智能化壓力傳感器的設(shè)計開題報告(編輯修改稿)
2025-02-17 16:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 容本文在對傳統(tǒng)的壓力傳感器結(jié)構(gòu)及性能、智能壓力傳感器系統(tǒng)的理論及應用進行研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種具有體積小、成本低、壽命長、量程范圍大、反應速度快、智能化程度較高等特點的智能壓力傳感器。主要內(nèi)容如下：在對傳統(tǒng)壓力傳感器作了綜述的基礎(chǔ)上，對智能壓力傳感器系統(tǒng)的類型、功能以及特點進行了全面的闡述；簡明闡述了智能壓力傳感器的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。介紹了系統(tǒng)構(gòu)成及本系統(tǒng)的特點和程序軟件開發(fā)平臺。進行了較完善的系統(tǒng)硬件設(shè)計。采用高性能、低價格、小體積的微處理器進行控制并實現(xiàn)智能化信息處理與自我管理：小體積器件使電路板尺寸很小，并與傳感元件一體化設(shè)計，從而使整個系統(tǒng)具有體積小、成本低的特點，抗干擾能力也較強。在硬件設(shè)計中，配置了485總線通訊接口為傳感器的多功能智能化奠定了基礎(chǔ)。在對智能傳感器系統(tǒng)的智能化功能深入研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了較為完善的智能化軟件。提出了利用傳感元件自身溫度特性由軟件實現(xiàn)溫度補償和非線性補償?shù)乃惴ǎ钥朔徊骒`敏度并節(jié)省另用溫度傳感器的成本投入。對傳感器系統(tǒng)進行了較全面的抗干擾和系統(tǒng)白診斷設(shè)計，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。提出一種智能濾波算法，在獲得較好的濾波效果的同時，提高了響應的快速性。四、 本課題研究方案 結(jié)構(gòu)設(shè)計本文設(shè)計的傳感器提供了一種精確測量壓力的系統(tǒng)方法，他將三種技術(shù)融為一體：硅壓阻傳感元件、微型計算機和信號處理。它可提供溫度補償和非線性度補償，并且每臺傳感器同時具有數(shù)字信號輸出和模擬信號輸出。根據(jù)設(shè)計要求，智能壓力傳感器應采用低價格、小體積、高性能價值比的8位微處理器(單片機)控制，用以實現(xiàn)傳感器信息的處理、數(shù)字通信和智能化管理。傳感元件位于傳感器系統(tǒng)之首，被測壓力量需由它轉(zhuǎn)換為電信號才能供給電路處理，因此它的性能對傳感器系統(tǒng)有著很大的影響。本文采用固態(tài)壓阻式壓力傳感器，其機構(gòu)包括外殼，硅膜片和引線。其核心部分是一塊圓形硅膜片，膜片周圍用硅環(huán)固定，通常稱為硅環(huán)。膜片兩邊有兩個壓力腔，一個是與被測系統(tǒng)相連的高壓腔，另一個是低壓腔，一般與大氣相通，也有做成真空的。在膜片上利用集成電路工藝方法擴散上四個阻值相等的電阻：RRRR4。四個電阻用導線接成平衡電橋。當膜片兩邊存在壓力差而發(fā)生形變時，膜片各點產(chǎn)生應力，從而使擴散電阻的阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡，輸出響應的電壓，其電壓大小就反映了模片的壓力差值。利用電阻的特征，選擇適當位置布置電阻，使其直接入電橋四臂中，從而構(gòu)成全等臂差動電橋，如圖2所示。這樣既提高了靈敏度又部分消除溫度影響誤差。在智能壓力傳感器的設(shè)計中，微處理器是最核心的器件，本文采用了MSCl211Y5傳感器，因為其具有強大的功能，而且它的性價比高，且其內(nèi)部具有32K FLSH存儲器，所以我們選擇它。在設(shè)計時，我們盡可能采取直接連接的方式，這樣可以達到方便制版和簡化電路的
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