4.3主要性能、特点和设计要点一主要性能二特点三设计要点4.4电容传感器的应用基本要求：了解：电容式传感器的类型与应用。