測控专业课程设计指导书新.doc

安徽工程大学 测控技术与仪器专业 课程设计指导书 专 业：测控技术与仪器 专业方向：测控技术 机械与汽车工程 2010年11月  安徽工程大学 测试与传感器应用设计 课程设计指导书 专 业：测控技术与仪器 专业方向：测控技术 机械与汽车工程学院 2010年11月  1、课程设计的目的 设计设计一个结构型压力传感器（敏感元件为电阻应变片，贴在弹性体上，感知流体输送管道压力）。 2、课程设计的题目和内容 设计题目：结构型压力传感器的设计 设计内容： 1.设计传感器结构，画出传感器装配图。 2.设计测量转换电路和信号放大电路。 3.用LCD或LED实时显示压力。 4.传感器具备远程数据传送能力，传送方式可以是4∽20mA电流，RS422，RS485或CAN，设计数据远程传送接口。 5.完成必要理论计算。 6.设计软件，画出程序框图，并编制程序部分。 7.编写设计计算说明书，提供系统硬件电路图、元器件清单和程序清单。 3、课程设计的一般步骤及进度安排 一.机械结构设计 1.应变片的贴片、布局 综合考虑传感器灵敏度、温度误差、方便性等。 2.应变片的选型 根据应变的材料确定应变片，选取最具代表性的材料，安排好应变片的阻值。 1）.应变片的电阻值(R0) 60,120,350,600,1000Ω等各种规格. 2）.绝缘电阻 敏感栅与基底之间电阻值,一般应大于1010 Ω. 3）.灵敏系数(K) 4）.允许电流 静态测量时，允许电流一般为25 mA ； 动态测量时，允许电流可达75～100 mA ； 5）.横向效应与横向灵敏系数 图2—4横向效应 3.应变片的受力设计 主要应用材料力学知识找出贴片的最佳位置，一般选择受力最大处。 4.压力传感器的机械结构设计 a.膜片式 如图1 b.筒式 如图2 c.组合式 如图3 5.应变片灵敏度计算 二.信号测量电路和放大电路 1.直流电桥 2.交流电桥 3.电桥灵敏度计算 单臂电桥： 半桥 ， 全桥 ， 三.信号转换和显示电路 1.AD转换芯片0809 2.LED或LCD显示 3.RS232串行接口协议/串口通信 1．异步通信及其协议 异步通信以一个字符为传输单位，通信中两个字符间的时间间隔是不固定的，然而在同一个字符中的两个相邻位代码间的时间间隔是固定的。 传送一个字符的信息格式：规定有起始位、数据位、奇偶校验位、停止位等，其中各位的意义如下： ① 起始位：先发出一个逻辑”0”信号，表示传输字符的开始。 ② 数据位：紧接着起始位之后。数据位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCII码。从最低位开始传送，靠时钟定位。 ③ 奇偶校验位：数据位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验数据传送的正确性。 ④ 停止位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平。 ⑤ 空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有数据传送。 波特率：是衡量数据传送速率的指标。表示每秒钟传送的二进制位数。例如数据传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位，则其传送的波特率为10×120＝1200字符/秒＝1200波特。 4.压力传感器灵敏度计算 5.精度校核 进度安排： 按日学时8小时计算，共两周时间完成，具体时间分配如下： 熟悉题目、查资料、拟定初步方案 3天 确定方案、参数计算、绘制图纸　　　 6天 撰写设计说明书　　　　　　　 2天 准备答辩并上交 　　　 1天 4、课程设计注意事项 5、课程设计成果形式及成绩评定方法 设计成果形式： (1) 传感器装配图1张（A2或A3幅面）； (2) 电路图1张（A1或A2幅面）； (3) 撰写设计说明书1份。 成绩评定方法： 课程设计是综合性实践环节，从四个方面按5级评分（优、良、中、及格、不及格）评定成绩。 1. 学习纪律：要求不迟到、不早退，在工作时间不做与本课程无关的内容，严格遵守各项规章制度。 2. 工作态度要求：同学之间既要相互学习、相互配合，又要独立思考、深入钻研。 3. 任务完成的情况：设计好的系统应满足任务书的要求，总结要全面，内容正确，图、表要求整洁、清晰。 4. 答辩：学生在课程结束时应进行口试考核，学生应根据课程设计的内容讲解、回答教师的提问，教师视学生回答问题的情况给予40％的成绩。 6、参考资料 强锡富主编，传感器，机械工业出版社 唐贤远，传感器原理及应用，成都电子科技大学出版社 严钟豪等，非电量电测技术，机械工作出版社 陈桂生