压力传感器测试规范正文
压力传感器测试规范
1 范围
本规范规定了本公司压力传感器的检验方法。
本规范适用于本公司压力传感器的测试及检验。
2 引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本规范中引用而构成为本规范的条文。
GB/T 18806-2002 电阻应变式压力传感器总规范
GB/T 15478-1995 压力传感器性能试验方法
3 环境条件
试验用环境条件：
温度: 20℃±5℃；
相对湿度: 45%～75%；
大气压力:86kPa～106kPa；
在每项试验期间，允许的最大温度变化率为1℃/ h；相对湿度范围也可由供需双方商定。
4 检验
4.1检验方法、
表1
注：以上试验获得的数据，按GB/T 15478-1995附录A中的公式进行计算。
表2
4.2 鉴定检验
4.2.1 下列情况传感器应进行鉴定检验：
a) 新产品设计定型；
b) 当设计、工艺或材料改变可能对传感器的性能带来影响时；
c) 长期停产后恢复生产时。
4.2.2 检验项目
检验项目及相应的检验要求、检验方法条款见表2。
4.2.3 样品数量
鉴定检验的样品数量应不少于 5个。
4.2.4 合格判定
当所有检验项目满足表2规定的要求时，判定鉴定检验合格。
如果任何一个检验项目不符合规定的要求，则应暂停检验。产品制造厂应对不合格项目进行分析，找出缺陷发生的原因，并采取纠正措施后可继续对不合格项目进行检验。此时若所有项目都符合规定要求，则仍判鉴定检验合格;若仍有检验项目不符合规定要求，则判定鉴定检验不合格。4.3 质量一致性检验
4.3.1 检验批次
在同一生产条件下连续生产的同类产品，可组成一批产品提交检验。
4.3.2 抽样方案
每批次抽样数量应不少于5个。
4.3.3 检验分组
根据设计、工艺、材料、加工设备、环境对产品的影响，将质量一致性检验分为 A组、B组和
C组。A组为逐批检验，其中必检项目每个必须检验，抽检项目每批来料均需抽测，B组和C组为周期检验。B组和C组样品从A组检验合格的样品中抽取。
4.3.4 检验项目
A 组：
a 必检项目：（1）尺寸（2）外观（3）输入阻抗（4）输出阻抗（5）绝缘电阻（6）零点输出
b抽检项目：（7）非线性（8）迟滞（9）重复性（10）准确度（11）灵敏度（12）过载试验（13）爆破试验（14）零点温漂（16）热灵敏度温漂
B 组：（15）热零点滞后（17）热灵敏度滞后（18）零点起始漂移（21）外磁场影响（22）安装
位置影响（23）静压影响（24）振动（25）冲击（26）恒加速度（27）湿热（28）其他环境试验（29）动态特性
C组：（19）零点稳定性（20）灵敏度稳定性（30）加速寿命试验
检验项目、检验要求、检验方法见表2。
4.3.5 不合格判定
如果A组中出现批量性问题，则判定为不合格。
如果样品未通过B组和 C组检验，应相应停止 A组检验。生产厂应分析产品缺陷发生的原因，采取纠正措施后重新进行全部项目进行检验。若检验仍不合格，则判定该批产品不合格。
5 标志、包装和贮存
5.1 标志
传感器量程应标示清晰。
5.2 包装
压力传感器的包装方式和方法由制造厂按运输部门的规定自行决定或与订货单位协商确定，但应保证产品在正常运输中不致损伤。并应做到：清洁、防潮、防霉和密封。
5.3 贮存
产品贮存在清洁、干燥、通风、无腐蚀性气体的库房中。
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多传感器数据融合技术研究进展_黄漫国
2010年第29卷第3期 传感器与微系统(T r a n s d u c e r a n dM i c r o s y s t e mT e c h n o l o g i e s) 多传感器数据融合技术研究进展＊ 黄漫国1,2,樊尚春1,2,郑德智1,邢维巍1 (1.北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院精密光机电一体化教育部重点实验室,北京100191; 2.传感技术联合国家重点实验室,上海200050) 摘 要:多传感器数据融合是信息领域一个前景广阔的研究方向。由于单一的数据融合算法具有一定的 局限性,将2种或2种以上的数据融合算法进行优势集成已逐渐成为数据融合领域的研究热点。介绍了 数据级、特征级和决策级融合3种数据融合方式的主要特点、方法及应用,归纳了常用的数据融合方法,并 重点阐述了几种多传感器数据融合集成算法的研究进展,简单介绍了多传感器数据融合技术的应用。 关键词:多传感器;数据融合;算法;集成 中图分类号:T P274 文献标识码:A 文章编号:1000—9787(2010)03—0005—04 R e s e a r c hp r o g r e s s o f m u l t i-s e n s o r d a t a f u s i o n t e c h n o l o g y＊ H U A N GM a n-g u o1,2,F A NS h a n g-c h u n1,2,Z H E N GD e-z h i1,X I N GW e i-w e i1 (1.K e yL a b o r a t o r y o f P r e c i s i o nO p t o-m e c h a n i c s T e c h n o l o g yo f Mi n i s t r y o f E d u c a t i o n,D e p t a r t m e n t o f I n s t r u m e n t S c i e n c e＆O p t o-e l e c t r o n i c s E n g i n e e r i n g,B e i h a n gU n i v e r s i t y,B e i j i n g100191,C h i n a; 2.S t a t e K e yL a b o r a t o r i e s o f T r a n s d u c e r T e c h n o l o g y,S h a n g h a i200050,C h i n a) A b s t r a c t:M u l t i-s e n s o r d a t af u s i o ni s w i d er e s e a r c hb r a n c hi ni n f o r m a t i o nf i e l d.A s s i n g l ed a t a f u s i o na l g o r i t h m a l w a y s h a s s o m e l i m i t a t i o n s,t h e i n t e g r a t i o no f t w o o r m o r e d a t a f u s i o na l g o r i t h m s i s b e c o m i n g a r e s e a r c h i n t e r e s t. A d v a n t a g e s o f d a t af u s i o na r ei n t r o d u c e d;m a i nc h a r a c t e r i s t i c s,a l g o r i t h m s a n da p p l i c a t i o n s o f t h r e ed a t af u s i o n m o d e l t y p e s(d a t a l e v e l,c h a r a c t e r i s t i c l e v e l a n d d e c i s i o nl e v e l)a r e p r e s e n t e d.C o m m o n d a t a f u s i o n a l g o r i t h m s a r e c l a s s i f i e d.R e s e a r c h d e v e l o p m e n t s o f s e v e r a l d a t a f u s i o ni n t e g r a t i o na l g o r i t h m s a r e r e v i e w e d.A p p l i c a t i o n so f d a t a f u s i o n t e c h n o l o g ya r e a l s o d i s c u s s e d. K e yw o r d s:m u l t i-s e n s o r;d a t a f u s i o n;a l g o r i t h m s;i n t e g r a t i o n 0 引 言 根据J D L(j o i n t d i r e c t o r so f l a b o r a t o r i e s d a t af u s i o nw o r-k i n gg r o u p)的定义,多传感器数据融合是一种针对单一传感器或多传感器数据或信息的处理技术,通过数据关联、相关和组合等方式以获得对被测环境或对象的更加精确的定位、身份识别以及对当前态势和威胁的全面而及时的评估[1]。 “数据融合”一词出现在20世纪70年代初期,当时并未引起人们的足够重视,只是局限于军事应用方面的研究[2]。指令控制和通信一体化(c o m m a n dc o n t r o l a n dc o m-m u n i c a t i o ni n t e g r a t i o n,C3I)系统率先采用多传感器数据融合技术来采集和处理战场信息并获得成功[3]。而随着工业系统的复杂化和智能化,数据融合近三十多年来取得了迅速发展。如今世界各国都有学者和技术人员在开展数据融合技术的研究,这一领域的研究内容和成果已大量出现在各种学术会议和公开的学术期刊上[4]。近几年,我国对数据融合方面的研究也日益重视,国家自然科学基金和“863”计划已将其列入重点支持项目。各大学、研究机构都在进行学术与工程应用的研究,并做了大量的基础研究工作[5]。 1 数据融合的层次及其分类 1.1 数据融合的层次 多传感器数据融合与经典信号处理方法之间也存在本质的区别,其关键在于数据融合所处理的多传感器信息具有更复杂的形式,而且,可以在不同的信息层次上出现,每个层次代表了对数据不同程度的融合过程,这些信息抽象层次包括数据层(像素级)、特征层和决策层[6]。相应的数据融合也主要有数据级、特征级和决策级融合3种方式,表1对其所属层次、主要特点、方法及应用进行了总结归纳。 收稿日期:2009—07—08 ＊基金项目:国家“863”计划资助项目(2008A A042207) 5
压力传感器 HX711 程序
#include
P1=date; delay(10); lcden=1; delay(5); lcden=0; } void display() { ulongtamp,zhl; if(zhl>0||zhl<16777216)//进行判断是否满足条件 { tamp=((zhl*298)/100000)-24714;//进行AD转换计算 shiqian=tamp/10000; //进行计算 qian=tamp%10000/1000; bai=tamp%10000%1000/100; shi=tamp%10000%1000%100/10; ge=tamp%10000%1000%100%10; write_com(0x80+0x05); //表示使用哪个1602中的地址显示 write_data(table[shiqian]); // 显示值 delay(50); write_com(0x80+0x06); //表示使用哪个1602中的地址显示 write_data(table[qian]); // 显示值 delay(50); //延时，主要是用来解决显示屏是否忙还是不忙 write_com(0x80+0x07); write_data(table1[0]); delay(50); write_com(0x80+0x08); write_data(table[bai]); delay(50); write_com(0x80+0x09); write_data(table[shi]); delay(50); write_com(0x80+0x0A); write_data(table[ge]);
压力传感器(大学物理)
一、实验目的 1. 了解应变压力传感器的组成、结构及工作参数。 2. 了解非电量的转换及测量方法——电桥法。 3. 掌握非平衡电桥的测量技术。 4. 掌握应变压力传感器灵敏度及物体重量的测量。 5. 了解多个应变压力传感器的线性组成、调整与定标。 二、实验原理 压力传感器是把一种非电量转换成电信号的传感器。弹性体在压力(重量)作用下产生形变(应变)，导致(按电桥方式联接)粘贴于弹性体中的应变片，产生电阻变化的过程。 压力传感器的主要指标是它的最大载重(压力)、灵敏度、输出输入电阻值、工作电压(激励电压)(VIN)、输出电压(VOUT)范围。 压力传感器是由特殊工艺材料制成的弹性体、电阻应变片、温度补偿电路组成；并采用非平衡电桥方式联接，最后密封在弹性体中。 弹性体： 一般由合金材料冶炼制成，加工成S 型、长条形、圆柱型等。为了产生一定弹性，挖空或部分挖空其内部。 电阻应变片： 金属导体的电阻R 与其电阻率ρ、长度L 、截面A 的大小有关。 A L R ρ = （1） 导体在承受机械形变过程中，电阻率、长度、截面都要发生变化，从而导致其电阻变化。 A A L L R R ?- ?+ ?=?ρ ρ （2） 这样就把所承爱的应力转变成应变，进而转换成电阻的变化。因此电阻应变片能将弹性体上应力的变化转换为电阻的变化。 电阻应变片的结构：电阻应变片一般由基底片、敏感栅、引线及履盖片用粘合剂粘合而成。 电阻应变片的结构如图1所示： 1－敏感栅(金属电阻丝) 2－基底片 3－覆盖层 4－引出线 图1 电阻丝应变片结构示意图 敏感栅：是感应弹性应变的敏感部分。敏感栅由直径约0.01～0.05毫米高电阻系数的细丝弯曲成栅状，它实际上是一个电阻元件，是电阻应变片感受构件应变的敏感部分．敏感栅用粘合剂固定在基底片上。b ×l 称为应变片的使用面积（应变片工作宽度，应变片标距（工作基长）l ），应变片的规格一般以使用面积和电阻值来表示，如3×10平方毫米，350欧姆。 基底片：基底将构件上的应变准确地传递到敏感栅上去．因此基底必须做得很薄，一般为0.03～0.06毫米，使它能与试件及敏感栅牢固地粘结在一起，另外它还具有良好的绝缘性、抗潮性和耐热性．基底材料有纸、胶膜和玻璃纤维布等。 引出线的作用是将敏感栅电阻元件与测量电路相连接，一般由0.1-0.2毫米低阻镀锡钢丝制成，并与敏感栅两输出端相焊接，覆盖片起保护作用．
压力传感器数据采集程序
//date:2010/09/04 //VERSION: U2.0 //#include
毕业设计---智能压力传感器系统设计
毕业设计任务书 一、题目 智能压力传感器系统设计 二、指导思想和目的要求 1.培养学生综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能，提高解决实际问题的能力，从而达到巩固、深化所学的知识与技能； 2. 培养学生建立正确的科学思想，培养学生认真负责、实事求是的科学态度和严谨求实作风； 3.培养学生调查研究，收集资料，熟悉有关技术文件，锻炼学生的科研工作能力和培养学生的团结合作攻关能力。 三、主要技术指标 1.培养学生综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能，提高解决实际问题的能力，从而达到巩固、深化所学的知识与技能； 2. 培养学生建立正确的科学思想，培养学生认真负责、实事求是的科学态度和严谨求实作风； 3.培养学生调查研究，收集资料，熟悉有关技术文件，锻炼学生的科研工作能力和培养学生的团结合作攻关能力。 三、主要技术指标 本设计主要设计一个智能压力传感器的设计，要求如下： 被测介质：气体、液体及蒸气 量程：0Pa～500pa 综合精度：±0.25%FS 供电：24V Dc（12～36VDC） 介质温度：-20～150℃ 环境温度：-20～85℃ 过载能力：150%FS 响应时间：≤10mS 稳定性：≤±0.15%FS/年 能实时显示目标压力值和保存参数，并能和上位机进行通信，并具有较强的抗干扰能力。 所需要完成的工作： 1.系统地掌握控制器的开发设计过程，相关的电子技术和传感器技术等，进行设计任务和功能的描述；
2.进行系统设计方案的论证和总体设计； 3.从全局考虑完成硬件和软件资源分配和规划，分别进行系统的硬件设计和软件设计； 4.进行硬件调试，软件调试和软硬件的联调； 5.查阅到15篇以上与题目相关的文献，按要求格式独立撰写不少于15000字的设计说明书及1.5万（或翻译成中文后至少在3000字以上）字符以上的英文翻译。 四、进度和要求 第01周----第02周：查阅相关资料，并完成英文翻译； 第03周----第04周：进行市场调查，给出系统详细的设计任务和功能，进行系统设计方案的论证和总体设计； 第05周----第07周：完成硬件电路设计，并用PROTEL画出硬件电路图； 第08周----第10周：完成软件模块设计与调试； 第11周----第12周：进行硬件调试，软件调试和软硬件的联调； 第13周----第14周：撰写毕业设计论文； 五、主要参考书及参考资料 1. 单片机原理及应用，张鑫等，电子工业出版社 2. MCS51单片机应用设计，张毅刚等，哈尔滨工业大学 3. MCS51系列单片机实用接口技术，李华等，北京航天航空大学 4. PROTEL2004电路原理图及PCB设计，清源科技，机械工业出版社 5. 基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究，曹卫芳，山东科技大 学，2005．5 6. 单片机应用技术选编，何立民，北京航空航天大学出版社，2000 7. 检测技术与系统设计，张靖等，中国电力出版社，2001
传感器仿真软件使用说明书
传感器仿真软件使用说明 书 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
THSRZ-2型传感器系统综合实验装置仿真软件使用说明书THSRZ-2型传感器系统综合实验装置仿真软件 ................. 错误!未定义书签。 实验一属箔式应变片――单臂电桥性能实验。 ................. 错误!未定义书签。 实验二金属箔式应变片――半桥性能实验 ......................... 错误!未定义书签。 实验三金属箔式应变片――全桥性能实验 ......................... 错误!未定义书签。 实验四直流全桥的应用――电子秤实验 ............................. 错误!未定义书签。 实验五交流全桥的应用――振动测量实验 ......................... 错误!未定义书签。 实验六扩散硅压阻压力传感器差压测量实验 ..................... 错误!未定义书签。 实验七差动变压器的性能实验 ............................................. 错误!未定义书签。 实验八动变压器零点残余电压补偿实验 ............................. 错误!未定义书签。 实验九励频率对差动变压器特性的影响实验 ..................... 错误!未定义书签。 实验十差动变压器的应用――振动测量实验 ..................... 错误!未定义书签。 实验十一电容式传感器的位移特性实验 ............................. 错误!未定义书签。 实验十二容传感器动态特性实验 ......................................... 错误!未定义书签。 实验十三直流激励时霍尔式传感器的位移特性实验 ......... 错误!未定义书签。 实验十四流激励时霍尔式传感器的位移特性实验 ............. 错误!未定义书签。 实验十五霍尔测速实验 ......................................................... 错误!未定义书签。 实验十六霍尔式传感器振动测量实验 ................................. 错误!未定义书签。 实验十七磁电式转速传感器的测速实验 ............................. 错误!未定义书签。 实验十八压电式传感器振动实验 ......................................... 错误!未定义书签。 实验十九电涡流传感器的位移特性实验 ............................. 错误!未定义书签。 实验二十被测体材质、面积大小对电涡流传感器的特性影响实验错误!未定义书签。 实验二十一电涡流传感器测量振动实验 ............................. 错误!未定义书签。 实验二十二光纤传感器的位移特性实验 ............................. 错误!未定义书签。 实验二十三光纤传感器的测速实验 ..................................... 错误!未定义书签。 实验二十四光纤传感器测量振动实验 ................................. 错误!未定义书签。 实验二十五光电转速传感器的转速测量实验 ..................... 错误!未定义书签。 实验二十六 PT100温度控制实验 .......................................... 错误!未定义书签。 实验二十七集成温度传感器的温度特性实验 ..................... 错误!未定义书签。 实验二十八铂电阻温度特性实验 ......................................... 错误!未定义书签。 实验二十九热电偶测温实验 ................................................. 错误!未定义书签。 实验三十 E型热电偶测温实验 .......................................... 错误!未定义书签。 实验三十一热电偶冷端温度补偿实验 ................................. 错误!未定义书签。 实验三十二气敏传感器实验 ................................................. 错误!未定义书签。 实验三十三湿敏传感器实验 ................................................. 错误!未定义书签。 实验三十四转速控制实验 ..................................................... 错误!未定义书签。
最小二乘法在二传感器信息融合中的应用
最小二乘法在传感器信息融合中的应用 摘要本文用多维回归方程建立被测目标参量与传感器输出量 之间的对应关系。并进行多维标定/校准试验，然后，按 最小二乘法原理由试验标定/校准数据计算出均方误差最 小条件的回归方程中的系数。用已知系数的多维回归方程 计算出相应的输入被测目标参数。 关键词最小二乘法信息融合传感器 1引言 通常传感器都存在交叉灵敏度，表现在传感器的输出值不仅决定于一个参量，当其他参量变化时输出值也要发生变化。传感器信息融合技术就是通过对多个参数的监测并采用一定的信息处理方法达到提高每一个参量测量精度的目的。在只要求测量一个目标参量的场合，为达到提高被测目标参量的测量精度的目的，其他参量都是干扰量，其影响应被消除，既然检测了多个参量，每一个参量测量精度都获得提高。 压阻式压力传感器存在对静压、温度的交叉灵敏度，尤其是对温度的敏感成为它最大的缺点。人们为了消除温度对它的影响付出了长期的努力和高昂的代价。近来此类传感器采用了信息融合处理技术使得温度附加误差小于±0.25%FS/55℃，测量精度达到（0.1-0.075）%FS。 本文用多维回归方程建立被测目标参量与传感器输出量之间的对应关系。并进行多维标定/校准试验，然后，按最小二乘法原理由试验标定/校准数据计算出均方误差最小条件的回归方程中的系数。这样，测量时当测得了传感器的输出值，就可用已知系数的多维回归方程计算出相应的输入被测目标参数。 2二传感器信息融合智能传感器 已知压力传感器输出电压U，且存在温度灵敏度。因此只对压力传感器进行一维标定实验，并由此获得输入（压力P）与输出（电压U）特性曲线来求取被测压力值会有较大误差。因为被测压力P不是输出值U的一元函数。现在由另一温度传感器输出电压Ut代表温度信息t，则压力参量P可以用U及Ut二元函数来表示才较完备，即 ) , (Ut P f P=① 同理，可将压力传感器输出电压U描述为压力参量P和温度传感器输出Ut 的二元函数，即 ) , (Ut P g U=② 由二维坐标(U k ,U tk )决定的P k 在一平面上，可利用曲面拟合方程，即二维回 归方程来描述，同样，由二维坐标（P k ，U tk ）决定的U k 也在一个平面上，也可由 二维回归方程来描述。 如果回归方程中的各个系数已知，那么用于检测压力P和输出U的二元输入-输出特性，即曲面拟合方程就确定了。为此，首先要进行二维标定实验，然后
压力传感器数据采集
压力传感器数据采集公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]
题目：压力传感器数据采集
摘要 压力传感器是自动控制中使用最多的测量装置之一。在大型的化工项目中,几乎包含了所有压的应用:差压、绝压、表压、高压、微差压、高温、低温,以及各种材质及特殊加工的远传法兰式压力。近年来压力传感器在市 场上大热，在各类消费产品中都可以看到传感器的应用，既丰富了产品的功 能又提高了产品的方便性和易用性，成为吸引消费者关注的新亮点。压力传 感器具有全密封不锈钢焊接结构、小体积、高灵敏度、零点满度可调节应可 用于液压、压铸、中央空调系统、恒压供水、机车制动系统轻工、机械、冶金、石化、环保、空压机等其他自动控制系统。 无线技术能在短距离内用发射、接收模块代替有线电缆的连接。本文给 出了一种基于无线技术的智能压力传感器数据采集系统,由数据采集发射端 和接收端两部分组成。主要介绍了硬件结构设计、软件系统工作流程及测试 结果,并且应用多项式标准化拟合的方法对压力值作了热零点漂移补偿,提高 了传感器的测量精度及温度稳定性。该系统可以在一些特殊的场所实现信号 的采集、处理和发送,解决了复杂的现场连线,并且具有成本低、可靠性好、 实用性强等优点。? 关键词：压力传感器无线技术数据采集 Abstract Pressure sensor is one of the most frequently used measuring devices in automatic control. In large-scale chemical projects, including almost all the pressure sensor application: differential pressure, absolute pressure, gauge pressure, high pressure, differential pressure, high temperature, low temperature, and a variety of materials and special processing transmission flange type pressure sensor. In recent years, pressure sensor in the market hot, in a wide range of consumer products can see sensor application, not only enrich the functions of the product and improve the products of the convenience and ease of use, become to attract consumer attention, a new bright spot. The pressure sensor has the whole sealing
智能压力传感器的设计
密级： NANCHANG UNIVERSITY 学士学位论文 THESIS OF BACHELOR （2009—2013年） 题目智能化压力传感器的设计 学院：环化学院系测控系 专业班级：测控技术与仪器093班 学生姓名：钟刚学号： 5801209114 指导教师：刘诚职称：讲师 起讫日期： 2013.3.15—2013.6.6 南昌大学 学士学位论文原创性申明 本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密□，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密□。 （请在以上相应方框内打“√”） 作者签名：日期： 导师签名：日期：
传感器及转换器形成系统的“前端”，没有它，许多现代化的电子系统都无法正常工作。传感器已广泛的应用于工业控制系统和能源工业装置当中（如石油和天然气的生产、配电工业）。它们也是制造录音机和录像机这些原始设备产品的重要内在组成部分。大多数这些数字电子系统之所以具有普遍性和强大优势是得益于传感器广泛应用于这些电子电路中。 本课题将深入研究智能压力传感器系统理论及其在压力测试方面的应用，对新型智能压力传感器系统的智能化功能、智能化软件和硬件配置进行全面的设计。提出了一种差动电容式传感器的前置电路,基于电容/ 电压转换的原理,对微小电容变化量进行测量。电路输出的直流电压与差动电容变化量成线性关系,且能对偏差电容和电路的漂移进行自动补偿。 完善智能化软件，实现温度补偿、自动校准、总线数字通讯、自动增益控制等多种智能化特性，使智能化程度尽可能的提高。 关键词：传感器；压力；智能化。
基于BP网络的智能压力传感器系统研究与设计
第24卷第10期2011年10月 传感技术学报 CHINESE JOURNAL OF SENSORS AND ACTUATORS Vol．24No．10Oct．2011 项目来源:陕西省教育厅基金项目(09JK636) 收稿日期:2011－06－01修改日期:2011－07－16 The Research and Design of Intelligent Sensor System Based on BP Network * CUI Jingya ，LV Huimin *，CHENG Sai (Department of Applied physics ，Xi ’an University of Technology ，Xi ’an 710048，China ) Abstract :An intelligent high precision sensor was designed by combining STM32F101C8microprocessor with μC / OS－Ⅱoperating system ，meanwhile ，the corresponding hardware structure and software design were given．By using BP neural network ，two target parameters ，pressure and temperature ，were made do the data combination to reduce the sensitivity of cross-interference．The results show that the sensor can meet the real-time demand under multitask ，and get the performance more accurate ，stable and reliable．Key words :pressure sensor ;BP network ;μC /OS－Ⅱ;STM32F101C8EEACC :1295;7230 doi :10．3969/j．issn．1004－1699．2011．10．011 基于BP 网络的智能压力传感器系统研究与设计 * 崔静雅，吕惠民* ， 程赛 (西安理工大学应用物理系，西安710048) 摘要:将STM32F101C8微处理器与μC /OS－Ⅱ操作系统相结合，设计出了一种高精度智能传感器系统，给出了相应的硬件 结构和软件设计。利用BP 神经网络对压力和温度两个目标参量进行数据融合处理，减小了两者相互交叉干扰敏感度。实测结果显示该传感器能满足多任务下的实时性要求，并具有更加精确、稳定、可靠的性能。 关键词:压力传感器;BP 神经网络;μC /OS－Ⅱ;STM32F101C8 中图分类号:TP24 文献标识码:A 文章编号:1004－1699(2011)10－1426－05压力的测控在现代工业自控环境中广泛应用， 涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、航空航天、军工等众多行业。随着通讯技术和计算机技术的发展，智能压力传感器技术的发展相对滞后，呈现出“头 脑(计算机)发达，感觉(传感器)迟钝”的现象［1］。为了提高测量精度，如何抑制压力传感器对温度的 交叉敏感性是亟待解决的核心问题 ［2］ 。 压力传感器的工作原理已经基本定型，通过发 现新的特殊敏感材料［3］ 来提高性能已经很困难。目前，国内外常用的解决方法基本有两种:一种是硬件法，但硬件电路大都存在电路复杂、精度低、成本高等缺点 ［4］ ;另一种是软件法，此类方法是将微处理器与传感器结合起来，利用丰富的软件功能、结合 一定的算法对参量进行数据融合，主要有回归法、最小二阶乘法、神经网络、小波等，其中神经网络具有层次性、联想记忆和并行处理等优点，应用前景良好［5－6］ 。近几年，相关文献中多选用BP 神经网络来 提高压力测量的精度［5，7－8］ ，但是忽略了温度测量的 准确，且收敛速度慢。本智能传感器系统针对压力 和温度相互交叉干扰的问题，利用BP 神经网络的Levenberg-Marquardt 算法提高了网络收敛速率以及温度和压力两个参量的测量精度，同时在μC /OS －Ⅱ操作平台上，将BP 网络融合算法 嵌入到STM32F101C8微处理器中，实现显示、报警、与PC 机通信等功能，使功能更加完善。 1智能压力传感器的硬件设计 硬件电路的系统方框图如图1所示。 图1 硬件电路系统方框图
压力传感器仿真程序
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压力传感器的测量原理
压力传感器的测量原理 压阻式压力传感器： 通常是将电阻膜片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在一个固定基体上，当基体受力发生应力变化时，膜片的电阻值也发生相应的改变，如果电路中有一个恒流源，从而使加在电阻上的电压发生变化。通过用电桥放大后测量该电压值，就可以知道施加到膜片上的压力值。电阻膜片应用最多的是金属电阻膜片和半导体膜片两种。金属电阻膜片又分丝状膜片和金属箔状片两种。 金属电阻膜片是利用吸附在基体材料上金属丝或金属箔，受应力变化时，电阻发生变化的特性来测量的。应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。 陶瓷电阻膜片没有液体的传递，压力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片产生微小的形变，厚膜电阻印刷在陶瓷膜片的背面，陶瓷电阻膜片的热稳定特性及它的厚膜电阻可以使它的工作温度范围高达-40~135℃，而且具有测量的高精度、高稳定性。在欧美国家有全面替代其它类型传感器的趋势，在中国也越来越多的用户使用陶瓷传感器替代扩散硅压力传感器。高特性，低价格的陶瓷传感器将是压力传感器的发展方向。 扩散硅的原理，是利用被测介质的压力直接作用于传感器的膜片上（不锈钢或陶瓷），使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化。电容式压力传感器： 将膜片和基片构成一个腔体，待测压力使得陶瓷膜片弯曲情形，如此就能改变组件的电容量，借着加入必须的电子电路，尽可能将此变形与压力之变化互成关系。因此电容量的变化即比例于压力的变化。 半导体压力传感器：此种装置也是应用压电效应与电桥电阻形式获得量测结果，在硅支撑物上利用扩散的方法，用以产生膜片，包含电桥电阻的单元以静电处理固定在支撑玻璃上。所以，它就与外界形成机械性的隔离。当硅质膜片偏向时，电桥的输出就随着改变。 采用硅-蓝宝石作为半导体敏感元件，具有无与伦比的计量特性。蓝宝石系由单晶体绝缘体元素组成，不会发生滞后、疲劳和蠕变现象；蓝宝石比硅要坚固，硬度更高，不怕形变；蓝宝石有着非常好的弹性和绝缘特性（1000 OC 以内），因此，利用硅- 蓝宝石制造的半导体敏感元件，对温度变化不敏感，即使在高温条件下，也有着很好的工作特性；蓝宝石的抗辐射特性极强；另外，硅-蓝宝石半导体敏感元件，无p-n 漂移，因此，从根本上简化了制造工艺，提高了重复性，确保了高成品率。可在最恶劣的工作条件下正常工作，并且可靠性高、精度好、温度误差极小、性价比高。 压电式压力传感器：
压力传感器信号采集电路
1 引言 压力测量对实时监测和安全生产具有重要的意义。在工业生产中，为了高效、安全生产，必须有效控制生产过程中的诸如压力、流量、温度等主要参数。由于压力控制在生产过程中起着决定性的安全作用，因此有必要准确测量压力。为了测到不同位置的压力值，研制了基于C8051F020单片机的测量仪。通过压力传感器将需要测量的位置的压力信号转化为电信号，再经过OP07运算放大器进行信号放大，送至C805lF020单片机内部的高速率12位A／D转换器，然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号，再经单片机转换成液晶显示器可以识别的信息，最后显示输出。与此同时，可以利用SD卡存储器将各通道设定的压力值、系统参数存储起来，以便在系统断电或复位后，能使其继续运行，增强系统的抗干扰性能。 2 硬件电路 图l给出多路压力测量仪的系统框图。其硬件部分主要由压力传感器、 C8051F020单片机、SD卡存储器、液晶显示器、键盘及信号调理电路等组成。 2．1 压力传感器信号采集电路 图2给卅压力传感器信号采集电路。它选用了测量范围广，精度较高，性能价格比好的电阻应变式压力传感器；信号放大部分采用功耗低，输入失调电压小，线性度好的OP07运算放大器：A／D转换模块采用C8051F020内部设置的高速率12位A／D转换器。图2中OP07的输出失调电压为2 mV，通过滑动变阻器R8可调节输出失调电压的大小。
2．2 单片机处理电路 单片机处理电路是测量仪的核心。在此采用美国Cygnal公司生产的 C805lF020 微控制器。该器件采用独特的CIP-8051结构，对指令运行实行流水作业，大大提高了指令的运行速度，可在25 MHz时钟频率下提供高达25 MI／s 的输出，并具有下述独特功能：①真正12位、100 Ks／s的8通道A／D转换器，并带PGA和模拟多路开关；②64 K字节可在系统编程的Flash存储器，其扇区为512字节；③两个12位D／A转换器，具有可编程数据更新方式；④工作电压为2．7～3．6V；⑤用于硬件实现的SPI，SMBus／I2C和两个UART串行接口； ⑥片内看门狗定时器、VDD监视器和温度传感器。 2．3 SD卡存储电路 将SD卡作为外部掉电存储介质用于多路压力测量仪中，利用C8051F020单片机的SPI接口，实现单片机与SD卡存储数据的扩展，并设计了单片机的 SD 卡驱动电路．以满足测量仪对存储大容量数据的要求。SD卡的工作模式有SD模式和SPI模式两种。在此，多路压力测量仪选用SD卡．且工作在SPI模式下。表1给出SD卡各引脚功能定义。图3给出SD卡与单片机的连接电路。其中，CS 是SD卡的片选线，在SPI模式下，CS必须保持低电平有效；DI不但传输数据，还发送命令，其传输方向是由单片机到SD卡；D0除了发送数据，还传送应答信号，其传输方向是由SD卡到单片机；SCLK是操作SD卡的时钟线。相应地将 C805lF020的交叉开关配置成SPI模式，与SD卡所对应的引脚连接，并针对SPI 总线电路设计了上拉电阻。
智能压力传感器的设计说明
前言 (1) 1 压力传感器 (1) 1.1压力传感器的简介 (1) 1.2 压力传感器的种类 (1) 1.3压力传感器的结构与特点 (1) 2 智能压力传感器 (1) 2.1智能压力传感器的构造 (1) 2.2智能压力传感器的作用 (2) 2.3智能压力传感器的优势 (2) 与传统传感器相比，智能压力传感器的特点是： (2) 2.4智能压力传感器的前景 (3) 3 智能压力传感器的系统设计 (3) 3.1系统结构整体设计 (3) 3.2系统的特点 (3) 4 系统硬件设计 (4) 4.1前端传感器模块 (4) 4.2信号调理电路模块 (5) 4.3 A/D转换模块 (5) 4.4微处理器 (8) 4.5显示模块 (9) 4.6温度补偿模块 (11) 4.7 硬件设计原理图 (11) 5软件程序设计 (16) 5.1软件程序语言介绍 (16) 5.2程序流程图 (16) 5.3 C语言程序设计 (16) 6问题与探究 (16) 7总结.......................................... 错误!未定义书签。
参考文献 (17)
前言 压力传感器是目前最为大众常见所知的传统传感器，这种传感器以压力形变为指标体现压力变化，这种结构传感器存在质量大，敏感度低，不能和电路器件相连使用等缺陷。随便科技的进步，半导体的迅猛发展，半导体压力传感器的诞生弥补了这些不足，半导体压力传感器，不仅体积小，重量轻，而且可以和电路元器件配套使用，从而大大的提高了智能化和可操作性。压力传感器大大的推动了传感器的发展，让人们能够更好的实现压力体现发展。 1 压力传感器 1.1压力传感器的简介 压力传感器是最为普遍的一种传感器，大多使用在各种自动化环境中，涉及到电力石化，军工科技，船舶制造，数码产品等多方面。一般压力传感器都是用模拟信号转换成输出信号，将输出信号转换为数值表现。这种转换方式大大的提高了工作效率。进而为智能化提供了强有力的发展基础。 1.2 压力传感器的种类 压力传感器通常分为以下几种：1；电容式，2；电阻式，3；压电式，4；电感式，5；智能式。智能式传感器是通过和微处理器相连，与传感器相结合，从而产生了智能化效果，它具有信号处理，信号记忆和逻辑思辨的能力。 1.3压力传感器的结构与特点 本次论文采用差压式电容传感器，电容式传感器灵敏度高，性价比高，操作简单，质量高，过载能力强，在极端环境下，能够稳定工作，提供持续的传感能力，保证了整个元器件工作，并把环境影响降到最低，特点鲜明。 2 智能压力传感器 2.1智能压力传感器的构造 智能压力传感器是利用精密机械制造工艺和集成电路原理，将智能芯片和传感器紧密结合在一个半导体原件上，与传统传感器相比，智能式传感器体积更小，质量小，适用围更大。整个智能压力传感器结构如下图所示；