電子式壓力式{傳感器

1、成績評定:傳感器技術(shù)課程設(shè)計(jì)目電子式壓力式傳感器摘要一、壓力式傳感器的背景壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，而我們通 常使用的壓力傳感器主要是利用壓電效應(yīng)制造而成的，這樣的傳感器也稱為壓電傳感器。晶體是各向異性的，非晶體是各向同性的。某些晶體介質(zhì)， 當(dāng)沿著一定方向受到機(jī)械力作用發(fā)生變形時(shí)，就產(chǎn)生了極化效 應(yīng)；當(dāng)機(jī)械力撤掉之后，又會重新回到不帶電的狀態(tài)，也就是受 到壓力的時(shí)候，某些晶體可能產(chǎn)生出電的效應(yīng)， 這就是所謂的極 化效應(yīng)?？茖W(xué)家就是根據(jù)這個效應(yīng)研制出了壓電傳感器。壓電效應(yīng)是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器 不能用于靜態(tài)測量，因?yàn)榻?jīng)過外力作用后的電荷， 只有在回路具 有無限大

2、的輸入阻抗時(shí)才得到保存。實(shí)際的情況不是這樣的，所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態(tài)的應(yīng)力.關(guān)鍵詞：壓力 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark3 o Current Document 一、設(shè)計(jì)目的1 HYPERLINK l bookmark5 o Current Document 二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求2設(shè)計(jì)任務(wù)2設(shè)計(jì)要求2 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 三、設(shè)計(jì)步驟及原理分析3設(shè)計(jì)方法 3設(shè)計(jì)步驟4設(shè)計(jì)原理分析 5四、課程設(shè)計(jì)小結(jié)與體會11 HYPERLINK l bookmark9 o Current Docum

3、ent 五、參考文獻(xiàn)12一、設(shè)計(jì)目的：圖1是壓力傳感器在全自動洗衣機(jī)中的應(yīng)用實(shí)例。 如圖所示，利用氣 室，將在不同水位情況下水壓的變化，作為空氣壓力的變化檢測出來， 從而可以在設(shè)定的水位上自動停止向洗衣機(jī)注水。圖1壓力傳感器在全自動洗衣機(jī)中的應(yīng)用二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)要求.實(shí)現(xiàn)基本功能.畫好電路圖.完成設(shè)計(jì)報(bào)告、設(shè)計(jì)步驟及原理分析圖1電子玉力傳感器模型設(shè)計(jì)方法：圖1為PS壓力傳感器的截面結(jié)構(gòu)圖，圖2為其傳 感器部分的結(jié)構(gòu)。如圖所示，在壓力傳感器半導(dǎo)體硅片上有一層擴(kuò)散 電阻體，如果對這一電阻體施加壓力，由于壓電電阻效應(yīng)，其電阻值 將發(fā)生變化。受到應(yīng)變的部分，即膜片由于容易感壓而變薄，為了

4、減 緩來自傳感器底座應(yīng)力的影響，將壓力傳感器片安裝在玻璃基座上。仆）加刷如圖2 (b)所示，當(dāng)向空腔部分加上一定的壓力時(shí)，膜片受到一定程度的拉伸或收縮而產(chǎn)生形變。壓電電阻的排列方法如圖3所示，受 到拉伸的電阻R2和R4的阻值增加；受到壓縮的電阻 R1和R3阻值減小圖三實(shí)際上在生成擴(kuò)散電阻體時(shí)，由于所形成的擴(kuò)散電阻體尺寸大小的不 同和存在雜質(zhì)濃度的微小差異，因此總是有某個電壓值存在。壓力為 零時(shí)，R1=R2=R3=R4=R,我們把加上一定壓力時(shí) R1、R2電阻的變 化部分記作AR;相應(yīng)R3、R4電阻的變化部分記作-AR,于是AV= RI。這個V相對壓力呈現(xiàn)幾乎完全線性的特性，只是隨著溫度的變化而

5、 有所改變。3. 2電路圖設(shè)計(jì)壓力傳感器的外圍電路設(shè)計(jì)實(shí)例，圖中用恒壓源來驅(qū)動壓力傳感器由于橋路失衡時(shí)的輸出電壓比較小， 所以必須用運(yùn)放IC1b和IC1C來 進(jìn)行放大。圖中VR1為偏置調(diào)整，VR2為壓力靈敏度調(diào)整，VR3為沒 有加壓時(shí)輸出電壓調(diào)整，C1、C2用于去除噪聲。另外，如果電源電 壓波動的話，將引起輸出電壓的變化，所以必須給電路提供一個穩(wěn)定 的電源。3.3電路仿真G而U1:二二二 II tiQ|y a 二|尸上:中：十:3 326 V5Multimeter. *3.91V一：uf四.心得體會傳感器技術(shù)是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門綜合性的技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科，它需要數(shù)學(xué)、物理

6、學(xué)、電子學(xué)、力學(xué)、機(jī)械等 知識，同時(shí)還要掌握各種物理量的變換原理、各種靜態(tài)和動態(tài)物理量（如力、振動、噪聲、壓力和溫度等）的測定，以及實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) 和數(shù)據(jù)分析等方面所涉及的基礎(chǔ)理論。在做此次實(shí)驗(yàn)前，我把老師所 講的傳感器教材通讀了 一遍，對傳感技術(shù)有了 一定得了解。因?yàn)樵谶@ 之前，沒有接觸過類似的課程設(shè)計(jì)，所以這次實(shí)驗(yàn)，我感覺有些困難。 傳感技術(shù)是一門綜合性的課程知識， 想做好這次實(shí)驗(yàn)，必須要有較好 的理論知識，只有熟悉了這些們課程才能真正的完成這次實(shí)驗(yàn)。 首先， 是電路圖的設(shè)計(jì)，要明白傳感器的原理及在電路中的作用是什么。雖然最終設(shè)計(jì)出的電路圖不是很復(fù)雜，但是也是幾經(jīng)周折。其次，是在 mult

7、isim中連接電路元件，讓我進(jìn)一步得熟悉了這個軟件的功能，并 能運(yùn)用自如。因此，就一次一次的調(diào)試，改變電阻的阻值，以及滑動 變阻器的阻值，最終把結(jié)果調(diào)試出來了。通過這次傳感器技術(shù)的實(shí)驗(yàn)，使我學(xué)到了不少實(shí)用的知識，更重要的是, 做實(shí)驗(yàn)的過程，思考問題的方法，這與做其他的實(shí)驗(yàn)是通用的，真正使 我們受益匪淺.在這次實(shí)驗(yàn)的過程中我們要培養(yǎng)自己的獨(dú)立分析問 題，和解決問題的能力。在調(diào)試電路圖的過程中，要自己學(xué)會思考。 最后，通過這次實(shí)驗(yàn)我不但對理論知識有了更加深刻的理解，更加增強(qiáng)了我的綜合能力。使我們整體對各個方面都得到了不少的提高讓我們得到更好的鍛煉。五、參考文獻(xiàn)1邱關(guān)源.電路M.北京：高等教育出版社（第四版）,1999摘要：本書主要內(nèi)容有：電路模型和電路定律、電阻定律的等效變換， 電阻電路的一般分析、電路定律。含有運(yùn)算放大器的電阻電路、一階 電路、二階電路、向量法、正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析，含有耦合電感的電 路、三相電路等等。2胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)M.北