智能化壓力傳感器的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告-文庫(kù)吧資料
2025-01-27 16:00本頁(yè)面
【正文】 的子程序，然后將子程序按照總體要求組裝起來(lái)，就可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)大任務(wù)了。因此開(kāi)發(fā)一個(gè)性能優(yōu)良的應(yīng)用軟件是實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)正?？煽窟\(yùn)行的重要前提。在設(shè)計(jì)時(shí)，我們盡可能采取直接連接的方式，這樣可以達(dá)到方便制版和簡(jiǎn)化電路的目的。這樣既提高了靈敏度又部分消除溫度影響誤差。當(dāng)膜片兩邊存在壓力差而發(fā)生形變時(shí)，膜片各點(diǎn)產(chǎn)生應(yīng)力，從而使擴(kuò)散電阻的阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡，輸出響應(yīng)的電壓，其電壓大小就反映了模片的壓力差值。在膜片上利用集成電路工藝方法擴(kuò)散上四個(gè)阻值相等的電阻：RRRR4。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)。傳感元件位于傳感器系統(tǒng)之首，被測(cè)壓力量需由它轉(zhuǎn)換為電信號(hào)才能供給電路處理，因此它的性能對(duì)傳感器系統(tǒng)有著很大的影響。它可提供溫度補(bǔ)償和非線性度補(bǔ)償，并且每臺(tái)傳感器同時(shí)具有數(shù)字信號(hào)輸出和模擬信號(hào)輸出。提出一種智能濾波算法，在獲得較好的濾波效果的同時(shí)，提高了響應(yīng)的快速性。提出了利用傳感元件自身溫度特性由軟件實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償和非線性補(bǔ)償?shù)乃惴?，以克服交叉靈敏度并節(jié)省另用溫度傳感器的成本投入。在硬件設(shè)計(jì)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)。進(jìn)行了較完善的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容如下：在對(duì)傳統(tǒng)壓力傳感器作了綜述的基礎(chǔ)上，對(duì)智能壓力傳感器系統(tǒng)的類型、功能以及特點(diǎn)進(jìn)行了全面的闡述；簡(jiǎn)明闡述了智能壓力傳感器的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。元器件的品種增多，測(cè)壓范圍已拓展，已有微壓、表壓、高壓、絕對(duì)壓力、差壓等力敏元件及其配套儀表問(wèn)世。硅一蘭寶石、高溫硅壓力傳感器的工作溫度分別達(dá)到一50～300℃和0～400℃。綜合近期發(fā)表的文獻(xiàn)，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體壓力傳感器的特性參數(shù)有所提高，以矩形雙島膜結(jié)構(gòu)的6000Pa量程微壓傳感器特性為例，非線性為5104FS(滿量程)滯后，重復(fù)性均小于5104FS，分辨率優(yōu)于20Pa，過(guò)壓保護(hù)范圍大于20倍量程。據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，90年代我國(guó)電子系統(tǒng)共需各類傳感器140萬(wàn)件，化工80萬(wàn)件，鋼鐵130萬(wàn)件，能源管理與爐窯控制需要4000萬(wàn)件，汽車行業(yè)需要4400萬(wàn)件，機(jī)床行業(yè)需1500萬(wàn)件，文化辦公機(jī)械需200萬(wàn)件，各類儀器儀表所配用的傳感器約需3億件。由于眾多廠家規(guī)模小、設(shè)備落后、國(guó)家投入的資金不足而且比較分散，因而與世界上大的傳感器廠無(wú)法抗衡，科研水平也落后國(guó)外5～10年，而生產(chǎn)技術(shù)水平落后國(guó)外10～20年，與世界上傳感器更新?lián)Q代的速度相比，落后幾個(gè)周期。盡管我國(guó)經(jīng)濟(jì)還比較落后，但國(guó)家每年還要拿出大量的資金來(lái)對(duì)傳感器進(jìn)行研究。到目前為止，高精確度、高可靠性、小型化、低成本的智能傳感器已成為世界傳感器市場(chǎng)的主流。利用硅材料制作的半導(dǎo)體傳感器除具有固體傳感器的一般優(yōu)點(diǎn)以外，還可以把一些集成電路與傳感器制作在一起從而構(gòu)成集成化傳感器。據(jù)了解，1994年世界傳感器市場(chǎng)總的交易額高達(dá)260億美元，并且在2000年以的前，世界傳感器
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