智能压力传感器系统设计+专科

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1、河北工业大学成人高等教育毕业论文姓名：李强学号：143534580201003教学管理单位：鸡泽县综合职教中心函授站专业：电气自动化技术题目：智能压力传感器系统设计指导者：(姓名)(专业技术职务)评阅者：(姓名)(专业技术职务)年月日第25页共26页2014级专科毕业设计论文目录第一章引言3第二章压力传感器32.1压力传感器的概述32.2压力传感器的类型32.3压力传感器的结构特点42.4传统压力局限性4第三章智能压力传感器43.1智能压力传感器的结构43.2智能压力传感器的功能53.3智能压力传感器的特点5与传统传感器

2、相比，智能压力传感器的特点是：53.4智能压力传感器的应用与发展6第四章系统结构设计64.1传感器系统总体结构设计64.2系统的特点6第五章硬件设计75.1前端传感器模块75.2信号调理电路模块85.3A/D转换模块105.3.1ADC0809的内部逻辑结构105.3.2ADC0809引脚结构115.3.3ADC0809应用说明125.4微处理器125.5显示模块135.5.1LCD1602的优点135.5.21602字符型LCD简介145.5.31602LCD的基本参数及引脚功能145.5.41602LCD的指令说明及

3、时序155.6温度补偿模块165.6.1DS18B20的主要特征165.6.2DS18B20引脚功能175.6.3DS18B20工作原理及应用175.6.4DS18B20时序图175.7硬件设计原理图19第六章软件程序设计21第25页共26页2014级专科毕业设计论文6.1语言介绍216.2程序流程图216.3智能数字滤波21第七章系统抗干扰性分析22第八章总结23致谢25参考文献26第25页共26页2014级专科毕业设计论文第一章引言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

4、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

5、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。第二章压力传感器2.1压力传感器的概述根据我国国家标准对传感器的定义，对于压力传感器，我们可以给出定义：能够感受规定的被测量（压力信号）并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。压力传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。组成框图如图2-1所示。被测压力敏感元件转换元件基本转换电路电信号图2-1压力传感器组成框图2.2压力传感器的类型第25页共26页2014级专科毕业设计论文压

6、力传感器通常的分类标准是按工作原理分类，分为：电容式压力传感器、压阻式压力传感器、压电式压力传感器、电感式压力传感器、智能式压力传感器等。还有一种分类方式是按压力传感器所使用的材料分类：半导体压力传感器、光学压力传感器、金属压力传感器、金属-氧化物压力传感器等。现在应用最广泛的一种压力传感器是压阻式压力传感器。它是利用的原理时压阻效应，并采用微电子技术制成。这种压力传感器准确度高、动态响应好、灵敏度高、集成化程度高并易于微型化，因此得到广泛的应用，得到迅速发展，属于新的物性型传感器。2.3压力传感器的结构特点本课题采用差

7、压式电容传感器作为敏感元件。电容式压力传感器结构简单，价格便宜，灵敏度高，零磁滞，真空兼容，过载能力强，动态响应特性好和对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应性强等，在恶劣的环境下对测量静态或低频变化的压力有比较好的优势。2.4传统压力传感器的局限性1、传统的压力传感器往往在性能和成本上不能两全其美，为了提高性能，就要有居高不下的成本，因为制作材料必须品种多，性能高，制作过程要求非常严格，寸偏大，但是时间相应特性不高。2、系统非线性导致随时间漂移。3、环境变化很容易影响到参数的变换。4、器件信噪比不高，是传感器容易受到噪声的

8、干扰致使结果不稳定。5、交叉灵敏度的存在导致传感器的选择性和分辨率都不高。这些因素就造成了传统压力传感器可靠性差、精确度低、性能不稳定等缺点，也注定了传统压力传感器必将被更高级的智能化压力传感器所取代。第三章智能压力传感器3.1智能压力传感器的结构智能传感器主要是指利用集成电路工艺和微机械技术将敏感元件与功能强大的电