测控技术与仪器 毕业论文范文——基于PS021的应变电阻检测电路的设计

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1、基于PS021的应变电阻检测电路的设计摘要：PS021在今天的高科技时代表着一种新的测量金属应变片变化的数字化概念，这种全新概念是基于TDC芯片技术(时间数字转换器)而产生的，这种高新的数字测量原理提供非常高的测量灵活性。整个系统得电流消耗包括传感器在内可以被降低到100微安以下。测量的精度可以与高端24位数模转换器相媲美,甚至在高测量刷新率的情况下,比之精度更高。其原理将电阻应变的测量转化成对放电时间的测量。PS021芯片可以通过SPI兼容的串行口与单片机MSP430进行通信。本设计主要用PS021芯片和MSP430系列单片机实现应变电阻检测电

2、路的设计，详细介绍了PSO21与MSP430的原理以及通过SPI方式连接的工作过程。关键字：PS021,应变电阻,MSP430第40页共38页BasedonPS021theStrainDetectionCircuitResistanceDesignAbstract：PS021standsforanewdigitalconcepttomeasuremetalstraingage(SG)。ItisbasedonTDCtechnology(Time-to-DigitalConverter).Thishigh-techdigitalmeasuringpr

3、incipleoffersveryhighflexibilityinmeasurement.Thewholesystemmayincludesensors,includingcurrentconsumptioncanbereducedto100microampsthefollowing.Measurementaccuracyandhigh-end24-bitDACcanbecomparable,eveninthecaseofhighrefreshratemeasurements,moreaccuratethantheHigh-end24-bitD

4、AC。Theprinciplewilltranslateintoresistancestrainmeasurementdischargetimemeasurements.PS021SPI-compatiblechipsbytheserialporttocommunicatewiththeMSP430microcontroller.ThisdesignismainlyusedPS021MSP430seriesMCUchipandstrainresistancedetectioncircuitdesign,detailingPSO21principl

5、ewithMSP430SPIconnectedthroughtheworkprocess.Keyword:PS021,Strainresistance,MSP4301绪论1.1课题设计研究的背景和意义信息技术对社会发展科技进步起到了决定性的作用。现代信息技术的基础包括信息采编、信息传输与信息处理。信息采集离不开传感器技术。科学技术与自动化生产过程中索要获取的各类信息，都要通过传感器获取并转换成为电信号。没有传感器技术的发展，整个信息技术的发展就成为一句空话。科学技术越发达，自动化程度越高，工业生产和科学研究对传感器的依赖性越大[1]。传感器又分为

6、电阻应变式传感器、电容式传感器、压电式传感器、电感式传感器、压阻式传感器等，传感器种类中的电阻应变式传感器，是应用于电测法工程测量中非常重要的装置。第40页共38页电阻应变式传感器，经历了粘贴式电阻应变传感器，箔式电阻应变计之后，随着加工工艺、粘贴工艺等的技术进步，使传感器的准确度、可靠性大大提高，在测量技术领域里得到了广泛应用，成为应变电测技术中的重要组成部分[2]。而且应变式传感器具有很多优点：1、分辨力高，能测出极微小的应变；2、误差较小，一般小于1%；3、尺寸小、重量轻；4、测量范围大，从弹性变形一直可测至塑性变形（1-2%），最大可达2

7、0%；5、既可测静态，也可测快速交变应力；6、具有电气测量的一切优点，如测量结果便于传送、记录和处理；7、能在各种严酷环境中工作。如从宇宙真空至数千个大气压；从接近绝对零度低温至近1000℃高温；离心加速度可达数十万个“g”[3]；在振动、磁场、放射性、化学腐蚀等条件下，只要采取适当措施，亦能可靠地工作；8、价格低廉、品种多样，便于选择和大量使用。现在，传感器已由单纯作为转换元件而发展成为多功能、智能化的信息测量元件。特别是微电子和微机械技术发展，必将给的传感器发展带来更广阔的空间。1.2国内外的发展前景1.2.1纵观国外电阻应变片的发展历程，可

8、以把其分为三个阶段：第一阶段：当时电阻应变片主要用来测量各种工程结构的应力、应变和制作各种力学量传感器。主要的重点是研究应变传递原理，应