傳感器項(xiàng)目設(shè)計(jì)

鄭州華信學(xué)院傳感器項(xiàng)目設(shè)計(jì)課程名稱TOC\o"1-5"\h\z專 業(yè)班 級(jí)姓 名一、 設(shè)計(jì)原因：目前，全國各地公路運(yùn)輸超重現(xiàn)象極為普遍。汽車廠家在對(duì)汽車設(shè)計(jì)過程中對(duì)其動(dòng)力性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性、平順性等進(jìn)行綜合考慮。然而，在汽車實(shí)際使用過程中，超重運(yùn)輸致使汽車安全性能難以保證，造成極大危害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國每年70%的道路安全事故是由于超重超載引起的。所以為了減少道路安全事故的發(fā)生，減少汽車超重超載現(xiàn)象的發(fā)生刻不容緩。于是，設(shè)計(jì)出精密的檢測(cè)汽車超重的儀器刻不容緩。二、 設(shè)計(jì)目的：為了減少汽車超重現(xiàn)象的發(fā)生，減少因汽車超重而引起的道路安全事故，需設(shè)計(jì)出一種重量檢測(cè)裝置，檢測(cè)出所有超重車輛，把超重車輛指示或報(bào)告給道路管理部門，給以便制止超重汽車上路，從根本上解決汽車超重現(xiàn)象，從而減少道路安全事故的發(fā)生。三、 解決方案：根據(jù)壓電傳感器主要應(yīng)用于行駛中稱重，車輛分類統(tǒng)計(jì)，計(jì)軸數(shù)，測(cè)軸距，車速監(jiān)測(cè)，闖紅燈拍照，泊車區(qū)域監(jiān)控，收費(fèi)站地磅，交通信息采集和統(tǒng)計(jì):道路監(jiān)控）以及機(jī)場滑行道，設(shè)計(jì)出一種重力檢測(cè)裝置，將所測(cè)汽車的重量轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，經(jīng)過放大器放大，送入比較器進(jìn)行比較，如果汽車重量超過公路所能承載能力，即所得電壓信號(hào)大于設(shè)定電壓值，則輸出一個(gè)電壓信號(hào)，并送入語音報(bào)警芯片，控制蜂鳴器發(fā)聲，從而實(shí)現(xiàn)汽車超重報(bào)警的效果。四、總體方案五、設(shè)計(jì)思路:采用荷重傳感器將被測(cè)汽車的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，經(jīng)放大器改變電壓信號(hào)倍數(shù)，以適應(yīng)于雨標(biāo)定值的比較。通過比較器，將汽車質(zhì)量對(duì)應(yīng)輸出的電壓信號(hào)于標(biāo)定值進(jìn)行比較，若輸出的電壓大于給定基準(zhǔn)則產(chǎn)生一高電平信號(hào)，此高電平信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)一引腳，觸發(fā)產(chǎn)生一脈沖信號(hào)，芯片通過喇叭發(fā)出預(yù)先燒錄好的語音報(bào)警“此車超載”。即完成設(shè)計(jì)要求。六、設(shè)計(jì)原理：壓電傳感器的壓電效應(yīng)即：某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)相對(duì)表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又會(huì)恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力的方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變。相反，當(dāng)在電介質(zhì)的極化方向上施加電場，這些電介質(zhì)也會(huì)發(fā)生變形，電場去掉后，電介質(zhì)的變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)，或稱為電致伸縮現(xiàn)象。

七、設(shè)計(jì)步驟框圖:八、壓電傳感器參數(shù)：量程規(guī)格：100、250、500、1000、2500、5000、7500、10000、12000KG過載能力：150%安全超載，500%極限超載測(cè)量精度：0.1%（線性誤差）、0.1%（重復(fù)性）、0.1%（滯后）輸出靈敏度：2mV/V±0.1%輸出阻抗：700歐姆材質(zhì)：AISI630（17-4PH）不銹鋼工作溫度：-20..+70°C防護(hù)等級(jí)：IP67，氣密封裝取得ATEX防爆認(rèn)證

雙應(yīng)變橋路設(shè)計(jì)，高可靠性九、放大、比較環(huán)節(jié)Vout=-(Rf/Rin)*Vin放大器基本原理圖Vout=（（R2/R1）+1）*Vin2、比較環(huán)節(jié)電壓比較器是對(duì)兩個(gè)模擬電壓比較其大?。ㄒ灿袃蓚€(gè)數(shù)字電壓比較的，這里不介紹），并判斷出其中哪一個(gè)電壓高，如圖1所示。圖1（a）是比較器，它有兩個(gè)輸入端：同相輸入端（“+”端）及反相輸入端（“-”端），有一個(gè)輸出端Vout（輸出電平信號(hào)）。另外有電源V+及地（這是個(gè)單電源比較器），同相端輸入電壓司\，反相端輸入VB。VA和VB的變化如圖1（b）所示。在時(shí)間0?11時(shí)，VA>VB；在t1?t2時(shí)，VB>VA；在t2?t3時(shí)，VA>VB。在這種情況下，Vout的輸出如圖1（c）所示：VA>VB時(shí)，Vout輸出高電平（飽和輸出）；VB>VA時(shí)，Vout輸出低電平。根據(jù)輸出電平的高低便可知道哪個(gè)電壓大。

*xrr■Al*xrr■Al這門課程，加深了對(duì)其他類型傳感器學(xué)習(xí)的興趣。理論與通過對(duì)汽車超重檢測(cè)儀器的設(shè)計(jì)，使我們對(duì)壓電傳感器有了更深刻的認(rèn)識(shí)，更加愿意主動(dòng)了解《傳感器與檢測(cè)》這門課程，加深了對(duì)其他類型傳感器學(xué)習(xí)的興趣。