1、电子压力式传感器 成绩评定： 传感器技术 课程设计 题 目 电子压力式传感器 摘要 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。科学家就是根据这个效应研制出了压电传感器。 压电效应是压电传感器的主要工作原理，压电传感器不能用于静态测量，因为经过外力作用后的电荷，只有在回路具有无限大的输入
2、阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的，所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力.关键词：压力 压电目 录一 、设计目的 1二、设计任务与要求 22.1设计任务 22.2设计要求 2三、设计步骤及原理分析 33.1设计方法 33.2设计步骤 43.3设计原理分析 6四、课程设计小结与体会 7五、参考文献 8一 、设计目的：图1是压力传感器在全自动洗衣机中的应用实例。如图所示，利用气室，将在不同水位情况下水压的变化，作为空气压力的变化检测出来，从而可以在设定的水位上自动停止向洗衣机注水。 图 1 压力传感器在全自动洗衣机中的应用二、设计任务与要求2.1设计任务2.2设计要求 1.实现基本功能2
3、.画好电路图3.完成设计报告3、设计步骤及原理分析3.1设计方法：图1为PS压力传感器的截面结构图，图2为其传感器部分的结构。如图所示，在压力传感器半导体硅片上有一层扩散电阻体，如果对这一电阻体施加压力，由于压电电阻效应，其电阻值将发生变化。受到应变的部分，即膜片由于容易感压而变薄，为了减缓来自传感器底座应力的影响，将压力传感器片安装在玻璃基座上。 图2如图2（b）所示，当向空腔部分加上一定的压力时，膜片受到一定程度的拉伸或收缩而产生形变。压电电阻的排列方法如图3所示，受到拉伸的电阻R2和R4的阻值增加；受到压缩的电阻R1和R3阻值减小 图三实际上在生成扩散电阻体时，由于所形成的扩散电阻体尺寸
4、大小的不同和存在杂质浓度的微小差异，因此总是有某个电压值存在。压力为零时，R1=R2=R3=R4=R，我们把加上一定压力时R1、R2电阻的变化部分记作R；相应R3、R4电阻的变化部分记作-R，于是V=RI。这个V相对压力呈现几乎完全线性的特性，只是随着温度的变化而有所改变。32电路图设计压力传感器的外围电路设计实例，图中用恒压源来驱动压力传感器由于桥路失衡时的输出电压比较小，所以必须用运放IC1b和IC1C来进行放大。图中VR1为偏置调整，VR2为压力灵敏度调整，VR3为没有加压时输出电压调整，C1、C2用于去除噪声。另外，如果电源电压波动的话，将引起输出电压的变化，所以必须给电路提供一个稳定
5、的电源。3.3电路仿真 四心得体会传感器技术是一门理论性和实践性都很强的专业基础课，也是一门综合性的技术基础学科，它需要数学、物理学、电子学、力学、机械等知识，同时还要掌握各种物理量的变换原理、各种静态和动态物理量（如力、振动、噪声、压力和温度等）的测定，以及实验装置的设计和数据分析等方面所涉及的基础理论。在做此次实验前，我把老师所讲的传感器教材通读了一遍，课外也查阅了相关实验指导书籍，对传感技术有了一定得了解。因为在这之前，没有接触过类似的课程设计，所以这次实验，我感觉有些困难。传感技术是一门综合性的课程知识，想做好这次实验，必须要有较好的理论知识，只有熟悉了这些们课程才能真正的完成这次实验
6、。首先，是电路图的设计，要明白传感器的原理及在电路中的作用是什么。虽然最终设计出的电路图不是很复杂，但是也是几经周折。其次，是在multisim中连接电路元件，让我进一步得熟悉了这个软件的功能，并能运用自如。因此，就一次一次的调试，改变电阻的阻值，以及滑动变阻器的阻值，最终把结果调试出来了。通过这次传感器技术的实验,使我学到了不少实用的知识,更重要的是,做实验的过程,思考问题的方法,这与做其他的实验是通用的,真正使我们受益匪浅.在这次实验的过程中我们要培养自己的独立分析问题，和解决问题的能力。在调试电路图的过程中，要自己学会思考。最后，通过这次实验我不但对理论知识有了更加深刻的理解，更加增强了
7、我的综合能力。使我们整体对各个方面都得到了不少的提高让我们得到更好的锻炼。五、参考文献1邱关源.电路M.北京：高等教育出版社(第四版),1999摘要：本书主要内容有：电路模型和电路定律、电阻定律的等效变换，电阻电路的一般分析、电路定律。含有运算放大器的电阻电路、一阶电路、二阶电路、向量法、正弦稳态电路的分析，含有耦合电感的电路、三相电路等等。2胡汉才.单片机原理及其接口技术M.北京：清华大学出版社，2003摘要：本书以MCS-51为主线，系统地论述了单片机的组成原理、指令系统和汇编语言程序设计、终端系统、并行和串行I/O接口以及MCS-51对D/A的接口等问题，并在此基础上讨论了单片机应用系统的设计。
