气压传感器课程设计论文.doc

传感器原理与应用课程设计

专业：

设计题目：

班级：测控1042学生姓名：学号：

指导教师：

分院院长：

教研室主任：

电气工程学院

摘要

信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机的高速开展，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领域和控制系统中得到了广泛应用。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了。传感器已成为自动化系统中的关键作用，作为系统中的一个结构组成，其重要性越来越明显。

传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转成可供测量的信号。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

所以学习与掌握各种传感器的应用对于我们这类专业显得尤为重要。也是把握科技最新前沿的一条途径。

关键字：传感器，检测，自动控制

目录

TOC\o1-3\h\u3883第一章课程设计内容及要求1

268311.1设计目的1

168901.2设计内容1

115581.3设计要求1

196521.3.1设计要求1

150941.3.2系统设计1

30701第二章传感器选择及简介2

77622.1传感器的选择2

305772.2传感器工作原理2

68112.3气压传感器的应用2

110692.4US9111-015s简介3

14826第三章硬件电路设计4

326023.1电源电路模块4

2763.2气压传感器模块5

211073.3信号放大模块5

134703.4整体的电路设计6

15946图3-4整体电路图6

11627第四章硬件电路的安装调试7

444.1焊接时考前须知7

22144.2电路的调试8

2420心得体会9

8969参考文献10

573附录11

第一章课程设计内容及要求

1.1设计目的

了解和掌握气压传感器的特点及应用。

掌握和应用气压传感器、放大电路在实际电路中的应用。

熟练的掌握焊接技术。

1.2设计内容

本设计题目以US9111-015s气压传感器为主要器件进行设计，并采用分压电路进行电压输入，放大电路进行放大输出。

完成电路设计、器件挑选、电路焊接及系统的整体测试调试。

撰写课程设计报告。

1.3设计要求

1.3.1设计要求

通过上网查询完成US9111-015s传感器的电路设计。

挑选电路所需器件。

完成电路的焊接工作并调试电路。

1.3.2系统设计

采用电阻分压和LM358进行电路放大，通过气压传感器us9111-015s将气压信号送入后端差分放大电路，之后进行输出，将输出信号送示波器进行显示。如图1-1所示。

电源

电源

差分放大电路

气压传感器

US9111-015S

图1-1系统整体方块图

第二章传感器选择及简介

2.1传感器的选择

方案一：采用电容式压力传感器。电容式传感器具有灵敏度高、温度稳定性好等优点。由于网上购置不到，我们从血压计成品中拆出一个。但由于没有相关数据手册，在网上也找不到关于此传感器的任何信息。最终，放弃使用此传感器。

方案二：采用压力传感器US9111-015s。它是细微加工硅材料而成的传感器，也是六脚双列直插式封装的传感器。它是一种比拟理想的元件，不需要补偿，而且具有低滞后性、高可靠性和稳定性。把感应到的压力信号转换为相应的电压信号，并且是线性对应的。我们采用此传感器。

2.2传感器工作原理

一些气压传感器主要的传感元件是一个对压强敏感的薄膜，它连接了一个柔性电阻器。当被测气体的压强降低或升高时，这个薄膜变形，该电阻器的阻值将会改变。电阻器的阻值发生变化。从传感元件取得0-5V的信号电压，经过A/D转换由数据采集器接受，然后数据采集器以适当的形式把结果传送给计算机。

一些气压传感器的主要部件为变容式硅膜盒。当该变容硅膜盒外界大气压力发生变化时，单晶硅膜盒随着发生弹性变形，从而引起硅膜盒平行板电容器电容量的变化。

2.3气压传感器的应用

对于喜欢登山的人来说，都会非常关心自己所处的高度。海拔高度的测量方法，一般常用的有2种方式，一是通过GPS全球定位系统，二是通过测出大气压，然后根据气压值计算出海拔高度。

由于受到技术和其它方面原因的限制，GPS计算海拔高度一般误差都会有十米左右，而如果在树林里或者是在悬崖下面时，有时候甚至接收不到GPS卫星信号。

而气压的方式可选择的范围会广些，而且可以把本钱可以控制在比拟低的水平。另外像GalaxyNexus