压力传感器的论文

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压力传感器论文压电传感器论文

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压力传感器论文压电传感器论文一种用于压力传感器的温度控制系统设计摘要:针对SiC高温MEMS压力传感器易受温度影响,产生零点漂移、测量误差增大等问题,设计了一种温度控制系统,根据科恩-库恩公式建立了系统的数学模型,采用参数自整定PID控制算法,克服了纯PID 控制有较大超调量的缺点,实现了一个温度控制系统。

利用Matlab仿真软件的Similink模块建立系统的仿真模型,通过仿真和测试验证系统满足设计要求。

解决了大温度范围下压力传感器难以补偿的问题,使得压力传感器在高温环境下的应用得以实现,提高了压力传感器的稳定性。

关键词:MEMS; 压力传感器; 温度控制; 零点漂移Design of Temperature Control System for Pressure Sensors GUO Jiang(College of Information Engineering, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China) Abstract: A temperature control system for the SiC MEMS pressure sensor is designed as the pressure sensor is susceptible to high temperature, and easy to result in zero drift, and measurement error increase. A mathematical model for the system is established according to Cohen-Coon formula. And finally a temperature control system is achieved with theparameter self-tuning PID control algorithm to overcome the shortcoming of a large overshoot adjustment of pure PID control. The Similink module simulation model was set up by the Matlab Simulation software system. The simulation and testing verifies that the system can meet the design demands. The pressure sensor is hard to be compensated within a large temperature range is solved, with which the application of the pressure sensor in high temperature environments is achieved and the stability of the pressure sensor is improved.Keywords: MEMS; pressure sensor; temperature control; zero drift0 引言在微电子器件领域,针对SiC器件的研究较多,已经取得了较大进展,而在MEMS领域针对SiC器件的研究仍有许多问题亟待解决。

压力传感器设计论文

压力传感器设计论文

传感器随着信息化时代的到来,信息科学技术飞速发展,传感器作为信息技术的重要组成部分,其发展水平标志着一个国家的科学技术发展的水平,成为信息时代的焦点。

各类传感器在已经广为应用于生产生活的方方面面,传感器作为现代科技的前沿技术,被认为是现代信息技术的三大支柱之一,也是国内外公认的最具有发展前途的高技术产业和朝阳产业。

一、传感器的作用与地位信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展,都需要在传感器的开发方面有相应的进展。

微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。

随着这些系统能力的增强,作为信息采集系统的前端单元,传感器的作用越来越重要。

传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件,作为系统中的一个结构组成,其重要性变得越来越明显。

人们为了从外界获取信息,必须借助于感觉器官。

而单靠人们自身的感觉器官,在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。

为适应这种情况,就需要传感器。

因此可以说,传感器是人类五官的延长,又称之为电五官。

“没有传感器技术就没有现代科学技术”的观点现在已为全世界所公认。

科学技术越发、自动化程度越高,对各种传感器的需求越大。

传感器的输入通常是各种外界的信号、物理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),输出信号通常是电量。

它便于传输、转换、处理、显示等。

电量有很多形式,如电压、电流、电阻、电容等,输出信号的形式由传感器的原理确定。

传感器已广泛应用于航天、航空、国防科研、信息产业、机械、电力、能源、交通、冶金、石油、建筑、邮电、生物、医学、环保、材料、灾害预测预防、农林、渔业生产、食品、烟酒制造、机器人、家电等诸多领域,可以说几乎渗透到每个领域。

传感器其发展历史可以追溯到17世纪初,从伽利略发明温度计开始,人们就已开始温度进行测量。

而真正把温度变成电信号的传感器是1821年由德国物理学家赛贝发明的,这就是后来的热电偶传感器。

五十年以后,另一位德国人西门子发明了铂电阻温度计。

压力传感器论文

压力传感器论文

压力传感器论文班级:电子092姓名:李志华学号:2009131018指导教师:齐怀琴--------------------------可以编辑的精品文档,你值得拥有,下载后想怎么改就怎么改---------------------------摘要随着计算机技术的不断发展,信息处理技术也在不断发展完善。

但作为提供信息的传感器,它的发展相对于计算机的信息处理功能来说就落后了。

这使得自动检测技术受到影响,而检测技术是人类认识世界和改造科技不可少的重要手段压电式压力传感器原理基于压电效应。

压电效应是某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。

当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应。

当作用力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。

相反,当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消失,这种现象称为逆压电效应。

压电式压力传感器的种类和型号繁多,按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。

膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。

压电元件支撑于本体上,由膜片将被测压力传递给压电元件,再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。

这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。

现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。

关键字:零点漂移,灵敏度温漂,压力传感器--------------------------可以编辑的精品文档,你值得拥有,下载后想怎么改就怎么改---------------------------引言:传感器技术在当代科技领域中占有十分重要的地位,是21世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点,在国外各发达国家都将传感器技术视为现代高新技术发展的关键。

从20世纪80年代起,日本就将传感器技术列为优先发展的高打捞技术之首,美国等西方国家也将传感器的基本知识列为国家科技和国防技术发展的重点内容。

压力传感器的原理及应用论文

压力传感器的原理及应用论文

压力传感器的原理及应用论文摘要本论文主要介绍了压力传感器的原理、种类和主要应用。

首先,我们将介绍压力传感器的工作原理,包括压力对传感器的影响以及常见的压力传感器技术。

接下来,我们将讨论压力传感器的主要应用领域,包括工业自动化、医疗设备、汽车工业和航空航天等。

最后,我们将总结压力传感器技术的发展趋势和未来的研究方向。

引言压力传感器是一种用于测量和监测压力变化的装置。

它们在现代工业和科学领域中有着广泛的应用,从汽车工业到航空航天,从医疗设备到环境监测等。

本论文旨在介绍压力传感器的原理和应用,以便读者对该领域有更深入的了解。

压力传感器的工作原理压力传感器是利用一系列物理或机械效应来测量压力的设备。

以下是一些常见的压力传感器原理:1.电阻式压力传感器:电阻式压力传感器利用压力对电阻值的影响来测量压力。

当压力施加在敏感元件上时,电阻值会发生变化,通过测量电阻值的变化,可以确定压力的大小。

2.压力传感器基于微机电系统(MEMS)的原理:这种压力传感器使用微小的机械结构和敏感元件来测量压力变化。

当压力施加在微机械结构上时,结构的变形将导致电信号的变化,通过测量电信号的变化,可以确定压力的大小。

3.压电式压力传感器:压电式压力传感器利用压电效应来测量压力变化。

当压力施加在压电元件上时,它们会产生电荷积累,通过测量电荷的变化,可以确定压力的大小。

压力传感器的种类根据测量范围和应用需求的不同,压力传感器可以分为多个种类。

以下是几种常见的压力传感器类型:1.绝对压力传感器:绝对压力传感器可以测量相对于真空的绝对压力。

它们通常用于气象监测和高空应用等。

2.相对压力传感器:相对压力传感器可以测量相对于环境压力的相对压力。

它们通常用于工业自动化、流体控制和汽车工业等。

3.差动压力传感器:差动压力传感器可以测量两个压力之间的差异。

它们通常用于流体流量测量和液位测量等。

4.密封式压力传感器:密封式压力传感器具有高防尘和防水性能,适用于恶劣环境下的应用。

传感器课程设计 压力计的设计论文

传感器课程设计 压力计的设计论文
压力传感器的原理是将压力信号转变为某种电信号,如应变式,通过弹性元件变形而导致电阻变化;压电式,利用压电效应等。工业生产控制过程中,压力是一个很重要的参数。例如,利用测量大气压力来间接测量海拔高度;在工业生产中通过压力参数来判断反应的过程;在气象预测中,测量压力来判断阴雨天气。因此,压力计的设计拥有广阔的市场前景。这种压力传感器能比较精确和快速测量,尤能测量动态压力,实现多点巡回检测、信号转换、远距离传输、与计算机相连接、适时处理等,因而得到迅速发展和广泛应用。本课题就是在这样的背景下设计一个简单的数字压力计,使得测量得到的压力能够数码管显示。
9(OE):数据输出允许信号,输入,高电平有效。当A/D转换结束时,此端输入一个高电平,才能打开输出三态门,输出数字量。
10(CLK):时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。
12(VREF(+))和16(VREF(-)):参考电压输入端
11(Vcc):主电源输入端。
13(GND):地。
23~25(ADDA、ADDB、ADDC):3位地址输入线,用于选通8路模拟输入中的一路
ADC0808接线图
内部结构
ADC0808是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器,它有8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器。
引脚功能(外部特性)
ADC0808芯片有28条引脚,采用双列直插式封装,如右图所示。各引脚功能如下:
1~5和26~28(IN0~IN7):8路模拟量输入端。
输出端注意:
out7为最低位-out0为最高位,out7-out0分别接单片机的P0.0到P0.7端。
2.5显示电路设计
单片机AT89C51
7SEG-MPX4-CC
LED的A B C D E F G DP引脚接对应的单片机上的P10 P11 P12P13 P14 P15 P16 P17, 1 2 3 4则对应单片机的P20 P21 P22 P23。

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》范文

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》范文

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》篇一一、引言随着科技的进步和人们对健康监测的日益关注,柔性压力传感器因其良好的人体适应性、可穿戴性和灵敏度而成为研究的热点。

柔性压力传感器不仅可以应用于医疗健康、体育训练等领域的实时监测,还可用于人机交互、智能机器人等新兴领域。

本文将重点探讨柔性压力传感器的设计原理、制作方法及其在人体运动监测方面的应用研究。

二、柔性压力传感器设计原理与制作方法1. 设计原理柔性压力传感器主要依赖于材料的压阻效应和电容效应进行工作。

当传感器受到压力时,其电阻或电容值会发生变化,通过测量这一变化,可以推算出所受压力的大小。

此外,柔性材料的使用使得传感器能够适应各种弯曲和拉伸的形态,提高了其在实际应用中的适应性。

2. 制作方法(1)材料选择:选用导电性良好、机械性能强的柔性材料,如导电聚合物、纳米线等。

(2)工艺流程:通过光刻、喷墨打印等工艺将导电材料制成一定形状的图案,再与其他柔性基材进行复合,形成完整的传感器结构。

(3)性能测试:对制作好的传感器进行灵敏度、稳定性、耐久性等性能测试,确保其满足使用要求。

三、人体运动监测应用研究1. 运动监测原理通过在人体表面粘贴或穿戴柔性压力传感器,实时监测肌肉活动时产生的微小压力变化。

通过信号处理和数据分析,可以得出运动过程中的肌肉活动状态、运动强度等信息。

2. 实际应用场景(1)医疗健康:用于运动员的肌肉疲劳监测、运动员的康复训练等。

通过实时监测运动员的肌肉活动状态,为其提供科学的训练建议和康复方案。

(2)体育训练:用于运动员的动作分析、技术评估等。

通过分析运动员在训练过程中的动作数据,帮助教练员更好地了解运动员的技术特点和不足之处,从而制定针对性的训练计划。

(3)人机交互:将柔性压力传感器应用于智能手套、智能服装等可穿戴设备中,实现人与机器之间的自然交互。

例如,通过手势识别控制智能家居设备、与虚拟环境进行互动等。

四、结论与展望柔性压力传感器因其良好的人体适应性、可穿戴性和灵敏度在人体运动监测方面具有广阔的应用前景。

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》范文

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》范文

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》篇一一、引言随着科技的进步与人们生活品质的提高,对于可穿戴设备的需求日益增长。

在众多可穿戴设备中,柔性压力传感器因其能实时监测人体运动状态并获取生理数据,受到了广泛关注。

本文旨在探讨柔性压力传感器设计原理及其在人体运动监测方面的应用研究。

二、柔性压力传感器设计1. 材料选择柔性压力传感器的设计首先从材料选择开始。

常用的材料包括导电聚合物、碳纳米管等,这些材料具有良好的柔韧性和导电性,是构建传感器的主要原料。

此外,为增强传感器的稳定性与耐用性,还需要采用高分子薄膜作为基底材料。

2. 结构设计结构设计是柔性压力传感器设计的关键环节。

通常采用多层结构,包括导电层、隔离层和基底层。

导电层负责感知压力变化,隔离层则起到保护作用,防止各层之间的短路,而基底层则提供支撑和柔韧性。

3. 制作工艺制作工艺包括材料制备、加工和组装等步骤。

首先将选定的材料制备成薄膜或纤维,然后通过激光切割、热压等技术进行加工和组装,最终形成完整的柔性压力传感器。

三、人体运动监测应用1. 运动数据采集柔性压力传感器可贴附于人体各部位,实时采集运动数据。

例如,通过测量手腕部位的脉搏、血压等生理数据,可了解运动过程中的身体状况。

此外,还可通过测量脚底压力分布,分析运动时的步态和姿势。

2. 运动分析通过对采集的运动数据进行处理和分析,可了解人体的运动模式、速度和强度等信息。

这有助于运动员了解自身运动状态,调整训练计划,提高运动效果。

同时,也可为康复训练和疾病预防提供参考依据。

3. 实际应用案例在运动监测方面,柔性压力传感器已广泛应用于智能手环、智能鞋垫等产品中。

例如,智能鞋垫可实时监测运动员的步态和姿势,为教练提供训练建议;智能手环则可监测心率、血压等生理数据,帮助用户了解自身健康状况。

此外,柔性压力传感器还可应用于医疗康复、智能家居等领域。

四、研究展望随着技术的不断发展,柔性压力传感器在人体运动监测方面的应用将更加广泛。

压力传感器论文

压力传感器论文

摘要摘要压阻型扩散硅压力传感器以其低价格得到广泛应用。

压力传感器的核心是扩散硅电阻桥,智能压力传感器应用单片机技术采集数据、处理并输出显示结果。

扩散硅的压阻系数是温度的函数,所以存在灵敏度温漂,而影响温度的因素是多方面的:测量环境的变化,测量电路产生的热量的影响等等,所以要想得到比较精确的压力值,必须对压力传感器进行校正。

压力传感器的零点存在热漂移、电漂移和时间漂移,减小压力传感器的热零点漂移的措施是各力敏电阻的电阻值及其温度系数的相等性。

本论文应用曲线拟合方法,神经网络算法和多项式拟合的规范化方法校正零点,降低成本且精确度提高.压力传感器的压力灵敏度与压阻系数成比例关系,而压阻系数是温度的函数,所以非线性补偿的实质是消除温度对灵敏度的影响。

可应用的方法很多:二极管补偿法,恒流源补偿法,热敏电阻补偿法等。

本论文根据压力传感器零点补偿与非线性补偿原理,设计出了测量压力传感器的硬件电路,但是由于自身的稳定性其测量结果仍存在误差。

关键词:热零点温漂,灵敏度温漂,电漂移,压力传感器IABSTRACTAbstractPressure sensors are widely used because of a low Price.Silicon resistance is the core of Pressure sensor,an intelligent Pressure sensor acquires,processes data by using microProeessor technique. The Piezoresitive coefficient of silicon is a function of temperature and so the offset drift and sensitivity thermal drift occur. The factors affecting on temperature are various: the change of measurement environment,the heat of the measurement circuit and so on. If we want to get accurate Pressure values,they must be revised.The sensor offset is govemed by its thermal drift,electric drift and electric drift,so eliminating the offset thermal drift in the measurement of sensor needs to keep the values of resistance and temperature coefficient for different resistor strips to be equal each other.The pressure sensitivity is proportional to the piezoresitive coefficient and the latter is a function of temperature, so after eliminating sensitivity thermal drift,the nonlinearity can be substantially compensated. The methods,diode compensation,constant current compensation, thermal sensitive resistor compensation and so on are widely used.In addition,based sensor thermal drift and nonlinearity principle,this paper has designed intelligent sensor hardware circuit. though the result has still a little error.II目录目录第一章引言 (1)1.1 “气缸疲劳性实验”中压力传感器的使用 (1)1.2 压力传感器的发展历史及现状 (2)1.3压力传感器的发展方向 (4)第二章几种压力传感器的比较 (6)2.1压阻式压力传感器 (6)2.2电容式压力传感器 (10)2.3压电式压力传感器 (13)2.4 传感器的选择 (17)第三章压阻式压力传感器的零点特性及其补偿技术 (19)3.1 压阻式压力传感器的静态特性 (19)3.2压阻式压力传感器的电漂移特性 (21)3.3 压阻式压力传感器的零点漂移特性 (23)3.4 压阻式压力传感器得零点输出及补偿技术 (26)第四章压力传感器的实现 (29)4.1 压阻式压力传感器的测量系统设计 (29)4.1.1测量电桥的工作原理 (29)4.1.2电桥电路的非线性误差及其补偿 (31)4.1.2 压力传感器测量电路 (34)4.2 传感器数据采集与处理的硬件电路 (34)4.2.1传感器数据采集与处理的电路结构 (34)4.2.2 恒流源的选取 (35)4.2.3 输入放大器AD632 (36)4.3 压力开关 (37)第五章总结 (39)参考文献 (41)致谢 (42)英文原文 (43)译文: (46)III第一章引言第一章引言1.1 “气缸疲劳性实验”中压力传感器的使用SMC公司是生产气动元件的世界著名跨国公司。

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》范文

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》范文

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展,人体运动监测技术在医疗、体育、康复等领域得到了广泛应用。

柔性压力传感器作为一种关键的技术设备,其在人体运动监测中发挥着越来越重要的作用。

本文旨在探讨柔性压力传感器的设计原理、制作方法及其在人体运动监测中的应用研究。

二、柔性压力传感器设计原理及制作方法1. 设计原理柔性压力传感器是一种能够感知压力变化并将其转换为可测量电信号的装置。

其设计原理主要基于材料的压阻效应和电容效应。

当传感器受到压力作用时,其内部材料会发生形变,导致电阻或电容发生变化,从而产生电信号。

2. 制作方法(1)材料选择:柔性压力传感器主要采用柔性基底材料和敏感材料。

柔性基底材料通常为聚酰亚胺(PI)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等,敏感材料则包括导电聚合物、碳纳米管等。

(2)制作工艺:首先,将柔性基底材料进行预处理,以提高其表面附着力和柔韧性。

然后,将敏感材料涂覆或印刷在基底上,形成传感器的工作区域。

最后,通过封装工艺将传感器进行封装,以提高其耐久性和稳定性。

三、人体运动监测应用研究1. 运动数据采集柔性压力传感器可以贴附在人体表面,通过感知人体运动时产生的压力变化,实时采集运动数据。

这些数据包括运动轨迹、速度、加速度等,可以为后续的运动分析提供依据。

2. 运动分析通过对采集的运动数据进行处理和分析,可以得出人体的运动状态、肌肉力量、关节活动范围等信息。

这些信息对于体育训练、康复治疗、运动损伤预防等方面具有重要意义。

3. 应用场景(1)体育训练:通过监测运动员的运动数据,为其提供科学的训练方案和改进建议,提高训练效果。

(2)康复治疗:帮助医生了解患者的康复情况,制定合理的康复计划,加速患者康复进程。

(3)运动损伤预防:及时发现潜在的运动损伤风险,提醒人们注意运动方式和强度,预防运动损伤的发生。

四、结论与展望本文对柔性压力传感器的设计原理及制作方法进行了探讨,并研究了其在人体运动监测中的应用。

传感器设计及应用实例论文

传感器设计及应用实例论文

压力传感器(压力变送器)的原理及应用概述:压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器,其广泛应用于各种工业自控环境,涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业,下面就简单介绍一些常用传感器原理及其应用1、应变片压力传感器原理与应用力学传感器的种类繁多,如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。

但应用最为广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。

下面我们主要介绍这类传感器。

在了解压阻式力传感器时,我们首先认识一下电阻应变片这种元件。

电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。

它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。

电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。

金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。

通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,当基体受力发生应力变化时,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。

这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。

它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。

根据不同的用途,电阻应变片的阻值可以由设计者设计,但电阻的取值围应注意:阻值太小,所需的驱动电流太大,同时应变片的发热致使本身的温度过高,不同的环境中使用,使应变片的阻值变化太大,输出零点漂移明显,调零电路过于复杂。

而电阻太大,阻抗太高,抗外界的电磁干扰能力较差。

一般均为几十欧至几十千欧左右。

电阻应变片的工作原理金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。

智能压力传感器系统毕业论文

智能压力传感器系统毕业论文

摘要如今伴随着计算机测控系统特别是多传感器计算机测控系统的发展,智能传感器系统作为一个与之相应的新兴研究方向,正受到人们越来越多的关注。

然而,虽然近年来它的研究与开发已取得一定成果,但还远远不能满足实际需求,尤其在压力测量领域更是急待发展。

随着压力测控系统的发展,现有的传统压力传感器已无法满足要求,而集信息采集、信息处理和数字通信功能于一身,能自主管理,具有智能化特性的智能压力传感器系统已成为生产实践发展的迫切需求。

本文对智能压力传感器系统理论及其在压力测量方面的应用进行了深入研究,提出一种新型智能压力传感器系统,并对其智能化功能、硬件配置和智能化软件进行了全面的设计。

智能化压力传感器系统采用集成度高,功能强大的新型微处理器控制,其内部集成了大量的模拟和数字外围模块,具有很强的数据处理能力。

电路内配置了为实现多功能智能化所必需的硬件,并全部采用低价格、小体积器件,还将所有电路设计在一片电路板上,再与传感元件组装在一起,从丽使整个系统在保证智能化功能的前提下,具有体积小、成本低、一体化和抗干扰能力强的特点。

本文研究的智能压力传感器系统具有体积小、成本低、可靠性好、响应速度快、智能化程度高等特点,效果良好,在众多压力测控系统中有着广阔的应用前景。

关键词:智能传感器;压力;微处理器AbstractWith the development of computer control system,especially of the system with multi —sensor,the intelligent sensor or smart sensor,as a new research field,is attracting more and more people’S attention.Although some achievement in the field has been obtained recently,the results are far from application requirements,even worse in the measurement of pressure area.With the development of apres sure control system,the existing traditional pressure sensor has not met the need,however the smart sensor that has the functions of data collection,information processing,digital communication and self-governing has been imminent demand of the development of productive practice.After the theory of smart sensors for pressure measurement has been deeply studied,a new kind of a smart sensor for measuring pressure is developed in this paper to improve this situation,and its overall design of intelligent functions and hardware and software are also described in detail.A microprocessor with powerful functions and higher integration is used as the main control unit.Large numbers of analog and digital peripheral circuits have been also integrated inside,SO the microprocessor has the powerful ability of data processing.All components of the sensor,some of which are necessary for the multiple and intelligent functions,are selected ones with low cost and small package.All circuits are designed in fl piece of PCB and the PCB is installed with the pressure detector together.The smart sensor then obtains the advantages of small dimension,low cost and higher anti—disturbance ability.The smart sensor for measuring pressure designed in this paper has the advantages of small size,low cost,higher performance and response speed,and higher level of intelligence.The result shows that its performance is perfect.So we expect that the smart sensor can have broad future applications in many measuring and controlling systems for pressure.Key words :smart sensorl; pressure; microprocessor毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

传感器的发展及应用 (论文)

传感器的发展及应用 (论文)

传感器的发展及应用 (论文)传感器的发展及应用引言概述:传感器是现代科技中不可或缺的重要组成部分,它们能够将各种物理量转化为可测量的电信号,广泛应用于工业、医疗、农业等领域。

本文将从五个方面详细阐述传感器的发展及应用。

一、传感器的种类及原理1.1 压力传感器:介绍压力传感器的工作原理、应用领域以及常见的型号和特点。

1.2 温度传感器:介绍温度传感器的工作原理、应用领域以及常见的型号和特点。

1.3 光学传感器:介绍光学传感器的工作原理、应用领域以及常见的型号和特点。

二、传感器的发展历程2.1 早期传感器的发展:回顾早期传感器的发展历程,介绍早期传感器的特点和应用情况。

2.2 现代传感器的发展:介绍现代传感器的发展趋势,包括微型化、智能化和多功能化等方面的进展。

2.3 未来传感器的发展:展望未来传感器的发展方向,包括纳米级传感器、无线传感器网络和生物传感器等新兴技术的应用前景。

三、传感器在工业领域的应用3.1 自动化生产:介绍传感器在自动化生产中的应用,包括机器人控制、流水线监测等方面。

3.2 能源管理:探讨传感器在能源管理中的作用,如智能电表、能源监测系统等。

3.3 安全监测:阐述传感器在工业安全监测中的应用,如火灾预警、气体泄漏监测等。

四、传感器在医疗领域的应用4.1 生命体征监测:介绍传感器在生命体征监测中的应用,如心率、血压、体温等的监测。

4.2 医疗设备控制:探讨传感器在医疗设备控制中的作用,如手术机器人、呼吸机等。

4.3 病人定位与追踪:阐述传感器在病人定位与追踪中的应用,如智能医院系统、病房监控等。

五、传感器在农业领域的应用5.1 土壤监测:介绍传感器在土壤监测中的应用,如土壤湿度、养分含量等的检测。

5.2 精准灌溉:探讨传感器在精准灌溉中的作用,如根据土壤湿度自动控制灌溉系统。

5.3 农作物生长监测:阐述传感器在农作物生长监测中的应用,如气象传感器、光照传感器等。

结论:传感器的发展已经取得了巨大的成就,并在各个领域得到了广泛的应用。

压力传感器应用论文

压力传感器应用论文

传感器的应‎用压力传感器姓名:***学号:*****‎81403‎班级:2011级‎电本2班压力传感器‎摘要:压力传感器‎以s tc1‎1f04e‎单片机为中‎心控制系统‎.主要由弹性‎体、电阻应变片‎电缆线等组‎成,内部线路采‎用惠更斯电‎桥,当弹性体承‎受载荷产生‎变形时,电阻应变片‎受到拉伸或‎压缩应变片‎变形后,它的阻值将‎发生变化,从而使电桥‎失去平衡,产生相应的‎差动信号,再经相应的‎测量电路把‎这一电阻变‎化转换为电‎信号,然后用放大‎器将此信号‎放大。

用双积分型‎A/D转换电路‎转换,将转变的数‎字量经单片‎机处理。

最后由LC‎D将其显示‎。

关键词:stc11‎f04e;传感器;双积分型A‎/D转换电路‎。

一.系统设计1.总体设计思‎路:本设计主要‎由压力传感‎器,运算放大器‎,双积分型A‎/D转换电路‎,单片机,LCD 显示‎屏构成。

总体框架如‎下图1。

图1总体电‎路框图二.各个单元电‎路设计1.压力传感器‎的设计采用电阻应‎变式压力传‎感器。

是由电阻应‎变片组成的‎测量电路和‎弹性敏感元‎件组合起来‎的传感器。

当弹性敏感‎元件受到压‎力作用时,将产生应变‎,粘贴在表面‎的电阻应变‎片也会产生‎应变,表现为电阻‎值的变化。

这样弹性体‎的变形转化‎为电阻应变‎片阻值的变‎化。

把4 个电阻应变‎片按照桥路‎方式连接,两输入端施‎加一定的电‎压值,两输出端输‎出的共模电‎压随着桥路‎上电阻阻值‎的变化增加‎或者减小。

一般这种变‎化的对应关‎系具有近似‎线性的关系‎。

找到压力变‎化和输出共‎模电压变化‎的对应关系‎,就可以通过‎测量共模电‎压得到压力‎值。

2.输入放大电‎路的设计由于所测出‎的微压力传‎感器两端的‎电压信号较‎弱,所以电压在‎进行A/D 转换之前必‎须经过放大‎电路的放大‎。

输入放大的‎主要作用是‎提高输入阻‎抗和,本设计采用‎O P07集‎成运算放大‎器构成同相‎比例放大电‎路,以提高电路‎的输入阻抗‎,以达到设计‎要求。

压力传感器设计范文

压力传感器设计范文

压力传感器设计范文一、工作原理常见的压力传感器工作原理有电阻式、电容式和压力敏感半导体等。

电阻式传感器通过控制电阻的变化来测量压力,电容式传感器则通过控制电容的变化来实现测量,而压力敏感半导体传感器则是利用半导体材料在受到压力时电阻发生变化这一特性来进行压力测量。

二、测量范围和精确度在设计压力传感器时,首先需要确定需要测量的压力范围。

不同应用场景下,压力范围的要求可能不同,需要根据具体情况选择合适的传感器。

同时,传感器的精确度也是一个重要的考量因素。

传感器的精确度越高,测量结果越可靠,但相应的成本也会增加。

三、可靠性和稳定性传感器的可靠性和稳定性是设计中必须考虑的因素。

传感器在实际应用中可能受到较大的外界干扰,如温度变化、振动和湿度等。

因此,传感器应具备较好的抗干扰能力,并具备长期稳定性,确保测量结果准确可靠。

四、环境适应性不同的应用环境对传感器的要求也会有所不同。

例如,工业领域中常会遇到高温或腐蚀性环境,此时需要选用耐高温或耐腐蚀的材料来保证传感器的稳定性和寿命。

而在一些特殊应用中,如水下测量、高海拔环境等,传感器还需要具备相应的防水和防尘性能。

五、输出信号和接口根据不同的应用需求,压力传感器可以选择合适的输出信号和接口。

常见的输出信号有电压信号、电流信号和数字信号等,而接口可以选择模拟输出或数字输出。

六、可定制性和成本有些应用场景可能需要定制特殊的压力传感器。

因此,压力传感器的设计应具备一定的可定制性,以满足各种不同需求。

同时,成本也是设计中需要考虑的一个因素,需要在满足要求的前提下尽量控制成本,提高传感器的竞争力。

在压力传感器的设计过程中,需要对以上因素进行综合权衡和考虑。

通过合理的设计和选择,可以满足不同应用场景下对压力测量的需求,提高系统的可靠性和稳定性。

智能压力传感器论文

智能压力传感器论文

智能压力传感器介绍班级:20092091 学号:2007201120 姓名:陈松论文摘要:随着计算机技术的不断发展,信息处理技术也在不断发展完善。

但作为提供信息的传感器,它的发展相对于计算机的信息处理功能来说就落后了。

这使得自动检测技术受到影响,而检测技术是人类认识世界和改造科技不可少的重要手段。

基于上述因素,越来越多的科技工作者对传感器技术予以了高度的重视,促使传感器技术加速发展,以适应信息处理技术的需要。

本论文主要介绍智能压力传感器,分硬件和软件两部分进行介绍。

硬件部分主要介绍了各应用器件的特性及实现方法;软件部分主要介绍了信息处理的编译思想。

关键字:智能压力传感器、单片机、数据采集、数据处理。

绪论:传感器技术在当代科技领域中占有十分重要的地位,是21世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个制高点,在国外各发达国家都将传感器技术视为现代高新技术发展的关键。

从20世纪80年代起,日本就将传感器技术列为优先发展的高打捞技术之首,美国等西方国家也将传感器的基本知识列为国家科技和国防技术发展的重点内容。

当前,世界上正面临着一场新的技术革命,这场革命的主要基础就是信息技术。

信息技术的发展给人类社会和国民经济的各个部门及各个领域都带来了巨大的、广泛的、深刻的变化,是当今人类社会发展的强大动力。

并且正在改变着传统工业的生产方式,带动着传统工业和其他新兴产业的更新和变革。

在军事国防、航空航天、海洋开发、生物工程、医疗保健、商检质检、环境保护、安全范围、家用电器等方面,几乎每一个现代化项目也都离不开传感器技术。

信息的采集是指从自然界中、以及生产过程中或科学实验中获取人们需要的信息。

信息的采集是通过传感器技术实现的,因此传感器检测技术实质上也就是信息采集技术。

显而易见,在现代信息技术的三大环节中,“采集”是首要的基础的一环,没有“采集”到的信息,通信“传输”就是“无源之水”,计算机“处理”更是“无米之炊”。

然而随着计算机技术的飞速发展,信息处理技术也在不断更新完善。

压力传感器毕业论文

压力传感器毕业论文

压力传感器毕业论文压力传感器毕业论文一、引言现代社会中,压力已经成为人们生活中不可避免的一部分。

无论是工作压力、学业压力还是人际关系压力,都可能对人们的身心健康产生负面影响。

因此,如何准确地测量和监控压力成为了一个重要的课题。

压力传感器作为一种重要的测量工具,已经在各个领域得到广泛应用。

本文将从压力传感器的原理、应用、发展前景等方面进行探讨,旨在为相关领域的研究者提供一定的参考。

二、压力传感器的原理压力传感器是一种将压力信号转换为电信号的装置。

其基本原理是利用压力对传感器内部的敏感元件产生的位移或形变进行测量。

常见的压力传感器有压阻式传感器、压电式传感器和电容式传感器等。

其中,压阻式传感器是最常用的一种。

它通过测量电阻值的变化来间接反映被测压力的大小。

压电式传感器则是利用压电效应,将压力转化为电荷或电压信号。

电容式传感器则是通过测量电容值的变化来判断被测压力。

三、压力传感器的应用1. 工业领域在工业生产中,压力传感器被广泛应用于流体控制、液位监测、压力监测等方面。

例如,在汽车制造过程中,压力传感器可以用于检测发动机的气缸压力,从而实现对发动机工作状态的监控和调节。

在化工生产中,压力传感器可以用于测量管道中的压力,保证生产过程的安全性和稳定性。

2. 医疗领域在医疗设备中,压力传感器的应用也十分广泛。

例如,在呼吸机中,压力传感器可以用于监测患者的呼吸压力,确保呼吸机的正常工作。

在血压监测仪中,压力传感器可以用于测量患者的血压值,帮助医生判断患者的健康状况。

3. 生活领域除了工业和医疗领域,压力传感器在生活中也有着广泛的应用。

例如,智能手机中的压力传感器可以用于测量海拔高度,提供定位和导航功能。

智能手环中的压力传感器可以用于监测用户的心率和血压,帮助用户更好地管理健康。

四、压力传感器的发展前景随着科技的不断进步,压力传感器的应用领域将会进一步扩大。

首先,随着智能制造的发展,工业领域对于高精度、高可靠性的压力传感器的需求将会增加。

测控技术与仪器毕业论文范文——压阻式压力传感器的设计与应用

测控技术与仪器毕业论文范文——压阻式压力传感器的设计与应用

压阻式压力传感器的设计与应用摘要压阻式压力传感器是利用半导体材料硅的压阻效应制成的传感器,具有灵敏度高,动态响应快,测量精度高,稳定性好,工作温度范围宽,易于小型与微型化,便于批量生产与使用方便等特点。

论文中介绍了国内外研究现状,分析了补偿方法,同时介绍了现代信号调理技术的发展。

本论文应用智能化的模拟一数字混合信号调理技术,采用MAX1457.经调理后的传感器综合误差不超过 %。

MAX1457是一种专用传感器信号调理芯片。

此芯片集成化程度较高,可以补偿硅压阻式压力传感器的温度误差和非线性误差。

论文首先介绍了MAX1457芯片的结构,分析了芯片的设计思路,在结合压力传感器自身特点的基础上,对传感器进行了一系列的调理,并介绍了相关的硬件电路及软件的核心代码。

关键字:压阻式压力传感器,信号调理,MAX1457Piezoresistive pressure sensor design and applicationAbstractPiezoresistive pressure sensor utilized piezoresistive effect of semiconductor material made of silicon sensor, and characterized in high sensitivity, fast dynamic response,high accuracy, good stability, wide operating temperature range, and easy-to-small and Miniaturization.This paper presents current research status domestic and overseas, and analyzation of compensation method, also modern signal conditioning technology.In this thesis, intelligent analog mixed-signal conditioning technology is adopt by using MAX1457. The post-conditioning sensor integrated error is less than %. MAX1457 is a special sensor signal conditioning integration level chip can compensate for silicon piezoresistive pressure sensor error and nonlinearity error.First, The paper introduces structure of the MAX1457 in combination with pressure sensors on the basis of their own characteristics, and signal condition circuits, then describes hardware design and software codes relevant.Keywords: Piezoresistive pressure sensor, Signal conditioning, MAX14571 绪论引言新技术革命的到来,世界开始进入信息时代,在利用信息的过程中,首先要解决的就是获取准确可靠的信息,而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。

智能压力传感器论文

智能压力传感器论文

智能压力传感器论文摘要智能传感器即是依据传感器技能,将传感器宣告的信号进行信号处理。

首要经斩波稳零拓宽器进行信号发大,往后经A/D改换器进行模数改换再经单片机AT89C51进行操控,究竟闪现出来。

此处,研讨的智能压力传感器,即是将压力传感器输出的电信号进行信息处理后将压力闪现出来,并经过键盘操控使智能化更趋于完善。

跟着核算机技能的不断翻开,信息处理技能也在不断翻开完善。

但作为供给信息的传感器,它的翻开有关于核算机的信息处理功用来说就落后了。

这使得主动查看技能遭到影响,而查看技能是人类知道国际和改造科技不行少的首要方法。

依据上述要素,不断添加的科技作业者对传感器技能予以了高度的注重,推进传感器技能加快翻开,以习气信息处理技能的需求。

打破是以查验技能的水平为根底的压阻型懈怠硅压力传感器以其低报价得到广泛运用,依据单片机技能的智能压力传感器以其运用便当,丈量准确而得以推行。

压力传感器的基地是懈怠硅电阻桥,智能压力传感器运用单片机技能搜集数据、信号的处理并输出闪现作用。

懈怠硅的压阻系数是温度的函数,所以存在活络度温漂,而影响温度的要素是多方面的:丈量环境的改动,丈量电路发作的热量的影响等等,所以要想得到比照准确的压力值,有必要对压力传感器进行校对。

压力传感器的零点存在热漂移、电漂移和时刻漂移,减小压力传感器的热零点漂移的方法是各力敏电阻的电阻值及其温度系数的持平性。

本论文首要介绍智能压力传感器的结束,分硬件和软件两有些进行介绍。

硬件有些首要介绍了各运用器材的特性及结束方法;软件有些首要介绍了信息处理的编译思维。

榜首章绪论传感器技能在今世科技范畴中占有十分首要的方位,是21世纪咱们在高新技能翻开方面抢夺的一个制高点,在国外各兴隆国家都将传感器技能视为现代高新技能翻开的要害。

从20世纪80年代起,日本就将传感器技能列为优先翻开的高打捞技能之首,美国等西方国家也将传感器的根柢常识列为国家科技和国防技能翻开的要害内容。

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》范文

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》范文

《柔性压力传感器设计及其人体运动监测研究》篇一一、引言随着科技的不断进步,柔性电子学领域的研究日益受到关注。

其中,柔性压力传感器作为一种能够感知和测量压力变化的设备,在人体运动监测、医疗健康、人机交互等多个领域具有广泛的应用前景。

本文旨在探讨柔性压力传感器的设计原理及其在人体运动监测方面的应用研究。

二、柔性压力传感器设计1. 材料选择柔性压力传感器的设计首先从材料选择开始。

常用的柔性基底材料包括聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等,这些材料具有良好的柔韧性、耐折性以及绝缘性。

同时,导电材料如银纳米线、碳纳米管等被用于制备传感器电极和感应元件。

2. 结构设计在结构设计方面,柔性压力传感器通常采用多层结构。

其中包括柔性基底、导电电极、感应元件以及封装层等。

通过优化各层材料的厚度、硬度等参数,可以实现传感器的高灵敏度、快速响应以及良好的耐久性。

3. 工作原理柔性压力传感器的工作原理基于电阻变化或电容变化。

当传感器受到压力作用时,其导电性能或电容值发生变化,从而实现对压力的感知和测量。

此外,通过将多个传感器集成在一起,可以实现对空间分布压力的测量。

三、人体运动监测应用1. 运动数据采集柔性压力传感器可以广泛应用于人体运动数据的采集。

通过将传感器贴在人体表面或嵌入衣物中,可以实时监测人体的各种运动状态,如步态、关节活动、肌肉力量等。

这些数据对于运动分析、康复训练以及健康管理等方面具有重要意义。

2. 运动损伤监测在运动损伤监测方面,柔性压力传感器可以实时监测肌肉、关节等部位的应力变化,及时发现潜在的损伤风险。

通过与智能设备相连,可以实现实时数据传输和远程监控,为运动员和医务人员提供及时的反馈和治疗建议。

3. 智能假肢与康复训练在智能假肢与康复训练方面,柔性压力传感器可以用于监测假肢的运动状态和力度,从而提高假肢的灵活性和适应性。

同时,通过分析运动数据,可以为康复训练提供个性化的指导和建议,帮助患者尽快恢复健康。

压电传感器论文

压电传感器论文

压电传感器摘要:压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器。

而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也叫压电传感器。

本文主要介绍压电效应及压电传感器的测量原理,综述当前压电传感器的分类,讨论压电传感器在进一步实用化过程中面临的困难和需要解决的问题,并对其应用前景做的展望。

关键词:压电传感器压电效应分类前景展望一、压电原理1.压电效应一些离子型晶体的电介质(如石英、酒石酸钾钠、钛酸钡等)不仅在电场力作用下,而且在机械力作用下,都会产生极化现象。

即:在这些电介质的一定方向上施加机械力而产生变形时,就会引起它内部正负电荷中心相对转移而产生电的极化,从而导致其两个相对表面(极化面)上出现符号相反的束缚电荷,且其电位移D(在MKS单位制中即电荷密度σ)与外应力张量T成正比;当外力消失,又恢复不带电原状;当外力变向,电荷极性随之而变。

这种现象称为正压电效应,或简称压电效应。

2.压电传感器原理基于压电效应的传感器,是一种自发电式和机电转换式传感器。

它的敏感元件由压电材料制成。

压电材料受力后表面产生电荷。

此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。

压电式传感器用于测量力和能变换为力的非电物理量。

压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。

实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。

二、压电传感器分类压电介质可分为三类,分别是石英晶体、压电陶瓷和高分子压电材料。

1.石英晶体石英晶体是一种天然形成的性能极为优异的单晶体压电材料。

它具有稳定性好、可靠性高、响应速度快、压电常数自然变化率低(在20-200℃时,仅为-0.0001/摄氏度 )等特点,广泛用于制作标准传感器以及高精度传感器。

2.压电陶瓷压电陶瓷是一种人工合成的多晶体压电材料,内部具有大址微观极化区。

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压力传感器的论文
合理进行压力传感器的误差补偿是其应用的关键。

压力传感器主要有偏移量误差、灵敏度误差、线性误差和滞后误差,本文将介绍这四种误差产生的机理和对
测试结果的影响,同时将介绍为提高测量精度的压力标定方法以及应用实例。

目前市场上传感器种类丰富多样,这使得设计工程师可以选择系统所需的压力传感器。

这些传感器既包括最基本的变换器,也包括更为复杂的带有片上电路的高集成度传感器。

由于存在这些差异,设计工程师必须尽可能够补偿压力传感器的测量误差,这是保证传感器满足设计和应用要求的重要步骤。

在某些情况
下,补偿还能提高传感器在应用中的整体性能。

本文以摩托罗拉公司的压力传感器为例,所涉及的概念适用于各种压力传感器的设计应用。

摩托罗拉公司生产的主流压力传感器是一种单片压阻器件,该器件具有3类:
1. 基本的或未加补偿标定;
2. 有标定并进行温度补偿;
3. 有标定、补偿和放大。

偏移量、范围标定以及温度补偿均可以通过薄膜电阻网络实现,这种薄膜电阻网络在封装过程中采用激光修正。

该传感器通常与微控制器结合使用,而微控制器的嵌入软件本身建立了传感器数学模型。

微控制器读取了输出电压后,通过模数转换器的变换,该模型可以将电压量转换为压力测量值。

传感器最简单的数学模型即为传递函数。

该模型可在整个标定过程中进行优化,并且模型的成熟度将随标定点的增加而增加。

从计量学的角度看,测量误差具有相当严格的定义:它表征了测量压力与实际压力之间的差异。

而通常无法直接得到实际压力,但可以通过采用适当的压力标准加以估计,计量人员通常采用那些精度比被测设备高出至少10倍的仪器作为测量标准。

由于未经标定的系统只能使用典型的灵敏度和偏移值将输出电压转换为压力,测得的压力将产生如图1所示的误差。

这种未经标定的初始误差由以下几个部分组成:
a. 偏移量误差。

由于在整个压力范围内垂直偏移保持恒定,因此变换器扩散和激光调节修正的变化将产生偏移量误差。

b. 灵敏度误差,产生误差大小与压力成正比。

如果设备的灵敏度高于典型值,灵敏度误差将是压力的递增函数(见图1)。

如果灵敏度低于典型值,那么灵敏度误差将是压力的递减函数。

该误差的产生原因在于扩散过程的变化。

c. 线性误差。

这是一个对初始误差影响较小的因素,该误差的产生原因在于硅片的物理非线性,但对于带放大器的传感器,还应包括放大器的非线性。

线性误差曲线可以是凹形曲线,也可以是凸形曲线。

d. 滞后误差:在大多数情形中,滞后误差完全可以忽略不计,因为硅片具有很高的机械刚度。

一般只需在压力变化很大的情形中考虑滞后误差。

标定可消除或极大地减小这些误差,而补偿技术通常要求确定系统实际传递函数的参数,而不是简单的使用典型值。

电位计、可调电阻以及其他硬件均可在补偿过程中采用,而软件则能更灵活地实现这种误差补偿工作。

一点标定法可通过消除传递函数零点处的漂移来补偿偏移量误差,这类标定方法称为自动归零。

偏移量标定通常在零压力下进行,特别是在差动传感器中,因为在标称条件下差动压力通常为0。

对于纯传感器,偏移量标定则要困难一些,因为它要么需要一个压力读取系统,用以测量其在环境大气压力条件下的标定压力值,要么需要获取期望压力的压力控制器。

差动传感器的零压力标定非常精确,因为标定压力严格为0。

另一方面,压力不为0时的标定精确度取决于压力控制器或测量系统的性能。

选择标定压力
标定压力的选取非常重要,因其决定了获取最佳精度的压力范围。

实际上,经过标定后实际的偏移量误差在标定点处最小并一直保持较小的值。

因此,标定点必须根据目标压力范围加以选择,而压力范围可以不与工作范围相一致。

为了将输出电压转换为压力值,由于实际的灵敏度往往是未知,因此在数学模型中通常采用典型灵敏度进行单点标定。

红色曲线表示进行偏移量标定(PCAL=0)后的误差曲线,可以发现误差曲线相对于表示标定前误差的黑色曲线产生了垂直偏移。

这种标定方法与一点标定法相比要求更为严格,实现成本也更高。

然而与一点标定法相比,该方法可显著提高系统的精度,因为该方法不仅标定了偏移量,还标定了传感器的灵敏度。

因此在误差计算中可以使用灵敏度实际值,而非典型值。

绿色曲线表示精度提高。

在这里,标定是在0至500兆巴(满标度)条件下进行。

由于在标定点上误差接近于0,因此为了在期望的压力范围内得到最小的测量误差,正确地设定这些点就显得尤为重要。

某些应用中要求在整个压力范围内保持较高的精确度。

在这些应用中,可以采用多点标定法来得到最理想的结果。

在多点标定法中,不仅考虑了偏移量和灵敏度误差,还考虑了大部分的线性误差,紫红色曲线所示。

这儿用的数学模型与每个标定间距(在两个标定点之间)的两级标定完全一样。

三点标定
如前所述,线性误差具有一致的形式,且误差曲线符合二次方程的曲线,具有可预测的大小和形状。

对于未采用放大器的传感器更是如此,因为传感器的非线性从本质上是基于机械原因(这是由硅片的薄膜压力引起)。

线性误差特性的描述可以通过计算典型实例的平均线性误差,确定多项式函数(a×2+bx+c)的参数而得到。

确定了a、b和c后得到的模型对于相同类型的传感器都是有效的。

该方法能在无需第3个标定点的情况下有效地补偿线性误差。

摩托罗拉MPX2300的补偿实例,MPX2300是一种主要应用于血压测量的温度补偿传感器。

多项式模型可由10个传感器的平均线性误差得到,补偿后的误差约为最大初始线性误差的十至二十分之一,如图3虚线所示。

该误差补偿方法只需两点标定即可将低成本传感器改进为高性能器件(误差小于满标度的0.05%)。

当然设计工程师要根据实际应用的精确度要求,选择最适合的标定方法,此外还需要考虑系统成本。

由于有多种集成度和补偿技术可供选择,设计工程师可根据不同的设计要求选择适当的方法。

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