《传感器》课程设计题目

《传感器》课程设计题目
一、开始前应解决的问题
1）从有关课程谈起！
2）统一思想认识实践的机会，人人把握机遇
3）课程设计是什么？为什么课程设计？如何课程设计？？我们应该怎么做？？？
二、总体要求
课设题目尽量侧重于传感器检测模块设计！可能有部分题目是偏向系统设计型或理论研究型，主要是绘制系统原理图、制作传感部分前端电路、实验调试及分析、撰写实验报告等。

（设计尽可能完善，实验调试依据实验室实际条件展开）
电路图：传感检测/接口电路/控制电路、单片机检测系统电路（若题目要求，则应加上）
程序：主程序、部分子程序（若题目要求，则应加上）
说明书：按规范撰写
三、其它杂事
1、今天安排好地点、桌椅等准备工作；周日前完成选题，下周一前完成查阅资料
及方案设计工作，下周一领取有关工具、器件等。

2、培养大家端正的态度与良好的习惯：……
3、6#-223，分上午、下午、晚上三批次开展。

四、设计任务书
单独提供一个文档。

注意：多人选一题时，主要电路部分不可相同、说明书主体内容不可相同，一定有明确的分工。

五、初拟题目（题目+要求）
1、热电偶温度变送器设计
（1）设计测量温度范围-100~500℃的热电偶传感器
（2）选用合适的热电偶材料，设计测温电路，冷端补偿电路，解决非线性化等问题
（3）有电路图（PROTEL 绘制），选型与有关计算，精度分析等
（4）采用实验室现成的热电偶进行调试
2、多路温度监控系统设计（AD590、LM35D、温敏电阻，至少两路，三人）
（1）选用集成温度传感器设计两路室温检测系统
（2）设计检测电路，及其与单片机的接口电路，采集程序设计
（3）有电路图（PROTEL 绘制），选型与有关计算，精度分析等
3、温湿度监控系统设计
（1）选用集成温度传感器模块设计室内或仓库的温湿度检测系统
（2）设计检测电路，及其与单片机的接口电路，采集程序设计
（3）有电路图（PROTEL 绘制），选型与有关计算，精度分析等
4、电涡流位移传感器设计
（1）设计电涡流传感器探头
（2）设计电涡流传感器振荡电路，滤波、检波等电路
（3）有PROTEL 电路图，选型与必要的相关计算说明，精度分析及有关调试结果等
5、电涡流裂纹检测系统设计
（1）一有明显裂纹的铜板，要求能检测出裂纹的有无。

（2）设计电涡流传感器探头，电涡流传感器振荡电路，滤波、检波等电路。

（3）有PROTEL 电路图，选型与必要的相关计算说明，精度分析及有关调试结果等。

6、钢丝绳无损检测探头设计
（1）一有明显裂纹的钢丝绳，要求检测出裂纹的有无。

（2）设计电涡流传感器探头，电涡流传感器振荡电路，滤波、检波等电路。

（3）有PROTEL 电路图，选型与必要的相关计算说明，精度分析及有关调试结果等。

7、超声波探伤
（1）一有明显裂纹的钢板，要求检测出裂纹的有无。

（2）设计及制作超声波发射与接受电路。

（3）有PROTEL 电路图，选型与必要的相关计算说明，精度分析及有关调试结果等。

8、超声波液位检测系统设计
（1）在实验室用装有水的玻璃杯进行实验研究
（2）设计及制作超声波发射与接受电路
（3）有PROTEL 电路图，选型与必要的相关计算说明，精度分析及有关调试结果等。

9、超声波测距系统设计
（1）设计及制作超声波发射与接受电路
（2）有PROTEL 电路图，选型与必要的相关计算说明，精度分析及有关调试结果等。

（3）7~10 四题设计时，若采用单片机计算结果的，请设计单片机检测系统。

10、电机转速测量系统设计（霍尔元件）
（1）选用一种集成霍尔元件，设计电机转速测量系统（能判断方向）
（2）设计信号处理电路，与微机接口电路
（3）进行试验验证，并分析讨论相关特性参数等
光电检测类
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13、电机转速测量系统设计（光电转速传感器）
（1）用光电发射接受元件设计电机转速测量系统
（2）设计发射电路与接受电路，与微机接口电路
（3）将整个检测系统进行相关实验室调试，并进行分析与相关计算等光纤位移检测系统设计
（1）设计反射式传光型光纤位移检测系统（同实验室的那种）
（2）光学元件选型及光路设计
（3）光电测试系统选型或设计
（4）光路图、电路图及相关的分析计算说明，特性参数等
光纤振动测量系统设计
（1）设计采用光纤传感器检测振动位移量的测试系统
（2）光学元件选型及光路设计
（3）光电测试系统选型与设计
（4）光路图、电路图及相关的分析计算说明，特性参数等
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纸张白度光电检测传感器设计
（1）用光电检测系统（可用光电池），设计纸张白度检测系统；
（2）选型，光路与电路设计；
（3）进行特性参数的分析计算，实验室调试。

滤纸式烟度计设计
（1）用光电检测方法设计尾气检测装置；
（2）侧重于光学系统、光电检测模块等；
（3）进行特性参数的分析计算，实验室调试。

玻璃管内外直径检测传感系统设计
（1）玻璃管内外径分别为Φ 15、Φ 20 左右，要求检测精度达到0.03mm （2）用CCD 设计检测模块，包括选型与接口电路设计
（3）讨论分析所设计系统的精度等
钢管尺寸检测系统设计
（1）钢管内外径分别为Φ 25、Φ 50 左右，要求检测精度达到0.03mm
（2）设计光电检测模块，选型与接口电路设计
（3）讨论分析所设计系统的精度等
钢板表面粗糙度光学非接触测量仪
（1）设计一套钢板表面粗糙度检测系统，要求非接触式，建议采用光电测试方法；
（2）绘制系统电路原理图，编写部分系统程序；
（3）部分接口电路及程序应进行实验室调试。

实验室红外报警装置研究与设计（2 人）
（1）设计一种实验室用夜间红外报警装置（考虑如何丰富其功能）
（2）可用热释电探测模块，选型，设计接口电路，并进行相关计算与分析（3）制板，实验室调试
自动门控系统设计
（1）有人来到门前，门打开（可用热释电）
（2）人离开时，门自动关上
（3）记录人数（最好是进出人数）
光敏电阻制作的日光灯启辉器
（1）要求可以在160~250V 范围内，快速点燃日光灯
（2）设计电路并进行简单调试
（3）完善设计思路。

PSD 或四象限探测器距离测量系统
CCD 接口模块设计
由PSD 构成的距离测量系统具有非接触、测量范围大、响应速度快、精度高等
优点，可以广泛应用于位移、物体表面振动、物体厚度等参数的检测。

24、路灯控制器
（1）设计路灯控制器，天黑天亮时控制路灯的开关；
（2）使用继电器控制路灯的开关
（3）绘制电路图，完成实验室调试。

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28、声光控开关的设计
（1）设计光声控开关电路，完成相关理论计算；
（2）绘制原理图、制板、实验室调试（利用实验室条件对各模块进行调试）洗手间自动冲洗系统设计
（1）设计洗手间自动冲洗系统；
（2）洗手间进出人时各自动冲洗一次，请按实际情况完善相关功能
（3）绘制原理图，实验室模拟调试。

光电越界报警器
（1）针对重点区域的安全问题设计一个光电越界报警器，有物体越界时，报警信号，否则无信号；
（2）设计硬件电路，并进行分析；
（3）绘制原理图，实验室调试。

简易验钞机的设计
（1）利用颜色传感器PD153 设计一个简易的验钞机；
（2）能够识别一定面值的钞票，对“假”钞进行报警；
（3）绘制原理图，制板，实验室调试。

家电类、办公类
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38、基于多种物理量的火灾探测模块设计
（1）物理量可为：温度、光、火焰、烟雾等等；
（2）设计基于多种物理量火灾探测系统，包括传感器接口电路，主机系统；（3）部分接口电路的实验验证等。

家庭煤气泄露装置的设计
（1）要求针对家庭煤气泄露等状况，设计检测与报警模块。

（2）绘制电路原理图，并先进行实验室调试。

（3）完善与丰富其功能，为智能家居留有余地。

办公楼用烟雾、火灾报警器等模块设计
（1）参观有关办公楼，了解相关产品。

（2）绘制电路原理图，并先进行实验室调试。

便携式酒精探测仪的设计
（1）要求针对酒后驾车等状况，设计检测与报警模块。

（2）绘制电路原理图，并先进行实验室调试。

（3）完善与丰富其功能。

交流电源电压过欠压保护模块设计
（1）180V~250V 正常，过欠压时应能检测到，或报警或切断电源等
（2）绘制原理图、实验室调试
基于热敏电阻的冰箱温控器
（1）设计温控器的电源电路、温控电路和启动电路；
（2）绘制各个电路的原理图并进行联调；
（3）实验室模拟调试。

电视红外遥控器模块设计
洗衣机混浊度检测模块设计
空调温湿度检测模块设计
步进电机驱动技术研究（2 人，驱动电路设计、细分实现）
（1）以实验室现有步进电机为对象，可参考实验室步进电机细分驱动模块，
设计步进电机驱动系统
（2）PROTEL 绘制电路原理图（3）要求实验调试，并有结果分析等
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41、电磁作动器设计
（1）要求10~1KHz 可用；
（2）电磁作动器的设计与理论计算；
（3）绘制电路原理图及系统装配图，并进行简单的实验室调试。

动态应变测试仪设计
1）设计一个动态应变测试系统，频率大于20KHz，可参考实验室东华测试系统；
2）包括电桥、滤波等电路；
3）绘制电路图，实验室调试。

电荷放大器设计
（1）要求电荷灵敏度及电压放大系数均可调（可参考实验室现有电荷放大器）；
（2）电荷放大器的设计与理论计算；
（3）绘制电路原理图，进行简单的实验室调试；
信号调理模块设计
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45、标准I/V 模块设计
（1）设计任务：4~20mA---0~5V/ 0~20mA---0~10V （2）绘制原理图、制板、实验室调试
标准V/I 模块设计
（1）设计任务：0~5V ---4~20mA / 0~10V ---0~20mA （2）绘制原理图、制板、实验室调试
信号调理电路设计（2 人合作）
（1）滤波器频率可调，四种可选，
（2）增益可调，
心电放大模块设计
1）设计一个能检测心电信号的放大、调理模块；
2）绘制原理图，实验室调试。

传感器设计及分析型
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49、压电加速度计传感器设计
（1）利用压电片设计一个加速度传感器
（2）实验室进行标定和测试
超声波探头设计
（1）若设计一通用的超声波探头，即可作为发射，也可作为接受探头；（2）电路设计与理论计算，
（3）实验室进行标定和测试
应变式称重传感器的设计
（1）量程0~1Kg，设计称重传感器的结构设计；
（2）称重传感器的各种精度指标进行测试（非线性误差、重复性、滞后、灵敏度、抗侧向能力大小、温变对灵敏度的影响等指标）；
（3）选做：应用设计的称重传感器设计一个电子称。

螺管式差动变压器的设计
（1）测位移，要求量程0~2mm，精度大于0.05mm。

（2）完善理论分析与电路设计，要求给出详细的计算过程；
（3）对变压器的各种技术指标进行测试与分析。

（非线性误差、重复性、滞后、灵敏度、指标）。

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59、电容式液位计的设计
（1）要求量程范围0.5~12 米；
（2）侧重于理论分析与电路设计，要求给出详细的计算过程；
（3）分析所设计传感器的各项性能指标。

角度传感器设计
（1）参考实验室的VIT 公司的角度传感器，自行设计一个角度传感器；（2）完成各个性能指标的测试；
（3）绘制原理图，与现有传感器进行对比。

接近开关的设计（电感、霍尔）（2 人）
（1）设计电感（霍尔）接近开关的电路，完成相关理论计算；
（2）绘制原理图、制板、实验室调试。

设计一个产品计数器
（1）尽可能用电路实现；
（2）可采用现成的光电开关，重点在整个检测、计数电路上；
（3）产品计数可为两位十进制数。

新型三表检测系统设计（3 人）
（1）多功能电表、水表、燃气表设计；
（2）侧重于检测模块设计、系统分析；
（3）模块电路调试。

集成运放参数测试系统设计
1）设计并制作一台能测试通用型集成运算放大器参数的测试仪
2）能测试V IO(输入失调电压)、I IO(输入失调电流)、A VD (交流差模开环电压增益)和K CMR (交流共模抑制比)四项基本参数，
3）绘制原理图，并实验室调试。

光纤温度传感器的研究
（1）设计半导体吸收式光纤测温传感器系统（可参考传感器教材）
（2）光学系统设计：发光二极管、光电二极管、光纤等设计或选型
（3）相关电路设计
电火花加工中的电流检测模块的研究
（1）电火花加工中电流检测模块设计；
（2）电火花加工中电流检测的机理；
（3）部分接口电路的实验验证等。

无线传感测振技术
1）无线模块的应用；
2）测振系统设计。

电子体温计
（1）能够实时测量并显示人体的温度。

温度测量精度为+/-0.5 度，测量范围32～44 度。

（2）测量完毕后用蜂鸣器提示。

（3）3 位显示，使用电池供电。

（4）测量时间<2 分钟。

发挥部分：
（1）温度测量精度为+/-0.1 度。

（2）使用纽扣电池，低功耗设计，测温电流小于 1mA 。

60、学生宿舍火灾检测器的设计
系统结构框图如下，主控器能对烟雾、温度检测器通过传输线实现数据传输以 及显示。

（1） 温度检测单元的设计，检测的温度范围：0℃～60℃检测分辨率 1℃。

（2） 烟雾检测单元设计，当烟雾到达一定浓度时，能检测出烟雾。

（3） 主控器收集各检测单元的数据，并通过显示器显示。

（4） 可由主控器设置系统时间以及温度修正值。

发挥部分：
（1） （2） （3） （4） 提高各检测器的检测精度。

检测的温度范围：0℃～400℃
各检测器与主控器之间距离≥100 米（实验中用 10 米传输线代替）
特色及创新。

61、简易数字电子秤
（1）测量范围：0~20Kg ；
（2）相对误差：≤0.5%；
（3）可通过键盘输入物品的价格，并可同时显示物体的重量和价格；
（4）数字显示的位数不少于四位；
（5）具有物体的重量与价格的累计功能，可累计某段时间所称物体的重量与 价格；
（6）具有报警功能，当物体的重量超过设定的阀值时，可进行声光报警。

发挥部分：
（1）扩大测量范围：0~100Kg ；
（2）相对误差：≤0.1%；
（3）具有计算机接口，可通过微机读取测量数据，并通过微机操作界面显示、 存储、打印测量数据；
（说明：称重传感器为压阻型，即电阻桥，也可以是其他。

）
62、光源追踪小车
（1） 自动小车处在黑暗的房间中，其前方 30mm 范围内有一个可见（或
红外）光源，要求实现光源识别与追踪。

（2） 小车启动后，任其自主完成任务，运行时不可人为控制。

（3） 光源缓慢移动、定轨迹移动（直线、圆等）时，小车能自动跟踪上，
但不能撞上光源。

（4）小车长宽高尺寸尽量小。

（5）光源要求自制，其移动可人为控制。

（6）附加功能：可实现光源任意移动时的自动追踪；光源快速移动时的
小车追踪；光源移动装置。

63、水龙头滴水监控装置
（1）可监视无人时水龙头滴水（包括水流，下同）现象。

（2）发现滴水现象持续一分钟时，则声光报警，直到滴水现象消除或复位按键按下后才解除报警。

（3）实时显示滴水时间。

（4）附加功能：滴水时语音显示，诸如“请拧紧水龙头”等；监控滴水
量，可以通过实测的方法初步估算。

64、实验室人数自动统计系统
（1）能对进出的人数进行统计。

某一时刻只有进或只有出。

能准确统计当前实验室的人数。

进入加一，出处减一。

并且用数码管显示出来。

（2）能够查询过去二小时之内的进出实验室的每个人的准确时间。

发挥部分：
（1）有语音提示功能。

（2）当同时有人员进入和外出时也能正确统计。

65、基于无线的温湿度采集系统
（1）设计制作一个单片机最小系统电路及温湿度采集电路，应用单片机实现温湿度采集；
（2）通过液晶显示温湿度，其中温度误差范围是1℃以内；
（3）采用PTR2000 无线收发模块或其他无线模块设计并制作一个无线传输系统；
发挥部分：
（1）应用软件编写一个界面，实现无线传输至PC 界面上，要求单片机采集并通过液晶显示的温湿度必须和PC 机界面显示的一致；
（2）要求采集并显示两路以上的温湿度。

66、磁悬浮玩具
设计制作一个磁悬浮玩具，示意图如下：
电磁铁
悬浮物的重量15 克左右（约 3 枚 1 元硬币），悬浮物能稳定悬停在距电磁铁
1CM 左右的位置。

发挥部分：
（1）悬浮物和电磁铁之间的距离可调。

（2）用其它方法检测悬浮物和电磁铁之间的距离。

（3）建立该磁悬浮系统的数学模型，优化系统控制算法。

67、水温控制系统
设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为 1 升净水，容器为搪瓷器皿。

水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。

（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。

（2）环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差≤1℃。

（3）用十进制数码管显示水的实际温度。

发挥部分：
（1）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小
系统的调节时间和超调量。

（2）温度控制的静态误差≤0.2℃。

（3）在设定温度发生突变（由40℃提高到60℃）时，自动打印水温随时间变
化的曲线。

68、车轴轴温监测模块设计
69、医用输液点滴系统
70、呼吸检测模块设计
71、基于麦克风的电脑噪声检测模块设计
72、八一大桥健康监测的无线传感系统设计
73、基于红外测距预防近视眼系统设计
74、基于机器视觉的水果品质检测与分级技术研究
75、基于红外热成像技术的苹果内部缺陷检测技术研究
76、一次性注射针头反表缺陷在线检测系统研究
77、基于单片机的液位控制系统设计
78、激光加工区域温度场非接触监测技术研究
79、食品质量安全光电检测技术研究
80、公路隧道照明系统节能控制技术研究
81、温室大棚温度实时监控系统设计
82、多点温度检测系统设计
83、粮仓温度监测系统设计
84、基于嵌入式操作系统的压电致动控制器设计
85、基于机器视觉的钢球表面质量检测技术研究
86、基于光学方法的测振系统研究
87、基于激光测距的汽车防撞技术研究
88、数字化温度测控系统设计
89、超声测振技术研究及系统设计
90、智能家用电热水器设计
91、振动测试与分析系统设计
92、多功能空气温湿度计的设计
93、矿用瓦斯检测仪设计
94、公交车智能投币系统设计
95、水文站的水位自动监测系统设计
96、两种不同颜色物体图象分析与处理
97、高速列车接近报警系统研究
98、数字化湿度测控系统设计
99、家庭安全监视与管理系统设计
可自拟题目，可按照实验室能提供的条件选择。

每个题目，请大家再完善要求等。