《檢測(cè)理論及其應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)報(bào)告應(yīng)變式力傳感器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用-學(xué)位論文

《檢測(cè)理論及其應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)報(bào)告單位：自動(dòng)化學(xué)院學(xué)生姓名：萬(wàn)志超專業(yè)：測(cè)控技術(shù)與儀器班級(jí)：0821301學(xué)號(hào)：2013212294指導(dǎo)老師：李銳成績(jī)：設(shè)計(jì)時(shí)間：2015年11月重慶郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院制

一、題目：應(yīng)變式力傳感器的設(shè)計(jì)及應(yīng)用二、指導(dǎo)教師：李銳（電話三、設(shè)計(jì)目標(biāo)及技術(shù)要求用應(yīng)變片來(lái)構(gòu)成測(cè)力傳感器在橋梁、建筑物、機(jī)械系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用需求。根據(jù)某類檢測(cè)對(duì)象（如振動(dòng)隔離支座）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析其材料、結(jié)構(gòu)特性和受力特點(diǎn)，選用合適的應(yīng)變片型號(hào)，進(jìn)行受力計(jì)算分析和測(cè)量信號(hào)分析后，設(shè)計(jì)應(yīng)變式力傳感器，能設(shè)計(jì)其測(cè)量電路并構(gòu)成測(cè)力系統(tǒng)，對(duì)測(cè)試的信號(hào)進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)。詳細(xì)說(shuō)明應(yīng)變式力傳感器的設(shè)計(jì)過(guò)程、測(cè)力系統(tǒng)的工作原理。四、給定仿真或?qū)嶒?yàn)條件電路仿真軟件對(duì)測(cè)力電路進(jìn)行仿真計(jì)算優(yōu)化，能夠在一定的外加載荷（如低頻低振幅激勵(lì)力）下測(cè)試該傳感器的特性。五、具體設(shè)計(jì)過(guò)程要求1.確定總體方案：根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)及技術(shù)要求完成總體方案設(shè)計(jì)，包括材料選取、硬件選型及電路器件選型等。2.詳細(xì)方案設(shè)計(jì)：根據(jù)所設(shè)計(jì)的總體方案，根據(jù)信號(hào)采集原理和硬件選型，設(shè)計(jì)合理的信號(hào)處理電路及軟件。3.傳感器的實(shí)驗(yàn)：力爭(zhēng)完成在外加載荷（如低頻低振幅激勵(lì)力）下傳感器的特性測(cè)試。六、仿真、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析要求等基于實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果，完成對(duì)所制作的傳感器及設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)處理和綜合評(píng)價(jià)。七、設(shè)計(jì)的心得體會(huì)要求心得體會(huì)部分應(yīng)反映參與者在本次課程設(shè)計(jì)中的不同體會(huì)。目錄1、對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行概述52、方案的選擇52.1方案的制定62.2方案的確定73、材料的選擇103.1彈性元件103.1.1彈性元件材料103.1.2彈性元件的參數(shù)計(jì)算113.2應(yīng)變片的選擇113.2.1電阻應(yīng)變片類型的選擇113.2.2應(yīng)變片的材料12 3.2.3應(yīng)變片主要參數(shù)143.2.4應(yīng)變片的原理153.2.5應(yīng)變片的確定164、單元電路設(shè)計(jì)與分析174.2放大電路的確定184.3proteus電路圖205、仿真及電路測(cè)試225.1proteus電路仿真測(cè)試圖225.2仿真結(jié)果分析23誤差來(lái)源分析246.1電阻應(yīng)變片的溫度誤差246.2電阻應(yīng)變片溫度誤差補(bǔ)償方法256.3電橋的非線性誤差267、心得體會(huì)268、附件278.1參考資料278.2電路keil程序278.3A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0832311、對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行概述隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，當(dāng)今時(shí)代，傳感器技術(shù)已形成為電子工業(yè)基礎(chǔ)產(chǎn)品的一個(gè)獨(dú)立門類，是信息社會(huì)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。傳感器是指那些對(duì)被測(cè)對(duì)象的某一確定的信息具有感受（或響應(yīng)）與檢出功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的可輸出信號(hào)的元器件或裝置。其中電阻應(yīng)變式傳感器是被廣泛用于電子秤和各種新型機(jī)構(gòu)的測(cè)力裝置，其精度和范圍度是根據(jù)需要來(lái)選定的。因此，應(yīng)根據(jù)測(cè)量對(duì)象的要求，恰當(dāng)?shù)剡x擇精度和范圍度是至關(guān)重要的。但無(wú)論何種條件、場(chǎng)合使用的傳感器，均要求其性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠，經(jīng)久耐用。本組的設(shè)計(jì)是一套傳感器系統(tǒng)，大致分為四個(gè)模塊：信號(hào)收集模塊、測(cè)量模塊、放大模塊和顯示模塊，測(cè)量電路為單臂電橋電路，放大模塊我們使用的是AD620差分放大器，顯示模塊是基于單片機(jī)的LED數(shù)碼管輸出。由USB接口為顯示電路模塊提供穩(wěn)定的5v電壓，由普通的5號(hào)電池為測(cè)量模塊、放大模塊提供電源信號(hào)。確定電橋電路確定材料外力（測(cè)試信號(hào)）確定電橋電路確定材料外力（測(cè)試信號(hào)）應(yīng)變片特性與原理顯示電路仿真與電路分析放大（濾波）電路顯示電路仿真與電路分析放大（濾波）電路設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié)誤差分析2、方案的選擇此次傳感器課程設(shè)計(jì)選用壓力應(yīng)變式傳感器，設(shè)計(jì)中只要把應(yīng)變片貼在承受負(fù)載的彈性元件上，在外力作用下，電阻應(yīng)變片產(chǎn)生應(yīng)變，導(dǎo)致應(yīng)變片的電阻值發(fā)生相應(yīng)變化，通過(guò)應(yīng)變片電阻大小的變化求得彈性元件的應(yīng)變力大小，故可以通過(guò)選擇不同的彈性元件和測(cè)量電路提出不同的測(cè)量方案。2.1方案的制定根據(jù)彈性體的結(jié)構(gòu)形式的不同可分為：輪輻式，梁式，環(huán)式，柱式等，在測(cè)拉力上主要是用到梁式式傳感器，如圖2-1所示。圖中R1是電阻應(yīng)變片，將其粘貼在橡皮的一端，另一端受到外力F的作用，橡皮各斷面產(chǎn)生的盈利是相等的，表面上的應(yīng)變也是相等的，與水平方向的貼片位置是無(wú)關(guān)的。外力將導(dǎo)致橡皮發(fā)生形變,，該形變將傳遞給與之連的應(yīng)變片，導(dǎo)致應(yīng)變片產(chǎn)生相同的形變，從而使其電阻值發(fā)生變化。將該電阻應(yīng)變片接入測(cè)量電橋，根據(jù)電橋輸出電壓的變化即可實(shí)現(xiàn)對(duì)外力的測(cè)量與評(píng)估。 R1 R1（a）（b）圖2-1懸臂梁式力傳感器（a）俯視圖（b）正視圖應(yīng)變片將應(yīng)變的變化通過(guò)公式轉(zhuǎn)換成電阻相對(duì)變化?R/R,需要采用特別設(shè)計(jì)的測(cè)量電路將電阻變化以電壓形式輸出，通常采用直流電橋，包括直流電橋電路、等臂半橋差動(dòng)電路和全橋差動(dòng)電路。如下圖2-2所示R1R2+RLUOR3R4-Ec直流電橋圖2-2電橋電路2.2方案的確定實(shí)心長(zhǎng)方體可以承受較大的負(fù)荷，在彈性范圍內(nèi)，則應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系。式中：F——作用在彈性元件上的集中力；A——實(shí)心長(zhǎng)方體俯視面橫截面積；——實(shí)心長(zhǎng)方體的應(yīng)力E——實(shí)心長(zhǎng)方體的彈性模量——應(yīng)變片軸向應(yīng)變（1）直流電橋電路一般直流電橋的輸出電壓為（2-1）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，需要將電橋調(diào)零，電橋平衡的條件是,但在實(shí)際上，4個(gè)理論電阻值的電阻的實(shí)際值不一定完全相等，需要用滑動(dòng)變阻器器進(jìn)行電橋平衡調(diào)零。電橋平衡時(shí)，，即電橋無(wú)輸出電壓，則有（2-2）即相鄰兩臂電阻的比值相等。應(yīng)變片在外力作用下，電橋不平衡的輸出電壓為（2-3）設(shè)橋臂比為，由于<<R1，因此分母中的可忽略，結(jié)合電橋平衡條件（2-2）可將（2-3）化簡(jiǎn)為（2-4）定義電橋的電壓靈敏度為（2-5）電壓靈敏度越大，說(shuō)明應(yīng)變片電阻相對(duì)變化相同的情況下，電橋輸出電壓越大，電橋越靈敏。電橋靈敏度越高，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的誤差越小，更有利于實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的準(zhǔn)確輸出。單臂電路存在一定的非線性誤差，在實(shí)際情況下，電壓的輸出值是（2-6）非線性誤差為（2-7）如果是四等臂電橋，n=1，則（2-6）可化簡(jiǎn)為（2-8）不同的應(yīng)變片，具有不同的靈敏度系數(shù)K，根據(jù)，可以求得不同的非線性誤差，橡皮應(yīng)變片靈敏度系，則，代入式（2-8）可求得非線性誤差約為0.04%，在本次實(shí)驗(yàn)中，由于實(shí)驗(yàn)的要求，該線性誤差可忽略不計(jì)。（2）半橋差動(dòng)電路在等臂半橋差動(dòng)電路中，（2-9）假設(shè)初始值，橡皮受到向下的拉力或壓力時(shí)，根據(jù)應(yīng)變片的性質(zhì)，橡皮上方的應(yīng)變片受拉，電阻增大，下方應(yīng)變片受壓，電阻減小，大小相同，方向相反，即是，代入式（2-6），可化簡(jiǎn)為電橋的輸出電壓為（2-10）可見(jiàn)呈線性關(guān)系，即半橋差動(dòng)無(wú)非線性誤差，且電壓靈敏度比單臂應(yīng)變片工作時(shí)提高了一倍，即為（2-11）（3）全橋電路與半橋電路相同的原理，在全橋電路中，根據(jù)式（2-1），此時(shí)電壓輸出為（2-12）在外力作用前，，受力后，整理式（2-10）得到，（2-13）可見(jiàn)，全橋差動(dòng)電路不僅沒(méi)有非線性誤差，且電壓靈敏度是單臂應(yīng)變片工作時(shí)的4倍，即為（2-14）綜上所述，雖然全橋電路不僅沒(méi)有非線性誤差，且電壓靈敏度是單臂應(yīng)變片工作的4倍，是半橋電路的2倍。直流電橋電路是三種電路中靈敏度較低的電路，也存在以一定的非線性誤差，但根據(jù)所的選彈性材橡皮，通過(guò)一系列參數(shù)帶入上述公式計(jì)算估計(jì)，非線性誤差對(duì)該實(shí)驗(yàn)影響較小，約等于0.04%，且應(yīng)變片電阻相對(duì)變化較小，滿足實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，提供一定的壓力測(cè)試信號(hào)，通過(guò)電路，使其在顯示電路顯示一定作用力下的電壓變化，從而通過(guò)電壓變化實(shí)現(xiàn)對(duì)外力F的計(jì)算，而且綜合實(shí)驗(yàn)成本與復(fù)雜性，故選擇直流電橋電路作為本次實(shí)驗(yàn)的測(cè)量電路。在實(shí)際電路中，為了同時(shí)顯示電壓輸出值和應(yīng)變片受力大小，在直流電橋調(diào)零的情況下，應(yīng)變片電阻減小，輸出電壓為負(fù)，LED顯示管不能顯示負(fù)值，所以在調(diào)節(jié)平衡時(shí)將輸出值固定為常值1V。3、材料的選擇3.1彈性元件彈性敏感元件在傳感器技術(shù)中占有極為重要的地位。在傳感器工作過(guò)程中，一般是由彈性敏感元件首先把各種形式的非電物理量變換成應(yīng)變量或位移量等，然后配合各種形式的轉(zhuǎn)換元件，把非電量轉(zhuǎn)換成電量。所以在傳感器中彈性元件是應(yīng)用最廣泛的元件。3.1.1彈性元件材料為了選擇合適的彈性材料，經(jīng)查閱資料，彈性材料應(yīng)滿足以下條件：1、強(qiáng)度高，彈性極限高；2、具有高的沖擊韌性和疲勞極限；3、彈性模量溫度系數(shù)小而穩(wěn)定；4、熱處理后應(yīng)有均勻穩(wěn)定的組織，且各向同性；5、熱膨脹系數(shù)小；6、具有良好的機(jī)械加工和熱處理性能；7、具有高的抗氧化、抗腐蝕性能；8、彈性滯后應(yīng)盡量小。生活中常見(jiàn)材料的彈性模量、泊松比如表3.1.1所示。表3.1.1常見(jiàn)材料的彈性模量、泊松比材料彈性模量（N/m2）泊松比材料彈性模量（N/m2）泊松比鋼0.29聚乙烯0.38銅0.36有機(jī)玻璃0.33蠶絲石英玻璃0.14橡皮0.5橡膠0.49經(jīng)討論研究，根據(jù)實(shí)際情況以及從制作成本和材料獲取難易程度上考慮，本次課程設(shè)計(jì)選用生活中常見(jiàn)的長(zhǎng)方體形橡皮擦作為彈性元件。橡皮擦還需要一定的長(zhǎng)度與高度要求，經(jīng)與學(xué)校內(nèi)所有橡皮比較，選用長(zhǎng)度為7cm，高0.9cm，寬2.53cm，長(zhǎng)度適中，柔軟程度良好，經(jīng)測(cè)試，滿足實(shí)驗(yàn)必需條件，測(cè)試效果良好。3.1.2彈性元件的參數(shù)計(jì)算由3.1.1知本次課程設(shè)計(jì)采用的是橡皮，查表得E=K=2.083.2應(yīng)變片的選擇3.2.1電阻應(yīng)變片類型的選擇電阻應(yīng)變片主要分為電阻絲式應(yīng)變片、金屬箔式應(yīng)變片和金屬薄膜應(yīng)變片。由于電阻絲式應(yīng)變片有橫向效應(yīng)對(duì)測(cè)量的精度有影響，使靈敏度降低，而且耐疲勞性能不高。金屬薄膜應(yīng)變片尚難控制電阻與溫度的變化關(guān)系，不常用。故選用金屬箔式應(yīng)變片。

箔式應(yīng)變片的主要優(yōu)點(diǎn)：(1)本身性能穩(wěn)定，受溫度變化的影響小，在-30—+350度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作；(2)散熱條件較好；（3）在長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量時(shí)的蠕變較小，一致性較好；(4)適用于各種彈性體材料及彈性結(jié)構(gòu)形式，粘貼操作簡(jiǎn)便；(5)價(jià)格便宜；(a)單軸的(b)測(cè)扭矩的(c)多軸的(應(yīng)變花)圖3.2.1各種金屬箔式應(yīng)變片3.2.2應(yīng)變片的材料電阻應(yīng)變片簡(jiǎn)稱應(yīng)變片。它由四個(gè)部分組成。第一是電阻絲（敏感柵），它是應(yīng)變計(jì)的轉(zhuǎn)換元件。第二是基底和面膠（或覆蓋層）?；资菍㈤L(zhǎng)肝氣彈性體表面的應(yīng)變傳遞到電阻絲柵上的中間介質(zhì)，并起到電阻絲與彈性體之間的絕緣作用，面膠起著保護(hù)電阻絲的作用。第三是粘合劑，它將電阻絲與基底粘貼在一起。第四是引出線，它作為聯(lián)結(jié)測(cè)量導(dǎo)線之用。(1)材料的選用原則應(yīng)變片敏感柵合金材料的選擇對(duì)制作應(yīng)變片性能的好壞起著決定性的作用，因此對(duì)制作應(yīng)變片所用的應(yīng)變電阻合金有以下的要求：a有較高的靈敏系數(shù)；b電阻率高；c電阻溫度系數(shù)小，具有足夠的熱穩(wěn)定性；d機(jī)械強(qiáng)度高，壓碾或拉伸性能好，高溫時(shí)耐氧化性能要好，耐腐蝕性能強(qiáng)；e與其它金屬接觸的熱電勢(shì)?。籪與引出線焊接容易。(2)常用的應(yīng)變片材料目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一種金屬材料能滿足上述全部要求，因此在選用時(shí)，只能給予綜合考慮，常用的有康銅、鎳鉻、卡瑪合金、鎳鉻硅錳等合金。其各自性能分別如下表所示：表3.2.2常用的應(yīng)變片材料由表可知：電阻溫度系數(shù)較小而且穩(wěn)定，同時(shí)它的Ks對(duì)應(yīng)變值的穩(wěn)定性非常高，不但在變形的彈性范圍Ks持為常數(shù)，在進(jìn)入塑性范圍后，亦基本保持為常數(shù)。所以本課程設(shè)計(jì)采用是材料為康銅的應(yīng)變片。（3）基底、引線材料和粘合劑基底用于保持敏感柵、引線的幾何形狀和相對(duì)位置，蓋片既保持敏感柵和引線的形狀和相對(duì)位置，還可保護(hù)敏感柵?；椎娜L(zhǎng)稱為基底長(zhǎng)，其寬度稱為基底寬。基底材料有紙基和膠基。膠基由環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂和聚酰亞胺等制成膠膜，厚度約0.03～0.05mm，本次設(shè)計(jì)采用膠基；引線材料是從應(yīng)變片的敏感柵中引出的細(xì)金屬線。對(duì)引線材料的性能要求：電阻率低、電阻溫度系數(shù)小、抗氧化性能好、易于焊接。大多數(shù)敏感柵材料都可制作引線；黏合劑材料用于將敏感柵固定于基底上，并將蓋片與基底粘貼在一起。使用金屬應(yīng)變片時(shí)，也需用粘結(jié)劑將應(yīng)變片基底粘貼在構(gòu)件表面某個(gè)方向和位置上。以便將構(gòu)件受力后的表面應(yīng)變傳遞給應(yīng)變計(jì)的基底和敏感柵。常用的粘結(jié)劑分為有機(jī)和無(wú)機(jī)兩大類。有機(jī)粘結(jié)劑用于低溫、常溫和中溫。常用的有聚丙烯酸酯、酚醛樹脂、有機(jī)硅樹脂，聚酰亞胺等。無(wú)機(jī)粘結(jié)劑用于高溫，常用的有磷酸鹽、硅酸、硼酸鹽等。本次設(shè)計(jì)采用有機(jī)粘結(jié)劑。3.2.3應(yīng)變片主要參數(shù)一般的應(yīng)變片是在稱為基底的塑料薄膜（15-16μm）上貼上由薄金屬箔材制成的敏感柵（3-6μm），然后再覆蓋上一層薄膜做成迭層構(gòu)造。如圖3.2.3所示，應(yīng)變片由五部分組成：敏感柵、基底、覆蓋層、粘合劑及引出線。圖3.2.3應(yīng)變片結(jié)構(gòu)圖應(yīng)變片主要特點(diǎn)：部分應(yīng)變片具有自補(bǔ)償功能，不需要補(bǔ)償片，自身就能抑制應(yīng)變溫度漂移的功能。

2、產(chǎn)品品種多、可以給客戶在不同的測(cè)量場(chǎng)合，提供完善應(yīng)變測(cè)量選擇，主要有：普通、低溫、高溫、超高溫防水、復(fù)合材料、混凝土、焊接式、焊接防水、半導(dǎo)體、測(cè)殘余應(yīng)力、等非常完善的產(chǎn)品規(guī)格和型號(hào)。

3、測(cè)量溫度范圍廣：-269℃-800℃

4、產(chǎn)品穩(wěn)定性好、長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量，產(chǎn)品測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定。

5、產(chǎn)品的測(cè)量形狀多樣，可以測(cè)量多種力學(xué)信號(hào)，如：測(cè)量扭矩、剪切應(yīng)力、集中應(yīng)力、等等。3.2.4應(yīng)變片的原理金屬電阻應(yīng)變片的工作原理是基于應(yīng)變效應(yīng)制作的，即導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值相應(yīng)的發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為“應(yīng)變效應(yīng)”。箔式電阻應(yīng)變片是一種基于應(yīng)變——電阻效應(yīng)制成的，用金屬箔作為敏感柵的，能把被測(cè)試件的應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電阻變化量的敏感元件。半導(dǎo)體應(yīng)變片是用半導(dǎo)體材料制成的，其工作原理是基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。壓阻效應(yīng)是指當(dāng)半導(dǎo)體材料某一軸向受外力作用時(shí)，其電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。將應(yīng)變片貼在被測(cè)定物上，使其隨著被測(cè)定物的應(yīng)變一起伸縮，這樣里面的金屬箔材就隨著應(yīng)變伸長(zhǎng)或縮短。很多金屬在機(jī)械性地伸長(zhǎng)或縮短時(shí)其電阻會(huì)隨之變化。應(yīng)變片就是應(yīng)用這個(gè)原理，通過(guò)測(cè)量電阻的變化而對(duì)應(yīng)變進(jìn)行測(cè)定。一般應(yīng)變片的敏感柵使用的是銅鉻合金，其電阻變化率為常數(shù)，與應(yīng)變成正比例關(guān)系。即：（3-1）（3-2）（3-3）式中：F——作用在彈性元件上的外力；A——受力橫棉面積；——應(yīng)力大?。弧S向應(yīng)變；E——被測(cè)試件的材料彈性模量；K——電阻絲的靈敏度系數(shù)（常量，由應(yīng)變片的生產(chǎn)廠家提供）；R——應(yīng)變片原電阻值Ω（歐姆）；ΔR——伸長(zhǎng)或壓縮所引起的電阻變化Ω（歐姆）；不同的金屬材料有不同的比例常數(shù)K。銅鉻合金的K值約為2。這樣應(yīng)變的測(cè)量就通過(guò)應(yīng)變片轉(zhuǎn)換為對(duì)電阻變化的測(cè)量。但是由于應(yīng)變是相當(dāng)微小的變化，所以產(chǎn)生的電阻變化也是極其微小的。3.2.5應(yīng)變片的確定箔式應(yīng)變片的敏感柵是用厚度為0.002-0.005mm的銅鎳合金或者鎳鉻合金的金屬箔，采用光刻腐蝕等技術(shù)制成?；资窃诹硪活^涂上樹脂膠，經(jīng)加溫聚合而成，厚度一般為0.03-0.05mm。絲式應(yīng)變片有橫向作用對(duì)測(cè)量精度有影響，靈敏度降低，耐疲勞性能不高；薄膜式應(yīng)變片難以控制點(diǎn)組合溫度的變化關(guān)系，不常用，而箔式本身性能穩(wěn)定，散熱條件良好，長(zhǎng)時(shí)蠕變小，適用于彈性結(jié)構(gòu)形式，粘貼也很容易，最重要的是價(jià)格便宜，故我們選用BX120-20AA型號(hào)的箔式應(yīng)變片。BX120-20AA參數(shù)如表3.2.4所示。由于選擇的彈性體——橡皮，長(zhǎng)度較長(zhǎng)，應(yīng)選擇長(zhǎng)度適中的應(yīng)變片，有利于當(dāng)外力作用于在橡皮的一端時(shí)，橡皮的形變能最大地引起應(yīng)變片的形變，使電壓輸出值變化較明顯。選用應(yīng)變片參數(shù)如表3.2.4：表3.2.4BX120-20AA參數(shù)表型號(hào)敏感柵尺寸(寬×長(zhǎng))mm×mm材料阻值靈敏度BX120-20AA5×25箔式120±0.1Ω2.08±1%圖3.2.4應(yīng)變片BX120-20AA4、單元電路設(shè)計(jì)與分析4.1設(shè)計(jì)軟件選擇Protues與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī)外圍電路或沒(méi)有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況，也能仿真單片機(jī)CPU的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過(guò)程和結(jié)果。從某種意義上講Proteus仿真，基本接近與工程應(yīng)用?？紤]到對(duì)軟件的熟練度，本次實(shí)驗(yàn)選擇使用仿真軟件選擇Protues。Protues軟件是英國(guó)Labcenterelectronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是：①實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)仿真和SPICE電路仿真相結(jié)合。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。②支持主流單片機(jī)系統(tǒng)的仿真。目前支持的單片機(jī)類型有：ARM7(LPC21xx)、8051/52系列、AVR系列、PIC10/12/16/18系列、HC11系列以及多種外圍芯片。③提供軟件調(diào)試功能。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯調(diào)試環(huán)節(jié)Keil

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uVision2、MPLAB等軟件。4.2放大電路的確定依照課程設(shè)計(jì)中的方案可知，來(lái)自傳感器的信號(hào)通常都伴隨著很大的共模電壓（包括干擾電壓）。一般采用差動(dòng)輸入集成運(yùn)算放大器來(lái)抑制它，若采用低漂移運(yùn)算放大器構(gòu)成的三運(yùn)放高共模抑制比放大電路。具體的電路如圖4.2.1所示圖4.2.1三運(yùn)放高共模抑制比放大電路它由三個(gè)集成運(yùn)算放大器組成，要實(shí)現(xiàn)共模抑制必須要求外接電阻完全平衡對(duì)稱，運(yùn)算放大器才具有理想特性。否則，放大器將有共模誤差輸出，其大小既與外接電阻對(duì)稱精度有關(guān)，又與運(yùn)算放大器本身的共模抑制能力有關(guān)。這樣的放大電路不易實(shí)現(xiàn)而且誤差很大。然而AD620儀表放大電路則無(wú)上述的缺點(diǎn)。如圖4.2.2所示，AD620儀表放大電路是由三個(gè)放大器所共同組成，其中的電阻R與Rx需在放大器的電阻適用范圍內(nèi)(1kΩ~10kΩ)。固定的電阻R，我們可以調(diào)整Rx來(lái)調(diào)整放大的增益值，其關(guān)系如下：

（4-1）圖4.2.2AD620儀表放大電路示意圖AD620儀表放大器的引腳圖如圖4.2.3所示。其中1、8引腳要跨接一個(gè)電阻來(lái)調(diào)整放大倍率，4、7引腳需提供正負(fù)相等的工作電壓，由2、3引腳輸入的電壓即可從引腳6輸出放大后的電壓值。引腳5是參考基準(zhǔn)，如果接地則引腳6的輸出即為與地之間的相對(duì)電壓。AD620的放大增益關(guān)系式如式（4-2）、式（4-3）所示，通過(guò)以上二式可推算出各種增益所要使用的電阻值RG。圖4.2.3AD620引腳圖該放大器的增益為（4-2）由（1-19）轉(zhuǎn)換得到1、8引腳之間相連的電阻為（4-3）4.3proteus電路圖Proteus電路主要器件由芯片ADC0832、共陽(yáng)極4位半導(dǎo)體數(shù)碼管LED和74HC573組成。圖4.3.1proteus直流電橋電橋及放大部分電路仿真圖4.3.2proteus數(shù)字顯示部分電路仿真圖ADC0832是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性強(qiáng)，性價(jià)比高而深受單片機(jī)愛(ài)好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。ADC0832具有以下特點(diǎn)：1、8位分辨率；2、雙通道A/D轉(zhuǎn)換；3、輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容；4、5V電源供電時(shí)輸入電壓在0~5V之間；5、工作頻率為250KHZ，轉(zhuǎn)換時(shí)間為32μS；6、一般功耗僅為15mW；7、8P、14P—DIP（雙列直插）、PICC多種封裝；8、商用級(jí)芯片溫寬為0°Cto+70°C，工業(yè)級(jí)芯片溫寬為?40°C~+85°C。5、仿真及電路測(cè)試5.1proteus電路仿真測(cè)試圖因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果不能顯示負(fù)值，所以在電路中利用滑動(dòng)變阻器進(jìn)行平衡調(diào)節(jié)時(shí)，使電壓輸出不為零，而是使其為固定的電壓值，通過(guò)對(duì)應(yīng)變片的電阻變化的操作，使電壓輸出在該固定值上下變化，有利于更好觀測(cè)與計(jì)算電壓的變化。我們將直流電橋初值定為1.0V，這時(shí)應(yīng)變片受力為0N。圖5.1.1應(yīng)變片未受力電阻不變時(shí)輸出電壓和應(yīng)變片受力大小圖5.1.2應(yīng)變片受力電阻變小時(shí)電壓輸出和應(yīng)變片受力大小圖5.1.3應(yīng)變片受力電阻變小時(shí)電壓輸出和應(yīng)變片受力大小5.2仿真結(jié)果分析圖中以滑動(dòng)變阻器代替應(yīng)變片，通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的阻值使電壓輸出變化。由于電橋點(diǎn)路輸出電壓：（5-1）將R1=R2,n=1,E=3V代入（5-1）得：（5-2）又通過(guò)放大電路AD620放大，AD620放大倍數(shù)為（5-3）將代入（5-3）得（5-4）通過(guò)AD620放大得：（5-5）由彈性元件參數(shù)計(jì)算：（5-6）將，K=2.08,代入（5-6）得（5-7）將（5-7）與（5-5）聯(lián)立可得（5-8）由于應(yīng)變片電阻變化變化最大值為，則，。由于應(yīng)變片電阻變化范圍很小，則直流電橋輸出電壓變化很小，為了精確的調(diào)節(jié)輸出電壓初值以方便顯示，將應(yīng)變片未受力電壓輸出初值定為1V。在proteus中我將應(yīng)變片電阻分為幾個(gè)范圍為幾歐姆的滑動(dòng)變阻器以方便調(diào)節(jié)。6、誤差來(lái)源分析用應(yīng)變片測(cè)量時(shí)，由于環(huán)境溫度所引起的電阻變化與試件應(yīng)變所造成的電阻變化幾乎有相同數(shù)量級(jí)，從而產(chǎn)生很大的測(cè)量誤差。根據(jù)《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》教材相關(guān)內(nèi)容可知，造成應(yīng)變片溫度誤差的原因主要有兩個(gè)：應(yīng)變片的電阻絲具有一定溫度系數(shù)；電阻絲材料與測(cè)試材料的線膨脹系數(shù)不同。6.1電阻應(yīng)變片的溫度誤差我們假設(shè)構(gòu)件溫度變化為Δt（℃）時(shí)，粘貼在試件表面的應(yīng)變片敏感柵材料的電阻溫度系數(shù)為α，則產(chǎn)生的電阻相對(duì)變化為：（6-1）由于上述兩者的線膨脹系數(shù)不同，當(dāng)Δt存在時(shí)，引起應(yīng)變片的附加應(yīng)變，相應(yīng)電阻相對(duì)變化為（6-2）其中，K為應(yīng)變片靈敏系數(shù)；βg為試件線膨脹系數(shù)；βs為應(yīng)變片敏感柵材料線膨脹系數(shù)。因此由于溫度變化引起的總電阻相對(duì)變化為：（6-3）6.2電阻應(yīng)變片溫度誤差補(bǔ)償方法最常用、最有效的電阻應(yīng)變片溫度誤差補(bǔ)償方法是電橋補(bǔ)償法，其原理圖如下圖6.1所示圖6.1電阻應(yīng)變片溫度誤差電橋補(bǔ)償法原理圖根據(jù)電路分析，可知電橋輸出電壓與橋臂參數(shù)的關(guān)系為：（6-4）根據(jù)式（6-1），當(dāng)為常數(shù)時(shí)，對(duì)電橋輸出電壓的作用效果相反。電橋補(bǔ)償法正是利用了這一基本關(guān)系實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)試結(jié)果的補(bǔ)償。測(cè)量方法：將工作應(yīng)變片粘貼在測(cè)試件表面上，補(bǔ)償應(yīng)變片粘貼在被測(cè)試件材料完全相同的補(bǔ)償塊上，且只有工作應(yīng)變片承受應(yīng)變，如圖（3-4b）所示。6.3電橋的非線性誤差實(shí)際電橋電壓與應(yīng)變片的電阻相對(duì)變化為非線性關(guān)系，如式（6-5）所示，當(dāng)電阻變化量很小至可以忽略不計(jì)，或則遠(yuǎn)小于1時(shí)，電橋電壓與電阻相對(duì)變化可以認(rèn)為是線性的。（6-5）7、心得體會(huì)我感覺(jué)課程設(shè)計(jì)和以往我所選修的實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課程相比較，課程設(shè)計(jì)更加考驗(yàn)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。與以往的實(shí)驗(yàn)課程老師將實(shí)驗(yàn)的每一步都講解的清清楚楚不同，在課程設(shè)計(jì)中我需要和我的小組成員一起發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決問(wèn)題，這就更加考驗(yàn)我們的自我學(xué)習(xí)能力。課程設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)課程最大的區(qū)別在于：實(shí)驗(yàn)課程的出發(fā)點(diǎn)是傳授學(xué)生實(shí)驗(yàn)原理方面的知識(shí)和培養(yǎng)一定的動(dòng)手能力，而課程設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是滿足提出的要求，設(shè)計(jì)出貼近實(shí)際的產(chǎn)品，這更貼近你走上工作崗位所要完成的工作，可以讓你提前感受適應(yīng)未來(lái)可能的工作?；仡欉@次課程設(shè)計(jì)，我感慨真的很多。從老師宣布要進(jìn)行課程設(shè)計(jì)到尋找小組成員組隊(duì)，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在這些日子里，可以說(shuō)是苦多于甜，更是出現(xiàn)了很多問(wèn)題，但是當(dāng)你發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題并通過(guò)團(tuán)隊(duì)的努力合作解決這些問(wèn)題給你帶來(lái)的快感和成就感是我以前沒(méi)有感受到的。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際是存在很大的差距的。就比如我在這次課程設(shè)計(jì)主要任務(wù)是設(shè)計(jì)電路和仿真，當(dāng)我在proteus和keil上仿真成功后我以為這個(gè)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成一大半了，但事實(shí)上我錯(cuò)的很徹底，實(shí)際電路的完成比在電腦仿真程序上困難的多。某些元器件的組合、調(diào)試、連接在仿真程序上只需要點(diǎn)幾下鼠標(biāo)就可以，但是在實(shí)際電路中我們需要考慮到整個(gè)設(shè)計(jì)的整體布局，實(shí)際操作的限制以及其他因素的影響。就我自己在仿真沒(méi)有結(jié)合實(shí)際考慮問(wèn)題，從而導(dǎo)致實(shí)際電路連接出現(xiàn)的問(wèn)題來(lái)說(shuō)。我在設(shè)計(jì)方案時(shí)將應(yīng)變力式傳感器的測(cè)量電路設(shè)計(jì)為靈敏度最高，不存在非線性誤差的全橋差動(dòng)電路。但是在實(shí)際電路操作中們發(fā)現(xiàn)當(dāng)四片應(yīng)變片同時(shí)發(fā)生形變產(chǎn)生電阻變化時(shí)，我們不能保證測(cè)量電路輸出的電壓一直為正值，如果不是正值我們便無(wú)法在顯示電路中顯示。這就導(dǎo)致在最后的操作中我們將測(cè)量電路改成了誤差最大，靈敏度最低的單臂電橋電路。這是我在電路仿真中沒(méi)有考慮到的，也導(dǎo)致了這次設(shè)計(jì)質(zhì)量的降低。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)讓我認(rèn)識(shí)最深的就是理論和實(shí)際相結(jié)合是特別重要的，只考慮理論上的可行性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，如果不把理論知識(shí)與實(shí)踐情況相結(jié)合起來(lái)，很容易在實(shí)際設(shè)計(jì)完成中出現(xiàn)大問(wèn)題。這是我第一次做課程設(shè)計(jì)，在這期間出現(xiàn)了各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足之處，我一直認(rèn)為我對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得很好，但是當(dāng)我自己實(shí)際操作中就出現(xiàn)了很多問(wèn)題，比如說(shuō)不懂一些元器件的使用方法，對(duì)一些特殊電路掌握得不好。在完成這次傳感器課程設(shè)計(jì)后,我們發(fā)現(xiàn)我們還有許多不足,所學(xué)到的知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,以至于還有一些功能不能完成實(shí)現(xiàn)。但通過(guò)學(xué)習(xí)這一次實(shí)踐,增強(qiáng)了我們的動(dòng)手能力,提高和鞏固了傳感器方面的知識(shí),特別是電路方面。從中增強(qiáng)了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神,并讓我們認(rèn)識(shí)到把理論應(yīng)用到實(shí)踐中去是多么重要。本次課程設(shè)計(jì)由于是我們第一次獨(dú)立設(shè)計(jì)，還有許多地方有不足之處。請(qǐng)老師予以指出并給予指導(dǎo)。8、附件8.1參考資料1、單成祥等，傳感器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)指南，國(guó)防工業(yè)出版社，20072、劉起議，傳感器應(yīng)用技術(shù)與實(shí)踐，國(guó)防工業(yè)出版社，20113、胡向東，等編著，傳感器與檢測(cè)技術(shù)（第2版），機(jī)械工業(yè)出版社，20134、《傳感器實(shí)用裝置制作集錦》，陳爾紹主編．人民郵電出版社，2000年5、《傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例》，黃繼昌主編．人民郵電出版社，1998年6、《測(cè)控電路》，張國(guó)雄主編，機(jī)械工業(yè)出版社．2005年8.2電路keil程序#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharSmg_Seg[]={0x08,0xbd,0x44,0x24,0x31,0x22,0x02,0x3c,0x00,0x20};//段選控制ucharSmg_Bit[]={0x01,0x02,0x03,0x04};//位選控制//數(shù)碼管片選sbitSmg_CS0=P0^1;sbitSmg_CS1=P0^2;sbitSmg_CS2=P0^3;sbitSmg_CS3=P0^4;sbitSmg_Pnt=P1^7;//ADC0832接口sbitADC0832_CS=P2^7;//將CS位定義為P2.7引腳sbitADC0832_CLK=P2^2;//將CLK位定義為P2.2引腳sbitADC0832_DIO=P2^4;//將DIO位定義為P2.4引腳/* 延時(shí)函數(shù)*/voiddelay(unsignedcharms) //延時(shí)子程序{ unsignedchari; while(ms--) { for(i=0;i<120;i++); }}/*********************************************************************名稱:dRead_ADC0832()*功能:將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)*輸入:Ch-通道選擇*輸出:dat-轉(zhuǎn)換值*********************************************************************/unsignedcharRead_ADC0832(unsignedcharCh){ unsignedchari,dat;//定義變量 ADC0832_CS=1;//一個(gè)轉(zhuǎn)換周期開始 ADC0832_CLK=0;//為第一個(gè)脈沖作準(zhǔn)備 ADC0832_CS=0;//CS置0，片選有效 ADC0832_DIO=1;//DIO置1，規(guī)定的起始信號(hào) ADC0832_CLK=1;//第一個(gè)脈沖 ADC0832_CLK=0;//第一個(gè)脈沖的下降沿，此前DIO必須是高電平 ADC0832_DIO=1;//DIO置1，通道選擇信號(hào) ADC0832_CLK=1;//第二個(gè)脈沖，第2、3個(gè)脈沖下沉之前，DI必須跟別輸入兩位數(shù)據(jù)用于選擇通道，這里選通道CH0 ADC0832_CLK=0;//第二個(gè)脈沖下降沿 ADC0832_DIO=Ch;//DI置0，選擇通道0 ADC0832_CLK=1;//第三個(gè)脈沖 ADC0832_CLK=0;//第三個(gè)脈沖下降沿 ADC0832_DIO=1;//第三個(gè)脈沖下沉之后，輸入端DIO失去作用，應(yīng)置1 ADC0832_CLK=1;//第四個(gè)脈沖 for(i=0;i<8;i++)//高位在前 { ADC0832_CLK=1;//第四個(gè)脈沖 ADC0832_CLK=0; dat<<=1;//將下面儲(chǔ)存的低位數(shù)據(jù)向右移 dat|=(unsignedchar)ADC0832_DIO; //將輸出數(shù)據(jù)DIO通過(guò)或運(yùn)算儲(chǔ)存在dat最低位 } ADC0832_CS=1;//片選無(wú)效 returndat; //將讀出的數(shù)據(jù)返回}voidLED_Init(void){ Smg_CS0 =1; Smg_CS1 =1; Smg_CS2 =1; Smg_CS3 =1;}ucharadc_value=0;ucharadc_cnt=0;uintadc_add_value=0;ucharLED_D[2];voidLED_Dis_Value(void){uchar ad_value_temp;ad_value_temp=Read_ADC0832(0);adc_add_value+=ad_value_temp;adc_cnt++;if(adc_cnt>=20){ adc_value=adc_add_value/20;//仿真 LED_D[0]=adc_value/51; LED_D[1]=((adc_value*100)/510)%10; P0=0x00; P1=Smg_Seg[LED_D[1]]; Smg_Pnt=1; P0=0x01; delay(10); P0=0x00; P1=Smg_Seg[LED_D[0]]; Smg_Pnt=0; P0=0x02; delay(10); P0=0x00; if(LED_D[1]>=1) P1=Smg_Seg[LED_D[1]-1]; else P1=Smg_Seg[LED_D[1]]; Smg_Pnt=0; P0=Smg_Bit[3]; delay(10); P0=0x00; if(LED_D[0]>=1) P1=Smg_Seg[LED_D[1]]; elseif(LED_D[0]==0) P1=Smg_Seg[10-LED_D[1]]; Smg_Pnt=0; P0=Smg_Bit[4]; delay(10); adc_cnt=0; adc_add_value=0; }}voidmain(){unsignedchari=0; LED_Init(); while(1) { LED_Dis_Value(); }}8.3A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0832芯片接口說(shuō)明：·CS_片選使能，低電平芯片使能。·CH0模擬輸入通道0，或作為IN+/-使用?！H1模擬輸入通道1，或作為IN+/-使用?！ND芯片參考0電位（地）?！I數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。·DO數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出?！LK芯片時(shí)鐘輸入?！cc/REF電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。 設(shè)備設(shè)計(jì)、廠房設(shè)計(jì)、車間設(shè)計(jì)年產(chǎn)8580噸維生素C發(fā)酵車間設(shè)計(jì)年產(chǎn)7500噸青霉素原料藥工廠發(fā)酵車間的設(shè)計(jì)年產(chǎn)100噸芬布芬原料藥車間工藝設(shè)計(jì)年產(chǎn)6億片萘普生片劑車間工藝設(shè)計(jì)年產(chǎn)3億粒阿莫西林膠囊劑生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)年產(chǎn)2000萬(wàn)支雙黃連口服液生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)年產(chǎn)1000萬(wàn)瓶葡萄糖注射液生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)湖北醫(yī)藥學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：年產(chǎn)16億粒貝諾酯片劑生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)學(xué)院：藥學(xué)院專業(yè)：制藥工程年級(jí)：2012級(jí)學(xué)號(hào)：201210062018姓名：劉小蘭指導(dǎo)教師：詹利之2016年5月15日學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者：(手寫)年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級(jí)優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文評(píng)選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于：保密□，在_________年解密后適用本授權(quán)書。不保密□。（請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√”）作者簽名：年月日教師簽名：年月日目錄TOC\o"1-3"\h\u7245摘要……………1關(guān)鍵詞…………1Abstract………1KeyWords……………………2致謝…………2612198參考文獻(xiàn)……………………-1-1億粒/年阿莫西林硬膠囊車間工藝設(shè)計(jì)學(xué)生署名：劉小蘭指導(dǎo)老師署名：詹利之湖北醫(yī)藥學(xué)院藥藥護(hù)學(xué)院摘要阿莫西林膠囊為新型半合成青霉素類藥，具有吸收快、血藥濃度高、殺菌力強(qiáng)、毒性極低、副作用小以及廣泛的抗菌譜，對(duì)多種細(xì)菌的殺菌作用迅速而強(qiáng)等特點(diǎn)。硬膠囊劑系將一定量的藥物加輔料制成均勻的粉末或顆粒，充填與空膠囊中，或?qū)⑺幬锓勰┲苯犹畛渑c空膠囊中制成，是目前除片劑之外應(yīng)用最為廣泛的一種固體劑型。裝入膠殼的藥物可分為粉末、顆粒、微丸、片劑及膠囊，甚至液體或半固體糊狀物。硬膠囊的生物利用度高，能夠達(dá)到速釋、緩釋或控制釋藥等多種目的。此外，膠囊生產(chǎn)工藝過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，且能夠彌補(bǔ)其他固體劑型的不足。由于膠殼具有掩味作用，因此能夠有效地隔離藥物的不良?xì)馕丁１驹O(shè)計(jì)為1億粒/年阿莫西林硬膠囊車間生產(chǎn)工藝的設(shè)計(jì)。在GMP的相關(guān)規(guī)定指導(dǎo)下，根據(jù)生產(chǎn)需要，進(jìn)行物料衡算，完成工藝流程設(shè)計(jì)，廠房車間的設(shè)計(jì)，設(shè)備平面布置的設(shè)計(jì)，總平面布置設(shè)計(jì)，潔凈級(jí)別設(shè)計(jì)，人物流走向設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：阿莫西林硬膠囊劑車間設(shè)計(jì)StudyOnTheQualityStandardOf100million/yearhardcapsulesamoxicillinProcessDesignWorkshopAbstractAmoxicillinisanewsemi-syntheticpenicillindrugs,withtheabsorptionoffast,highplasmaconcentration,bactericidalability,lowtoxicity,sideeffectsandwideantibacterialspectrum,bactericidalactionofbacteriaonavarietyofquickandstrongfeatures.Departmentofhardcapsuleswillbeacertainamountofdrugpluspercipientsintoahomogeneouspowderorgranules,filledwithemptycapsules,ordirectlytothedrugpowderintocapsulesfilledwithair,isthemostwidelyusedthantabletsoutsideakindsofsoliddosageforms.Drugsintotheplasticshellcanbedividedintopowder,granules,pellets,tabletsandcapsules,liquidorsemi-solidorpaste.Hardcapsulebioavailability,canachieverapidrelease,sustainedreleaseorcontrolledrelease,andotherpurposes.Inaddition,capsuleproductionprocessisrelativelysimple,andcanmakeupforlackofothersoliddosageforms.Theplasticshellwithatastemaskingeffect,sothedrugcaneffectivelyisolatethebadsmell.Thedesignforthe100million/yearhardcapsulesamoxicillinworkshopproductionprocessdesign.TherelevantprovisionsoftheGMPguidance,basedonproductionneeds,thematerialbalance,completetheprocessdesign,plantdesign,equipmentlayoutdesign,generallayoutdesign,clean-leveldesign,logisticstohumandesigns Keywords:amoxicillinhardcapsulesWorkshopDesign年產(chǎn)100噸克拉霉素中間體518-1車間工藝設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)是按年產(chǎn)100噸(2′,4″-O-雙三甲基硅烷基)-紅霉素A-9-[O-(1-乙氧基-1-甲乙基)]肟(518-1)的量進(jìn)行的車間工藝設(shè)計(jì)。該物質(zhì)是合成克拉霉素的關(guān)鍵中間體?？死顾厥切乱淮蟓h(huán)內(nèi)酯類抗生素，臨床應(yīng)用廣泛。本次設(shè)計(jì)采用的工藝路線為：以硫氰酸紅霉素肟為原料、氨水為堿、二氯甲烷為有機(jī)溶劑進(jìn)行游離反應(yīng)后得到紅霉素A肟，然后以紅霉素A肟為原料，通過(guò)2-乙氧基丙烯進(jìn)行醚化反應(yīng)保護(hù)肟羥基，再用三甲基氯硅烷進(jìn)行硅烷化反應(yīng)，經(jīng)離心、干燥后得到克拉霉素關(guān)鍵中間體，整個(gè)工藝過(guò)程總收率可以達(dá)到86%。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括車間工藝設(shè)計(jì)依據(jù)、工藝流程設(shè)計(jì)、物料衡算、能量衡算、工藝設(shè)備選型與計(jì)算、車間布置設(shè)計(jì)、三廢處理、勞動(dòng)保護(hù)、安全生產(chǎn)、工程經(jīng)濟(jì)等內(nèi)容。設(shè)計(jì)所得成果主要有設(shè)計(jì)說(shuō)明書和相應(yīng)的圖紙，其中圖紙包括反應(yīng)釜裝配圖、工藝流程圖、設(shè)備一覽表、車間平面布置圖及剖面圖。關(guān)鍵詞：克拉霉素；518-1中間體；紅霉素肟；車間工藝設(shè)計(jì)年產(chǎn)1.2億粒復(fù)方降脂膠囊劑GMP車間設(shè)計(jì)摘要復(fù)方降脂膠囊為治療高血脂癥的特效新藥。設(shè)計(jì)從科學(xué)，合理，可行性的原則出發(fā)，主要對(duì)年產(chǎn)1.2億粒復(fù)方降脂膠囊劑的總廠布置，工藝流程、廠房車間、設(shè)備選型等方面進(jìn)行了GMP設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)潔，由4個(gè)工段組成，分別為前處理工段，提取工段，制劑工段和外包工段。設(shè)計(jì)的工藝技術(shù)在充分運(yùn)用國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)的同時(shí)對(duì)某些工藝步驟做了較科學(xué)合理的創(chuàng)新，比如制粉工藝選用了超微粉碎技術(shù)等。設(shè)計(jì)選定廠址于甘肅天水市秦州區(qū)西坪。設(shè)計(jì)生產(chǎn)區(qū)廠房主要由制劑車間和前處理提取車間組成，制劑車間為一層框架結(jié)構(gòu)，前處理提取車間為兩層框架結(jié)構(gòu)。廠區(qū)內(nèi)設(shè)置了相應(yīng)的輔助設(shè)施，布置科學(xué)合理。同時(shí)，設(shè)計(jì)還在GMP規(guī)范基礎(chǔ)上對(duì)工廠的人員編制，組織機(jī)構(gòu)等當(dāng)面做了比較合理的設(shè)置。本設(shè)計(jì)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家GMP規(guī)范及相關(guān)規(guī)定。關(guān)鍵詞復(fù)方降脂膠囊，工藝，車間，設(shè)計(jì)GMPprocessdesignofFufangJiangzhipreparationworkshopwithannualoutputof120millioncapsulesAbstractsFufangjiangzhicapsuleisanewproprietaryChinesemedicineswhichhasaspecialeffectforreducingbloodlipid.ThispaperbasedontheprincipleofScientificalnes,rationality,feasibilityisonprocess,workshopapplianceetc.It’sproductivetechnologyisveryconcise,whichismadeupof4Projectstageincludingthetreatmentfortheearlierstage,thestageforextractingandseparationis,thestageforpreparationandthestageforoutsidecasing.ThispapernotonlymadegooduseoftheavailabletechnologyinchinatodaybutalsodidsomefoaknecessarysuchastheAMDtechnology.AccordingtherequestofGMPstandard,thefactorysiteofthedesignislocatedinthecityofTianShui,GanSuprovince.Theworkshopbuildingforproducingismainlymadeupof2sections:theworkshopforthetreatmentoftheearlierstageandtheworkshopforpreparationsectionofconstructionproject.Thefactoryofthisdesignhasauxiliaryfacilitiesallinreadinessandit’sarrangementisrationalaswellasscientifical.bloodlipid.ThispaperbasedontheprincipleofKeywordsFufangJiangzhi,,process,Workshop,Design年產(chǎn)1000萬(wàn)支10ml糖漿劑生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)第一章概述 11.1糖漿劑介紹 11.1.1糖漿劑的特點(diǎn) 11.1.2糖漿劑劑的分類 11.1.3糖漿劑的規(guī)格和質(zhì)量 21.1.4糖漿劑在制備與貯藏過(guò)程中易出現(xiàn)的問(wèn)題 21.2磷酸可待因糖漿簡(jiǎn)介 3第二章處方設(shè)計(jì)及工藝 42.1磷酸可待因糖漿處方設(shè)計(jì) 42.1.1處方 42.1.2輔料的選擇原則 4第三章工藝流程 43.1設(shè)計(jì)概述 43.1.1課題名稱 43.1.2設(shè)計(jì)依據(jù) 53.1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容 53.1.4設(shè)計(jì)原則 53.2工藝流程介紹 53.2.1生產(chǎn)用水的制備、貯存和輸送 83.2.2純水（蒸餾水、去離子水）制備 93.2.3西林瓶的清洗 103.2.4包裝 10第四章物料衡算 114.1物料衡算的基礎(chǔ) 114.2物料衡算的基準(zhǔn) 114.3物料衡算的條件 114.4原輔料的物料衡算 12第五章設(shè)備的選型 125.1．工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型 125.1.1生產(chǎn)設(shè)備選型的說(shuō)明 125.1.2工藝設(shè)備設(shè)計(jì)與選型的步驟 135.2主要設(shè)備選型 145.2.1工藝設(shè)備選型一覽表 145.2.2配液機(jī)組 155.2.3西林瓶洗、灌、封聯(lián)動(dòng)機(jī)組 155.3西林瓶水浴滅菌器 165.4燈檢機(jī) 165.5西林瓶印字包裝聯(lián)動(dòng)機(jī) 175.6工藝用水設(shè)備 17第六章藥品生產(chǎn)企業(yè)廠房和車間的設(shè)計(jì)與要求 186.1廠房的總體要求 186.2特殊房間的設(shè)計(jì)要求 196.3車間設(shè)計(jì)說(shuō)明 206.3.1糖漿劑車間在廠區(qū)中的位置 206.3.2糖漿劑車間的凈化區(qū)域劃分 21年產(chǎn)16億粒貝諾酯片劑生產(chǎn)車間工藝設(shè)計(jì)概述………………11.1片劑介紹…………11.2貝諾酯片介紹……4第二章處方設(shè)計(jì)及工藝設(shè)計(jì)………………72.1貝諾酯處方設(shè)計(jì)……72.2工藝過(guò)程……………12第三章工藝流程………93.1設(shè)計(jì)概述…………93.2工藝流程介紹…………10第四章物料衡算……………144.1物料衡算的基礎(chǔ)………………144.2物料衡算的基準(zhǔn)…………………144.3物料衡算條件……144.4物料衡算的范圍………………154.5原輔料的物料衡算………154.6包裝材料的消耗…………………17第五章設(shè)備的選型………………185.1．工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型………185.2粉碎篩分設(shè)備……………185.3混合，制粒設(shè)備………………225.4整粒、總混設(shè)備……………255.5壓片……………265.6包裝……………2年產(chǎn)100噸克拉霉素中間體518-1車間工藝設(shè)計(jì)第1章概述 21.1設(shè)計(jì)依據(jù) 21.1.1設(shè)計(jì)的目的 21.1.2設(shè)計(jì)遵循的技術(shù)法規(guī) 2HYPERLINK