傳感器畢業(yè)設(shè)計

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1、傳感器畢業(yè)設(shè)計 篇一：傳感器畢業(yè)設(shè)計 摘 要 隨著計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)（CAD）、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)、光纖技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，獲取各種信息的傳感器已經(jīng)成為各個應(yīng)用領(lǐng)域，特別是自動檢測、自動控制系統(tǒng)中不可缺少的重要技術(shù)工具，越來越成為信息社會賴以存在和發(fā)展的物質(zhì)與技術(shù)基礎(chǔ)。因此，在當(dāng)今信息時代掌握傳感器技術(shù)尤為重要。本文簡述了傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的作用及其地位，也講述了在機(jī)電一體化中常用傳感器的類型、特點、結(jié)構(gòu)及用途等，還介紹了在機(jī)電一體化中傳感器的選擇指標(biāo)以及在以后的發(fā)展。 關(guān)鍵詞：傳感器，機(jī)電一體化 目 錄 前言 一、傳感器的定義與組成....

2、..........................................4 二、傳感器在機(jī)電一體化技術(shù)中的地位及作用........................4 三、常用傳感器的類型、特點、結(jié)構(gòu)及用途..........................5 3.1電阻式傳感器....................................................5 3.2電容式傳感器....................................................5 3.3電感式傳感器..................

3、..................................6 3.4壓電式傳感器....................................................6 四、機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳感器的選擇..................................7 五、機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用傳感器的發(fā)展.............................8 5.1傳感器的微型化..................................................8 5.2傳感器的智能化..................

4、................................9 六、結(jié)論 七、參考文獻(xiàn) 八、謝辭 前 言 傳感器作為機(jī)電一體化技術(shù)中不可缺少的部分，作為一名機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生，我們必須了解傳感器的在機(jī)電一體化技術(shù)中所扮演的角色，了解傳感器的分類、組成、功能等。了解和學(xué)習(xí)傳感器技術(shù)對于我們今后的學(xué)習(xí)和工作都有很大的幫助。傳感器作為信息集訓(xùn)的一脈正在越來越廣泛的普及及發(fā)展到我國的各行各業(yè)各個領(lǐng)域，其中為使我國從勞動密集型向技術(shù)型轉(zhuǎn)化，必須利用其信息技術(shù)，即傳感器技術(shù)，使傳感器在工業(yè)自動化，農(nóng)業(yè)國防軍工，能源交通，家用電器等應(yīng)用領(lǐng)域均有其開發(fā)市場。在我國尤以傳感器技術(shù)的潛力

5、最大。應(yīng)用方面主要用于化學(xué)方面、環(huán)境保護(hù)方面、生物工程方面以及醫(yī)療衛(wèi)生方面等等。 一、傳感器的定義與組成 傳感器是一種能感受規(guī)定的被測量，并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可以用輸出信號的器件或裝置。傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路組成。其中，敏感元件是指傳感器中能直接感受或直接響應(yīng)的被測的部分；轉(zhuǎn)換元件是指傳感器中 將敏感元件感受或響應(yīng)的被測量轉(zhuǎn)換成適用于傳輸或檢測的信號部分。由于傳感器的輸出信號一般都很微弱，因此有信號調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路對其進(jìn)行放大、運算和調(diào)制等。 圖1 傳感器的組成 二、傳感器在機(jī)電一體化技術(shù)中的地位及作用 一個典型的機(jī)電一體化技術(shù)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示

6、。 圖2 由圖可見，在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，傳感器是必不可少的部分。傳感器在機(jī)電一體化技術(shù)中扮演著不可缺少的角色。機(jī)電一體化技術(shù)想要發(fā)展就離不開傳感器技術(shù)。傳感器等同于系統(tǒng)的感受器官，它能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗，是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證?，F(xiàn)今機(jī)電一體化技術(shù)中的機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展也離不開傳感器，如果沒有傳感器那么機(jī)器人將寸步難行。傳感器其作用相當(dāng)于系統(tǒng)的感受器官，它能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境的考驗，是機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到高水平的保證。如果缺少這些傳感器對系統(tǒng)狀態(tài)和對象信息精確而可靠的自動檢測，那么系統(tǒng)的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現(xiàn)。 三

7、、常用傳感器的類型、特點、結(jié)構(gòu)及用途 3.1電阻式傳感器 電阻式傳感器是把位移、力、壓力、加速度、扭矩等非電物理量轉(zhuǎn)換為電阻值變化的傳感器。它主要包括電阻應(yīng)變式傳感器、電位器式傳感器和錳銅壓阻傳感器等。 結(jié)構(gòu)：由電阻元件及電刷(活動觸點)兩個基本部分組成。電刷相對于電阻元件的運動可以是直線運動、轉(zhuǎn)動和螺旋運動，因而可以將直線位移或角位移轉(zhuǎn)換為與其成一定函數(shù)關(guān)系的電阻或電壓輸出。 特點：電阻式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、輸出精度較高、線性和穩(wěn)定性好等特點。但是它受環(huán)境條件如溫度等影響較大，有分辨率不高等不足之處。 用途：電阻式傳感器與相應(yīng)的測量電路組成的測力、測壓、稱重、測位移、加速

8、度、扭矩等測量儀表是冶金、電力、交通、石化、商業(yè)、生物醫(yī)學(xué)和國防等部門進(jìn)行自動稱重、過程檢測和實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化不可缺少的工具之一 。 3.2電容式傳感器 把被測的機(jī)械量，如位移、壓力等轉(zhuǎn)換為電容量變化的傳感器。容式傳感器可分為極距變化型、面積變化型、介質(zhì)變化型三類。電容式傳感器是一種用途極廣，很有發(fā)展?jié)摿Φ膫鞲衅鳌? 圖3電容式傳感器的等效電路 成、極間以空氣為介質(zhì)的電容器。 結(jié)構(gòu):它的敏感部分就是具有可變參數(shù)的電容器。其最常用的形式是由兩個平行電極組 篇二：傳感器畢業(yè)設(shè)計 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） （說 明 書） 題 目：姓 名： 許金東 學(xué) 號：

9、20092004018 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2011 年 12 月 9 日 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （論文） 任 務(wù) 書 姓名許金東 專業(yè) 應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè) 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 2011年9 月 19日 設(shè)計（論文）開始日期2011 年9 月26 日 設(shè)計（論文）完成日期 2011 年 12 月 9 日 設(shè)計（論文）題目：礦用溫度傳感器設(shè)計 A編制設(shè)計B設(shè)計專題（畢業(yè)論文） 指 導(dǎo) 教 師 張 宏 系（部）主 任 韓 莉 2011 年 12 月 9日 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（

10、論文）答辯委員會記錄 自動化與信息工程 系應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)專業(yè)，學(xué)生 許金東 于 2011 年 12 月 15 日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯。 設(shè)計題目： 礦用溫度傳感器設(shè)計 專題（論文）題目：礦用溫度傳感器設(shè)計 指導(dǎo)老師： 答辯委員會根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會討論評定，給予學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）成績?yōu)椤? 答辯委員會人，出席人 答辯委員會主任（簽字）： 答辯委員會副主任（簽字）：答辯委員會委員： ， ， ， ，， ， 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）評語 第 頁 畢業(yè)設(shè)計（論文）及答辯評語： 目

11、 錄 摘要................................................................................................................................................... 1 第1章 緒論 .....................................................................................................................................

12、1 第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 ............................................................................................................. 2 2.1 系統(tǒng)設(shè)計的整體原則 ............................................................................................................... 2 2.2 傳感器的功能及使用要求 .......................

13、................................................................................ 2 2.3 開發(fā)平臺的選擇 ....................................................................................................................... 3 2.4 單片機(jī)的選型 ....................................................................

14、....................................................... 4 2.6 系統(tǒng)框圖 ................................................................................................................................... 5 2.7 總體方案的選定 ...................................................................................

15、.................................... 5 第3章 各單元電路元件的設(shè)計 ..................................................................................................... 6 3.1 溫度傳感器 ...............................................................................................................................

16、6 3.1.1 熱電偶的工作原理 ............................................................................................................. 6 3.1.2 熱電偶的使用 ...................................................................................................................... 8 3.2 AT89C51單片機(jī) ...............

17、....................................................................................................... 9 3.2.1 AT89C51單片機(jī)的主要特性 .............................................................................................. 9 3.3 A/D轉(zhuǎn)換電路及其芯片 ......................................................

18、.................................................. 10 3.3.1 ICL7109主要有如下特性 .............................................................................................. 10 3.3.2 ICL7109內(nèi)部構(gòu)成 .......................................................................................................

19、... 11 3.4 LED數(shù)碼管與顯示驅(qū)動芯片 ................................................................................................ 11 3.4.1 采用LED數(shù)碼管顯示有以下幾個優(yōu)點 ......................................................................... 11 3.4.2 數(shù)碼管顯示電路的組成通常有兩種方式 .........................................

20、........................... 11 3.4.3 74HC373顯示驅(qū)動芯片 .................................................................................................. 12 第4章 各單元電路工作原理 ..................................................................................................... 13 4.1 電源電路............

21、..................................................................................................................... 13 4.2 單片機(jī)的主控制電路.............................................................................................................14 4.2.1 AT89C51單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) ............................

22、................................................................ 14 4.3 驅(qū)動顯示電路 ......................................................................................................................... 16 4.3.1 LED的靜態(tài)顯示 .............................................................................

23、..................................... 16 4.4 A/D轉(zhuǎn)換電路與熱電偶測溫電路 ........................................................................................ 18 4.5 聲光報警電路 ......................................................................................................................... 18 4.6

24、紅外遙控器及接收電路 ......................................................................................................... 19 4.6.1 遙控器調(diào)節(jié)的基本原理 ..................................................................................................... 19 4.6.2 接收電路基本原理 .......................................

25、...................................................................... 19 第5章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ................................................................................................................... 21 5.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計 .................................................................................

26、........................................ 21 5.2 軟件設(shè)計 ................................................................................................................................. 21 5.3 程序流程圖 ....................................................................................................

27、......................... 21 總結(jié)與致謝 ..................................................................................................................................... 26 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................

28、.................. 27 附錄I 礦用溫度傳感器原理圖 .................................................................................................. 28 1 篇三：傳感器畢業(yè)設(shè)計論文 目 錄 引 言 ................................................................ 錯誤！未定義書簽。 1 設(shè)計意義及報告要求 ...................................

29、................................. 2 1.1 課題現(xiàn)狀................................................................................................................. 2 1.2 研究意義................................................................................................................. 2 1.3 設(shè)計要求..

30、............................................................................................................... 2 1.4 設(shè)計結(jié)構(gòu)................................................................................................................. 3 2 相關(guān)基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)知識概述 .........................................

31、............ 3 2.1 震動傳感器相關(guān)概述............................................................................................. 3 2.1.1振動傳感器的工作原理....................................................................................... 3 2.1.2無線射頻收發(fā)模塊簡介..................................................

32、..................................... 4 2.2 主要元器件介紹..................................................................................................... 7 2.2.1 STC89C51單片機(jī)................................................................................................ 7 2.2.2編碼解碼芯片PT2262/PT227

33、2 ......................................................................... 10 2.2.3 SC-1振動傳感器 ............................................................................................... 12 3 系統(tǒng)設(shè)計及選型 .......................................................................... 13 3.1 系統(tǒng)設(shè)計...

34、............................................................................................................ 13 3.2 元器件的選型....................................................................................................... 13 3.2.1單片機(jī)的選擇........................................................

35、............................................. 13 3.2.2振動傳感器的選擇............................................................................................. 14 3.2.3編碼解碼芯片的選擇......................................................................................... 14 3.3 方案選擇....................

36、........................................................................................... 14 4 硬件電路設(shè)計及其實現(xiàn)............................................................... 15 4.1 單片機(jī)模塊........................................................................................................... 15

37、 4.2 振動信號檢測模塊............................................................................................... 17 4.3 聲光報警模塊....................................................................................................... 17 4.4 無線通信模塊.........................................................

38、.............................................. 18 4.4.1無線發(fā)射模塊..................................................................................................... 18 4.4.2無線接收模塊..................................................................................................... 19 4.5 繼電器輸出控制模

39、塊........................................................................................... 20 8 總結(jié)............................................................................................. 20 謝 辭 .............................................................................................

40、. 21 參考文獻(xiàn)........................................................................................... 22 引言 近年來，隨著改革開放的深入發(fā)展，人民的生活水平有了很大提高。各種高產(chǎn)品和貴重物品為許多家庭所擁有。然而一些不法分子也是越來越多。這點就是看到了大部分人防盜意識還不夠強(qiáng)，造成偷盜現(xiàn)象屢見不鮮。因此，越來越多的居民家庭對財產(chǎn)安全問題十分擔(dān)憂。 報警器這時正為人們解決了不少問題。但是市場上的報警器大部分都是用于一些大公司財政機(jī)構(gòu)，價格高昂，一般人們難以接受。如果再設(shè)計和生產(chǎn)

41、一種價廉、性能靈敏可靠的防盜報警器，必將在防盜和保證財產(chǎn)安全方面發(fā)揮更加有效的作用。由于無線傳輸技術(shù)具有很強(qiáng)的隱蔽性和保密性，因此在防盜、警戒等安保裝置中得到了廣泛的應(yīng)用，此外，在電子防盜、人體探測等領(lǐng)域中，無線防盜報警器也以其價格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定等特點而受到廣大用戶和專業(yè)人士的歡迎。 本文設(shè)計的摩托車防盜報警系統(tǒng)采用MCS-51系列單片機(jī)STC89C51作為核心控制元件。STC89C51是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4K Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用宏晶公司的高密度、非易失

42、性存儲技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)STC89C51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 1 課題的現(xiàn)狀及研究意義 1.1 課題現(xiàn)狀 摩托車防盜器產(chǎn)品是與我國民用摩托車工業(yè)同步發(fā)展壯大起來的，至今已經(jīng)有二十多年的歷史。在其發(fā)展歷程中，曾經(jīng)為用戶們做出了很大的貢獻(xiàn)，成為了摩托車的忠實守護(hù)神。但是，長期以來，相對于其他電子技術(shù)產(chǎn)品的發(fā)展，摩托車電子防盜器的發(fā)展顯得相對滯后，一直都是“老面孔”，其缺點也逐漸的暴露出來，越來越難以真正發(fā)揮其防盜作用。 我們常見的

43、防盜產(chǎn)品的核心防盜功能主要集中在阻嚇和鎖車上。對于摩托車來說，傳統(tǒng)意義上的防盜措施在實施過程中有著相對較大的困難，較難以實現(xiàn)真正意義上的有效防盜。 傳統(tǒng)的防盜器絕大多采用震動傳感器感知車體是否受到侵害，這類型的傳感器的抗干擾能力十分有限，容易因為非侵害車體的外界震動，如雷電、風(fēng)雨、鞭炮或其他車輛行駛干擾等均能誘發(fā)報警導(dǎo)致誤報，誤報成了傳統(tǒng)防盜器無法逾越的障礙。由于誤報頻發(fā)，用戶乃至公眾已經(jīng)難以分辨什么是真實報警，什么是誤報了。同時頻發(fā)的誤報警報音已經(jīng)成為了一種令公眾厭惡的噪音。同時也讓防盜器持有者處于一種尷尬的地步。某些地方甚至出現(xiàn)過，非盜竊行為破壞防盜裝置的事件，就是公眾厭惡噪聲的實例。

44、諸多不利因素，造成以阻嚇為防盜核心手段的傳統(tǒng)防盜器已經(jīng)難以發(fā)揮真正意義上的防盜功效。 1.2 研究意義 遙控式汽車防盜器是隨著電子技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展起來的，是市場上推廣普及最為廣泛的一種。它的特點是遙控控制防盜器的全部功能，可靠方便，可帶振動。本課題采用STC89C51單片機(jī)作為主控制器，采用SC-1型全向震動傳感器作為檢測元件，當(dāng)SC-1震動傳感器檢測到較大振動信號時，能夠從第三腳輸出直流電壓信號，經(jīng)過放大接入單片機(jī)I/O端口。單片機(jī)檢測到SC-1有信號輸出時，立即通過I/O口發(fā)出相應(yīng)的信號驅(qū)動揚(yáng)聲器發(fā)出報警信號，在發(fā)出報警聲響的同時，熄火繼電器常閉觸點斷開發(fā)動機(jī)的起動電源，使發(fā)動機(jī)無

45、法起動，防止了盜賊不顧報警聲響而把車輛發(fā)動起來盜走，到防盜報警的目的。 利用PT2262無線編碼電路作為遙控器來啟動和關(guān)閉防盜報警系統(tǒng)。 1.3 設(shè)計要求 本課題采用STC89C51單片機(jī)作為主控制器，利用PT2262無線發(fā)射模塊作為遙控開關(guān)來啟動和關(guān)閉防盜報警系統(tǒng)，遙控器亦可讓報警器直接報警，以告知車主車輛所在。采用SC-1型全向震動傳感器作為檢測元件，當(dāng)SC-1震動傳感器檢測到較大振動信號時，能夠從第三腳輸出直流電壓信號，經(jīng)過放大接入單片機(jī)I/O端口。單片機(jī)檢測到SC-1有信號輸出時，立即通過I/O口發(fā)出相應(yīng)的信號驅(qū)動揚(yáng)聲器發(fā)出報警信號，在發(fā)出報警聲響的同時，熄火繼電器常閉觸點斷

46、開發(fā)動機(jī)的起動電源，使發(fā)動機(jī)無法起動，防止了盜賊不顧報警聲響而把車輛發(fā)動起來盜走，到防盜報警的目的。 完整的設(shè)計任務(wù)要求完成如下主要功能： （1）自動警戒； （2）具有聲光報警裝置； （3）引擎鎖定； （4）可調(diào)節(jié)靈敏度。 1.4 設(shè)計結(jié)構(gòu) 在設(shè)計的第二部分，將介紹關(guān)于本設(shè)計課題的相關(guān)基本理論和基礎(chǔ)知識，著重在于介紹STC89C51單片機(jī)相關(guān)理論知識、PT2262/PT2272專用編碼解碼芯片的原理、SC-1震動傳感器的主要特性及引腳功能等。在這一部分，還將介紹315M無線射頻收發(fā)技術(shù)的相關(guān)理論知識。在設(shè)計第三部分將著重介紹系統(tǒng)總體設(shè)計思想，包括硬件選擇和實現(xiàn)的方法

47、。在第四部分將詳細(xì)介紹硬件電路的設(shè)計，元器件參數(shù)的確定。主要講述STC89C51單片機(jī)及其最小系統(tǒng)和各個模塊的實現(xiàn)以及和單片機(jī)的連接方式。第五部分介紹軟件編程的總體設(shè)計思想，各個模塊的流程圖。第六部分將介紹硬件電路制作過程中印刷電路板的相關(guān)知識和注意事項。最后部分為整個設(shè)計過程的總結(jié)。 2 相關(guān)基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)知識概述 2.1 震動傳感器相關(guān)概述 2.1.1振動傳感器的工作原理 在高度發(fā)展的現(xiàn)代工業(yè)中，現(xiàn)代測試技術(shù)向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展已成必然趨勢，而測試系統(tǒng)的最前端是傳感器，它是整個測試系統(tǒng)的靈魂，被世界各國列為尖端技術(shù)，特別是近幾年快速發(fā)展的IC 技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)，為傳感

48、器的發(fā)展提供了良好與可靠的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。使傳感器的發(fā)展日新月益，且數(shù)字化、多功能與智能化是現(xiàn)代傳感器發(fā)展的重要特征。 振動傳感器是將振動信號（加速度、速度及位移）轉(zhuǎn)換成電信號的裝置，振動傳感器在測試技術(shù)中是關(guān)鍵部件之一，它的作用主要是將機(jī)械量接收下來，并轉(zhuǎn)換為與之成比例的電量。由于它也是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。所以我們有時也稱它為換能器、拾振器等。振動傳感器并不是直接將原始要測的機(jī)械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏?，而是將原始要測的機(jī)械量做為振動傳感器的輸入量M，然后由機(jī)械接收部分加以接收，形成另一個適合于變換的機(jī)械量N，最后由機(jī)電變換部分再將N變換為電量E，因此一個傳感器的工作性能是由機(jī)械接收部分和機(jī)電變換部分的工作性能來決定的。 振動傳感器工作原理如下圖所示： 圖2-1 振動傳感器的工作原理 在工程振動測試領(lǐng)域中，測試手段與方法多種多樣，但是按各種參數(shù)的測量方法及測量過程的物理性質(zhì)來分，可以分成三類。 （1）機(jī)械式的測量方法 將工程振動的參量轉(zhuǎn)換成機(jī)械信號，再經(jīng)機(jī)械系統(tǒng)放大后，進(jìn)行測量、記錄，常用的儀器有杠桿式測振儀和蓋格爾測振儀，它能測量的頻率較低，精度也較差。但在現(xiàn)場測試時較為簡單方便。 （2）光學(xué)式的測量方法 《傳感器畢業(yè)設(shè)計》