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1、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
2、、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
3、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。但作为提 供信息的元件传感器，它的发展相对于计算机的信息处理功能来说就
4、落后了。这 使得自动检测技术受到影响，也直接影响到多种技术的进一步发展。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。本论文设计研究的智能压力传感器，就是将压力传感器输出的电信号进行信息 处理后将压力显示出来，并通过键盘控制使智能化更趋于完善。智能传感器的结构及其特点：如图所示为智能传感器的结构图：显示 记录智能传感器的特点：（！）扩展了测量范围和功能，可实现符合参数的测量和各种不同要求的测量；（2）提高了灵敏度和测量精度，可进行微弱信号测量，并进行各种校正和补偿， 测量数据可以存取；（3）提高了测量的稳定性和可能性，可排
5、除外界干扰，进行有选择性的测量， 使传感器高性能化；（4）具有自诊断功能，有确定故障部位、识别故障状态等功能及用硬件难以实 现的功能；（5）可以有多种树出形式及数字通信接口等。 无论是智能化传感器还传感器智能化，都是具有检测和信息处理功能的传感器。 智能传感器的数据采集和数据处理：传感器智能化之前必须对其输出信号进行预处理。由于被检测信号种类繁 多，输出的信号有模拟量、数字量、开关量等，绝大多数传感器输出传感器输出 信号不能直接作为 A/D 转换的输入量，必须先通过各种预处理电路将传感器输 出信号转换成统一的电压信号或周期信号。数据采集：传感器信号经过与处理成为 A/D 变换器所需要的点模拟信
6、号，模拟典雅的 数字化则天要依赖于模拟转换器（A/D）它通过采样、量化和编码将输入信号变 换为数字信号。数据处理：传感器的数据输出信号经过 A/D 转换器转换，所获得的数字信号一般不能 直接输入微处理机供应用程序使用，还必须根据需要进行加工处理，如标度变换、 非线性补偿、温度补偿、数字滤波等，以上这些处理也称软件处理。数据处理包以下几方面的工作：（ 1） 数据收集：汇集所需信息（2）数据转换：把所需信息转换成适用于微处理机使用的方式；（3）数据分组：按有关信息进行有效分组；（4）数据组织：整理数据或用其他方法安排数据，以便进行处理和误差修正（5）数据计算：进行各种算术和逻辑运算，以便得到进一步
7、的信息；（6）数据存储：保存原始数据和计算结果，供以后使用；（7）数据搜索：按要求提供有用格式的信息，然后将结果按用户要求输出。智能压力传感器的设计方案：根据对智能传感器提出的技术指标，其设计过程主要包括总体结构设计、敏 感元件设计、传感器工艺设计、软件设计等。本论文对智能压力传感器的总体结 构设计和软件设计进行介绍。结构设计：智能压力传感器由半导体敏元件、放大器、转换开关、双积分A/D转换器、 单片机、接口电路、 IEEE488 标准接口、存储器和部分外围电路组成。T5V5DODUININOA触工iokU*数字电压表AGND测试接口XOUTOLT硅压力 传感器主机 （PC 机）UDD MAX
8、 1460硅压力传感器的电路图智能压力传感器组成框图软件设计：用单片机构成的智能压力传感器软件有控制程序、数据处理程序及辅助程 序。智能压力传感器的重要特点之一是多功能，一般采用两种方式去执行：一是 用户通过键盘发出所选功能的指令；二是自动式，由内部功能控制程序协调已编 制好的数据采集与处理程序工作，或通过IEEE-488总线接收外部信号，向智能 传感器发出控制指令，智能传感器由自校、跟踪、越限报警、输出打印、键盘、 显示、A/D转换等电路及接口，保证工作有序进行可依图32的源程序流程图 设计;智能传感器安装好以后，要进行标定，将信号转换成数字码，存入EPROM 中，最后给出比较理想的输出，如
9、图所示；分别表接入符号k智能压力传感器修正、显示流程图这种智能压力传感器可利用集成电路、传感器的封接技术，将带有感温二极管的硅力敏元件与单片机、A/D转换器、接口电路等部分混合集成、连接在 一起，使整个系统具有程控、运算、处理等功能，对测试输出信号自动进行修 正和补偿，可长期稳定地在环境温度变化的场合。智能压力传感器应用方面：智能压力传感器是一种检测压力的智能仪器，它的测量很精确，被广泛应用 于电子称或商务测量等领域中。本设计是为了实现将压力通过系统直接显示出 来，并通过键盘控制使智能化更趋于完善。参考文献：1 王庆元新型传感器原理及应用M.北京：机械工业出版社,2002.2 梁威.智能传感器与信息技术.北京：北京航空航天大学出版社,2004.3 彭军.传感器与检测技术.西安:西安电子科技大学出版社,2003.
