智能化压力传感器的设计开题报告

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SiC MEMS压力传感器及其处理电路研究的开题报告

SiC MEMS压力传感器及其处理电路研究的开题报告

SiC MEMS压力传感器及其处理电路研究的开题报告一、选题背景随着科技的不断升级和发展,人们对于传感器应用的需求也越来越高。

特别是在工业生产过程中,精确度和稳定性都是非常重要的因素。

而MEMS是一种极具前景的传感技术,它不仅可以提供高精度和高灵敏度的传感器,还可以通过微加工技术将多个传感器集成在一起,从而实现多参数的同时测量,具备较强的工程应用和商业价值。

随着SiC技术的不断发展,SiC MEMS压力传感器也被越来越多地应用在各个领域。

相比传统的传感器,SiC MEMS压力传感器具有更高的抗干扰能力、更高的温度稳定性和更高的工作频率等优势,因此备受科研人员和工程师的关注和研究。

二、研究目的和意义本次研究的目的是针对SiC MEMS压力传感器的设计方法进行探讨,并且研究其处理电路的设计,从而提高传感器的性能指标和稳定性。

本研究的意义主要体现在以下方面:1. 探索利用SiC技术制造MEMS传感器的方法,提供新的技术解决方案。

2. 实现对SiC MEMS压力传感器性能的优化和提升,提高传感器的精确度和稳定性,满足各种工业应用对传感器的需求。

3. 通过对处理电路的设计,为SiC MEMS压力传感器提供更加优秀的信号处理能力,从而提升传感器的实用性和可靠性。

三、研究内容和方案1. 了解SiC MEMS压力传感器的基本原理、制造工艺及应用情况。

2. 对SiC MEMS压力传感器压电传感机制作出基础认识,并且探究其工作原理。

3. 对SiC MEMS压力传感器的电路信号处理进行研究和理论分析。

4. 基于当前最先进的SiC MEMS技术,设计出最优的SiC MEMS压力传感器和处理电路,并进行仿真验证。

五、预期成果1. 对SiC MEMS压力传感器的压电传感机制有更为深入的理解,并且设计出新型的MEMS传感器。

2. 对处理电路的设计进行系统探讨,提出最优解决方案,为SiC MEMS压力传感器的实现提供有力保障。

智能压力传感器系统设计

智能压力传感器系统设计

智能压力传感器系统设计随着现代化工业的不断发展,传统的压力传感器已经无法满足现代化工业生产的要求。

新一代传感器既需要具备传感功能和运算功能,也需要能与其他设备一起共同组成实时监测系统,通过分布式信息处理技术充分发挥传感器性能,在监测生产环境数据的同时对采集的信息进行处理并将数据传输到监控后台,保障工业生产过程的可靠进行。

因此,智能压力传感器系统具备上述优势,广泛应用于工业生产电子设备中。

目前,智能压力传感系统正不断通过完善配套智能化驱动,针对传感器进行各类修正、自动校准等处理,使传感器具有更高的智能化。

1 传感器工艺过程压力传感器由于功能和原理不同因而传感器种类较多,其中智能式压力传感器是基于电子压阻效应以及微电子技术制造而成,通过智能化驱动软件对传感器采集数据进行自动修正、自动校准等数据传输到后台监控系统。

智能压力传感器不仅具有良好的数据采集性能,同时灵敏度较高、自动化程度较高。

因此,智能压力传感器被广泛应用于现代化工业生产之中,是一种新型物理传感器。

智能压力传感器由于输出信号无法作为A/D信号转换器的输入量,所以在采集数据前会通过传感器智能驱动软件对输出信号进行信号预处理,将输出模拟量、输出数字量、输出开关量信号统一转换成电压信号。

采集后的数据经过预处理后输出电压信号并通过模拟转化器转化为数字信号。

转化后的数字信号由于无法直接被计算机接受、处理,因此转化后的数字信号通过后续智能化软件进行修正、补偿处理后经过计算机进行处理并通過智能网络进行传输。

2 智能压力传感器系统结构设计智能传感器与传统压力传感器相比,由于能够将传感元件与微型电子元件进行集成,具有良好的数据采集性能、信号处理能力并能对信号进行预处理、修正、自检、计算等功能。

智能压力传感器的结构图如图1所示,其中微型机是智能压力传感器的核心,它将对压力传感器采集的信号进行信息处理与软件校正。

传感器采集被测数据通过预处理后将模拟信号转化成数字信号,由微型机处理后经过D/A转化驱动电路将数字信号转化为模拟信号,最后将数据进行传输和记录。

智能压力变送器的研究与设计的开题报告

智能压力变送器的研究与设计的开题报告

智能压力变送器的研究与设计的开题报告一、选题背景现在的工业自动化生产离不开传感器,而智能压力变送器是压力测量的关键传感器之一。

它广泛应用于石油、化工、电力等工业领域,实现了对压力的实时测量、处理和传输。

本课题旨在研究并设计一种新型的智能压力变送器,以满足现代工业对于快速、准确测量压力的需求。

二、选题意义和目的随着工业领域的发展,对于高精度、高可靠性、高性能智能压力变送器的需求越来越大,同时,与传统压力变送器相比,新型智能压力变送器具有更快的响应速度、更低的能耗、更精确的测量结果和更可靠的稳定性优势。

本课题的目的是研究并设计一种新型智能压力变送器,以解决现代工业对压力测量的需求,并提升生产效率和质量。

三、预期成果本课题的研究成果包括:1.研究智能压力变送器的原理和技术,了解其功能和优点;2.设计一种新型智能压力变送器,实现高精度、高可靠性、高性能的压力测量功能;3.实现智能压力变送器的制造,测试和优化,评估其性能指标;4.为工业生产提供一种新的压力测量解决方案,提升生产效率和质量。

四、研究方法和步骤本课题的研究方法和步骤主要包括:1.调研分析现有的智能压力变送器的技术发展状况与应用情况,了解其发展趋势和存在的问题;2.分析智能压力变送器的原理、结构和工作机制,确定设计方案;3.进行电路设计和仿真搭建,优化设计方案;4.进行样机制造和实验测试,测试性能参数和优化算法;5.根据实验结果,对设计进行改进和优化,并进行最终实验验证;6.总结研究成果,撰写毕业论文。

五、可能的困难与挑战智能压力变送器的设计和制造是一项复杂的工作,需要掌握压力测量、电路设计、软件编程等多个领域的知识。

在研究过程中可能会遇到诸如样机稳定性、测量精度和环境适应性等挑战。

此外,理论设计与实际制造的差异也可能会导致一些问题的出现,需要及时调整和改进设计方案。

六、研究进度安排1. 第1-2个月:调研分析,确定设计方案;2. 第3-4个月:进行电路设计和仿真搭建,优化设计方案;3. 第5-6个月:进行样机制造和实验测试,优化算法;4. 第7-8个月:根据实验结果,对设计进行改进和优化,并进行最终实验验证;5. 第9-10个月:总结研究成果,编写毕业论文;6. 第11-12个月:进行论文答辩及修改。

基于MAX1452的压力传感器校准系统开题报告

基于MAX1452的压力传感器校准系统开题报告

中北大学毕业设计开题报告学生姓名:刘剑学号:0805054125 学院、系:信息与通信工程学院电气工程系专业:自动化设计题目:基于MAX1452的压力传感器校准系统设计指导教师:岳凤英2012 年 3 月 6 日开题报告填写要求1.开题报告作为毕业设计答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。

此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在系审查后生效;2.开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;3.学生写文献综述的参考文献应不少于15篇(不包括辞典、手册)。

文中应用参考文献处应标出文献序号,文后“参考文献”的书写,应按照国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写,不能有随意性;4.学生的“学号”要写全号(如020*******),不能只写最后2位或1位数字;5. 有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。

如“2004年3月15日”或“2004-03-15”;6. 指导教师意见和所在系意见用黑墨水笔工整书写,不得随便涂改或潦草书写。

毕业设计开题报告毕业设计开题报告2.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径)毕业设计开题报告附件:参考文献格式学术期刊作者﹒论文题目﹒期刊名称,出版年份,卷(期):页次如果作者的人数多于3人,则写前三位作者的名字后面加“等”,作者之间以逗号隔开。

例如:[1]李峰,胡征,景苏等. 纳米粒子的控制生长和自组装研究进展. 无机化学学报,2001, 17(3): 315~324[2] J.Y.Li, X.L.Chen,H.Li. Fabrication of zinc oxide nanorods.Journal of Crystal Growth, 2001,233:5~7学术会议论文集作者﹒论文题目﹒文集编者姓名﹒学术会议文集名称,出版地:出版者,出版年份:页次例如:[3] 司宗国,谢去病,王群﹒重子湮没快度关联的研究﹒见赵维勤,高崇寿编﹒第五届高能粒子产生和重离子碰撞理论研讨会文集,北京:中国高等科学技术中心,1996:105 图书著者﹒书名﹒版本﹒出版地:出版者,出版年﹒页次如果该书是第一版则可以略去版次。

智能压力变送器开题报告

智能压力变送器开题报告

智能压力变送器开题报告智能压力变送器开题报告一、引言随着科技的不断进步和应用领域的扩大,智能仪器设备在各个行业中得到了广泛的应用。

智能压力变送器作为其中的重要一员,其在工业自动化控制领域中的应用日益广泛。

本文将围绕智能压力变送器展开研究,并开展相关实验,以期深入了解其原理、性能及应用。

二、智能压力变送器的原理智能压力变送器是一种将被测压力转换为标准电信号输出的装置。

其原理是通过压力传感器将被测压力转换为电信号,再经过信号调理电路进行放大、滤波和线性校正,最后通过模数转换器将模拟信号转换为数字信号输出。

智能压力变送器具有精度高、稳定性好、抗干扰能力强等特点,广泛应用于工业控制领域。

三、智能压力变送器的性能指标智能压力变送器的性能指标对于其应用的可靠性和准确性至关重要。

常见的性能指标包括测量范围、准确度、稳定性、响应时间等。

测量范围是指智能压力变送器能够测量的压力范围,准确度是指测量结果与真实值之间的偏差,稳定性是指智能压力变送器在长时间工作过程中输出信号的稳定性,响应时间是指智能压力变送器对压力变化的反应速度。

四、智能压力变送器的应用领域智能压力变送器在工业自动化控制领域中有着广泛的应用。

它可以用于测量各种气体或液体的压力,如水压力、气压力、油压力等。

在石油、化工、电力、冶金等行业中,智能压力变送器常用于压力控制、流量测量、液位测量等方面。

此外,智能压力变送器还可以与其他仪器设备配合使用,实现自动化控制系统的监测和调节。

五、实验设计与结果分析为了深入了解智能压力变送器的性能和应用,我们设计了一系列实验。

首先,我们对智能压力变送器的测量范围进行了测试,结果显示其测量范围为0-10MPa。

接着,我们对其准确度进行了测试,结果显示其准确度为±0.5%。

然后,我们对其稳定性进行了测试,结果显示其输出信号在长时间工作过程中波动范围较小。

最后,我们对其响应时间进行了测试,结果显示其对压力变化的反应速度较快。

基于蓝牙技术的智能传感器的研究的开题报告

基于蓝牙技术的智能传感器的研究的开题报告

基于蓝牙技术的智能传感器的研究的开题报告
一、研究背景及意义:
当前,人们对于环境保护越来越重视,对于节能、减排等问题也开
始越来越注重,而智能传感器作为环保、节能的一种重要工具,可以实
现物联网技术的应用,可以广泛应用于各领域,如建筑、交通、环保、
医疗等行业。

然而,传统的传感器存在着测量不准确、操作复杂等问题。

随着蓝牙技术的发展,将蓝牙技术应用于智能传感器的研究,可以实现
传感器的智能化,使得传感器的应用更加普及和方便。

因此,本研究旨
在探讨基于蓝牙技术的智能传感器的相关技术及应用,提高传感器的测
量精度和应用效率。

二、研究内容及方法:
1. 研究智能传感器的基本原理和工作原理,了解其测量参数、传输
方式、数据处理等方面,包括传感器的类型、结构、工作原理、使用对
象和应用范围等。

2. 研究蓝牙技术的原理及其在传感器中的应用,包括蓝牙传感器的
通讯协议、数据传输协议以及蓝牙模块的设计等。

3.设计基于蓝牙技术的智能传感器系统,包括传感器硬件设计、蓝
牙模块的集成、通讯协议的建立等。

4. 进行系统测试与实验,评估该智能传感器系统在温度、湿度、光
照等方面的测量性能、精度等参数,并对测试结果进行分析和优化。

三、研究进展及预期结果:
目前已完成了智能传感器的研究背景和涉及内容的初步了解,采集
到了一些相关文献资料,正在进一步深入研究蓝牙技术及其在传感器中
的应用。

预计完成基于蓝牙技术的智能传感器系统的设计及测试,实现
测量参数的智能化、精确化,并具有一定的应用价值。

智能压力传感器的设计

智能压力传感器的设计
3 智能压力传感器的系统设计
3.1 系统结构整体设计 本次论文将采用 ADC0809 芯片实现模数转换,ATC89C52 为芯片,采用
..
.专

..
.
. .. .
.
LCD1602 进行显示,本次论文总体设计方框图如图 3-1 所示
被测 压力
差 动式
传 感器
电 容值


模拟电
调 压信号
ADC0 809
.
. .. .
.
前言 .......................................................................................................... 1 1 压力传感器 ............................................................................................ 1
④量程宽:智能压力传感器的测量围大,负载能力强。 ⑤集中控制:微处理器控制整个系统,自身控制处理数字能力大,智能压力 传感器经由软件程序利用微处理器,发挥系统的多功能和优点,实现了集中的控 制。 2.4 智能压力传感器的前景
智能压力传感器体积小,灵敏度高,性价比高,稳定性强,而且集中程度 高,这些优点促使其发展迅速,使用围更为宽广,质量高,使用时间长这些都是 当今传感器发展的一个重要趋势,未来汽车业,医疗行业,手机制造业对于高度 智能的压力传感器需求大,要求高,这些都是智能压力传感器发展的强大动力。
1.1 压力传感器的简介 ........................................................................ 1 1.2 压力传感器的种类 ....................................................................... 1 1.3 压力传感器的结构与特点 ............................................................. 1 2 智能压力传感器 ..................................................................................... 2 2.1 智能压力传感器的构造 ................................................................. 2 2.2 智能压力传感器的作用 ................................................................. 2 2.3 智能压力传感器的优势 ................................................................. 3 与传统传感器相比,智能压力传感器的特点是: ............................... 3 2.4 智能压力传感器的前景 ................................................................. 3 3 智能压力传感器的系统设计 ................................................................... 3 3.1 系统结构整体设计 ........................................................................ 3 3.2 系统的特点................................................................................... 4 4 系统硬件设计 ........................................................................................ 4 4.1 前端传感器模块............................................................................ 4 4.2 信号调理电路模块 ........................................................................ 5 4.3 A/D 转换模块............................................................................... 6 4.4 微处理器 .................................................................................... 10 4.5 显示模块 .................................................................................... 11

开题报告-智能家居中压力传感器的数据实时采集与存储

开题报告-智能家居中压力传感器的数据实时采集与存储

开题报告智能家居中压力传感器的数据实时采集与存储一、选题背景、研究意义及文献综述1、选题背景随着通信技术的创新发展,各种新技术的综合应用打破人们传统的生产、生活方式,给人类社会带来了巨大的变化。

信息技术的提高,以及人们生活水平、居住条件的不断提高,人们对家庭住宅需求观念有着翻天覆地的变化,传统的家居环境在满足人们最基本的需求的同时,也逐渐凸显出其局限性。

比如:浪费能源、安全性差、不智能。

人们更想通过便捷的通讯手段将家庭中的各种电器设备连接在一起,通过家庭网络把各种信息设备和住宅设备有机结合,并通过一定的控制策略调节彼此的工作状态,从而构成便捷、舒适、安全的信息化家居,满足人们在家中的生活、工作、娱乐、交流的需要,同时还能起到安全防护、物业管理的功能。

2、研究意义智能家居,又称smart home,它一般是以住宅为基础平台,综合建筑装潢、网络通信、信息家电、设备自动化等技术,将系统、结构、服务、管理集成为一体的高效、安全、便捷、环保的居住环境。

一般的智能家居由于其成本、技术、安全等问题无法成为家居消费的主体,而采用ZigBee无线技术组网的智能家居系统有短距离、低成本、低速率、低时延、低功耗等优点,装修时工程量小、成本低,并能有效地控制家具设备,满足人们拥有智能化家居的生活。

通过串口助手程序与压力传感器的连接,实现实时采集数据并存储。

因此本课题有着良好的应用前景、对实现智能家居有着重要的现实意义。

3、文献综述(1)整体结构设计本系统以CC2430为核心,支持压力传感器,提供必要的接口电路。

是无线传感器网络的节点设备。

整个系统包括MCU/RF, 电源管理,微型传感器和外部接口。

整体框架如下图[4]:(2)压力传感器本压力传感器采用微型封装的精制压敏电阻硅传感元件FS-1500。

通过TLV2370对压力信号进行放大,在通过MCU内部的AD进行数据采集。

MCU使用P0.0接口,每秒中采集数据10次,AD采用精度为12bits,电压基准为3.3V[4]。

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本科生毕业设计(论文)开题报告题目:智能化压力传感器的设计学院:环境与化学工程学院系化工系专业:测控技术与仪器班级:学号:姓名:指导教师:刘诚填表日期:年月日一、选题的依据及意义随着计算机技术和传感器技术的发展,两者的结合也愈来愈紧密,智能化传感器作为两者结合的新兴的研究方向,越来和越受到更多人的关注。

近年来,虽然取得了一定的研究和开发成果,但是实际的需求还远远得不到满足。

压力测控系统正急需发展,已经开发和使用的压力传感器在无法满足需求,智能化的压力传感器系统,即将信息采集、信息处理和数字通信功能集于一身,能自主管理的开发和使用具有巨大意义。

此次选题是打算对智能压力传感器系统理论及其压力测量方面的应用进行深入研究,提出对智能压力传感器的设计开发和设计。

利用集成程度高,功能强大的新型微处理器控制压力传感器,微处理器内部集成大量模拟和数字外围模块,会具有很强大的数据处理能力。

此次论文将在对智能压力传感器系统的智能化功能深入研究的基础上,设计了较为完善的智能化软件,实现了自动增益控制、温度补偿、自动校准、总线数字通讯等多种智能化特性,使传感器具有较高的智能化程度。

提出了利用传感元件自身特性实现温度补偿的算法以及对系统非线性补偿的算法。

并对传感器系统进行了较全面的抗干扰和系统故障自诊断设计,保证了系统的稳定性和可靠性。

提出一种带有程序判断的智能数字滤波算法,它既具有较好的平滑能力,又具有较快的响应速度。

本系统在软件上运用C语言编程,系统采用与PC机通信,完成数据转换、数据处理以及实时数据显示等功能,便于实现系统集中监控。

本研究设计的智能压力传感器系统具有体积小、成本低、可靠性好、响应速度快、智能化程度高等特点,通过仿真对软、硬件进行了充分的调试,效果良好,在众多压力测控系统中有着广阔的应用前景。

二、国内外研究现状及发展趋势(含文献综述)传感器技术是现代测量和自动化技术的重要技术之一。

从宇宙探索到海洋开发,从生产过程的控制到现代文明生活,几乎每一项现代科学技术都离不开传感器。

在工业、农业、国防、科技等各个领域,传感器技术都得到了广泛的应用,并展现出极其广阔的前景。

因此。

许多国家对传感器技术的发展十分重视。

例如在日本传感器技术被列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导和传感器)之一⋯“,并且是将传感器列为十大技术之首;美国将90年代看作是传感器时代,将传感器技术列为90年代22项关键技术之一”“。

我国对传感器的研究也有二十多年的历史并取得了很大的成就“⋯。

目前,在“科学技术就是第一生产力”的思想指引下,各项科学技术取得了突飞猛进的发展,传感器技术也越来越受到各方面的重视,虽然在某些方面已赶上或者接近世晃先进水平。

但是从总体来看,与国外传感器技术的发展相比,我国对传感器技术的研究和生产还比较落后,现正处于方兴未艾的阶段。

据了解,1994年世界传感器市场总的交易额高达260亿美元,并且在2000年以的前,世界传感器市场规模年增幅为7%以上,其中高档的传感器增幅可达18%以上,而那些采用微机械加工技术和微系统技术等高新技术制造的各类型新型智能传感器.其年增长率可达30%以上。

从市场销售情况来看,压力传感器占第一位。

利用硅材料制作的半导体传感器除具有固体传感器的一般优点以外,还可以把一些集成电路与传感器制作在一起从而构成集成化传感器。

集成电路部分若制作了微处理机,则形成智能化传感器。

到目前为止,高精确度、高可靠性、小型化、低成本的智能传感器已成为世界传感器市场的主流。

进入90年代,发达国家对传感器在信息社会中的作用有了新的认识和评价,我国的八六三科技攻关计划中也将传感器的研究放在重要位景上。

尽管我国经济还比较落后,但国家每年还要拿出大量的资金来对传感器进行研究。

目前我国从事传感器生产的厂家有1300家,所生产的产品种类有300余种,产量1亿多只。

由于众多厂家规模小、设备落后、国家投入的资金不足而且比较分散,因而与世界上大的传感器厂无法抗衡,科研水平也落后国外5~10年,而生产技术水平落后国外10~20年,与世界上传感器更新换代的速度相比,落后几个周期。

从而导致品种不全,产量过低,仅满足国内需求的20%~30%。

据市场调查,90年代我国电子系统共需各类传感器140万件,化工80万件,钢铁130万件,能源管理与炉窑控制需要4000万件,汽车行业需要4400万件,机床行业需1500万件,文化办公机械需200万件,各类仪器仪表所配用的传感器约需3亿件。

虽说我国传感器技术与发达国家传感器技术相比还比较落后,但并不是说我国的传感器特性都不如国外的好。

综合近期发表的文献,国产半导体压力传感器的特性参数有所提高,以矩形双岛膜结构的6000Pa量程微压传感器特性为例,非线性为5×10-4FS(满量程)滞后,重复性均小于5×104FS,分辨率优于20Pa,过压保护范围大于20倍量程。

对量程为100kPa的压力传感器,非线性、滞后、重复性均优于5×10印s。

硅一兰宝石、高温硅压力传感器的工作温度分别达到一50~300℃和0~400℃。

压敏器件的可靠性MTTF已达到较好水平。

元器件的品种增多,测压范围已拓展,已有微压、表压、高压、绝对压力、差压等力敏元件及其配套仪表问世。

三、本课题研究内容本文在对传统的压力传感器结构及性能、智能压力传感器系统的理论及应用进行研究的基础上,设计了一种具有体积小、成本低、寿命长、量程范围大、反应速度快、智能化程度较高等特点的智能压力传感器。

主要内容如下:1、在对传统压力传感器作了综述的基础上,对智能压力传感器系统的类型、功能以及特点进行了全面的阐述;简明阐述了智能压力传感器的研究现状及发展趋势。

2、介绍了系统构成及本系统的特点和程序软件开发平台。

3、进行了较完善的系统硬件设计。

采用高性能、低价格、小体积的微处理器进行控制并实现智能化信息处理与自我管理:小体积器件使电路板尺寸很小,并与传感元件一体化设计,从而使整个系统具有体积小、成本低的特点,抗干扰能力也较强。

在硬件设计中,配置了485总线通讯接口为传感器的多功能智能化奠定了基础。

4、在对智能传感器系统的智能化功能深入研究的基础上,设计了较为完善的智能化软件。

提出了利用传感元件自身温度特性由软件实现温度补偿和非线性补偿的算法,以克服交叉灵敏度并节省另用温度传感器的成本投入。

5、对传感器系统进行了较全面的抗干扰和系统白诊断设计,保证了系统的稳定性和可靠性。

提出一种智能滤波算法,在获得较好的滤波效果的同时,提高了响应的快速性。

四、本课题研究方案1、结构设计本文设计的传感器提供了一种精确测量压力的系统方法,他将三种技术融为一体:硅压阻传感元件、微型计算机和信号处理。

它可提供温度补偿和非线性度补偿,并且每台传感器同时具有数字信号输出和模拟信号输出。

根据设计要求,智能压力传感器应采用低价格、小体积、高性能价值比的8位微处理器(单片机)控制,用以实现传感器信息的处理、数字通信和智能化管理。

传感元件位于传感器系统之首,被测压力量需由它转换为电信号才能供给电路处理,因此它的性能对传感器系统有着很大的影响。

本文采用固态压阻式压力传感器,其机构包括外壳,硅膜片和引线。

其核心部分是一块圆形硅膜片,膜片周围用硅环固定,通常称为硅环。

膜片两边有两个压力腔,一个是与被测系统相连的高压腔,另一个是低压腔,一般与大气相通,也有做成真空的。

在膜片上利用集成电路工艺方法扩散上四个阻值相等的电阻:R1、R2、R3、R4。

四个电阻用导线接成平衡电桥。

当膜片两边存在压力差而发生形变时,膜片各点产生应力,从而使扩散电阻的阻值发生变化,电桥失去平衡,输出响应的电压,其电压大小就反映了模片的压力差值。

利用电阻的特征,选择适当位置布置电阻,使其直接入电桥四臂中,从而构成全等臂差动电桥,如图2所示。

这样既提高了灵敏度又部分消除温度影响误差。

在智能压力传感器的设计中,微处理器是最核心的器件,本文采用了MSCl211Y5传感器,因为其具有强大的功能,而且它的性价比高,且其内部具有32K FLSH存储器,所以我们选择它。

在设计时,我们尽可能采取直接连接的方式,这样可以达到方便制版和简化电路的目的。

2、软件设计软件是整个系统的重要组成部分,系统的人机对话、数据的输入输出,数据处理等功能都通过软件来实现的。

因此开发一个性能优良的应用软件是实现整个系统正常可靠运行的重要前提。

本论文采用C语言编程,对系统的智能功能进行设计。

软件的设计完全按照结构化的程序设计来完成,将整个程序细胞划分为若干个子程序(模块),方便调试与检查,有了各个功能快的软件实现方法,软件的总体设计就变的简单了,软件设计中一个重要的思想是采用模块设计,把一个大的任务分解成若干个小任务,分别编制实现这些小任务的子程序,然后将子程序按照总体要求组装起来,就可以实现这个大任务了。

这种思路对于可重复使用的子程序显得尤为优越,因为不仅程序结构清晰,而节约程序空间。

智能压力传感器软件有以下几个模块:(1)对微处理器MSCl211Y5各种寄存器、A/D转换器和D/A的校准转换器进化初始化。

(2)对A/D转换器的校准包括各通道增益、零点漂移矫正。

(3)现场压力和温度数据的采集。

(4)压力传感器的温度补偿和非线性补偿。

(5)A/D输出,D/A数据输出。

(6)与上位机的通讯。

整个系统在优化硬件盆之的基础上才用小型化一体化设计,所有微处理器,稳压模块,通讯接口芯片等都采用低价格,小体积,高集成度的器件,从而使用电路板尺寸很小,并与压阻式压力传感元件一体化转配,是智能压力传器系统具有体积小、成本低的特点。

在单片机MSCl2llY5的超强的功能下,该压力传感器能有秩序地完成指定工作,实现测量的目的。

五、研究目标、主要特色及工作进度1、研究目标传统的传感器技术存在制作材料必须多品种,高性能,是成本过高,制作难度大等学点,性价比不高,且有些严重不足。

如结构尺寸大导致的时间响应特性差、输入输出非线性、易受环境变化影响、信噪比低而易受干扰等缺点。

智能压力传感器是一种带有微处理器(单片机)的,兼有信息检测、信号处理、信息记忆、逻辑思维判断功能的压力传感器⋯l。

显然,智能压力传感器具有较强的信息处理功能的能力,这主要是通过微处理器的程序来完成的,也就是说智能压力传感器是硬件电路和软件程序结合的产物”。

因此,智能压力传感器是既有获得信息的能力又有信息处理功能的传感器系统。

智能压力传感器具备学习、推理、感知、通讯及管理的功能。

智能压力传感器是微处理器和压力传感器的结合。

因此,根据它们的实现途径可分为:非集成化的智能压力传感器、集成化的智能压力传感器和混合型的智能压力传感器。

非集成化的智能压力传感器是把传统的压力传感器、信号调理电路、带数字总线接口的微处理器组合成一整体而构成的一个智能压力传感器系统。

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