傳感器畢業(yè)設計

傳感器畢業(yè)設計篇一：傳感器畢業(yè)設計 摘 要 隨著計算機輔助設計技術（CAD）、微機電系統(tǒng)（MEMS）技術、光纖技術和信息技術的發(fā)展，獲取各種信息的傳感器已經(jīng)成為各個應用領域，特別是自動檢測、自動控制系統(tǒng)中不可缺少的重要技術工具，越來越成為信息社會賴以存在和發(fā)展的物質(zhì)與技術基礎。因此，在當今信息時代掌握傳感器技術尤為重要。本文簡述了傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的作用及其地位，也講述了在機電一體化中常用傳感器的類型、特點、結(jié)構(gòu)及用途等，還介紹了在機電一體化中傳感器的選擇指標以及在以后的發(fā)展。 關鍵詞：傳感器，機電一體化 目 錄 前言 一、傳感器的定義與組成.4 二、傳感器在機電一體化技術中的地位及作用.4 三、常用傳感器的類型、特點、結(jié)構(gòu)及用途.5 3.1電阻式傳感器.5 3.2電容式傳感器.5 3.3電感式傳感器.6 3.4壓電式傳感器.6 四、機電一體化系統(tǒng)中傳感器的選擇.7 五、機電一體化系統(tǒng)中常用傳感器的發(fā)展.8 5.1傳感器的微型化.8 5.2傳感器的智能化.9 六、結(jié)論 七、參考文獻 八、謝辭 前 言 傳感器作為機電一體化技術中不可缺少的部分，作為一名機電一體化專業(yè)的學生，我們必須了解傳感器的在機電一體化技術中所扮演的角色，了解傳感器的分類、組成、功能等。了解和學習傳感器技術對于我們今后的學習和工作都有很大的幫助。傳感器作為信息集訓的一脈正在越來越廣泛的普及及發(fā)展到我國的各行各業(yè)各個領域，其中為使我國從勞動密集型向技術型轉(zhuǎn)化，必須利用其信息技術，即傳感器技術，使傳感器在工業(yè)自動化，農(nóng)業(yè)國防軍工，能源交通，家用電器等應用領域均有其開發(fā)市場。在我國尤以傳感器技術的潛力最大。應用方面主要用于化學方面、環(huán)境保護方面、生物工程方面以及醫(yī)療衛(wèi)生方面等等。 一、傳感器的定義與組成 傳感器是一種能感受規(guī)定的被測量，并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可以用輸出信號的器件或裝置。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路組成。其中，敏感元件是指傳感器中能直接感受或直接響應的被測的部分；轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中 將敏感元件感受或響應的被測量轉(zhuǎn)換成適用于傳輸或檢測的信號部分。由于傳感器的輸出信號一般都很微弱，因此有信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路對其進行放大、運算和調(diào)制等。圖1 傳感器的組成 二、傳感器在機電一體化技術中的地位及作用 一個典型的機電一體化技術結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。圖2 由圖可見，在機電一體化系統(tǒng)中，傳感器是必不可少的部分。傳感器在機電一體化技術中扮演著不可缺少的角色。機電一體化技術想要發(fā)展就離不開傳感器技術。傳感器等同于系統(tǒng)的感受器官，它能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴酷環(huán)境的考驗，是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保證。現(xiàn)今機電一體化技術中的機器人技術的快速發(fā)展也離不開傳感器，如果沒有傳感器那么機器人將寸步難行。傳感器其作用相當于系統(tǒng)的感受器官，它能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴酷環(huán)境的考驗，是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保證。如果缺少這些傳感器對系統(tǒng)狀態(tài)和對象信息精確而可靠的自動檢測，那么系統(tǒng)的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現(xiàn)。 三、常用傳感器的類型、特點、結(jié)構(gòu)及用途 3.1電阻式傳感器 電阻式傳感器是把位移、力、壓力、加速度、扭矩等非電物理量轉(zhuǎn)換為電阻值變化的傳感器。它主要包括電阻應變式傳感器、電位器式傳感器和錳銅壓阻傳感器等。 結(jié)構(gòu)：由電阻元件及電刷(活動觸點)兩個基本部分組成。電刷相對于電阻元件的運動可以是直線運動、轉(zhuǎn)動和螺旋運動，因而可以將直線位移或角位移轉(zhuǎn)換為與其成一定函數(shù)關系的電阻或電壓輸出。 特點：電阻式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、輸出精度較高、線性和穩(wěn)定性好等特點。但是它受環(huán)境條件如溫度等影響較大，有分辨率不高等不足之處。 用途：電阻式傳感器與相應的測量電路組成的測力、測壓、稱重、測位移、加速度、扭矩等測量儀表是冶金、電力、交通、石化、商業(yè)、生物醫(yī)學和國防等部門進行自動稱重、過程檢測和實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化不可缺少的工具之一 。 3.2電容式傳感器 把被測的機械量，如位移、壓力等轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器。容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型、介質(zhì)變化型三類。電容式傳感器是一種用途極廣，很有發(fā)展?jié)摿Φ膫鞲衅鳌?圖3電容式傳感器的等效電路 成、極間以空氣為介質(zhì)的電容器。 結(jié)構(gòu):它的敏感部分就是具有可變參數(shù)的電容器。其最常用的形式是由兩個平行電極組篇二：傳感器畢業(yè)設計 畢 業(yè) 設 計（論文） （說 明 書） 題 目：姓 名： 許金東 學 號： 20092004018 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院 2011 年 12 月 9 日 平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院 畢 業(yè) 設 計 （論文） 任 務 書 姓名許金東 專業(yè) 應用電子技術專業(yè) 任 務 下 達 日 期 2011年9 月 19日 設計（論文）開始日期2011 年9 月26 日 設計（論文）完成日期 2011 年 12 月 9 日 設計（論文）題目：礦用溫度傳感器設計 A編制設計B設計專題（畢業(yè)論文） 指 導 教 師 張 宏 系（部）主 任 韓 莉 2011 年 12 月 9日平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計（論文）答辯委員會記錄 自動化與信息工程 系應用電子技術專業(yè)專業(yè)，學生 許金東 于 2011 年 12 月 15 日進行了畢業(yè)設計（論文）答辯。 設計題目： 礦用溫度傳感器設計 專題（論文）題目：礦用溫度傳感器設計 指導老師： 答辯委員會根據(jù)學生提交的畢業(yè)設計（論文）材料，根據(jù)學生答辯情況，經(jīng)答辯委員會討論評定，給予學生畢業(yè)設計（論文）成績?yōu)椤?答辯委員會人，出席人 答辯委員會主任（簽字）： 答辯委員會副主任（簽字）：答辯委員會委員： ， ， ， ， ，平頂山工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）評語 第 頁 畢業(yè)設計（論文）及答辯評語： 目 錄 摘要. 1 第1章 緒論 . 1 第2章 系統(tǒng)總體方案設計 . 2 2.1 系統(tǒng)設計的整體原則 . 2 2.2 傳感器的功能及使用要求 . 2 2.3 開發(fā)平臺的選擇 . 3 2.4 單片機的選型 . 4 2.6 系統(tǒng)框圖 . 5 2.7 總體方案的選定 . 5 第3章 各單元電路元件的設計 . 6 3.1 溫度傳感器 . 6 3.1.1 熱電偶的工作原理 . 6 3.1.2 熱電偶的使用 . 8 3.2 AT89C51單片機 . 9 3.2.1 AT89C51單片機的主要特性 . 9 3.3 A/D轉(zhuǎn)換電路及其芯片 . 10 3.3.1 ICL7109主要有如下特性 . 10 3.3.2 ICL7109內(nèi)部構(gòu)成 . 11 3.4 LED數(shù)碼管與顯示驅(qū)動芯片 . 11 3.4.1 采用LED數(shù)碼管顯示有以下幾個優(yōu)點 . 11 3.4.2 數(shù)碼管顯示電路的組成通常有兩種方式 . 11 3.4.3 74HC373顯示驅(qū)動芯片 . 12 第4章 各單元電路工作原理 . 13 4.1 電源電路. 13 4.2 單片機的主控制電路.14 4.2.1 AT89C51單片機的基本結(jié)構(gòu) . 14 4.3 驅(qū)動顯示電路 . 16 4.3.1 LED的靜態(tài)顯示 . 16 4.4 A/D轉(zhuǎn)換電路與熱電偶測溫電路 . 18 4.5 聲光報警電路 . 18 4.6 紅外遙控器及接收電路 . 19 4.6.1 遙控器調(diào)節(jié)的基本原理 . 19 4.6.2 接收電路基本原理 . 19 第5章 系統(tǒng)軟件設計 . 21 5.1 系統(tǒng)軟件設計 . 21 5.2 軟件設計 . 21 5.3 程序流程圖 . 21 總結(jié)與致謝 . 26 參考文獻 . 27 附錄I 礦用溫度傳感器原理圖 . 28 1篇三：傳感器畢業(yè)設計論文 目 錄 引 言 . 錯誤！未定義書簽。 1 設計意義及報告要求 . 2 1.1 課題現(xiàn)狀. 2 1.2 研究意義. 2 1.3 設計要求. 2 1.4 設計結(jié)構(gòu). 3 2 相關基礎理論和基礎知識概述 . 3 2.1 震動傳感器相關概述. 3 2.1.1振動傳感器的工作原理. 3 2.1.2無線射頻收發(fā)模塊簡介. 4 2.2 主要元器件介紹. 7 2.2.1 STC89C51單片機. 7 2.2.2編碼解碼芯片PT2262/PT2272 . 10 2.2.3 SC-1振動傳感器 . 12 3 系統(tǒng)設計及選型 . 13 3.1 系統(tǒng)設計. 13 3.2 元器件的選型. 13 3.2.1單片機的選擇. 13 3.2.2振動傳感器的選擇. 14 3.2.3編碼解碼芯片的選擇. 14 3.3 方案選擇. 14 4 硬件電路設計及其實現(xiàn). 15 4.1 單片機模塊. 15 4.2 振動信號檢測模塊. 17 4.3 聲光報警模塊. 17 4.4 無線通信模塊. 18 4.4.1無線發(fā)射模塊. 18 4.4.2無線接收模塊. 19 4.5 繼電器輸出控制模塊. 20 8 總結(jié). 20 謝 辭 . 21參考文獻. 22 引言 近年來，隨著改革開放的深入發(fā)展，人民的生活水平有了很大提高。各種高產(chǎn)品和貴重物品為許多家庭所擁有。然而一些不法分子也是越來越多。這點就是看到了大部分人防盜意識還不夠強，造成偷盜現(xiàn)象屢見不鮮。因此，越來越多的居民家庭對財產(chǎn)安全問題十分擔憂。 報警器這時正為人們解決了不少問題。但是市場上的報警器大部分都是用于一些大公司財政機構(gòu)，價格高昂，一般人們難以接受。如果再設計和生產(chǎn)一種價廉、性能靈敏可靠的防盜報警器，必將在防盜和保證財產(chǎn)安全方面發(fā)揮更加有效的作用。由于無線傳輸技術具有很強的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應用，此外，在電子防盜、人體探測等領域中，無線防盜報警器也以其價格低廉、技術性能穩(wěn)定等特點而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。 本文設計的摩托車防盜報警系統(tǒng)采用MCS-51系列單片機STC89C51作為核心控制元件。STC89C51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含4K Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用宏晶公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機STC89C51可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 1 課題的現(xiàn)狀及研究意義 1.1 課題現(xiàn)狀 摩托車防盜器產(chǎn)品是與我國民用摩托車工業(yè)同步發(fā)展壯大起來的，至今已經(jīng)有二十多年的歷史。在其發(fā)展歷程中，曾經(jīng)為用戶們做出了很大的貢獻，成為了摩托車的忠實守護神。但是，長期以來，相對于其他電子技術產(chǎn)品的發(fā)展，摩托車電子防盜器的發(fā)展顯得相對滯后，一直都是“老面孔”，其缺點也逐漸的暴露出來，越來越難以真正發(fā)揮其防盜作用。 我們常見的防盜產(chǎn)品的核心防盜功能主要集中在阻嚇和鎖車上。對于摩托車來說，傳統(tǒng)意義上的防盜措施在實施過程中有著相對較大的困難，較難以實現(xiàn)真正意義上的有效防盜。 傳統(tǒng)的防盜器絕大多采用震動傳感器感知車體是否受到侵害，這類型的傳感器的抗干擾能力十分有限，容易因為非侵害車體的外界震動，如雷電、風雨、鞭炮或其他車輛行駛干擾等均能誘發(fā)報警導致誤報，誤報成了傳統(tǒng)防盜器無法逾越的障礙。由于誤報頻發(fā)，用戶乃至公眾已經(jīng)難以分辨什么是真實報警，什么是誤報了。同時頻發(fā)的誤報警報音已經(jīng)成為了一種令公眾厭惡的噪音。同時也讓防盜器持有者處于一種尷尬的地步。某些地方甚至出現(xiàn)過，非盜竊行為破壞防盜裝置的事件，就是公眾厭惡噪聲的實例。諸多不利因素，造成以阻嚇為防盜核心手段的傳統(tǒng)防盜器已經(jīng)難以發(fā)揮真正意義上的防盜功效。 1.2 研究意義 遙控式汽車防盜器是隨著電子技術的進步而發(fā)展起來的，是市場上推廣普及最為廣泛的一種。它的特點是遙控控制防盜器的全部功能，可靠方便，可帶振動。本課題采用STC89C51單片機作為主控制器，采用SC-1型全向震動傳感器作為檢測元件，當SC-1震動傳感器檢測到較大振動信號時，能夠從第三腳輸出直流電壓信號，經(jīng)過放大接入單片機I/O端口。單片機檢測到SC-1有信號輸出時，立即通過I/O口發(fā)出相應的信號驅(qū)動揚聲器發(fā)出報警信號，在發(fā)出報警聲響的同時，熄火繼電器常閉觸點斷開發(fā)動機的起動電源，使發(fā)動機無法起動，防止了盜賊不顧報警聲響而把車輛發(fā)動起來盜走，到防盜報警的目的。 利用PT2262無線編碼電路作為遙控器來啟動和關閉防盜報警系統(tǒng)。 1.3 設計要求 本課題采用STC89C51單片機作為主控制器，利用PT2262無線發(fā)射模塊作為遙控開關來啟動和關閉防盜報警系統(tǒng)，遙控器亦可讓報警器直接報警，以告知車主車輛所在。采用SC-1型全向震動傳感器作為檢測元件，當SC-1震動傳感器檢測到較大振動信號時，能夠從第三腳輸出直流電壓信號，經(jīng)過放大接入單片機I/O端口。單片機檢測到SC-1有信號輸出時，立即通過I/O口發(fā)出相應的信號驅(qū)動揚聲器發(fā)出報警信號，在發(fā)出報警聲響的同時，熄火繼電器常閉觸點斷開發(fā)動機的起動電源，使發(fā)動機無法起動，防止了盜賊不顧報警聲響而把車輛發(fā)動起來盜走，到防盜報警的目的。 完整的設計任務要求完成如下主要功能： （1）自動警戒； （2）具有聲光報警裝置； （3）引擎鎖定； （4）可調(diào)節(jié)靈敏度。 1.4 設計結(jié)構(gòu) 在設計的第二部分，將介紹關于本設計課題的相關基本理論和基礎知識，著重在于介紹STC89C51單片機相關理論知識、PT2262/PT2272專用編碼解碼芯片的原理、SC-1震動傳感器的主要特性及引腳功能等。在這一部分，還將介紹315M無線射頻收發(fā)技術的相關理論知識。在設計第三部分將著重介紹系統(tǒng)總體設計思想，包括硬件選擇和實現(xiàn)的方法。在第四部分將詳細介紹硬件電路的設計，元器件參數(shù)的確定。主要講述STC89C51單片機及其最小系統(tǒng)和各個模塊的實現(xiàn)以及和單片機的連接方式。第五部分介紹軟件編程的總體設計思想，各個模塊的流程圖。第六部分將介紹硬件電路制作過程中印刷電路板的相關知識和注意事項。最后部分為整個設計過程的總結(jié)。 2 相關基礎理論和基礎知識概述 2.1 震動傳感器相關概述 2.1.1振動傳感器的工作原理 在高度發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)中，現(xiàn)代測試技術向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展已成必然趨勢，而測試系統(tǒng)的最前端是傳感器，它是整個測試系統(tǒng)的靈魂，被世界各國列為尖端技術，特別是近幾年快速發(fā)展的IC 技術和計算機技術，為傳感器的發(fā)展提供了良好與可靠的科學技術基礎。使傳感器的發(fā)展日新月益，且數(shù)字化、多功能與智能化是現(xiàn)代傳感器發(fā)展的重要特征。 振動傳感器是將振動信號（加速度、速度及位移）轉(zhuǎn)換成電信號的裝置，振動傳感器在測試技術中是關鍵部件之一，它的作用主要是將機械量接收下來，并轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量。由于它也是一種機電轉(zhuǎn)換裝置。所以我們有時也稱它為換能器、拾振器等。振動傳感器并不是直接將原始要測的機械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，而是將原始要測的機械量做為振動傳感器的輸入量M，然后由機械接收部分加以接收，形成另一個適合于變換的機械量N，最后由機電變換部分再將N變換為電量E，因此一個傳感器的工作性能是由機械接收部分和機電變換部分的工作性能來決定的。 振動傳感器工作原理如下圖所示： 圖2-1 振動傳感器的工作原理 在工程振動測試領域中，測試手段與方法多種多樣，但是按各種參數(shù)的測量方法及測量過程的物理性質(zhì)來分，可以分成三類。 （1）機械式的測量方法 將工程振動的參量轉(zhuǎn)換成機械信號，再經(jīng)機械系統(tǒng)放大后，進行測量、記錄，常用的儀器有杠桿式測振儀和蓋格爾測振儀，它能測量的頻率較低，精度也較差。但在現(xiàn)場測試時較為簡單方便。 （2）光學式的測量方法傳感器畢業(yè)設計