基于单片机的压力传感器实验
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课程设计说明书
题目：压力传感器设计
学院（系）：
年级专业：电子信息科学与技术
学号：
学生：
指导教师：
目录
摘要----------------------------
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关键字----------------
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第一章总体设计方案及模块划分
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1.1总体设计方案
--------------------------------------------------------------------------------3
1.2模块划分
--------------------------------------------------------------------------------------4
1.3设计框图如下图所示
-----------------------------------------------------------------------5
第二章各模块设计参数
-------------------------------------------------------------------------------5
2.1传感器元件模块
------------------------------------------------------------------------------5
2.2 A/D转换模块
---------------------------------------------------------------------------------8
2.3控制器处理模块
-----------------------------------------------------------------------------12
2.4 AD0809接口电路及LED接口电路
------------------------------------------------------14
第三章压力传感器实验数据采集、显示及程序
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3.1数据采集及显示
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第四章心得体会--------------------------------------------------------------------------------------15
附录
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程序设计
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参考文献资料
---------------------------------------------------------------------------------25
实物图
--------------------------------------------------------------------------------------25
摘要
此次设计是基于8051单片机的压力检测系统，简要介绍了压力传感器电路的工作原理和弱信号传感器电路以及A/D变换电路的工作原理,通过压力传感器将需要
测量的位置的压力信号转化为电信号，再经过运算放大器进行信号放大，送至8位A／D转换器ADC0808，然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号，再经单片机转换成LED显示器可以识别的信息，最后显示输出。
关键词：单片机压力传感器A/D变换电路LED显示器
第一章总体设计方案及模块划分
1.1 总体设计方案
本次设计是基于8051单片机的测量与显示。电路采用ADC0809模数转换电路，ADC0809是CMOS工艺，采用逐次逼近法的8位A/D转换芯片，片有带锁存功能的8路模拟电子开关，先用ADC0809的转换器对各路电压值进行采样，然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号，再经单片机转换成LED 显示器可以识别的信息，最后显示输出。本次设计是以单片机组成的压力测量，系统中必须有前向通道作为电信号的输入通道，用来采集输入信息。压力的测量，需要传感器，利用传感器将压力转换成电信号后，再经放大并经A/D转换为数字量后才能由计算机进行有效处理。然后用LED进行显示。本设计的最终结果是，将软件下载到硬件上调试出来了需要显示的数据，当输入的模拟信号发生变化的时候，通过A/D转换后，LED将显示不同的数值。
1.2 模块划分
（1）传感器元件模块
传感器元件主要是对压力这样的物理量转变成电信号。
（2）A/D转换电路模块
A/D转换电路是将模拟量转换为数字量，便于单片机的处理。
（3）控制器处理模块
控制器是通过51系列单片机对数字信号，按照预定目的进行处理。
（4）显示与报告模块
显示与报告是对于最终输出结果进行直观的表达。
1.3设计框图如下图所示：
图1.3.1 设计框图
第二章各模块设计参数
2.1传感器元件模块
压力传感器是压力检测系统中的重要组成部分，由各种压力敏感元件将被测压力信号转换成容易测量的电信号作输出，给显示仪表显示压力值，或供控制和报警使用。力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器
谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。而电阻应变式传感器具有悠久的历史。由于它具有结构简单、体积小、使用方便、性能稳定、可靠、灵敏度高动态响应快、适合静态及动态测量、测量精度高等诸多优点，因此是目前应用最广泛的传感器之一，本实验采用电阻应变式传感器作为压力传感器。
压力传感器构成：
电阻应变式传感器由弹性元件和电阻应变片构成，当弹性元件感受到物理量时，其表面产生应变，粘贴在弹性元件表面的电阻应变片的电阻值将随着弹性元件的应变而相应变化。通过测量电阻应变片的电阻值变化，可以用来测量位移加速度、力、力矩、压力等各种参数。
压力传感器的工作原理：
本质上是惠斯通电桥，这里采用的是最常见的电阻应变片式的压力传感器。它得到广泛应用的原因是温度特性好，减小温度变化带来的误差。膜片上的压力使得电桥不平衡，从而产生一个差动的输出信号，这种结构的基本特性之一是它的差动输出电压U与偏置电压 U成正比关系，这种关系隐含压力测量精度直接决定偏置电源的容限值，当四个桥臂电阻达到相应的关系时，电桥输出为零，或则就有电压输出同时，它也能提供一种温度补偿最通用的方法。本实验研究压力传感器电路如图2.1.1所示，为压力传感器的电路，其由三部分组成（1）电源电路部分；（2）电桥电路部分；（3）放大电路部分。
图2.1.1压力传感器电路 如图示，传感器采用恒压源供电，CC V 为+15V ，经过23R 与40R 分压(电容起滤波作用)，点5、6、7三点处有相同电压1U : )/(4023231R R V R U CC += (2.1.1) 根据上式，带入数据K R 123= ，K R 440= ，V V CC 15=，求得V U 31=。 经过电路电桥部分，简化如下图2.1.2
1U
UO
图2.1.2压力传感器电桥电路
将压力传感器安装在注塑机上的方法
压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业，下面就让艾驰商城小编对将压力传感器安装在注塑机上的方法来一一为大家做介绍吧。 如果压力传感器的安装位置正确，则它能够为模塑商提供最大量有用的信息。除了一些特例以外，用于过程监控的传感器通常应当被安装在模腔的后三分之一处，而用于控制模塑压力的传感器则应当安装在模腔的前三分之一处。对于极小型制品，压力传感器有时安装在流道系统内，但是这会使传感器监测不到浇口的压力。 需要强调的是，当注料不足时，模腔底部的压力为零，因此位于模腔底部的传感器就成为监测注料不足的重要手段。随着数字传感器的使用，使得每一个模腔内都可以安装传感器，而从模具到注塑机的连接则只需一根网络线。如此一来，只要将传感器安装在模腔的底部，无需其它任何过程控制的接口，就可以杜绝注料不足的发生。 在上述大前提下，模具设计和制造商还要决定究竟在模腔内的哪一个凹窝处放置压力传感器，以及电线或电缆出口的位置。其设计原则是电线或电缆从模具内穿出来后不能够随意移动。一般的做法是在模具底座上固定一个连接器，然后使用另外一根电缆将模具与注塑机以及辅助设备连接起来。 模具制造商能够利用压力传感器对即将交付使用的模具进行严格的试模，以对模具的设计加工进行改进。制品的成型工艺可以在第一次试模或者第二次试模的基础上进行设置和优化。这种经优化了的工艺可直接用于以后的各次试模中，从而减少了试模次数。随着试模的完成，不仅使模具达到了质量要求，而且还使模具制造商获得了一套经过验证了的工艺数据。这些数据将作为模具的一部分而交付给模塑商。 如此一来，模具制造商提供给模塑商的就不仅仅是一套模具，而是模具和适合此模具的工艺参数复合在一起的一种解决方案。这种方案与单纯提供模具相比，其内在价值得到了提升。不但使试模成本大大降低，而且也缩短了试模的时间。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解图尔克、奥托尼克斯、科瑞、山武、倍加福、邦纳、亚德客、施克等各类传感器的选型，报价，采购，参数，图片，批发信息，请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/ca13305056.html,/
传感器的种类及特性分析
一、传感器地特性 ()传感器地动态性.动特性是指传感器对随时间变化地输入量地响应特性.动态特性输入信号变化时，输出信号随时间变化而相应地变化，这个过程称为响应.传感器地动态特性是指传感器对随时间变化地输入量地响应特性.动态特性好地传感器，当输入信号是随时间变化地动态信号时，传感器能及时精确地跟踪输入信号，按照输入信号地变化规律输出信号.当传感器输入信号地变化缓慢时，是容易跟踪地，但随着输入信号地变化加快，传感器地及时跟踪性能会逐渐下降.通常要求传感器不仅能精确地显示被测量地大小，而且还能复现被测量随时间变化地规律，这也是传感器地重要特性之一.文档来自于网络搜索()传感器地线性度.通常情况下，传感器地实际静态特性输出是条曲线而非直线.在实际工作中，为使仪表具有均匀刻度地读数，常用一条拟合直线近似地代表实际地特性曲线、线性度(非线性误差)就是这个近似程度地一个性能指标.拟合直线地选取有多种方法.如将零输入和满量程输出点相连地理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差地平方和为最小地理论直线作为拟合直线，此拟合直线称为最小二乘法拟合直线.文档来自于网络搜索()传感器地灵敏度.灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△对输入量变化△地比值.它是输出一输入特性曲线地斜率.如果传感器地输出和输入之间显线性关系，则灵敏度是一个常数.否则，它将随输入量地变化而变化.灵敏度地量纲是输出、输入量地量纲之比.例如，某位移传感器，在位移变化时，输出电压变化为,则其灵敏度应表示为.当传感器地输出、输入量地量纲相同时，灵敏度可理解为放大倍数.文档来自于网络搜索()传感器地稳定性.稳定性表示传感器在一个较长地时间内保持其性能参数地能力.理想地情况是不论什么时候，传感器地特性参数都不随时间变化.但实际上，随着时间地推移，大多数传感器地特性会发生改变.这是因为敏感器件或构成传感器地部件，其特性会随时间发生变化，从而影响传感器地稳定性.文档来自于网络搜索 ()传感器地分辨力.分辨力是指传感器可能感受到地被测量地最小变化地能力.也就是说，如果输入量从某一非零值缓慢地变化.当输入变化值未超过某一数值时，传感器地输出不会发生变化，即传感器对此输入量地变化是分辨不出来地.只有当输入量地变化超过分辨力时，其输出才会发生变化.通常传感器在满量程范围内各点地分辨力并不相同，因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化地输入量中地最大变化值作为衡量分辨力地指标.上述指标若用满量程地百分比表示，则称为分辨率.文档来自于网络搜索 ()传感器地迟滞性.迟滞特性表征传感器在正向(输入量增大)和反向(输入量减小)行程间输出输入特性曲线不一致地程度，通常用这两条曲线之间地最大差值△与满量程输出·地百分比表示.迟滞可由传感器内部元件存在能量地吸收造成.文档来自于网络搜索()传感器地重复性.重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变动时所得特性曲线不一致地程度.各条特性曲线越靠近，说明重复性越好，随机误差就越小.如图所示为输出特性曲线地重复特性，正行程地最大重复性偏差为.反行程地最大重复性偏差为.取这两个最大偏差中地较大者为,再以其占满量程输出地百分数表示，就是重复误差，即一士×()重复性是反映传感器精密程度地重要指标.同时，重复性地好坏也与许多随机因素有关，它属于随机误差，要用统计规律来确定.文档来自于网络搜索 二、常见地传感器种类 .电阻式传感器 电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样地一种器件.主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件.文档来自于网络搜索 .变频功率传感器 变频功率传感器通过对输入地电压、电流信号进行交流采样，再将采样值通过电缆、光
光纤压力传感器实验
光纤压力传感器实验 一、实验目的 1、了解并掌握传导型光纤压力传感器工作原理及其应用 二、实验内容 l、传导型光纤压力传感光学系统组装调试实验； 2、发光二极管驱动及探测器接收实验； 3、传导型光纤压力传感器测压力原理实验。 三、实验仪器 1、光纤压力传感器实验仪1台 2、气压计1个 3、气压源l套 4、光纤1根 5、2#迭插头对若干 6、电源线1根 四、实验原理 通常按光纤在传感器中所起的作用不同，将光纤传感器分成功能型(或 称为传感型)和非功能型(传光型、结构型)两大类。功能型光纤传感器使 用单模光纤，它在传感器中不仅起传导光的作用，而且又是传感器的敏感元件。但这类传感器的制造上技术难度较大，结构比较复杂，且调试困难。 非功能型光纤传感器中，光纤本身只起传光作用，并不是传感器的敏感元件。它是利用在光纤端面或在两根光纤中间放置光学材料、机械式或光学式的敏感元件感受被测物理量的变化，使透射光或反射光强度随之发生变化。所以这种传感器也叫传输回路型光纤传感器。它的工作原理是：光纤把测量对象辐射的光信号或测量对象反射、散射的光信号直接传导到光电元件上，实现对被测物理量的检测。为了得到较大的受光量和传输光的功率，这种传感器所使用的光纤主要是孔径大的阶跃型多模光纤。光纤传感器的特点是结构简单、可靠，技术上容易实现，便于推广应用，但灵敏度较低，测量精度也不高。 本实验仪所用到的光纤压力传感器属于非功能型光纤传感器。 本实验仪重点研究传导型光纤压力传感器的工作原理及其应用电路设计。在传导型光纤压力传感器中，光纤本身作为信号的传输线，利用压力一电一光一光一电的转换来实现压力的测量。主要应用在恶劣环境中，用光纤代替普通电缆传送信号，可以大大提高压力测量系统的抗干扰能力，提高测量精度。 相关参数： l、光源 高亮度白光LED，直径5mm
压力传感器 HX711 程序
#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]);
基于电阻应变片的压力传感器设计
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。
压力传感器的特性试验
压力传感器的特性及非平衡电桥信号转换技术 【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。 【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（按电桥方式连接）粘贴于弹性体中的应变片产生电阻变化。 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）（V IN ）范围、输出电压（V OUT ）范围。 压力传感器是由特殊工艺材料制成的弹性体以及电阻应变片、温度补偿电路组成，并采用非平衡电桥方式连接，最后密封在弹性体中。 1. 弹性体 一般由合金材料冶炼制成，加工成S 形、长条形、圆柱形等。为了产生一定弹性，挖空或部分挖空其内部。 2. 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。 L R A ρ= （4.3.1） 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。 R L A R L A ρρ????=+- （4.3.2） 这样就把所承受的应力转变成应变，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。 电阻应变片一般由基底片、敏感栅、引线及履盖片用黏合剂黏合而成。电阻应变片的结构如图4.3.1所示。 电阻应变片结构示意 图4.3.1 1—敏感栅（金属电阻丝）；2—基底片；3—覆盖层；4—引出线 （1）敏感栅。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 mm 的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
传感器与检测技术第3章 传感器基本特性参考答案
第3章传感器基本特性 一、单项选择题 1、衡量传感器静态特性的指标不包括（）。 A. 线性度 B. 灵敏度 C. 频域响应 D. 重复性 2、下列指标属于衡量传感器动态特性的评价指标的是（）。 A. 时域响应 B. 线性度 C. 零点漂移 D. 灵敏度 3、一阶传感器输出达到稳态值的50%所需的时间是（）。 A. 延迟时间 B. 上升时间 C. 峰值时间 D. 响应时间 4、一阶传感器输出达到稳态值的90%所需的时间是（）。 A. 延迟时间 B. 上升时间 C. 峰值时间 D. 响应时间 5、传感器的下列指标全部属于静态特性的是（） A．线性度、灵敏度、阻尼系数 B．幅频特性、相频特性、稳态误差 C．迟滞、重复性、漂移 D．精度、时间常数、重复性 6、传感器的下列指标全部属于动态特性的是（） A．迟滞、灵敏度、阻尼系数 B．幅频特性、相频特性 C．重复性、漂移 D．精度、时间常数、重复性 7、不属于传感器静态特性指标的是（） A．重复性 B．固有频率 C．灵敏度 D．漂移 8、对于传感器的动态特性，下面哪种说法不正确（） A．变面积式的电容传感器可看作零阶系统 B．一阶传感器的截止频率是时间常数的倒数 C．时间常数越大，一阶传感器的频率响应越好 D．提高二阶传感器的固有频率，可减小动态误差和扩大频率响应范围9、属于传感器动态特性指标的是（） A．重复性 B．固有频率 C．灵敏度 D．漂移
10、无论二阶系统的阻尼比如何变化，当它受到的激振力频率等于系统固有频率时，该系统的位移与激振力之间的相位差必为（） A. 0° B.90° C.180° D. 在0°和90°之间反复变化的值 11、传感器的精度表征了给出值与( )相符合的程度。 A.估计值 B.被测值 C.相对值 D.理论值 12、传感器的静态特性，是指当传感器输入、输出不随( )变化时，其输出-输入的特性。 A.时间 B.被测量 C.环境 D.地理位置 13、非线性度是测量装置的输出和输入是否保持( )关系的一种度量。 A.相等 B.相似 C.理想比例 D.近似比例 14、回程误差表明的是在( )期间输出-输入特性曲线不重合的程度。 A.多次测量 B.同次测量 C.正反行程 D.不同测量 =秒的一阶系统，当受到突变温度作用后，传感器输15、已知某温度传感器为时间常数τ3 出指示温差的三分之一所需的时间为（）秒 A．3 B．1 C． 1.2 D．1/3 二、多项选择题 1．阶跃输入时表征传感器动态特性的指标有哪些？（） A.上升时间 B.响应时间 C.超调量 D.重复性 2．动态响应可以采取多种方法来描述，以下属于用来描述动态响应的方法是：（） A.精度测试法 B.频率响应函数 C.传递函数 D.脉冲响应函数 3. 传感器静态特性包括许多因素，以下属于静态特性因素的有（）。 A．迟滞 B.重复性 C.线性度 D.灵敏度 4. 传感器静态特性指标表征的重要指标有：（） A.灵敏度 B.非线性度 C.回程误差 D.重复性 5．一般而言，传感器的线性度并不是很理想，这就要求使用一定的线性化方法，以下属于线性化方法的有:（） A.端点线性 B.独立线性 C.自然样条插值 D.最小二乘线性 三、填空题 1、灵敏度是传感器在稳态下对的比值。 2、系统灵敏度越，就越容易受到外界干扰的影响，系统的稳定性就越。 3、是指传感器在输入量不变的情况下，输出量随时间变化的现象。 4、要实现不失真测量，检测系统的幅频特性应为，相频特性应为。
传感器仿真软件使用说明书
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。
扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验
实验十一 扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验 一、实验目的: 了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法。 二、实验仪器 压力传感器模块、温度传感器模块、数显单元、直流稳压源+5V 、±１5Ｖ。 三、实验原理 在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法,摩托罗拉公司设计出X 形硅压力传感器如下图所示：在单晶硅膜片表面形成4个阻值相等的电阻条。并将它们连接成惠斯通电桥，电桥电源端和输出端引出,用制造集成电路的方法封装起来，制成扩散硅压阻式压力传感器。 扩散硅压力传感器的工作原理：在X 形硅压力传感器的一个方向上加偏置电压形成电流 i ，当敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当有剪切力作用时,在垂直电流方向将会产生电场变化i E ??=ρ，该电场的变化引起电位变化，则在端可得到被与电流 垂直方向的两测压力引起的输出电压Uo 。 i d E d U O ???=?=ρ （11-1) 式中ｄ为元件两端距离。 实验接线图如图11－２所示,MPX1０有4个引出脚,１脚接地、2脚为U ｏ＋、3脚接+5Ｖ电源、4脚为Uo-；当P1>Ｐ２时，输出为正;Ｐ1
【人力资源】实验4-18用压力传感器和温度传感器资料
第五章 热学实验 热学实验是大学物理实验中的重要内容。在理想热学实验中，应遵循两条基本原则：其一是保持系统为孤立系统；其二是测量一个系统的状态参量时，应保证系统处于平衡态。我们的实验内容设计了对空气的比热容比进行测定。 §5.1空气比热容比的测定 气体的定压比热容与定容比热容之比称为气体的绝热指数，它是一个重要的热力学常数，在热力学方程中经常用到，本实验用新型扩散硅压力传感器测空气的压强，用电流型集成温度传感器测空气的温度变化，从而得到空气的绝热指数；要求观察热力学现象，掌握测量空气绝热指数的一种方法，并了解压力传感器和电流型集成温度传感器的使用方法及特性。 【预习重点】 1．了解理想气体物态方程，知道理想气体的等温及绝热过程特征和过程方程。 2．预习定压比热容与定容比热容的定义，进而明确二者之比即绝热指数的定义。 3．认真预习实验原理及测量公式。 【实验目的】 1．用绝热膨胀法测定空气的比热容比。 2．观测热力学过程中状态变化及基本物理规律。 3．了解压力传感器和电流型集成温度传感器的使用方法及特性。 【实验原理】 理想气体的压强P 、体积V 和温度T 在准静态绝热过程中，遵守绝热过程方程：PV γ 等于恒量，其中γ是气体的定压比热容P C 和定容比热容V C 之比，通常称γ=V P C C /为该气体的比热容比（亦称绝热指数）。 如图5.1.1所示，我们以贮气瓶内空气（近似为理想气体）作为研究的热学系统，试进行如下实验过程。
（1）首先打开放气阀A ，贮气瓶与大气相通，再关闭A ，瓶内充满与周围空气同温（设为0T ）同压（设为0P ）的气体。 （2）打开充气阀B ，用充气球向瓶内打气，充入一定量的气体，然后关闭充气阀B 。此时瓶内空气被压缩，压强增大，温度升高。等待内部气体温度稳定，即达到与周围温度平衡，此时的气体处于状态I （1P ,1V ,0T ）。 （3）迅速打开放气阀A ，使瓶内气体与大气相通，当瓶内压强降至0P 时，立刻关闭放气阀A ，将有体积为ΔV 的气体喷泻出贮气瓶。由于放气过程较快，瓶内保留的气体来不及与外界进行热交换，可以认为是一个绝热膨胀的过程。在此过程后瓶中的气体由状态I （1P ,1V ,0T ）转变为状态II （0P ,2V ,1T ）。2V 为贮气瓶容积，1V 为保留在瓶中这部分气体在状态I （1P ,0T ）时的体积。 （4）由于瓶内气体温度1T 低于室温0T ，所以瓶内气体慢慢从外界吸热，直至达到室温 0T 为止，此时瓶内气体压强也随之增大为2P 。则稳定后的气体状态为III （2P ,2V ,0T ）。从 状态II →状态III 的过程可以看作是一个等容吸热的过程。由状态I →II →III 的过程如图5.1.2所示。 图5.1.1 试验装置简图 图5.1.2 气体状态变化及P-V
压力传感器组件的制作流程
图片简介: 本技术提出一种压力传感器组件，包括载体衬底以及具有环绕的框架壁的框架部件，该载体衬底具有布置在所述载体衬底的第一侧上的印制导线、布置在所述载体衬底的所述第一侧上的压力传感器元件，该压力传感器元件通过键合线连接部与布置在所述载体衬底的所述第一侧上的印制导线电接触，其中，所述框架部件围绕所述压力传感器元件地施加到所述载体衬底的所述第一侧上，并且所述框架部件以遮盖所述压力传感器元件的凝胶填充，所述框架部件除了所述环绕的框架壁之外附加地具有底部，该底部施加在至少一个布置在所述载体衬底的所述第一侧上的印制导线上。 技术要求 1.压力传感器组件(1)，该压力传感器组件包括载体衬底(2)以及具有环绕的框架壁(31)的框架部件(3)，该载体衬底具有布置在所述载体衬底(2)的第一侧(21)上的印制导线(20)、布置在所述载体衬底(2)的所述第一侧(21)上的压力传感器元件(4)，该压力传感器元件通过键合线连接部(5)与布置在所述载体衬底(2)的所述第一侧(21)上的印制导线(23)电接触，其中，所述框架部件(3)围绕所述压力传感器元件(4)地施加到所述载体衬底(2)的所述第一侧(21)上，并且所述框架部件(3)以遮盖所述压力传感器元件(4)的凝胶(6)填充，其特征在于，所述框架部件(3)除了所述环绕的框架壁(31)之外附加地具有底部(32)，该底部施加到至少一个布置在所述载体衬底(2)的所述第一侧(21)上的印制导线(24)上。
2.根据权利要求1所述的压力传感器组件，其特征在于，所述压力传感器元件(4)施加到所述底部(32)的背离所述载体衬底(2)指向的内侧(33)上。 3.根据权利要求1或2所述的压力传感器组件，其特征在于，所述底部(32)的面向所述载体衬底(2)的下侧(34)借助于粘接剂层(7)粘接到所述至少一个印制导线(24)上。 4.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器组件，其特征在于，所述底部(32)具有至少一个接触开口(35)，并且印制导线(23)的在所述接触开口(35)内部的至少一个区段(25)没有被所述底部(32)遮盖。 5.根据权利要求4所述的压力传感器组件，其特征在于，所述键合线连接部(5)穿过所述接触开口(35)与所述印制导线(23)的在所述接触开口(35)中未被遮盖的区段(25)电接触，其中，所述至少一个键合线连接部(5)在一端部(51)上与所述压力传感器元件(3)键合并且通过它的另外的端部(52)在所述接触开口(35)内部键合到所述区段(25)上。 6.根据权利要求5所述的压力传感器组件，其特征在于，所述印制导线(23)的未被所述底部(32)遮盖的区段(25)在所述接触开口(35)内部被围绕所述至少一个键合线连接部(5)的所述另外的端部(52)的钝化层(8)遮盖。 7.根据权利要求5所述的压力传感器组件，其特征在于，在所述框架部件(3)内部的所述凝胶(6)遮盖所述钝化层(8)。 8.根据权利要求2所述的压力传感器组件，其特征在于，所述压力传感器元件(4)粘接到所述底部(32)的背离所述载体衬底(2)指向的所述内侧(33)上。 9.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器组件，其特征在于，所述载体衬底(2)是由玻璃纤维增强的环氧树脂制成的印刷电路板。 10.根据前述权利要求中任一项所述的压力传感器组件，其特征在于，框架部件(3)与所述框架壁(31)和所述底部(32)一件式地由塑料或金属构造。 技术说明书 压力传感器组件
实验九.进气管绝对压力传感器检修
实验九：进气管绝对压力传感器检测 一、实验目的和要求： 1.掌握进气管绝对压力传感器的结构及工作原理。 2.掌握进气管绝对压力传感器的检测方法。 二、实验设备及器材 丰田8A电喷发动机故障实验台1台、数字万用表几块、手动真空泵 三、实验内容及步骤 本次实验的内容主要是检测进气管绝对压力传感器。 在汽油机上，进气管绝对压力传感器是用来测量进气管内气体的绝对压力，并将信号送入ECU，作为燃油喷射控制和点火控制的主控制信号。进气管绝对压力传感器按照检测原理分为压敏电阻式、电容式、膜盒式、表面弹性波式等，但目前应用最广泛的是压敏电阻式和电容式。这里主讲述压敏电阻式进气管绝对压力传感器的检测方法，与ECU的连接电路如图1所示。 图1 压敏电阻式进气管绝对压力传感器电路 ECU通过Vcc端子给传感器提供标准的5V参考电压，传感器信号经PIM端子输送给ECU，E2为搭铁端子。 检测步骤如下： 1.电源电压检测： 点火开关置于“OFF”位置，拆开线束插接器。然后将点火开关置于“ON”位置（不起动发动机），在线束侧用万用表电压当测量线束插接器电源端子Vcc 和搭铁端子E2之间的电压，其电压值应为4.5～5.5V。如有异常，应检查进气管绝对压力传感器与ECU 之间的线路是否导通。若断路，应更换或修理线束。 2.输出信号电压检测： 将点火开关置于“ON”位置（不起动发动机），拆下连接进气歧管绝对压力传感器与进气歧管的真空软管，然后用真空泵向进气歧管绝对压力传感器内施加真空，同时在ECU侧用万用表电压挡测量端子PIM与E2之间的传感器输出信号电压，将测量的数据填入表1中。 表1 输出信号电压测量记录表
压力传感器仿真程序
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压力传感器设计
传感器与检测技术电阻应变式压力传感器的设计 学院：信息技术学院 指导老师：蔡杰 班级：B1106 姓名：张佳林 学号：0915110629
目录 一、设计任务分析 ................ 错误！未定义书签。 二、方案设计 (3) 2.1原理简述..................... 错误！未定义书签。 2.2应变片检测原理 (3) 2.3弹性元件的选择及设计 (4) 2.4应变片的选择及设计 (5) 三、单元电路的设计 (6) 3.1电桥电路的设计 (6) 3.2放大电路的设计 (6) 3.3移相器的设计 (7) 3.4过零比较器的设计 (8) 3.5相敏检波电路的设计 (9) 3.6低通滤波器的设计 (9) 四、误差分析 (10) 五、心得体会 (10) 六、致谢 (11)
电阻应变式压力传感器的设计 1. ； 二、方案设计 原理框图如图一所示。 2.2应变片检测原理 电阻应变片（金属丝、 箔式或半导体应变片）粘贴在测量压力的弹性元件表面上， 当被测压力变化时， 弹性元件内部应力变形，这个变形应力使应变片的电阻产生变形， 根据所测电阻变化的大小来测量未知压力，也实现本次设计未知质 量的检测。 设一根电阻丝，电阻率为 ρ，长度为l ,截面积为 S ，在未受力时的电阻值为 R=ρ S l ----- ① 图一 金属丝伸长后几何尺寸变化 如图一所示，电阻丝在拉力F 作用下，长度l 增加，截面S 减少，电阻率ρ也相 （质量）压力 电阻应变片 交流电桥 5KHZ 交流 放大器 移相器 过零比较器 相敏检波 低通滤波 数显表头
应变化，将引起电阻变化△R ，其值为 R R ?=l l ?—S S ?＋ρ ρ? ----② 对于半径r 为的电阻丝，截面面积S=2r π，则有s s ?=r r ?2。令电阻丝的轴向应变为l l ?=ε，径向应变为=?r r －μεμ-=?)(l l ，ε由材料力学可知，为电阻丝材料的泊松系数，经整理可得 R R ?=（1+2ρ ρεμ?+) ----③ 通常把单位应电所引起的电阻相对变化称为电阻丝的灵敏系数，其表达式为 K = ε ρ ρμε ?+ +=?)21(R R ----④ 从④可以明显看出，电阻丝灵敏系数K 由两部分组成：受力后由材料的几何尺 受力引起)21(μ+；由材料电阻率变化引起的1)(_ερρ?。对于金属丝材料， 1)(_ερρ?项的值比)21(μ+小很多，可以忽略，故μ21+=K 。大量实验证明 在电阻丝拉伸比例极限内，电阻的相对变化与应变成正比，即为常数。 通常金属丝的=1.7～3.6。④可写成 R R ?=K ε ----⑤ 2.3弹性元件的选择及设计 本次设计对质量的检测是通过对压力的检测实现的，所以弹性元件承受物重也即压力，这就要求弹性元件具有较好的韧性、强度及抗疲劳性，通过查设计手册，决定选取合金结构钢30CrMnSiNi2A ，其抗拉应力是1700Mpa ，屈服强度是1000Mpa ，弹性模量是211Gpa 。 同时本次设计选取弹性元件的形式为等截面梁，其示意图如图二所示
压阻式压力传感器的压力测量实验
实验二压阻式压力传感器的压力测量实验 一、实验目的： 了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理和方法。 二、基本原理： 扩散硅压阻式压力传感器在单晶硅的基片上扩散出P型或N型电阻条，接成电桥。在压力作用下根据半导体的压阻效应，基片产生应力，电阻条的电阻率产生很大变化，引起电阻的变化，我们把这一变化引入测量电路，则其输出电压的变化反映了所受到的压力变化。 图一压阻式压力传感器压力测量实验 三、需用器件与单元： 主机箱、压阻式压力传感器、压力传感器实验模板、引压胶管。 四、实验步骤： 1、将压力传感器安装在实验模板的支架上，根据图二连接管路和电路（主机箱内的气源部分，压缩泵、贮气箱、流量计已接好）。引压胶管一端插入主机箱面板上气源的快速接口中（注意管子拆卸时请用双指按住气源快速接口边缘往内压，则可轻松拉出），另一端口与压力传感器相连。压力传感器引线为4芯线： 1端接地线，2端为U0＋，3端接＋4V电源， 4端为Uo－，接线见图9-2。
2、实验模板上R W2用于调节放大器零位，R W1 调节放大器增益。按图9-2将实 验模板的放大器输出V02接到主机箱(电压表)的Vin插孔，将主机箱中的显示选 择开关拨到2V档，合上主机箱电源开关，R W1 旋到满度的1／3位置(即逆时针旋 到底再顺时针旋2圈)，仔细调节R W2 使主机箱电压表显示为零。 3、输入气压，压力上升到4Kpa左右时调节调节Rw2（低限调节），，使电压表显示为相应的0.4V左右。再仔细地反复调节旋钮使压力上升到19Kpa左右时调节差动放大器的增益电位器Rw1（高限调节），使电压表相应显示1.9V左右。 4、再使压力慢慢下降到4Kpa，调节差动放大器的调零电位器，使电压表显示为相应的0.400V。再仔细地反复调节汽源使压力上升到19Kpa时调节差动放大器的增益电位器，使电压表相应显示1.900V。 5、重复步骤4过程，直到认为已足够精度时仔细地逐步调节流量计旋钮，使压力在4－19KPa之间变化，每上升3KPa气压分别读取电压表读数，将数值列于表1。 作业： 1、画出实验曲线，并计算本系统的灵敏度和非线性误差。实验完毕，关闭所有电源。
压力传感器仿真程序
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