传感器技术课程设计(应变式测力仪)
电阻应变式拉力传感器及转换电路设计
第四是引出线，它作为联结测量导线之用。
电阻应变片主要分为电阻丝式应变片、金属箔式应变片和金属薄膜应变片。由于电阻丝式应变片有横向效应对测量的精度有影响，使灵敏度降低，而且耐疲劳性能不高。金属薄膜应变片尚难控制电阻与温度的变化关系，不常用。故选用金属箔式应变片。
五、弹性元件设计
弹性敏感元件在传感器技术中占有极为重要的地位。在传感器工作过程中，一般是由弹性敏感元件首先把各种形式的非电物理量变换成应变量或位移量等，然后配合各种形式的转换元件，把非电量转换成电量。所以在传感器中弹性元件是应用最广泛的元件。
5.1
在设计传感器以前，首先应选择好弹性元件材料。对弹性元件材料提出以下要求：
a有较高的灵敏系数；
b电阻率高；
c电阻温度系数小，具有足够的热稳定性；
d机械强度高，压碾或拉伸性能好，高温时耐氧化性能要好，耐腐蚀性能强；
e与其它金属接触的热电势小；
f与引出线焊接容易。
(2)常用的应变计材料
结论：根据应变式拉/压传感器的使用特性和性能指标,本次的传感器的要求又是要求精度不太高，并为保证弹性稳定性好，故弹性体选用硬化不锈纲材料。
5.3
对于荷重测量，要求传感器弹性元件具有高的弹性极限、高的冲击韧性和疲劳极限，具有良好的机械加工和热处理性能，具有高的抗氧化、抗腐蚀性能，而且热膨胀系数和弹性滞后应尽量小。
一、
传感器是感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号（通常为电信号）的器件或装置，传感器是发展仪器仪表、自动控制和广泛应用计算机的前提条件。
本次设计了一个应变式荷重传感器。应变式荷重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在它表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，应变片变形后，它的阻值将发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。
基于单片机的电子称传感器课程设计
测控技术与仪器专业《传感器技术》课程设计任务书淮阴工学院电子与电气工程学院2014年06月专业方向课程设计课题：电阻应变式电子称班级测控1111学生姓名金梦磊学号 **********指导教师张青春淮阴工学院电子与电气工程学院目录1.系统方案设计1.1 概述1.2 检测原理1.3 系统原理框图2.系统硬件设计2.1 传感器选择及其特性2.2 测量电路2.3 信号采集电路2.4 单片机及外围电路2.5 总体电路图3.系统软件设计3.1 软件设计方法3.2 软件流程图3.3 软件清单及说明4.系统调试与验证4.1 调试过程4.2调试结果（仿真结果）截图4.3 误差分析5．课程设计体会与总结附录：1、参考资料 2、元器件表基于电阻式应变片式传感器的电子称设计`1.系统方案设计1.1概述随着时代的进步和科技的发展，电子称已经成为现代生活中不可或缺的一部分。
无论是做生意确定货物的重量，还是菜市场买菜看斤看两，还是没事减肥看看自己体重有没有减少，我们都需要使用称量道具，电子称以其便携，准确等优点占据着市场。
早期的电子称是通过模拟电路实现的，其抗干扰能力不足，准确也比较低。
现在的电子称都是通过微控制器，采用数字信号的方式，这样就克服了以前的缺点，还可以实现键盘控制以及超额报警等更能。
在学习了传感器，单片机，测控电路几门课程之后，我们可以自己设计出一个电子称了。
在我的设计中，我将采用电阻式应变片传感器进行测量，并采用放大器对传感器转换出的电压信号进行放大、达到A/D转换器输入电压的要求，采用8位A/D转换器将放大器产生的模拟信号转换成数字信号，单片机将接收到的数字处理后显示在4个数码管上（量程为0-1.999kg，所以只需要4个数码管），还需要蜂鸣器进行超量程报警，led灯显示电源的通断，两个拨位开关实现电源通断的控制，以及单片机的复位功能。
1.2检测原理电阻式应变片传感器是通过电阻的应变效应进行测量。
所谓的电阻应变效应就是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应的改变，这一物理现象称为“电阻应变效应“。
课程标准-传感器技术及应用 (2)精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版《传感器技术及应用》课程标准课程名称：传感器技术及应用课程类型：专业基础课总学时：64学时学分：4指定人：贾卫坊审核人：适用专业：应用电子技术、电气自动化技术、楼宇智能化工业技术制订时间：2014年7月30日(一)课程性质和任务1.课程性质：本课程是应用电子技术、电气自动化技术、楼宇智能化工业技术等专业职业技术课，，是在学生学习完《电子技术基础一》、《电子技术基础二》、《电路分析基础》等相关课程后开设的。
其主要包括传感器的认识、结构原理和使用方法，并在此基础上分别介绍常用传感器应用技术及实用电路的分析与设计。
2.课程标准设计思路：本课程讲解的内容以实用为主，原理分析通俗易懂。
各章节中典型传感器应用电路的分析和测试，融合常用传感器的基本知识。
课程内容包含了传感器检测若干个项目，每个项目又分为若干个典型工作任务，每个任务将相关知识和实践实验进行有机的结合，突出实际应用，减少理论推导，注重培养学生的实际应用能力和分析解决问题的实际工作能力。
据本课程的教学目标，以各种测量手段为主线，传感器的应用贯穿课程整个内容，让学生在用什么、学什么、会什么的过程中，逐步掌握专业技能和相关专业知识，培养学生的实际操作能力。
由于本课程与实际联系紧密，理论教学和实践实验训练有机结合，对学生的成绩评定应采用新的评价方式。
3.课程任务：通过本课程的学习和技能训练，使学生能认识传感器，了解测量基本原理，理解各种传感器进行非电量电测的方法，掌握传感器的基本结构和使用方法。
初步具备实用传感器的应用和电路制作技能，并了解相应的测量转换电路、信号处理电路的原理及各种传感器在工业中的应用。
（二）课程目标1.职业知识：●传感器的静态特性、动态特性与技术指标●电阻传感器原理与应用●电感传感器原理与应用●电容传感器原理与应用●光电（光纤、光栅）传感器原理与应用●磁电式传感器与霍尔传感器●压电式传感器原理与应用●半导体物性传感器●温度检测系统●压力检测系统●液位测检系统●流量检测系统●传感器在汽车上的应用2.职业技能：●测量误差与数据处理●传感器的标定和校准●应变电阻传感器的测量电路与电子秤的标定。
应变式传感器课程设计
应变式传感器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解应变式传感器的原理，掌握其组成结构及工作方式。
2. 学生能够描述应变式传感器在工程测量中的应用，了解其优缺点。
3. 学生掌握应变式传感器的数学模型及其转换关系。
技能目标：1. 学生能够独立完成应变式传感器的电路连接，进行简单的数据采集。
2. 学生能够运用所学知识，对实际测量中的数据进行初步处理和分析。
3. 学生能够运用应变式传感器设计简单的实际应用项目，提高解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习应变式传感器，培养对物理科学的兴趣和探究精神。
2. 学生在团队合作中，培养沟通协调能力和团队合作精神。
3. 学生了解传感器技术在现代社会中的重要作用，增强对科技创新的认识，提高社会责任感和使命感。
课程性质：本课程为高二年级物理选修课程，旨在通过实践操作，使学生掌握应变式传感器的基本原理和应用。
学生特点：高二年级学生已具备一定的物理基础和实验操作能力，对传感器技术有一定了解，但对实际应用尚缺乏经验。
教学要求：结合学生特点，课程设计注重理论与实践相结合，提高学生的动手操作能力和问题解决能力。
通过具体的学习成果分解，使学生在课程结束后能够达到上述课程目标。
后续教学设计和评估将以此为基础，确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 应变式传感器原理及结构- 介绍应变式传感器的工作原理- 分析应变片的结构和材料- 讲解应变式传感器的电路连接方式2. 应变式传感器的数学模型- 探讨应变式传感器的转换关系- 引导学生建立应变式传感器的数学模型- 实例分析应变式传感器的数学模型应用3. 应变式传感器的应用- 介绍应变式传感器在工程测量中的应用领域- 分析应变式传感器的优缺点- 案例展示应变式传感器在实际项目中的应用4. 实践操作与数据处理- 安排学生进行应变式传感器的电路连接及数据采集- 指导学生进行实验数据的初步处理和分析- 引导学生针对实际问题，运用应变式传感器进行解决方案的设计5. 教学进度安排- 原理及结构：2课时- 数学模型：2课时- 应用：2课时- 实践操作与数据处理：4课时教材章节关联：- 第二章 传感器原理- 第三章 传感器数学模型- 第四章 传感器应用- 附录 实验操作指导教学内容根据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性。
(完整版)传感器课程设计_称重传感器应用电路设计
东北石油大学课程设计2012年6 月25任务书课程传感器课程设计题目称重传感器应用电路设计专业测控技术与仪器姓名黄俊学号0906********主要内容：使用称重传感器，设计一台电子称电路，可称重5千克，精度10克。
设计开始先查阅相关资料，如元器件资料、方案选择等，可以使用单片机方案，也可以使用模拟电路方案，设计显示电路时显示**.**千克，并有相应的手动校正电路。
基本要求：1．设计以测量显示部分电路为主；2．要绘制原理框图；3．绘制原理电路；4．要有必要的计算及元件选择说明；5．提供元件清单；6．如果采用单片机，必需绘制软件流程图主要参考资料：[1]黄贤武，郑筱霞.传感器原理与应用[M].电子科技大学出版社,2004[2] 王琦.电阻应变式称重传感器的设计[J].木材加工机械.2005(3)[3] 缪少勇.浅谈称重传感器工作原理及故障排除[J].科学之友.2010(14)[4] 施昌彦.称重传感器计量规程[J].试验技术与试验机.1987(4)[5]张国维.测控电路[M].机械工业出版社,2007完成期限2012.6.25—2012.6.29指导教师专业负责人2012年6 月25 日摘要在我们生活中经常都需要测量物体的重量，于是就用到秤，但是随着社会的进步、科学的发展，我们对其要求操作方便、易于识别。
随着计量技术和电子技术的发展传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰，电子称量装置电子秤、电子天平等以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。
电阻应变式传感器具有测量范围广、精度高、误差小和线性度好等优点，且能在恶劣环境下工作，在力、压力和重量测试中有非常广泛的应用，力传感器具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。
所以电阻应变式力传感器制作的数显电子秤具有准确度高易于制作，简单实用、成本低廉、体积小巧、携带方便等特点。
关键词：称重传感器、电阻应变计、精度、显示目录一、设计要求 (1)二、方案设计 (1)1、方案说明 (1)2、方案论证 (2)三、传感器工作原理 (2)四、电路的工作原理 (4)五、单元电路设计、参数计算和器件选择 (6)1、测量电路 (6)2、差动放大电路 (7)3、A/D转换 (8)4、显示电路设计 (9)5、系统需要的元器件清单 (10)六、总结 (11)称重传感器应用电路设计一 、设计要求使用称重传感器，设计一台电子称电路，可称重5千克，精度10克。
传感器技术课程设计(应变式测力仪)
成绩评定：传感器技术课程设计题目应变式测力仪院系电子工程学院专业姓名年级电指导教师蔡苗苗2014年 11 月摘要电阻应变式传感器具有灵敏度和精度高，性能稳定、可靠、尺寸小，重量轻、结构简单、使用方便、测量速度快等优点，且能在恶劣的环境下工作，在力、压力和重力要测试中有非常广泛的应用。
所以电阻应变式力传感器制作的电子称具有准确度高，易于制作，简单实用、成本低廉、体积小巧、携带方便等特点。
对于电阻应变片式测力传感器（以下简称“测力传感器”）来说，弹性体的结构外形与相关尺寸对测力传感器性能的影响极大。
可以说，测力传感器的性能主要取决于其弹性体的外形及相关尺寸。
假如测力传感器的弹性体设计不公道，无论弹性体的加工精度多高、粘贴的电阻应变片的品质多好，测力传感器都难以达到较高的测力性能。
因此，在测力传感器的设计过程中，对弹性体进行公道的设计至关重要。
关键词：电阻应变片测力传感器精度灵敏度目录一、设计目的------------------------- 4二、设计任务与要求--------------------- 42.1设计任务------------------------- 42.2设计要求------------------------- 4三、设计步骤及原理分析 ----------------- 53.1设计方法------------------------- 5 3.2设计步骤------------------------- 63.3设计原理分析---------------------- 7四、课程设计小结与体会 ----------------- 9五、参考文献-------------------------- 9一、设计目的1、掌握传感器选择的一般设计方法；2、了解有关传感器的基础知识；3、加深对电子电路知识方面知识的理解；4、能够熟悉传感器的检测以及应用电路；5、培养综合应用所学知识来指导实践的能力；二、设计任务与要求2.1设计任务1、总体结构设计2、精度设计3、传感器设计4、设计转换电路和调理电路；进行仿真实验。
应变式传感器称重系统的设计
菏泽学院Heze University本科生课程设计（论文）题目应变式传感器称重系统的设计姓名任青瑞学号2013174271 院系蒋震机电工程学院专业自动化指导教师侯建华职称副教授应变式传感器称重系统的设计传感器与检测技术课程设计任务书及成绩评定专业自动化设计题目应变式传感器称重系统的设计学生姓名任青瑞学号 2013174271 指导教师侯建华职称副教授菏泽学院本科传感器与检测技术课程设计目录摘要 (1)关键字 (1)Abstract (1)Key words (1)引言 (2)1 应变式传感器称重系统设计方案 (2)1.1 设计要求 (2)1.2 设计思路 (2)2 硬件设计 (2)2.1 单片机模块 (2)2.2电源模块 (4)2.3 传感器电路模块 (4)2.4 A/D 变换电路模块 (4)2.5 数码管显示模块 (5)3 软件设计 (6)3.1 程序设计语言的选用 (6)3.2 软件程序的设计 (6)4 调试校准 (7)4.1 实物连线 (7)4.2 系统调零 (8)4.3 量程调节 (8)个人总结 (8)参考文献 (8)附录 (9)应变式传感器称重系统的设计应变式传感器称重系统的设计自动化专业学生任青瑞指导教师侯建华摘要：本文设计一种以AT89C51单片机为核心，包括ADC0809类型转换器的压阻应变片式压力传感器的重力测量系统。
简要介绍了压阻应变片式压力传感器电路的工作原理以及A/D变换电路的工作原理，完成了整个实验对于压力的采样和显示。
与其它类型传感器相比，压阻应变片式压力传感器有以下特点：测量范围广，精度高，输出特性的线性好，工作性能稳定、可靠，能在恶劣的化境条件下工作。
由于压阻应变片式压力传感器具有以上优点，所以它在重力测试技术中取得十分广泛的应用。
关键字：压阻应变片式传感器；AT89C51单片机；ADC0809；数码管The Design of Strain Gauge Sensor Weighing SystemAutomation professional student Ren QingruiTutor Hou JianhuaAbstract: This paper introduces a kind of differential pressure measuring system with A T89C51 single chip microcomputer as the core, including the diffusion silicon pressure resistance type pressure sensor of ADC0809 type converter. This paper briefly introduces the working principle of the diffusion silicon pressure sensor circuit and the working principle of the A/D conversion circuit, and completes the sampling and display of the pressure in the whole experiment. Compared with other kinds of sensors, the diffused silicon pressure resistance type resistance strain type sensor has the following characteristics: wide measuring range, high precision, good output characteristics of linear, stable performance, reliable, can work under the bad environment conditions. Because of the above advantages, the diffusion silicon pressure resistance type pressure sensor has a very wide range of applications.Keywords: Pressure resistance strain gauge sensor; A T89C51; ADC0809; digital tube菏泽学院本科传感器与检测技术课程设计引言物料计量是工业生产和贸易流通中的重要环节。
《传感器技术》实验教学大纲
《传感器技术》实验教学大纲
一、本课程的目的与任务
通过学习本门课程，使学生理解传感器的基础知识和各种传统传感器的基本原理，初步掌握传感器系统设计原理，对传感器的发展和现状有初步了解，了解现代新型传感器的类型和工作方式、原理。
使学生初步掌握传感器系统的应用、开发的综合技术。
本课程的教学侧重于对传统传感器的工作原理、特性的理解，对传感器的技术参数要会求取。
对于常用传感器的测量电路要会计算；掌握传感器误差及误差补偿的相关技术。
初步了解近代传感器技术及其工作原理。
二、本课程实验内容及具体要求
1、实验理论方面：
熟悉电阻应变式和电容式传感器的基本工作原理和测量原理，用其测量应力和位移的测量系统的组成。
2、实验教学方面：
学生能够根据实验指导书合理选择测量元件和电路模块，独立完成实验项目，完成完整的实验报告；根据实验过程回答每个实验后的思考题。
3、对学生能力培养的要求：
学会用实际电路搭建简单测量系统，并对该测量系统进行静态标定；
根据实验过程了解测量系统特性，分析测量不同物理量时测量系统的结构特点。
注：要求：必做、选做、其他
类型：演示、验证、综合、设计
类别：基础、技术(或专业)基础、专业、其他
四、授课计划与学时安排
本课程实验8学时，各实验与讲课穿插进行。
五、实验考核及评分办法
1、学生进实验室要求有预习报告并检查；
2、实验做完后对每一学生完成情况和解决问题的能力进行考核；
3、对实验报告给予评分(特别要求总结存在哪些问题，如何解决)；
4、综合每项实验状况给出成绩(占本门课总成绩的15％)。
执笔人：权义萍。
电阻应变式称重传感器的设计
电阻应变式称重传感器的设计《自动检测技术及仪表》课程设计题目:电阻应变式称重传感器的设计学院:专业:年级:姓名:学号:目录摘要 (2)一、称重传感器 (2)1、简介 (2)2、种类 (3)二、电阻应变式称重传感器及其设计 (3)1、电阻应变式称重传感器简介及工作原理 (3)2、传感器的设计概述 (5)3、设计传感器的工作原理 (6)4、传感器弹性元件结构 (7)5、传感器测量电路 (8)6、传感器的特性 (9)7、称重传感器常用技术参数 (11)8、传感器设计相关参数选择 (13)9、应用技术及应用领域 (16)三、总结 (17)四、参考资料 (17)1摘要称重传感器是电子衡器的核心部件，随着称重传感器技术不断发展和应用领域不断扩大，传感器越来越为人们所关注。
本文通过对传感器工作原理、分类及应用等的分析，介绍了一种基于双孔梁称重的电阻应变式传感器。
它可称量被试木材在某一时刻的重量，以计算该试材在该时刻的含水率。
该方法的准确度和稳定性不受木材材性影响，且与木材含水率不均性无关。
一、称重传感器1、简介称重传感器是知识密集、技术密集和技巧密集型的高技术产品。
研制和生产所涉及的内容多、离散大，技术密集程度高，边缘学科色彩浓，是多种学科相互交叉、相互渗透的结晶。
称重传感器是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。
用传感器先要考虑传感器所处的实际工作环境，这点对正确选用称重传感器至关重要，它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的可靠性和安全性。
在称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上，新旧国标有质的差异。
随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，从以前不能称重的大型罐、料斗等重2量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制，到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等，都应用了称重传感器。
机械工程《传感器与检测技术》测试技术实验指导书
机械工程《传感器与检测技术》测试技术实验指导书机械工程测试技术实验指导书——传感器与检测技术罗烈雷编机械工程系机械工程测试技术实验指导书——传感器与检测技术一、测试技术实验的地位和作用《传感器与检测技术》课程，在高等理工科院校机械类各专业的教学打算中，是一门重要的专业基础课，而实验课是完成本课程教学的重要环节。
其要紧任务是通过实验巩固和消化课堂所讲授理论内容的明白得，把握常用传感器的工作原理和使用方法，提高学生的动手能力和学习爱好。
其目的是使学生把握非电量检测的差不多方法和选用传感器的原则，培养学生独立处理问题和解决问题的能力。
二、应达到的实验能力标准1、通过应变式传感器实验，把握理论课上所讲授的应变片的工作原理，并验证单臂、半桥、全桥的性能及相互之间关系。
2、通过差动变压器静态位移性能测试和差动变压器零点残余电压的补偿电路设计，把握理论课上所讲授的差动变压器的工作原理和零点残余电压的补偿措施。
3、通过电涡流式传感器的静态标定和被测体材料对电涡流式传感器特性的阻碍实验，把握理论课上所讲授的电涡流式传感器的原理及工作性能，验证不同性质被测体材料对电涡流式传感器性能的阻碍。
4、通过差动面积式电容传感器的静态及动态特性测试，了解差动面积式电容传感器的工作原理及其特性。
5、通过磁电感应式传感器的性能和霍尔式传感器直流静态位移特性的测试方法，把握磁电感应式传感器的工作原理及其性能和霍尔式传感器的工作原理及其特能。
6、通过压电式传感器的动态响应和引线电容对电压放大器与电荷放大器的阻碍实验，把握压电式传感器的原理、结构及应用和验证引线电容对电压放大器的阻碍，了解电荷放大器的原理和使用方法。
7、通过光敏三极管和光敏电阻的性能测试，把握光电传感器的原理与应用方法。
8、热电偶和热敏电阻的性能测试的方法，把握热电偶的原理和 NTC 热敏电阻的工作原理和使用方法，并对传感器灵敏度线性度进行分析。
9、通过差动放大器和低通滤波器设计和测试，把握差动放大器和滤波器的设计方法和性能测试方法。
应变式传感器课程设计
应变式传感器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解应变式传感器的工作原理，掌握其基本结构与应用领域。
2. 学生能掌握应变式传感器的数学模型，并运用相关公式进行计算。
3. 学生能了解传感器在工程测量和自动控制中的重要性。
技能目标：1. 学生具备动手搭建简单应变式传感器电路的能力，并能进行数据采集与分析。
2. 学生能运用所学知识解决实际测量问题，设计简单的传感器应用方案。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对传感器技术研究的兴趣，增强探索精神和创新意识。
2. 学生认识到传感器在科技发展和国民经济建设中的重要作用，树立正确的价值观。
3. 学生在小组合作中培养团队协作精神，提高沟通与交流能力。
课程性质：本课程为高二年级物理选修课程，以实践操作和理论学习相结合的方式进行。
学生特点：学生具备一定的物理基础和动手能力，对新兴技术有一定的好奇心。
教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，培养学生的创新能力和实际应用能力。
教学过程中关注学生的个体差异，引导他们主动参与，激发学习兴趣。
通过分解课程目标为具体学习成果，为教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 应变式传感器的基本概念与工作原理- 介绍应变式传感器的定义、类型及工作原理。
- 分析应变片的结构、材料及应变效应。
2. 应变式传感器的数学模型与计算方法- 探讨应变式传感器的数学模型，包括应力、应变与电信号的关系。
- 介绍相关计算公式，如灵敏系数、测量范围等。
3. 应变式传感器的应用领域- 分析应变式传感器在工程测量、自动控制等领域的应用案例。
- 引导学生了解传感器在现代科技发展中的重要作用。
4. 应变式传感器电路设计与数据采集- 学习并搭建简单的应变式传感器电路，了解电路元件的作用。
- 学习使用数据采集器进行数据采集、处理与分析。
5. 实践操作与创新能力培养- 安排学生进行实际操作，如制作应变式传感器、搭建电路等。
- 引导学生运用所学知识解决实际问题，培养学生的创新能力。
传感器课程设计题目及要求
1、利用电容式传感器实现对短距离位移的测量（测量量程分：5、10、15mm自选），并举出其可能应用的场合。
2、选择合适的测量及转换电路，给出工作原理图。
？
3、画出该传感器测量位移的原理图，并附详细说明；
4、说明该位移传感器的测量原理及测量过程；
5、简要分析你所设计的电容式位移传感器的特点。
3、给出所选应变片的型号及弹性敏感元件的类型；
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4、给出传感器的工体原理。
5、绘制测量原理图。
6、设计测力仪电路图
课题三名称室内有害气体检测报警仪
一、设计目的
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2、了解有关传感器的基础知识；
3、加深对电子电路方面知识的理解；
4、能够熟悉传感器的检测以及应用电路。
二、设计要求
1、利用气敏电阻元件设计室内有害气体检测仪；
3、画出你所设计的自动工件检验计数器的电路原理图并予以说明；
4、给出你所选择的元件明细表；
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5、简要说明你所设计的传感器的测量特点。
三、设计进度安排（时间及地点）
各班级根据具体教学情况安排
？
—
课题七名称：室内灯光亮度自动调节器的设计
一、设计目的
1、巩固电子线路知识的原理及应用；
2、加强实践能力，将传感器知识用于实际生产、生活中去。
2、进行全闭环数控系统的连接与调试
二、设计内容、要求及组织形式
1、介绍常见光栅尺的工作原理；
2、设计可行的光栅连接电路的原理图；
3、对于电路中所选用的电子元器件给出其型号及参数；
4、给出你所设计的光栅尺的编码形式及脉冲形式。
5、选择合适的测量电路，进行相关参数设计，并且给予说明
三、设计进度安排（时间及地点）
电阻应变式传感器课程设计
电阻应变式传感器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解电阻应变式传感器的工作原理，掌握其构成及功能；2. 掌握电阻应变片的基本特性，了解其应用范围；3. 学会分析电阻应变式传感器在实际应用中的电路连接方式和数据处理方法。
技能目标：1. 能够正确使用万用表、示波器等工具进行电阻应变式传感器的测量；2. 学会设计简单的电阻应变式传感器电路，并进行调试；3. 能够运用所学知识解决实际问题，提高创新能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对传感器技术研究的兴趣，激发学习热情；2. 增强学生的团队合作意识，培养沟通协调能力；3. 使学生认识到电阻应变式传感器在工程领域的应用价值，提高社会责任感。
本课程针对高年级学生在电子技术领域的基础知识，结合电阻应变式传感器的特点，旨在提高学生理论联系实际的能力。
课程注重培养学生的动手操作能力、创新思维和实际应用能力，为后续相关专业课程的学习打下坚实基础。
通过本课程的学习，使学生能够在实际工程问题中运用电阻应变式传感器，为我国工程技术领域的发展贡献自己的力量。
二、教学内容1. 电阻应变式传感器原理- 电阻应变效应- 电阻应变片的结构与工作原理- 电阻应变片的特性曲线2. 电阻应变式传感器的构成与分类- 基本构成元件- 不同类型的电阻应变式传感器- 各类传感器的应用场景3. 电阻应变式传感器电路设计- 电路连接方式- 信号调理电路- 数据采集与处理4. 电阻应变式传感器应用实例- 力、压力、位移测量- 在工程领域的应用案例- 创新性应用探讨5. 实验教学- 电阻应变式传感器测量实验- 电路设计与调试- 实验报告撰写与交流教学内容依据课程目标进行科学性和系统性设计，以教材相关章节为基础，结合实际教学需求进行调整。
教学进度安排合理，确保学生在掌握理论知识的同时，能够充分锻炼实际操作能力。
通过以上教学内容的实施，使学生全面了解电阻应变式传感器及其在实际工程中的应用。
三、教学方法本课程采用多样化的教学方法，结合课本内容，旨在激发学生的学习兴趣，提高教学效果。
《传感器应用技术》课程标准
《传感器应用技术》课程标准课程名称：传感器应用技术课程类别：专业核心课课程制定依据：《工业自动化仪表及应用专业人才培养方案》建议课时数：104学时适用专业：工业自动化仪表及应用专业一、课程性质与设计思路（一）课程性质本课程是中等职业学校“工业自动化仪表及应用”专业的一门专业核心课程，适用于中等职业学校仪表类专业，是从事仪表生产、销售、售后服务、仪表系统工程服务等岗位工作的必修综合技术应用课程之一。
（二）课程任务通过教师的课堂讲授，学生课堂讨论、习题、实验等环节的参与，使学生获得传感器及其应用的基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为学生学习《仪器仪表装配与维修》《过程控制系统应用》《自动控制仪表调校与选型》等后续课程的学习打下良好的基础。
（三）设计思路本课程的设计思路是以学生将来从事的职业岗位群所需要的相关知识和基本技能为依据确定课程目标，设计课程内容，按中等职业学校学生的认知特点设计学习过程，突破了学科为中心的课程体系，将学科内容按“项目”进行整合，在内容安排上由简到繁，逐步深入，以各种物理量测量为主线，传感器的应用贯穿课程整个内容，包含“安全常识”、“初识传感器”、“温度及环境量的检测”、“位移的检测”、“力和压力的检测”、“位置的检测”、“液位和流量的检测”、“传感器综合实训”等8个项目，每个项目又分为若干个典型任务，每个任务将相关知识和实践实验进行有机的结合，突出实际应用，减少理论推导，让学生在“用什么、学什么、会什么”的过程中，逐步掌握专业技能和相关专业知识，注重培养学生的实际应用能力和分析解决问题的实际工作能力。
二、课程目标通过学习使学生掌握传感器的结构组成和基本工作原理，以及构建测试电路的基本技能；了解传感器在生产实践中的应用，以及传感器的应用技术和发展趋势；学会常用传感器的使用、调试方法，学会选用传感器。
学习科学探究方法，养成自主学习习惯，培养良好的思维习惯和职业规范，为后期学习和就业打好基础；锻炼学生的团队合作精神，掌握实际操作技能。
传感器实验报告(电阻应变式传感器)
传感器技术实验报告院（系）机械工程系专业班级姓名同组同学实验时间 2014 年月日，第周，星期第节实验地点单片机与传感器实验室实验台号实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。
二、实验仪器：应变传感器实验模块、托盘、砝码（每只约20g）、、数显电压表、±15V、±4V电源、万用表（自备）。
三、实验原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR/R=Kε，式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。
金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件，如图1-1所示，四个金属箔应变片分别贴在弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，应变片随弹性体形变被拉伸，或被压缩。
图1-1通过这些应变片转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图1-2所示R5、R6、R7为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压εk E R RR R R E U 4R 4E 21140=∆⋅≈∆⋅+∆⋅= （1-1） E 为电桥电源电压，R 为固定电阻值，式1-1表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为%10021L ⋅∆⋅-=RR γ。
四、实验内容与步骤1．图1-1应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R 1、R 2、R 3、R 4上，可用万用表测量判别，R 1=R 2=R 3=R 4=350Ω。
2．从主控台接入±15V 电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入端U i 短接，输出端Uo 2接数显电压表（选择2V 档），调节电位器Rw 3，使电压表显示为0V ，Rw 3的位置确定后不能改动，关闭主控台电源。
图1-2 应变式传感器单臂电桥实验接线图3．将应变式传感器的其中一个应变电阻（如R 1）接入电桥与R 5、R 6、R 7构成一个单臂直流电桥，见图1-2，接好电桥调零电位器Rw 1，直流电源±4V （从主控台接入），电桥输出接到差动放大器的输入端U i ，检查接线无误后，合上主控台电源开关，调节Rw 1,使电压表显示为零。
《传感技术》课程教学大纲
《传感技术》课程教学大纲课程编号：适用专业：光信息科学与技术、光电工程与光通信学时数：64 学分数：4先修课程：固体物理学；半导体物理学；光学原理考核方式：一页开卷执笔者：谢光忠编写日期：2007-3-12一、课程性质和任务本课程授课对象为电子科技与技术专业领域的三年级学生，属于专业基础课。
课程通过系统讲解传感技术的基本理论，使学生了解各种传感器的基本概念、基本结构、基本特性及各种传感器的基本原理与应用情况。
同时，由于本门课也主要面向电子科学与技术专业的光信息科学与技术、光电工程与光通信方向，所以，对光学传感、光电探测、激光传感、光纤传感的基本理论与方法及依赖光波特性参数（幅度、频率、相位、偏振）进行传感的基本方法与实现技术也进行了详细的介绍。
通过本课程的教学，培养学生在先进传感技术、光电传感技术方面的基本的工程、科研思路、综合运用理论知识的能力与实践动手的能力，培养学生对传感技术领域的进一步学习、研究的兴趣；同时，通过光电传感技术的讲解，培养学生正确应用光电传感方法，建立合适的光电传感系统，以解决实际问题的能力。
二、课程教学内容和要求课程共分16章（共60学时）及课程设计（4学时）第一章传感器技术的现状及发展（3学时）介绍传感器定义、传感器基本构成型式、传感器特点及发展趋势等，要求掌握传感器、传感器技术基本概念、掌握传感器的基本构成型式及传感器的研究思路第二章传感器的一般特性（3学时）介绍传感器的静态及动态特性基本理论，要求掌握迟滞、响应时间及线性化方法第三章应变式力学量传感器（2学时）介绍应变式力学量传感器基本原理、工艺、温度补偿、结构设计等基本内容，要求掌握电阻应变效应、温度对应变片产生影响的原因。
第四章压电式力学量传感器（2学时）介绍压电式力学量传感器基本原理、结构及电路设计、具体的压电式力学量传感器等基本内容，要求掌握压电式力学量传感器基本原理、压电式温度加速度传感器结构分析。
第五章红外传感器（2学时）介绍红外辐射的基本知识、红外传感器基本分类及红外传感器的应用，要求掌握红外线、红外传感器、热释电效应等概念，掌握热传感器与光子传感器的区别，掌握焊接缺陷的红外无损检测的工作原理。
传感器与检测技术教案设计
实用标准课时授课计划科目传感器与检测技术授课时数共页授课日期审阅授课班级出勤情况年月日课题：绪论授课目的：通过本节课的学习使学生了解传感器概念，组成，分类以及今后的发展趋势授课重点：传感器的概念和组成授课难点：对传感器概念的理解教学类型：讲授教具与挂图：复习提问：引入新课：如果将人的大脑比作CPU，那么感觉器官便是敏感元件，大脑是转换元件，那么四肢根据大脑转换的信息去处理事件，就是一个完整的传感器的模型了。
今天我们来学习一个新的设备传感器。
讲授新课（附后）：本课小结：通过本节课的学习，学生初步了解传感器的一般概念和组成。
作业布置：改进措施：绪论[一] 组织教学1、师生问好；2、清点人数，做好考勤记录；[二] 复习提问[三] 引入新课如果将人的大脑比作CPU，那么感觉器官便是敏感元件，大脑是转换元件，那么四肢根据大脑转换的信息去处理事件，就是一个完整的传感器的模型了。
今天我们来学习一个新的设备传感器。
[四]讲授新课传感器的概念传感器：把特定的被测信息（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置。
这里“可用信号”是指便于处理、传输的信号。
当今电信号最易于处理和便于传输，因此，可以把传感器狭义地定义为：传感器（狭义定义）：能将外界非电信号转换成电信号输出的器件。
当人类进入光子时代，光信息成为更便于快速、高效地处理与传输的可用信号时，传感器的概念也可以变为：能把外界信息转换成光信号输出的器件。
１、传感器技术：是涉及传感（检测）原理、传感器设计、传感器开发和应用 的综合技术。
传感技术的含义则更为广泛，它是传感器技术、敏感功能材料科学、细微加工技术等多学科技术相互交叉渗透而形成的一门新技术学科——传感器工程学。
２、 传感（检测）原理：是指传感器工作所依据的物理、化学和生物效应，并受相应的定律和法则所支配。
如：物理基础的基本定律包括：守恒定律（能量、动量、电荷等），场的定律（包括动力场运动定律、电磁场的感应定律等，其作用与物体在空间的位置及分布有关。
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成绩评定：
传感器技术
课程设计
题目应变式测力仪
院系电子工程学院
专业
姓名
年级电
指导教师蔡苗苗
2014年11 月
摘要
电阻应变式传感器具有灵敏度和精度高，性能稳定、可靠、尺寸小，重量轻、结构简单、使用方便、测量速度快等优点，且能在恶劣的环境下工作，在力、压力和重力要测试中有非常广泛的应用。
所以电阻应变式力传感器制作的电子称具有准确度高，易于制作，简单实用、成本低廉、体积小巧、携带方便等特点。
对于电阻应变片式测力传感器（以下简称“测力传感器”）来说，弹性体的结构外形与相关尺寸对测力传感器性能的影响极大。
可以说，测力传感器的性能主要取决于其弹性体的外形及相关尺寸。
假如测力传感器的弹性体设计不公道，无论弹性体的加工精度多高、粘贴的电阻应变片的品质多好，测力传感器都难以达到较高的测力性能。
因此，在测力传感器的设计过程中，对弹性体进行公道的设计至关重要。
关键词：电阻应变片测力传感器精度灵敏度
目录
一、设计目的4
二、设计任务与要求 4
设计任务4
设计要求4
三、设计步骤及原理分析5设计方法5
设计步骤6
设计原理分析7
四、课程设计小结与体会9
五、参考文献9
一、设计目的
1、掌握传感器选择的一般设计方法；
2、了解有关传感器的基础知识；
3、加深对电子电路知识方面知识的理解；
4、能够熟悉传感器的检测以及应用电路；
5、培养综合应用所学知识来指导实践的能力；
二、设计任务与要求
设计任务
1、总体结构设计
2、精度设计
3、传感器设计
4、设计转换电路和调理电路；进行仿真实验。
绘制原理图和PCB图
设计要求
1、应用应变片实现的测量；
2、该应变式传感器具有温度补偿作用；
3、给出所选应变片的型号及弹性敏感元件的类型；
4、掌握测试结果数据处理方法、误差分析方法以及精度评定方法。
采用异步教学方法组织实践教学，培养学生自主学习能力、动手能力与创新能力。
三、设计步骤及原理分析
设计方法
3.1.1总体设计方案
图1 基于电阻应变式测力传感器的电子称系统框图
3.1.2等强度梁的结构设计
等强度梁的结构设计如下图所示，是一种特殊形式的悬臂梁。
其特点是：沿梁长度方向的截面按一定规律变化，当集中力作用在梁三角形顶点上时，距作用点任何距离截面上的应力相等，故在对方向上黏贴应变片位置要求不严。
图2 等强度梁
设计步骤
3.2.1测量电桥设计
为了消除非线性误差和温度误差对测量结果的影响，设计的测量电阻应变式传感器采用四臂差动
式电桥测量电路。
距固定端较近的表面顺着梁的长度方向分别贴上、下四个电阻应变计。
若承受拉力，则将受到压力，两者应变相等，但极性相反，如下图所示。
图3 差动电桥
3.2.2温度误差及其补偿
（1）温度补偿：由于测量现场环境温度改变而给测量带来的附加误差，称为应变片的温度误差。
产生温度误差的主要因素有以下两点。
a.电阻温度系数的影响。
b.试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响。
（2）温度补偿方法：
a.电桥补偿法，也称补偿片发。
b.应变片的自补偿法。
c.热敏电阻补偿法。
图4 热敏电阻补偿
设计原理分析
3.3.1应变式测力传感器
应变式测力传感器是由弹性体、应变片、胶粘剂、防护涂层、补偿线路等部分组成的，其应变传递路径是：弹性体→胶粘剂→应变片敏感栅→覆盖层→防护涂层，构成一个有别于应变片本身的更复杂的系统。
若把粘贴于弹性体上的应变片暂称为应变片装置（strain gage installation），其典型结构如图所示。
图5 典型的应变片装置的剖面图
应变式测力传感器的原理分析以CYL型应变式测力传感器为例。
CYL型应变式测力传感器是利用电阻应变原理构成，粘贴在传感器弹性体上的高档箔式应变片组成全桥电路。
当受到载荷作用时，弹性体产生变形，应变片也相应感受应变，从而使电桥失去平衡，并输出与作用力大小成正比的电信号。
为了减少温度对传感器性能的影响，在电桥线路中增加了温度零漂补偿电阻T，温度灵敏度补偿电阻E和平衡电阻D，下图为CYL型应变式测力传感器电路系统原理图:
图6 CYL型应变式测力传感器电路系统原理图
3.3.2原理分析
应变式测力仪由弹性元件、电阻应变片等组成的测力仪叫做应变式测力仪。
其工作原理是把电阻应变片贴在弹性元件表面，当弹性元件受到力的作用产生变形时，电阻应变片随之产生变形，从而引起其电阻阻值的变化，可用下式表示，即：
式中，K0为材料的应变系数；ε为应变片的应变值。
由上式可知，当K0为定值时，只要测得电阻应变片的的电阻变化△R/R，即可得知试件表面应变的大小，然后根据σ=Eε求得应变力的大小。
在应变式测力仪中，经常是将四个应变片成对的横向或纵向粘贴在弹性元件上，这样应变片就可以感受到弹性元件上的压缩和拉伸变形，将四个应变片接成某种形式的电桥电路，这样就可以从电桥的输出中得到应变量的大小，从而根据应变量ε与外力的关系得出作用在弹性元件上的作用力大小。
3.3.3应变式测力仪的测量原理
敏感元件感受被测量的变化，在由于转换元件转换成易于测量的信号，由输出电路输出。
图7 测力仪测量原理图
3.3.4电阻式称重测量图
图8 运算放大及V/F电路
四、课程设计小结与体会
4.4.1小结
本论文应用了应变片的工作原理设计了一种测量力的传感器。
在传感器的设计过程中，遵照了改善应变力不规则分布的应力集中原则，对弹性元件进行了设计，能够收到提高测力传感器的测力精度和测力灵敏度的良好效果。
在电路设计上本设计使用了全桥电路不仅提高可测力传感器的灵敏度而且很好地解决了温度补偿的问题和传感器的非线性问题。
本文只对传感器的结构进行了初步的分析，有些问题还有待于进一步的分析。
随着科技的进步，传感器的发展将是日新月异的、突飞猛进的。
其发展也是将各个学科之间相互交叉、相互渗透和相辅成的。
4.4.2体会
为期一个星期的课程设计将结束，在这一星期的学习、设计、焊接过程中我感触颇深，使我对抽象的理论有了具体的认识。
通过这次课程设计，我掌握了常用元件的识别和测试；熟悉了常用仪器仪表；了解了电路的连接、焊接方法以及如何提高电路性能等等。
通过一周的努力，我们的课程设计即将结束，这意味着这一阶段艰苦的热烈的付出即将告一段落。
在整个课程设计中，我在学习上和思想上都受益匪浅，这除了自身的努力外，与指导老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的，让我获得了许多的经验与知识。
参考文献
[1]郁有文.常键.传感器原理及工程应用.西安电子科学技术大学出版社.2007
[2]严普强.黄长艺.机械工程测试技术基础.机械工业出版社.2000.
[3] 王雪文.张志勇.传感器原理及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.。