实验指导书
压电式压力传感器的静态标定
一、实验目的：
1、熟悉记忆示波器和电荷放大器使用方法；
2、用活塞式压力计标定传感器的电荷灵敏度系数；
二、实验所涉及的一些基本原理：
1、理想数学模型：
准静态载荷（输入信号特征频率远低于传感器固有频率）：输入（压力）和输出（电荷）近似成线性关系(石英压力传感器的线性度较好)；
动态载荷（输入信号特征频率接近甚至高于传感器固有频率）：二阶线性系统模型。
2、真实情况和数学模型之间的偏差：
电荷泄漏：理想模型认为传感器绝缘电阻为无穷大，而真实传感器的绝缘电阻并非无穷大（石英晶体：1013Ω；压电陶瓷：1010Ω），必将导致一定程度的电荷泄漏；另一方面，电荷放大器为了对传感器的微弱信号进行放大，必然要从传感器中取一定电流，从而增加了传感器电荷的泄漏。所以通常的电荷放大器的输入级都具有极高的输入阻抗，并要求设备防潮，以避免由于受潮带来的阻抗下降。但是，由于外加压力而产生的电荷量很少，即使少量的电荷泄漏也会对输出信号造成明显的影响，该影响不可忽略。
电荷放大器的频率响应：对于静标试验，输入载荷的特征频率很低，故对二次仪表（电荷放大器）的低频响应有较高的要求，否则经过二次仪表的高通滤波，信号将会失真,因此，电荷放大器做定标时，要将下限频率调到较低的数值。
噪声：由于本实验采用的传感器量程很大（100 bar ～300 bar），而实际载荷只有数个大气压，必然导致得到的信号信噪比较低。但实验表明，以如此小的压力加载，输出信号的噪声幅值依然较小，可以接受。
U(t)
忽略电荷泄漏的理想输出信号
（考虑阀门开启时间）
受到电荷泄漏影响的输出信号
（考虑阀门开启时间）
t
图1. 电荷泄漏对传感器输出的影响（示意图）
三、测试仪器设备
1 记忆示波器1台（TDS210）；
2电荷放大器YE5850一台；
3 活塞式压力计1台；
4 石英压力传感器CY-YD-20
5 1只。
三、实验要求：
1.熟悉记忆示波器，看清各个调节旋钮的位置,对照说明书了解：
（1）调节电压量程、时间量程方法；
（2）触发方式、触发电平，触发位置等的设置方法；
( 3 ) 用光标读取电压、时间值的方法；
（4）用TDS-210数据处理程序采集数据的方法。
以上方法的要点将在下面的实验步骤中说明.
2 熟悉电荷放大器，看清面板上各种按钮的位置
（1）灵敏度设置、输出设置方法；
（2）下限、上限频率设置方法。
以上方法的要点将在下面的试验步骤中说明。
3 熟悉活塞式压力计
（1）打开油杯阀门，向外旋转活塞把油吸入活塞，关闭油杯阀门，向右旋
转活塞手轮，压力表显示已加载压力。
（2）用砝码可以更精确表示压力。关闭压力表处的阀门，打开连接砝码盘
的阀门，在砝码盘上加砝码，关闭油杯阀门。向右旋转活塞手轮，砝码盘抬起（注意：不要与上方金属环接触）。改变砝码重量，即可改变加载压力。
（3）突然打开油杯阀门，接通大气。此时传感器上卸载。
四、 实验步骤
（1） 打开示波器电源开关(开关在示波器上表面)，将电荷放大器YE5850的
开关档置于“复位”，将放大器地线良好接地，然后打开放大器的电源开关(开关在背面面板上)。
（2） 将传感器电缆接到放大器电荷输入端，放大器输出电缆接到示波器2
通道输入端。
( 3 ) 放大器灵敏度档置于10.0 pc/unit(即将灵敏度左边档置于10，中间和右
边档置于0)，输出置于10 mv/unit ， 下限频率置于L 档(此时下限频率小于0.0001HZ)，上限频率置于0.3kHz ，输入端选择电荷输入。 注意将放大器的灵敏度设置在1-10.99pc/unit 时，调节下方的10 档置于下方，面板上的左边小数点亮。
( 4 ) 旋转示波器2通道的垂直电压调节旋钮，将垂直标尺定在20mv/div ，旋转水平位置的秒/刻度旋钮，将水平标尺(主时基)定在500ms/div.按下”TRIGGER ”钮，显示区右边会显示触发菜单，将触发类型选在边沿触发，
油杯 砝
传感器
砝码
压力表
活塞
触发方式选在单次触发，信源选ch2，耦合方式选交流，斜率选下降沿，然后按下“HORIZONTAL”钮，在菜单中选择电平，旋转“电平”旋钮,设置触发电平。
注意触发电平一般选在所测电压峰-峰值的一半左右，基本原则是保证噪声不会引起触发，信号能够引起触发。这里给出一个参考值：当加压至3千克力/ 平方厘米时，触发电平可设置在20mv左右。
( 5 )在活塞式压力计上对传感器加载后，将放大器置到“工作”，将示波器面板右上端“执行/停止”按下，当显示区上方中间显示位“Ready”，快速打开油杯阀门，使示波器触发。
注意，试验者可能由于触发电平设置太低、而使噪声引起触发，或者设置过高，使得信号不能触发。另外，在每次测量后，将放大器置于“复位”，使里面的残余电荷放掉。
（6）用光标读出电压值。按下菜单栏里的“CURSOR”钮，显示区将显示光标的菜单，类型选择“电压”，信源选ch2，用垂直处的波形位移钮移动光标1和光标2，菜单栏里的增量处，将显示两光标间的电压差值。由此读出触发前后的电压差。
注意，如果发现显示区波形被截断，需要调大垂直标尺，重新测量。
用下列公式计算出电荷量：
）实际输出（）
灵敏度（
）
实际电压（
）
电荷量（
unit
mv
unit pc
mv
pc
/
10
/ 10
?
=
（7）改变砝码重量，从0.7千克力/平方厘米开始，每次增加0.5千克力/平方厘米，直到砝码总压达到5千克力/平方厘米时，重复上述试验过程。
注意，活塞式压力计底盘重0.4千克力/平方厘米，不要漏掉。另外，由于噪声的影响，使得最小压力值受到限制，试验者可以试着把可以测量的最小压力值找出来，这里的0.7千克力/平方厘米，只是一个参考值。
用所得数据绘制电荷量pc –压力bar 曲线，并用最小二乘法求出灵敏度系数。(1kgf/cm2＝0.98 bar)。
五、数据处理
1、计算传感器的电荷灵敏度。
将实验数据和计算后的数据整理如下。
砝码(Kgf / cm2) 压力(bar) 电压(mv) 电荷量(pc) **
**
1
**
2
**
3
**
4
**
5
2、用以上数据绘制电荷量-压力曲线；
3、用最小二乘法拟合后得直线方程
y = mx + n
式中m即为石英传感器的电荷灵敏度pc / bar。
六、讨论和实验结论：
对实验中的各种问题进行讨论，欢迎对实验内容和方法提出改进意见。
框架结构毕业设计任务书和指导书 1 2020年4月19日
毕业设计基本要求 1目的 （1）综合运用所学专业理论知识与设计技能，处理建筑设计中有关方针、政策、功能、经济、安全、美观等方面的问题。解决总体、单体、空间等关系，以创造富有时代气息的优美建筑形象与环境。依据建筑设计完成结构体系的布置、结构在各种荷载工况下的计算、构造和施工图。 （2）掌握一般建筑工程的设计思路，进而举一反三熟悉有关建筑工程的设计、施工、预算等建设过程。为即将走上工作岗位奠定基础。 （3）学以致用，学习科学技术和技能的目的是应用。一个工程师在设计、建设实际工程中应具备的知识，都是我们在毕业设计中应予以加强的。因此深切领悟总体概念设计、掌握具体理论设计和实际工程技术处理措施的结合作为重点来训练。 （4）树立正确的设计思想，全面对待建筑与结构的关系， 2 2020年4月19日
培养勤奋、严谨、认真的工作作风及分析解决一般工程技术问题的能力。 （5）掌握调查研究、理论联系实际的学习方法，养成既能独立思考，又能相互配合密切合作的工作态度。 （6）使学生对一般工业与民用建筑的土建设计的内容和构成有比较全面的了解，并熟悉有关设计标准、规范、手册和工具书，增强毕业后到生产第一线工作的适应能力。 2成果形式及要求 （1）计算书和说明书： 字数应不少于1万字，书写要工整，字迹要清楚，可采用计算机打印。计算书内容要阐明设计依据或标准，方案构思、特点、必要的经济指标，结构选型、构造处理、材料特点及计算上的主要问题，还应包括结构计算全过程，计算要正确、完整、思路清晰、简图明了。计算书格式：应严格按照毕业设计手册中的要求。 （2）图纸： 3 2020年4月19日
压力传感器检定： 1. 静态检定 2. 动态检定 我们把压力传感器的特性分成两类静态特性和动态特性。压力传感器静态特性的 主要指标是灵敏度、线性度、迟滞、重复性、精度、温度漂移和零点漂移等等。一般 我们校准压力传感器都是校准其静态特性，这是因为我们将压力传感器理想化，认为 其固有频率相当大而且本身无阻尼，这时压力传感器的静态特性和动态特性是一样 的。然而在被测压力随时间变化的情况下，压力传感器的输出能否追随输入压力的快 速变化是一个很重要的问题。有的压力传感器尽管其静态特性非常好，但由于不能很 好地追随输入压力的快速变化而导致严重的误差，有时甚至出现高达百分之百的动态 误差。所以我们必须要进行压力传感器动态特性的校准，认真分析其动态响应特性。 压力传感器动态特性可以用它的上升时间、固有频率、幅频特性、相频特性等参数来 描述。 线性度eL （非线性误差）：输入输出校准曲线（实际）与选定的拟合直线之间的 吻合 程度； A x ）00% y^s 重复性eR ：正行程或反行程曲线多次测量时曲线的一致程度; 置信系数 a=2（ 95.4%）或 a=3（ 99.73%） 迟滞eH 正行程与反行程之间的曲线的不重合度;
dp =± _ % 线性度、迟滞反映 系统误差；重复性反映 偶然误差 根据检定规程一 《压力传感器静态》， 在校准精密 线性压力传 感器时给出 的校准曲 线有二种最小二乘直线和端点平移线。 动态检定： 1. 瞬态激励法（阶跃信号激励） 2. 正弦激励法（正弦信号激励） 动态检定指标、参数：频率响应、谐振频率、自振频率、阻尼比、上升时间、建立时 间、过冲量、灵敏度。 正弦激励法：正弦压力信号输入法是一种间接的检定方法，即被检定的压力传感器和 一个“参考”压力传感器相比较，而“参考”压力传感器具有理想的动态性能。正弦 压力激励法在高 频、高压时，正弦信号往往严重畸变。因此一般只能用于小压力或低 频围的检定。 xlOO% 贝塞尔公式 误差（三者反应系统总误 差）
"电子商务"专业毕业设计指导书 1 毕业设计的目的毕业设计,是培养学生综合运用本专业基础理论,基本知识和基本技能分析解决实际问题能力的一个重要环节;是本专业各个先前教学环节的深化和检验.通过毕业设计,使学生在实际的电子商务(网站)系统建设,管理,维护工作中,充分利用所学的专业知识,理论联系实际,独立开展工作,从而使学生具备从事电子商务工作的实际能力.毕业设计的具体目的有: 1,培养学生综合运用所学知识和技能,解决电子商务(网站)系统规划,可行性研究,系统分析,系统设计,以及电子商务(网站)系统管理中实际问题的能力; 2,培养学生调查研究与信息收集,整理的能力; 3,培养和提高学生的自学能力和计算机实际应用能力; 4,培养和提高学生的文献检索,收集能力; 5,培养和提高学生的设计,报告等编写能力; 6,培养学生的创新意识,求实的科学作风以及刻苦钻研的精神. 2 毕业设计的基本要求 l,学生必须充分认识毕业设计的重要性,严格按要求开展毕业设计工作. 2,毕业设计任务应包括对实际问题的调查分析. 3,毕业设计任务必须由学生本人在指导教师指导下独立进行. 4,毕业设计必须有进度要求,有明确的阶段成果,并定期进行检查. 5,毕业设计任务应有工作量要求. 3 毕业设计的选题 3.1 选题依据及范围鉴于, 电子商务专业知识具有明显的复合性(经济管理与计算机应用技术); 毕业设计,是校教育的最后一个环节,选题上应具有较强的综合性和实践性; 学生是专科层
次因此,毕业设计题目,应从下列几个方面中选择. ⑴电子商务系 统规划,系统分析,系统设计,系统实施,系统维护与管理的理论,方 法和技术. ⑵电子商务中的信息资源管理理论和方法的研究与应用. ⑶电子商务网站系统的分析与研究. ⑷电子商务网站的制作 方法. "电子商务"专业毕业设计指导书邱泳昱 2 3.2 毕业设计 参考题目⑴试论电子商务营销策略⑵×××电子商务企业组建 方案⑶×××商场(公司)电子商务网站策划书⑷×××商场(公司)电子商务网站的设计与制作⑸×××商场电子商务(网站)系 统中的供应商管理⑹×××网上拍卖电子商务(网站)系统的分析 与改进⑺×××网上鲜花店电子商务(网站)系统的分析与设计 ⑻×××商场电子商务(网站)系统中的客户管理⑼×××商场 (公司)电子商务(网站)系统的支付研究⑽×××商场(公司)电子 商务(网站)系统的安全问题研究⑾电子商务与传统商业⑿电子 商务的第三方物流问题研究 3.3 说明学生选题时,不局限于上述 参考题目,可以根据自己的情况选择自己熟悉的背景或易于调研的 问题. 4 毕业设计的文稿 4.1 文稿的基本要求 1,毕业设计文稿, 是考察学生毕业设计的主要依据,应由学生独立完成. 2,设计要求,概念清楚,内容正确,条理分明,语言流畅,结构严谨,符合专业规范. 3,毕业设计的内容,要突出自己的观点,想法和自己的做法,切忌大 段的抄书和叙述与设计题目无关或关系不大的内容. 4,设计写作 过程中要采用脚注的形式注明有关资料,观点的来源. 4.2 文稿的 结构 1,毕业设计题目(以20字为限) 2,关键字:为了便于索引,列
压力传感器（静态）检定规程 JJG 860—94 本规程主要起草人：许新民（航空工业总公司第304研究所） 郭春山（中国计量科学研究院） 张首君（中国计量科学研究院） 参加起草人：陈景文（航空工业总公司第304研究所） 目次 一概述 二技术要求 三检定条件 四检定项目和检定方法 五检定结果处理和检定周期 附录1 压力传感器检定记录格式 附录2 检定证书内容格式（1） 附录3 检定证书内容格式（2） 压力传感器（静态）检定规程 本检定规程适用于新制造、使用中和修理后的压力传感器的静态检定。 一概述 压力传感器是一种能感受压力，并按照一定的规律将压力转换成可用输出信号（一般为电信号）的器件或装置，通常由压力敏感元件和转换元件组成。 按压力测试的不同类型，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器等。 二技术要求 1压力传感器的准确度等级和允许基本误差应符合表1规定。 表1 2压力传感器的配套应完整，外观不应有影响计量性能的锈蚀和损伤。各部件应装配牢固，不应有松动，脱焊或接触不良等现象。 3压力传感器在外壳上或外壳的铭牌上应清楚地标明其型号和编号。压力传感器的名称、
测量范围、准确度等级、制造厂家、制造日期及工作电源可在外壳或铭牌上标明，或在相应的技术文件中说明。 4差压传感器的高压（＋）和低压（－）接嘴应有明确的永久性标志。 5压力传感器的电源端和信号输出端应有明确的区别标志。 6重复性误差。压力传感器的重复性误差不得大于允许基本误差的绝对值。 7回程误差。压力传感器的回程误差不得大于允许基本误差的绝对值。 8线性误差。压力传感器的线性误差的绝对值不得大于允许基本误差的绝对值。非线性压力传感器对此不作要求。 三检定条件 9 压力标准器 压力标准器选择的基本原则是其基本误差的绝对值应小于被检压力传感器基本误差绝对值的1／3。准确度等级为0.05级的压力传感器允许采用一等标准器（±0.02%）作为压力标准器。 压力标准器可选用工作基准活塞式压力计、工作基准微压计、标准活塞式压力计、标准活塞式压力真空计、气体活塞式压力计、标准浮球式压力计、标准液体压力计、补偿式微压计、数字式压力计、精密压力表及其他相应准确度等级的压力计量标准器。 10 检定设备 10.1激励电源。激励电源应按压力传感器要求配套，除非压力传感器对激励电源稳定性无特殊要求，否则其稳定度应为被检压力传感器允许基本误差绝对值的1／5～1／10，可选用精密稳压电源、稳流电源、干电池或蓄电池等。 10.2读数记录装置。检定压力传感器用的读数记录装置基本误差的绝对值应小于被检压力传感器允许基本误差绝对值的1／5～1／10，可选用数字式电压表、数字式频率计、电流表等。 10.3其他设备。真空计、数字式气压计（或标准气压表）、温度计、湿度计、精密电阻箱等。 10.4与压力标准器配套使用的加压（或抽空）系统应在示值检定范围内连续可调。 11 环境条件 11.1检定时的环境温度视被检压力传感器的准确度等级而定，应符合下列要求： 0.01、0.02级20±1℃ 0.05级20±2℃ 0.1、0.2、0.5级20±3℃ 其他等级20±5℃ 11.2检定前，压力传感器应在检定的环境温度下放置2h以上，方可进行检定。 11.3相对湿度：小于80% 大气压力：86～106kPa 四检定项目和检定方法 12 外观检查 12.1使用中的压力传感器应有前次检定证书，新制造的或修理后的压力传感器应有出厂合格证书。 12.2检查压力传感器的外观应符合本规程第2～5条要求。
毕业设计任务书 一、题目 智能压力传感器系统设计 二、指导思想和目的要求 1.培养学生综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能，提高解决实际问题的能力，从而达到巩固、深化所学的知识与技能； 2. 培养学生建立正确的科学思想，培养学生认真负责、实事求是的科学态度和严谨求实作风； 3.培养学生调查研究，收集资料，熟悉有关技术文件，锻炼学生的科研工作能力和培养学生的团结合作攻关能力。 三、主要技术指标 1.培养学生综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能，提高解决实际问题的能力，从而达到巩固、深化所学的知识与技能； 2. 培养学生建立正确的科学思想，培养学生认真负责、实事求是的科学态度和严谨求实作风； 3.培养学生调查研究，收集资料，熟悉有关技术文件，锻炼学生的科研工作能力和培养学生的团结合作攻关能力。 三、主要技术指标 本设计主要设计一个智能压力传感器的设计，要求如下： 被测介质：气体、液体及蒸气 量程：0Pa～500pa 综合精度：±0.25%FS 供电：24V Dc（12～36VDC） 介质温度：-20～150℃ 环境温度：-20～85℃ 过载能力：150%FS 响应时间：≤10mS 稳定性：≤±0.15%FS/年 能实时显示目标压力值和保存参数，并能和上位机进行通信，并具有较强的抗干扰能力。 所需要完成的工作： 1.系统地掌握控制器的开发设计过程，相关的电子技术和传感器技术等，进行设计任务和功能的描述；
2.进行系统设计方案的论证和总体设计； 3.从全局考虑完成硬件和软件资源分配和规划，分别进行系统的硬件设计和软件设计； 4.进行硬件调试，软件调试和软硬件的联调； 5.查阅到15篇以上与题目相关的文献，按要求格式独立撰写不少于15000字的设计说明书及1.5万（或翻译成中文后至少在3000字以上）字符以上的英文翻译。 四、进度和要求 第01周----第02周：查阅相关资料，并完成英文翻译； 第03周----第04周：进行市场调查，给出系统详细的设计任务和功能，进行系统设计方案的论证和总体设计； 第05周----第07周：完成硬件电路设计，并用PROTEL画出硬件电路图； 第08周----第10周：完成软件模块设计与调试； 第11周----第12周：进行硬件调试，软件调试和软硬件的联调； 第13周----第14周：撰写毕业设计论文； 五、主要参考书及参考资料 1. 单片机原理及应用，张鑫等，电子工业出版社 2. MCS51单片机应用设计，张毅刚等，哈尔滨工业大学 3. MCS51系列单片机实用接口技术，李华等，北京航天航空大学 4. PROTEL2004电路原理图及PCB设计，清源科技，机械工业出版社 5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究，曹卫芳，山东科技大 学，2005．5 6. 单片机应用技术选编，何立民，北京航空航天大学出版社，2000 7. 检测技术与系统设计，张靖等，中国电力出版社，2001
压力传感器的动态标定 一、实验目的： 1、熟悉记忆示波器和电荷放大器使用方法； 2、用标定激波管标定传感器的动态参数； 3、计算传感器幅频特性和相频特性。 三、测试仪器设备： 1、记忆示波器1台（TDS210）； 2、CY-YD-205 1只，标定对象； 3、电荷放大器YE5850一台，连接石英压力传感器； 4、压电陶瓷传感器CY-YD-203T 1只； 5、电荷放大器KD5002 一台，连接压电陶瓷传感器，用于激波速度测量。 三、实验步骤： ( 1 ) 把石英传感器安装在激波管端壁上，并将石英传感器电缆接到电荷放大器YE5820的输入端，将YE5820的输出端电缆接到示波器ch2的输入端，并且将其上限频率置于100kHZ.灵敏度设在10pc/unit。打开YE5820电荷放大器(开关在背面)，“工作/复位”开关置于“复位”位置。 ( 2 ) 把侧壁的压电陶瓷传感器接到电荷放大器KD5002的输入端，并将放大器KD5002的输出接到示波器1通道。将放大器的上限截至频率设在100kHZ，示波器ch1垂直标尺置于500mv/div，ch2的垂直标尺置于20mv/div。 采样频率的设定：考虑到传感器的固有频率约为120kHz，由Shannon 采样定律，F s≥ 2F i，取F s＝500kS/s，即cm。也就是说水平标尺调节到500微妙/div为宜。 触发信源选ch1,上升沿单次触发，触发电平可调大一些,几十mv不成问题. ( 3 ) 激波管安装膜片，给气压机充气在4bar左右后,打开压气机阀门，将放大器置于“工作”，示波器”Ready”后, 打开激波管充气阀门，破膜，记录
一、概述 1.1、相关背景和应用简介 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，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。 压力传感器的原理是将压力信号转变为某种电信号，如应变式，通过弹性元件变形而导致电阻变化；压电式，利用压电效应等。工业生产控制过程中，压力是一个很重要的参数。例如，利用测量大气压力来间接测量海拔高度；在工业生产中通过压力参数来判断反应的过程；在气象预测中，测量压力来判断阴雨天气。因此，压力计的设计拥有广阔的市场前景。这种压力传感器能比较精确和快速测量，尤能测量动态压力，实现多点巡回检测、信号转换、远距离传输、与计算机相连接、适时处理等，因而得到迅速发展和广泛应用。本课题就是在这样的背景下设计一个简单的数字压力计，使得测量得到的压力能够数码管显示。 1.2总体设计方案 本设计是通过以单片机为主的压力测量系统。压力的测量是通过把压力信号转换为电信号，再通过A/D （ADC0808）转化把电信号转换为数字量后，再由单片机（AT89C51）进行处理，最后把数字量显示在LED 显示屏上。原理图如图1-1所示 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 图1-1 压力计原理方框图 压力 传感器 LED 显示屏 单片机 A/D 转换 电信号测量
图2-1 数字压力计系统硬件设计框图 二、硬件电路的设计 2.1传感器的选型 力学传感器的种类繁多，但常用的压力传感器有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，光纤压力传感器等。应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。 在选择合适的压力传感器过程中，了解介质的特点尤为重要。 介质的腐蚀性如何，导电性如何。根据介质的这些属性选用相应类型的传感器。 介质温度范围如何，一是介质的经常性的温度范围为多少，根据此信息选择补偿温度与其范围一致的传感器，二是介质的最高温度范围，根据此信息选择使用温度范围一致的传感器。 若以上两点如果选择不正确，极有可能损害传感器甚至引起事故。 设计仿真时由于PROTEUS 中没有传感器，因此用一个范围为75~150分压电路代替传感器的输出电流，使的仿真得以进行。（滑动变阻器） 2.2传感器接口电路设计 最小系统 复位电路 A/D 转换电路 测量电压输入 显示系统 A T89C51 P0 P1 P1 P2
密级： NANCHANG UNIVERSITY 学士学位论文 THESIS OF BACHELOR （2009—2013年） 题目智能化压力传感器的设计 学院：环化学院系测控系 专业班级：测控技术与仪器093班 学生姓名：钟刚学号： 5801209114 指导教师：刘诚职称：讲师 起讫日期： 2013.3.15—2013.6.6 南昌大学 学士学位论文原创性申明 本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密□，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密□。 （请在以上相应方框内打“√”） 作者签名：日期： 导师签名：日期：
传感器及转换器形成系统的“前端”，没有它，许多现代化的电子系统都无法正常工作。传感器已广泛的应用于工业控制系统和能源工业装置当中（如石油和天然气的生产、配电工业）。它们也是制造录音机和录像机这些原始设备产品的重要内在组成部分。大多数这些数字电子系统之所以具有普遍性和强大优势是得益于传感器广泛应用于这些电子电路中。 本课题将深入研究智能压力传感器系统理论及其在压力测试方面的应用，对新型智能压力传感器系统的智能化功能、智能化软件和硬件配置进行全面的设计。提出了一种差动电容式传感器的前置电路,基于电容/ 电压转换的原理,对微小电容变化量进行测量。电路输出的直流电压与差动电容变化量成线性关系,且能对偏差电容和电路的漂移进行自动补偿。 完善智能化软件，实现温度补偿、自动校准、总线数字通讯、自动增益控制等多种智能化特性，使智能化程度尽可能的提高。 关键词：传感器；压力；智能化。
毕业设计指导书适用专业：化学工程与工艺 化工学院函授站 ２００9年12月
. .. . 毕业设计大纲 一、毕业设计的目的 毕业设计是教学过程最后阶段的重要实践性环节。其目的是： 1．培养学生独立运用所学基本理论、技术基础和专业知识，综合分析和解决生产技术问题的能力。 2．掌握设计的基本方法和步骤，掌握查阅和使用图表、手册规等技术资料的方法，掌握处理生产或科研实际数据的方法，完成技术人员在工艺设计方面所必须具备的运算与绘图的基本训练。为今后从事工艺设计奠定基础。 二、毕业设计的要求 通过完成化工厂某一车间或工段的工艺设计。其要求： 1．了解本专业的发展概况，掌握产品的主要物理化学性质及用途。 2．熟悉所设计项目的各种生产方法、原料资源、最新技术进展，能较合理地选择生产路线。 3．掌握原料的性质、规格、检验方法、储运和价格。 4．掌握设计项目中产品的反应原理、最佳工艺条件。 5．根据工艺流程的组织原则和方法，能比较合理地组织所设计项目的工艺流程。 6．能熟练进行物料衡量、热量衡算和主要设备的工艺计算，掌握辅助设备的选型原则。 7．能熟练地绘制带控制点的工艺流程图和车间平面布置图。 8．要注意考虑副产品的综合利用和三废处理。 9．字数要求：5000字以上（专科）、8000字以上（本科）。 三、设计任务书 1．设计任务书可以由指导教师给出，也可以在教师的指导下，根据现场实际情况拟出设计任务书。容应包括设计题目（产品、生产能力、车间名称、工段名称）、原始数据（已知条件）、设计项目、应提交的技术文件等。 2．设计题目应以完成教学目的为主，可以根据学员具体情况的结合生产实际选题。 3．设计任务书及收集设计资料提纲，应在学生毕业实习下厂前发给。 4．围绕设计书任务书，选择合式的设计参考手册或其他相关资料。 四、设计文件 设计文件包括设计说明书和设计图纸两部分。 （一）设计说明书（可参考《化工设计》教材） 设计说明书的基本要求： 1．设计说明书是叙述性文件，用来说明设计依据、设计意图、设计过程及设计方案的选择和优缺点等，要求容完整、文字简明通顺、书写整齐清洁。 2．说明书中所列计算正确，引用的重要数据及公式应注明出处，并附有与计算有关的必要简图。
题目：基于单片机的智能压力检 测系统的设计
基于单片机的智能压力检测系统的设计 摘要 压力是工业生产过程中的重要参数之一。压力的检测或控制是保证生产和设备安全运行必不可少的条件。实现智能化压力检测系统对工业过程的控制具有非常重要的意义。本设计主要通过单片机及专用芯片对传感器所测得的模拟信号进行处理,使其完成智能化功能。介绍了智能压力传感器外围电路的硬件设计,并根据硬件进行了软件编程。 本次设计是基于AT89C51单片机的测量与显示。是通过压力传感器将压力转换成电信号，再经过运算放大器进行信号放大，送至8位A／D转换器，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。而在显示的过程中通过键盘，向计算机系统输入各种数据和命令，让单片机系统处于预定的功能状态，显示需要的值。 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。 关键词:压力；AT89C51单片机；压力传感器；A/D转换器；LED显示；
Design of pressure detecting system based on single-chip Abstract Pressure is one of the important parameters in the process of industrial production. Pressure detection or control is an essential condition to ensure production and the equipment to safely operating, which is of great significance. The single-chip is infiltrating into all fields of our lives, so it is very difficult to find the area in which there is no traces of single-chip microcomputer. In this graduation design, primarily through by using single-chip and dedicated chip, handling of analog signal measured by the sensor to complete intelligent function. This design illustrates external hardware circuit design of intelligent pressure sensor, and conduct software development to the hardware. The design is based on measurement and display of AT89C51 single-chip. This is the pressure sensors will convert the pressure into electrical signals. After using operational amplifier, the signal is amplified, and transferred to the 8-bit A/D converter. Then the analog signal is converted into digital signals which can be identified by single-chip and then converted by single-chip into the information which can be displayed on LED monitor, and finally display output. In the course of show, through the keyboard to input all kinds of data and commands into the computer, the single-chip will locate in a predetermined function step to display required values. The end result of this design is that by downloading software to the hardware, it will get the data which is required to display by debugging. When the input analog signals change, the LED monitor will display different values through the A/D converting. Key words:pressure; AT89C51 single-chip; pressure sensor; A/D converter; LED monitor;
武汉工业学院毕业设计（论文）任务书及指导书 二、指导书（撰写参考内容，字数不限，可自拟标题） （1）可行方案的筛选方法提要（设计类）；研究方法的思路（论文类） 1）参数设定 种群中个体数目s=30,交叉概率pc=0.9。 2）对机器人路径空间建模 采用删格法对机器人工作空间进行划分，用序号标识栅格，机器人可在其中运动的栅格称为自由栅格，包含障碍物的栅格称为障碍物栅格。 3）生成初始种群 生成30个个体的初始种群 4）适应度函数设置 设定为f=19-n 5）选择 6）交叉 7）达到终止条件终止。终止条件为适应度值最 （2）已学过的相关知识提要以及与本课题有关的新知识 系统学习过智能控制这本教材，以及在网上浏览过很多关于机器人的论文 （3）毕业设计（论文）进度安排
（4） （5）本题目的重点和难点 本题目重点是选择好参数进行选择交叉操作，难点是调试仿真程序 （6）若有同组其它学生参加同一课题应指明所做题目之间的关系 没有同学和我做的课题相同 （7）列出主要参考文献和研究与设计内容的检索关键词（中英文） 参考文献如下： [1]孙立宁. 机器人技术发展状况.机电论文.2008年6月 [2]张寒松.郑桐等.现代机器人技术与中国国民经济发展.天津职业技术师范学院学报.2004年4月 [3]张琳.移动机器人局部路径规划方法的研究.济南大学硕士论文.2008年6月 [4]唐潮.彭范.聂江天. 关于机器人的论文.硕士论文.2007年5月 [5]陈志兴. 用于多机器人路径规划的多目标遗传算法的研究. 中南大学硕士学 位论文.2009年5月 [6]李贻斌.周凤余.李彩虹等．移动机器人在线路径规划算法研究．系统工程 与电子技术。2000. 2)，79～81 [7]廖平.傅杰.基于遗传算法的水下机器人的一种路径规划方法.中国工网.2005年9月 [8]孙树栋.曲彦宾．遗传算法在机器人路径规划中的应用研究[J]．西北工业 大学学报，1998，16(1)：79-83． [9]赵峰．动态环境下移动机器人的路径规划．北京工业大学硕士学位论文， 2003年5月
标定与校准的概念 新研制或生产的传感器需要对其技术性能进行全面的检定，以确定其基本的静、动态特性，包括灵敏度、重复性、非线性、迟滞、精度及固有频率等。 例如，对于一个压电式压力传感器，在受力后将输出电荷信号，即压力信号经传感器转换为电荷信号。但是，究竟多大压力能使传感器产生多少电荷呢？换句话说，我们测出了一定大小的电荷信号，但它所表示的加在传感器上的压力是多大呢？ 这个问题只靠传感器本身是无法确定的，必须依靠专用的标准设备来确定传感器的输入――输出转换关系，这个过程就称为标定。简单地说，利用标准器具对传感器进行标度的过程称为标定。具体到压电式压力传感器来说，我们用专用的标定设备，如活塞式压力计，产生一个大小已知的标准力，作用在传感器上，传感器将输出一个相应的电荷信号，这时，再用精度已知的标准检测设备测量这个电荷信号，得到电荷信号的大小，由此得到一组输入――输出关系，这样的一系列过程就是对压电式压力传感器的标定过程，如图1-19所示。 图1-19 压电式压力传感器输入――输出关系 校准在某种程度上说也是一种标定，它是指传感器在经过一段时间储存或使用后，需要对其进行复测，以检测传感器的基本性能是否发生变化，判断它是否可以继续使用。因此，校准是指传感器在使用中或存储后进行的性能复测。在校准过程中，传感器的某些指标发生了变化，应对其进行修正。 标定与校准在本质上是相同的，校准实际上就是再次的标定，因此，下面都以标定为例作介绍。 1．7．2 标定的基本方法 标定的基本方法是，利用标准设备产生已知的非电量(如标准力、位移、压力等)，作为输入量输入到待标定的传感器，然后将得到的传感器的输出量与输入的标准量作比较，从而得到一系列的标定数据或曲线。例如，上述的压电式压力传感器，利用标准设备产生已知大小的标准压力，输入传感器后，得到相应的输出信号，这样就可以得到其标定曲线，根据标定曲线确定拟合直线，可作为测量的依据，如图1-20所示。
The Basic knowledge of Sensor and Development of Sensor The Basic knowledge of Sensor A transducer is a device which converts the quantity being measured into an optical, mechanical, or-more commonly-electrical signal. The energy-conversion process that takes place is referred to as transduction. Transducers are classified according to the transduction principle involved and the form of the measured. Thus a resistance transducer for measuring displacement is classified as a resistance displacement transducer. Other classification examples are pressure bellows, force diaphragm, pressure flapper-nozzle, and so on. 1、Transducer Elements Although there are exception ,most transducers consist of a sensing element and a conversion or control element. For example, diaphragms,bellows,strain tubes and rings, bourdon tubes, and cantilevers are sensing elements which respond to changes in pressure or force and convert these physical quantities into a displacement. This displacement may then be used to change an electrical parameter such as voltage, resistance, capacitance, or inductance. Such combination of mechanical and electrical elements form electromechanical transducing devices or transducers. Similar combination can be made for other energy input such as thermal. Photo, magnetic and chemical,giving thermoelectric, photoelectric,electromaanetic, and electrochemical transducers respectively. 2、Transducer Sensitivity The relationship between the measured and the transducer output signal is usually obtained by calibration tests and is referred to as the transducer sensitivity K1= output-signal increment / measured increment . In practice, the transducer sensitivity is usually known, and, by measuring the output signal, the input quantity is determined from input= output-signal increment / K1. 3、Characteristics of an Ideal Transducer The high transducer should exhibit the following characteristics a) high fidelity-the transducer output waveform shape be a faithful reproduction of the measured; there should be minimum distortion. b) There should be minimum interference with the quantity being measured; the presence of the transducer should not alter the measured in any way. c) Size. The transducer must be capable of being placed exactly where it is needed.
前言 (1) 1 压力传感器 (1) 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 (1) 2.1智能压力传感器的构造 (1) 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 (2) 与传统传感器相比，智能压力传感器的特点是： (2) 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 (3) 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 (5) 4.4微处理器 (8) 4.5显示模块 (9) 4.6温度补偿模块 (11) 4.7 硬件设计原理图 (11) 5软件程序设计 (16) 5.1软件程序语言介绍 (16) 5.2程序流程图 (16) 5.3 C语言程序设计 (16) 6问题与探究 (16) 7总结.......................................... 错误!未定义书签。
参考文献 (17)
前言 压力传感器是目前最为大众常见所知的传统传感器，这种传感器以压力形变为指标体现压力变化，这种结构传感器存在质量大，敏感度低，不能和电路器件相连使用等缺陷。随便科技的进步，半导体的迅猛发展，半导体压力传感器的诞生弥补了这些不足，半导体压力传感器，不仅体积小，重量轻，而且可以和电路元器件配套使用，从而大大的提高了智能化和可操作性。压力传感器大大的推动了传感器的发展，让人们能够更好的实现压力体现发展。 1 压力传感器 1.1压力传感器的简介 压力传感器是最为普遍的一种传感器，大多使用在各种自动化环境中，涉及到电力石化，军工科技，船舶制造，数码产品等多方面。一般压力传感器都是用模拟信号转换成输出信号，将输出信号转换为数值表现。这种转换方式大大的提高了工作效率。进而为智能化提供了强有力的发展基础。 1.2 压力传感器的种类 压力传感器通常分为以下几种：1；电容式，2；电阻式，3；压电式，4；电感式，5；智能式。智能式传感器是通过和微处理器相连，与传感器相结合，从而产生了智能化效果，它具有信号处理，信号记忆和逻辑思辨的能力。 1.3压力传感器的结构与特点 本次论文采用差压式电容传感器，电容式传感器灵敏度高，性价比高，操作简单，质量高，过载能力强，在极端环境下，能够稳定工作，提供持续的传感能力，保证了整个元器件工作，并把环境影响降到最低，特点鲜明。 2 智能压力传感器 2.1智能压力传感器的构造 智能压力传感器是利用精密机械制造工艺和集成电路原理，将智能芯片和传感器紧密结合在一个半导体原件上，与传统传感器相比，智能式传感器体积更小，质量小，适用围更大。整个智能压力传感器结构如下图所示；
实验四拉压力传感器的制作与标定 一. 实验目的 1. 了解应变式空心圆筒测力仪的测力原理及制作方法。 2. 了解并掌握测力仪的标定原理与方法。 3. 工程中实际拉压力传感器的使用方法。 二、应变式空心圆管测力仪制作及原理 制作：空心圆筒测力仪是采用空心圆筒作为弹性元件，在外表面相应的位置牢固地粘贴上电阻应变片，然后把各片按规律连接成电桥而成。 原理：把弹性元件上贴的四片电阻片按全桥方式联接，根据电桥理论，电阻变化与弹性元件的敏感部件应变相对应，而在弹性元件的弹性范围内其受力后的应变又正比于力的大小，因此电桥的输出与受力的大小成正比。 测力仪投入使用之前必须用实验的方法找出他们的输入和输出之间的关系，判定它的各项性能指标，这个过程叫标定（应变/工程单位=标定系数）。作为静态测量或稳态测量（直流分量）的测力仪只须进行静态标定。 1．标准力值的精度与加载方向的要求： 1）加力方向应准确，不得歪斜。 2）加载力值应保证为标准力值，其误差应小于测力仪精度要求的1/10~1/5。 2．测力仪标定装置： 可采用螺旋加力器配合标准测力仪进行标定的方法，下图所示为压力传感器标定方法简图。扭动旋压力器，向下压测力仪， 此时被标定测力仪上有一个输出。相应标准测 力仪上也有一个输出，此输出已经标定过，故 可查得此时作用于待标定测力仪上之力值，有 了力值和输出即可求得待标定测力仪的输出与 力值的比例关系——即灵敏度。在螺旋加力器， 测力仪、标准测力仪中间旋转钢球是使加力时 只传递轴向力而不传递扭力的作用。 3．测力仪加力范围： 测力仪静态标定时按测力仪的设计额定载 荷选好加力等级，然后逐级加载记录读数，直 到测力仪设计载荷的110%；然后逐级卸载并记 录读数，直至全部卸完为止。如此反复进行3~5 次，取其平均值然后进行处理得到测力仪的静态 性能指标（灵敏度），可绘制标定曲线确定标定值即标定系数（应变/工程单位）。 在实际具体测量时，只要将测量到的应变值除以标定系数，就可以得到工程单位的数值了。
摘要 (4) 第1章绪论..................................................................... - 1 - 1.1 课题设计背景............................................................. - 1 - 1.2 传感器系统简介........................................................... - 1 - 1.3 本文内容提要............................................................. - 2 -第2章调理电路硬件设计......................................................... - 2 - 2.1 传感器电路分析........................................................... - 2 - 2.2选用放大电路及其电路分析.................................................. - 3 - 2.3 AD转换电路的设计......................................................... - 4 - 2.3.1AD0804的外围接口的功能：............................................ - 4 - 2.3.3控制程序的设计： (6) 2.4 LCD显示电路的设计 (8) 2.4.1LCD的介绍 (8) 第3章控制程序的设计 (15) 3.1 程序要完成的任务 (15) 3.2 程序流程设计 (16) 第4章课题总结 (18) 4.1 仪用放大电路 (18) 4.2单片机的使用 (18) 4.3 AD转换和LCD的控制...................................................... - 18 - 在使用类似于AD转换芯片和LCD显示等数字集成芯片时，我们重点关注于其外围引脚的功能和控制时序图就可以了，通过外围引脚的功能来设计电路连接图，等外围电路连接好以后其实它的控制程序的大概框架就有了，再结合着时序图对各个引脚状态变化的先后顺序和各个状态的持续时间做一下处理，我们的控制程序基本上就可以出炉了。当然这时我们编写出的控制程序只是一个理论上的结果，最多有一个仿真结果。在实际调试时若出现了焊接失误或者是程序控制的问题时，我们最好任然秉持先前的网口概念。对整个电路和程序进行模块化处理，一个模块一个模块的检查处理。这样我们调试的效率就会提高很多。 .................................... - 18 -第5章结论.................................................................... - 19 -在课题选择之初，其目的是为了熟练掌握针对于压力测量电路的设计和应用，并分析在设计过程中对测量精度影响较大的部分。但是在设计过程中，这一目的被逐渐淡化，转而注重于各个模块的选择和设计。因为在设计的过程当中发现，我们对调理电路的设计所考虑的参数似乎和实际的物理量并没有太大的关系，若不考虑传感器与物理世界的交互方式的话，如文章开头所述：我们只要对电量进行操作就可以了。.................................................................... - 19 -致谢........................................................................ - 19 -参考文献........................................................................ - 20 -