模拟电子课程设计课设传感器测量系统
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《传感器技术用》课程标准一、课程概述《传感器技术》是电气自动化技术专业专业核心课程。
主要针对自动化设备等典型工作任务分析后,归纳总结出来其所需求的常见类型传感器基本原理的知识和使用、安装及调试常见类型传感器的技术能力要求而设置的课程。
本课程包括传感器及检测技术导论、温度检测传感器、压力检测传感器、速度检测传感器、位移检测传感器的基本原理和主要应用等。
课程有助于为后续专一业综合类课程做基础,让他们熟知传感器及检测技术导论、温度检测传感器、压力检测传感器、速度检测传感器、位移检测传感器的基本原理和主要应用等,能熟练传感器应用及设计思维。
并培养学生具有强烈的安全、环保、成本、产品质量、团队合作等意识。
二、教学目标(一)知识目标(1)具有常见传感器测量原理、典型应用、技术参数认识等知识:(2)具有测量传感器数据、计算测量误差的能力;(二)能力目标(1)具有常见传感器的选型能力;(2)具有常见传感器安装、标定、调试及维护能力;(3)具有一定的传感器检测系统设计能力。
(三)素质目标(1)具有分析与决策能力;(2)具有发现问题,解决问题的能力;(3)具有良好的心理素质、职业道德素质以及高度责任心和良好的团队合作能力;(4)具有组织管理能力;(5)培养良好的职业素养和一定的创新意识;(6)养成“认真负责、精检细修、文明生产、安全生产”等良好的职业道德;三、与前后课程的联系本课程的前续课程是《电工基础》、《模拟电子技术》和《数字电子技术》,并为后续课程《单片机技术应用》、《PLC技术及应用》提供相应的理论及技术支持。
四、教学内容与学时分配根据职业岗位电气设备生产、安装、调试与维护的要求,将本课程的教学内容分解为6个教学单元。
课程项目结构与学时分配表五、教材的选用1.教材选取的原则难易适中,应用性强,突出职教特色;2.推荐教材(1)常慧玲.《传感器与自动检测》,电子工业出版社,2016(2)朱志伟,刘红兵,《传感器原理与检测技术(第二版)》,南京大学出版社,2017 六、教师要求(1)具有电子技术、电气自动化及相关专业硕士及以上学位;(2)具有丰富的《电子技术》、《单片机》等相关课程的教学经验;(3)建议在相关企业顶岗锻炼3个月以上;(4)具有完成以上安排所有计划课时的能力。
传感器与测试技术课程设计《荷重传感器与电子秤》课程设计分校(站、点):年级、专业:机械制造与其自动化学生姓名:学号:指导教师:完成日期:2012、6一,设计简述随着现代化生产的发展,电子秤在许多商业活动中已成为不可缺少的计量工具。
电子秤作为一个典型的自动检测系统,也可归纳为由三大环节所组成。
如图1所示一次仪表通常指的是传感器,它是由敏感元件,电路,机构等组成,是利用某些特殊材料对某些物理量具有一定的敏感,然后转换成电量(电压,电流)。
通常来自一次仪表的电信号比较弱小,不足以驱动显示器。
为此采用二次仪表对信号进行放大;来自一次仪表的电信号往往还夹带外部的干扰信号,必须把它去除,一般二次仪表还包括滤波电路用以消除干扰。
传感器的转换关系往往并不服从线性关系,所以有时还需要进行适当的线性补偿处理。
故称二次仪表为测量与显示部件。
二次仪表的输出信号可能是模拟量,也可能是数字量。
三次仪表是采用了计算机技术,所以要求二次仪表的输出信号必须是数字信号。
三次仪表将进一步对信号进行处理并形成控制量输出。
作为规模较小的仪表系统,三次仪表主要是以中央处理器为核心的数字电路,组成智能化仪表。
使整个测量系统的性能与功能大大提高。
图2所示的以单片机为核心部件组成三次仪表,它大大丰富了电子秤功能。
各种各样形式的电子秤的仪表结构都是大同小异的,都必须利用荷重传感器来采集重量信号并变换成相应大小的电信号。
电子秤的二次仪表把来自荷重传感器的微弱电压信号进行放大,滤波。
这不仅为了提高灵敏度,更重要的是与下一环节的电路进行正确匹配。
目前大多数电子秤是数字显示方式,所以模拟信号还必须作模数转换。
有了A/D转换器的数码信号,就可以进行自动标度变换、自动超载报警、自动数字显示。
还可以增加人机对话键盘、与外部设备的数据交换与通信、输出模拟或数字控制信号等功能。
由此大大提高了性能。
二,设计过程1、荷重传感器电子称传感器的选用荷重传感器的形式有电阻式、电容式、压磁式等多种形式。
“传感器应用技术”课程标准一、课程概要二、课程定位本课程是高职电子信息工程技术专业一门重要的专业拓展课程,旨在培养学生科技强国、文化自信、爱岗敬业、勇于创新、精益求精的思想政治与职业素养,掌握常用传感器的作用、分类、特性、工作原理及典型应用方法,具有传感器选型能力以及初步设计、制作与调试传感器应用电路的基本技能。
三、课程目标(一)素质(思政)目标1.培养学生爱党爱社会主义、担当民族复兴大任的爱国情怀;2.培养学生对社会主义核心价值观的情感认同和行为习惯;3.培养学生爱岗敬业、艰苦奋斗、勇于创新、热爱劳动的劳动精神;4.培养学生执着专注、精益求精、一丝不苟、科技强国的工匠精神;5.培养学生标准意识、规范意识、安全意识、服务质量职业意识;6.培养学生严谨细致、踏实耐心、团队协作、表达沟通的职业素质。
(二)知识目标1. 了解误差的基本概念,熟悉误差分析的基本方法;2. 熟悉传感器的定义、分类与基本特性;3. 熟悉常用仪器仪表功能与工作原理,掌握电子电路常规参数的测试方法;4. 掌握温湿度传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法;5. 掌握光敏传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法;6. 掌握力敏传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法;7. 掌握超声波传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法;8. 掌握磁敏传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法;9.掌握气敏传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法;10. 掌握其他新型传感器的特性及应用方法。
(二)能力目标1.具有根据被测参量选择合适传感器的能力;2.具有设计传感器接口电路的能力;3.具有制作传感器应用系统硬件电路的能力;4.具有调试传感器应用电路的能力;5.具有传感器应用系统设计和调试的综合能力;6.具有简单电子产品设计的能力;7.具有较强的思考、分析和解决问题的能力;8.具有传感器新技术的学习和应用能力。
目录摘要 (1)一课程设计任务和功能要求 (1)1.1设计应用背景 (1)1.2设计原理 (1)1.3系统结构 (2)二传感器模块设计 (3)2.1脉冲信号的获得 (3)2.2霍尔传感器 (3)2.3光电传感器 (3)2.4光电编码器 (4)2.5三套方案的选择与比较 (4)三.设计总结 (5)3.1硬件连接 (5)3.2实验程序及分析 (6)3.4原理图 (7)3.5 PCB原理图 (7)四.设计总结 (8)五.参考文献 (9)六.成员及分工情况 (9)附录 (9)摘要测速是工农业生产中经常遇到的问题,学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。
要测速,首先要解决是采样的问题。
在使用模拟技术制作测速表时,常用测速发电机的方法,即将测速发电机的转轴与待测轴相连,测速发电机的电压高低反映了转速的高低。
使用单片机进行测速,可以使用简单的脉冲计数法。
只要转轴每旋转一周,产生一个或固定的多个脉冲,并将脉冲送入单片机中进行计数,即可获得转速的信息。
关键词:拾取信号光电传感器霍尔传感器光电编码器转速一课程设计任务和功能要求任务:电机转速自动检测功能要求:请设计一种电机转速监控装置,能够提供电机转速的电量信息。
1.1设计应用背景电动机作为风机、水泵、机床等设备的动力,广泛应用于工业、农业、商业、公用设施、制造业等各个领域,在我国,电动机的用电量已经占到社会总用电量的60%以上。
我国能源相对缺乏,优质能源严重短缺,同时巨大的能源消耗引起的环境污染已在某种程度上制约了经济的发展,从节约能源,保护环境出发,我国开展了很多节能研究工作电动机作为量大面广的机电产品,降低电动机的损耗、提高电动机的效率已成为节能降耗、降低生产成本、追求经济效益最大化的重要手段,是利国利民的大事。
对老式耗能大的电动机必须进行节能改造,因此,研究其节能问题具有非常重要的意义。
1.2设计原理(1)利用光电开关管做电机转速的信号拾取元件,在电机的转轴上安装一圆盘,在圆盘上挖一小洞,小洞上下分别对应着光发射和光接收开关,圆盘转动一圈即发光电管导通一次,利用此信号作为进行脉冲计数所需。
传感器与检测技术课程设计《传感器与检测技术》课程改革设计方案一、课程性质本课程作为机电一体化技术专业基础课程,在本专业的职业能力培养中所起着承前启后的桥梁作用,它既是前期理论课的延续,又是学习其他专业课的前提。
本课程主要培养学生选择应用各类传感器的能力,组成各种检测系统的能力和各种测试模块电路的设计制作能力,这些能力是构成本专业职业岗位技能的重要部分。
本课程的前期课程主要有《工程制图》《电子电路基础》《电子线路cad》《应用数学基础》等。
二、课程整体设计1课程目标设计1.1能力目标(1)能够用万用表、示波器等常用仪器检查各种传感器性能,判别其好坏;(2)能够根据检测要求合理选用各种类型的传感器;(3)能够根据被测信号的特点,用不同类型的传感器设计合理的检测电路;(4)能够设计一般电子检测产品;(5)能够正确维护常用电子检测设备。
1.2知识目标(1)掌握测量及误差理论等知识,传感器及检测技术基本知识,电桥测量电路的基本特性;(2)掌握各种常用传感器的基本工作原理、性能特点,理解它们的工作过程,掌握它们的各种应用场合和方法;(3)掌握信号处理及抗干扰技术的基本知识,理解典型检测系统的工作原理,清楚各组成部分的功能及其特性。
1.3职业目标(1)能独立学习、工作,掌握交流与团队合作能力,具备相应的职业道德;(2)养成良好的工作责任心、坚强的意志力和严谨的工作作风;(3)在实际工作中能创造性地完成各项任务,了解电子信息产业的相关法律法规常识;(4)掌握文明生产、安全生产与环境保护的相关规定及内容。
2课程内容设计课程教学内容根据课程目标,按照职业岗位能力要求进行选择,采取项目教学结合虚拟真实工作场景的实践教学,培养典型电子产品设计和生产管理人员。
教学内容包括产品开发市场调研、产品电子线路设计制作、工艺文档编制、质量检验等,通过项目执行使学生了解项目从调研到成品检验的全过程,具体教学内容安排见表1。
表1《传感器与检测技术》课程内容工作过程课程内容模块子模块课时市场调研传感器常识传感器在电子产品中的应用情况4电子线路设计制作传感器选用模块电阻传感器及其应用4电容传感器及其应用4电感传感器及其应用6热电偶传感器及其应用6光电传感器及其应用4霍尔传感器及其应用4压电传感器及其应用4超声波传感器及其应用4工艺文档编制及产品质量检验检测系统集成模块信号处理与抗干扰技术4传感器网络的组成与应用4简易电子秤系统的设计10小组答辩23能力训练项目设计学期初,将学生分成四至六名一组的学习小组,每个学习小组分配在编号固定的传感器实验台上,上课在传感器实验室进行,在整个学习过程中完成常用传感器选型应用训练和典型检测系统集成与使用维护训练等10个项目。
传感器课设报告在当今社会,传感器技术已经成为了现代科技发展的重要组成部分。
传感器的应用范围非常广泛,从工业生产到日常生活中都有着重要的作用。
因此,对传感器技术进行深入的研究和学习是非常有意义的。
在传感器课设报告中,我们将着重介绍以下几个方面:传感器的基本原理、传感器的应用以及传感器在未来的发展趋势。
首先,我们将介绍传感器的基本原理。
传感器是一种能够将非电信号转换为电信号的装置。
传感器的基本原理就是利用某种物理效应或化学效应来检测被测量的物理量,并将其转换为电信号。
不同类型的传感器有着不同的工作原理,比如压力传感器是根据力的大小来检测压力的变化,光敏传感器则是利用光电效应来检测光照强度的变化。
其次,我们将介绍传感器的应用。
传感器的应用非常广泛,包括但不限于工业控制、环境监测、医疗诊断、智能家居等领域。
例如,温度传感器可以用于监测工业生产中的温度变化,光敏传感器可以用于智能家居系统中的光照控制。
传感器的应用不仅提高了生产效率,也为人们的生活带来了极大的便利。
最后,我们将介绍传感器在未来的发展趋势。
随着科技的不断进步,传感器技术也在不断发展。
未来,传感器将更加智能化、多功能化和微型化。
同时,传感器与人工智能、大数据等新兴科技的结合也将给传感器技术带来新的发展机遇。
我们期待着未来传感器技术的进一步突破和创新。
通过这次传感器课设报告,我们对传感器技术有了更深入的了解。
传感器技术的发展不仅对科技行业有着重要的意义,也为人们的生活带来了更多的便利。
我们相信,随着传感器技术的不断发展,它将在更多领域发挥作用,为人类社会的发展做出更大的贡献。
《模拟电子技术课程设计》教学大纲一、课程设计基本信息课程设计环节代码:210410课程设计环节名称:模拟电子技术课程设计英文名称:Curricular Design of Analog Electronic Technology课程设计周数:1学分:1适用对象:电子信息通信工程先修课程与环节:高等数学电路理论电子工艺实习二、课程设计目的和任务课程设计是针对某一门课程的要求,对学生进行综合性的训练,培养学生运用课程中所学到的理论与实践紧密结合,独立地解决实际问题。
本课程设计要求学生掌握模拟电子技术的核心——信号放大,为毕业设计和以后的工作实践打下良好的基础。
为了考验我们所学知识的成果,学校安排我们这次课程设计,它是有助于培养应用性人才的一种教学形式,它将是学生在综合运用所学知识,解决本专业方向的实际问题方面得到系统性的训练。
通过课程设计加强了我们把理论知识应用与实践的能力,增强了我们动手动脑的能力。
通过这次课程设计,我们各方面都得到了很好的锻炼。
模拟电子技术课程设计的目的和任务是使学生具备作为在电子与信息技术领域第一生产线工作的高素质劳动者和高级专门技术人才所应具备的模拟电子技术的基本知识、基本技能,具备模拟电子电路的设计、分析能力,为学生学习专业知识,增强适应职业变化的能力打下一定的基础。
三、课程设计方式模拟电子技术课程设计以硬件电路的设计与焊接实现为设计方式。
由于学生处于大学二年级,还没有学习EDA开发软件,因此硬件电路原理图的设计以手工画图完成。
而硬件电路的制造采用人工焊接的方式,材料由指导老师统一购买提供。
四、课程设计教学(或指导)方法与要求指导学生回顾《模拟电子技术》课堂上所介绍的典型输入、输出、放大电路,回顾运算放大器的使用和设计方法。
要求学生自主设计模拟电子电路,然后由指导老师检查纠正,最后焊接制造成品。
要求:1)熟悉常用电子测试仪器、常用电子元器件的基本知识,熟练掌握分立元件传统手工焊接技术;2)熟悉基本模拟电子电路的功能原理,熟悉运算放大器的结构原理;3)设计声音放大电路,并焊接制造成品。
传感与检测系统作业实验报告一、课题以提高家居生活的安全性、舒适度、人性化为目的,设计智能家居监控系统。
利用所学的传感器与检测技术知识,实现家居温度、煤气泄漏、外人闯入、火灾(烟雾)的检测(检测系统主要由传感器、放大器、采样/保持、采样/保持控制电路、A/D转换电路、数码显示、数字锁存控制电路组成)。
各检测节点可通过无线方式连接到主机,检测到危险信号后,主机可采用声光报警或远程报警。
二、设计目的1、掌握温度、气敏、光电开关等传感器检测系统的原理;2、掌握智能家居检测系统的设计方法;3、掌握智能家居检测系统的性能指标和调试方法。
三、设计任务及要求1、任务:设计一个温度检测系统,一个烟雾检测系统,一个红外检测系统;2、要求:(1)温度传感器输出温度由7SEG-MPX4-CA显示,当检测温度值大于设定值时系统自动报警;(2)气敏传感器检测到煤气浓度大于设定值时系统自动报警;(3)光电开关利用被检测物对光束的遮挡或反射,由同步回路选通电路,从而检测物体有无的,即检测外人闯入。
四、设计原理1、设计总体方案据分析,可确定需设计系统的电路原理框图如图所示:智能家居系统原理框图2、各部分功能Ⅰ. 家居温度检测(1)DS 18B20简介(2)利用DS-18B20数字温度传感器,对室内温度进行检测。
该传感器独特的一线接口,只需要一条口线通信多点能力,简化了分布式温度传感应用无需外部元件可用数据总线供电,电压范围为3.0 V 至 5.5V无需备用电源测量温度范围为-55℃至+125℃ 。
华氏相当于是-67℉到257℉-10℃至+85℃范围内精度为±0.5℃。
(3)测量原理:DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同,只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同,且温度转换时的延时时间由2s减为750ms。
DS18B20测温原理如图所示。
图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小,用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。
传感器课程设计分工一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握传感器的基本概念、原理和应用,能够理解不同类型传感器的工作原理和特点,并能够运用传感器解决实际问题。
具体来说,知识目标包括:1.了解传感器的基本概念、分类和作用;2.掌握常见传感器的原理、结构和应用;3.理解传感器与控制系统的接口和数据转换过程。
技能目标包括:1.能够正确选择和使用传感器;2.能够通过实验和实际应用,验证传感器的性能和效果;3.能够运用传感器进行简单的数据采集和处理。
情感态度价值观目标包括:1.培养学生对科技创新的兴趣和好奇心;2.培养学生具备实事求是、勇于探索的科学精神;3.培养学生具备团队协作、沟通交流的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括传感器的基本概念、分类、原理和应用。
具体安排如下:1.传感器的基本概念:介绍传感器的定义、作用和分类;2.传感器的原理:讲解各类传感器的原理、结构和特点;3.传感器的应用:分析传感器在实际工程中的应用案例,如温度传感器在空调系统中的应用、光线传感器在自动开关灯中的应用等;4.传感器与控制系统的接口和数据转换:介绍传感器与控制系统之间的接口关系,以及数据转换过程。
三、教学方法为了提高教学效果,本节课采用多种教学方法相结合的方式,包括:1.讲授法:讲解传感器的基本概念、原理和应用;2.案例分析法:分析实际应用案例,使学生更好地理解传感器的作用;3.实验法:安排课后实验,让学生动手操作,验证传感器的性能;4.讨论法:学生进行小组讨论,分享学习心得和实验结果。
四、教学资源为了支持本节课的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用《传感器技术与应用》作为主教材,辅助学生学习;2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识体系;3.多媒体资料:制作课件、动画等多媒体资料,直观地展示传感器的工作原理和应用场景;4.实验设备:准备传感器实验套件,让学生能够亲自动手操作,提高实践能力。
五、教学评估本节课的评估方式将采用多元化的评价方法,以全面、客观地评价学生的学习成果。
传感器课课程设计仿真一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握传感器的基本原理、类型和应用,提高他们在实际工程中的分析和解决问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:•了解传感器的基本概念、原理和特性;•掌握不同类型传感器(如温度、压力、流量等)的工作原理和应用场景;•理解传感器信号的处理和分析方法。
2.技能目标:•能够正确选择和使用传感器进行数据采集;•能够使用仪器仪表进行传感器性能测试;•能够运用传感器技术解决实际工程问题。
3.情感态度价值观目标:•培养学生的创新意识和团队合作精神;•增强学生对工程实践的兴趣和责任感;•提高学生对科技发展的敏感度和适应能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括传感器的基本概念、原理、类型和应用。
具体安排如下:1.传感器的基本概念和原理:介绍传感器的作用、分类和性能指标,阐述传感器的工作原理和信号处理方法。
2.常见传感器的类型和应用:详细讲解温度传感器、压力传感器、流量传感器等常见传感器的工作原理、特点和应用场景。
3.传感器信号的处理和分析:介绍传感器信号的处理方法,包括信号滤波、线性化、校准等,以及信号分析 techniques 在实际工程中的应用。
4.传感器在工程实践中的应用:通过案例分析,使学生了解传感器在各种工程领域中的应用,提高他们解决实际问题的能力。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:通过讲解传感器的基本概念、原理和应用,使学生掌握传感器的相关知识。
2.讨论法:学生进行小组讨论,分享学习心得和经验,提高学生的思维能力和团队协作能力。
3.案例分析法:通过分析实际工程案例,使学生了解传感器在工程中的应用,提高他们解决实际问题的能力。
4.实验法:安排实验室实践活动,使学生在动手操作中掌握传感器的使用方法和技巧。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,为学生提供系统的学习资料。
太原理工大学课程设计任务书模拟电子技术课程设计说明一、 课程设计题目:称重传感器二、 设计要求某系列称重传感器需要外配放大器,将其输出的电压信号转换成AD 转换器所需要的电压,AD 转换器的满范围输入电压为1V~4V 。
该系列称重传感器主要技术指标如下: 标准满量程负载 50Kg 灵敏度 2mV/V 标准输出电阻 350Ω 供桥电源电压 10V三、 参考电路四、 工作原理该电路由三部分构成:基本电压源电路、测量电桥电路、放大电路。
本实验中,需基本电R3压源电路、放大电路以及偏移电路。
1、基准电压源:为测量电桥提供一定精度要求的10V 基准电压,采用5V 稳压管与同相比例运算电路结合实现。
2、放大电路:放大电路用于测温桥输出的微小电压变化(△V )放大,使其满足性能要求。
放大电路采用两个同相电压跟随器(作为输入缓冲器)与两级放大器组成,其中第一级放大器为差放放大器,第二级放大器为可以方便调节的反相比例运算电路。
3、偏移电路:本例中,还需对放大后的信号进行偏移处理,将放大信号接入差分比例运算电路。
五、 参数计算1、基准电源电路 (1)1J R .2J R .F R 的计算基准源输出电压为10V ,稳压管电压为5V ,取稳压管的稳定电流为10mA 。
根据基准源电路有=01V 10V ,=Z V 5V .Z J J V R R V )1(1201+= 所以121J J R R += 2 得到12J J R R =1选1J R =1K Ω,可得RJ2=1K Ω。
由于JF JFZI R V V =-01 若取JF I =10mA,则有 得到RJF=500Ω。
(2)3J R 电阻和4J R 的计算:由稳压管开始启动的条件:Z D S J J J V V V R R R +≥+434取Vs=11.5V ,则4J R =1K Ω,得到3J R =1K Ω 2、放大电路的计算(1)将输入电压放大为0-3V因为满量程灵敏度,就是在5KN 时,每1V 供桥电压的灵敏度为2mV/V ,所以满量程时放大电路输入电压:Vi=10*2=20mV假设Vi1=20mV ,Vi2=0V 时,输出电压为'0V =3V ,对于放大器有1)21(12340Vi R RR R V Y Y Y Y +=一般希望34Y Y R R 和12Y Y R R 有相同的数量级。
《传感器的应用》作业设计方案(第一课时)一、作业目标本作业设计旨在通过《传感器的应用》课程的学习,使学生掌握传感器的基本概念和功能,了解传感器的类型及应用领域,通过实际操作锻炼学生动手实践的能力,为后续课程打下坚实基础。
二、作业内容1. 基础知识掌握:要求学生复习并理解传感器的基本概念、原理及其分类,通过课本及网络资源收集至少三种不同类型传感器的应用实例,并对其工作原理进行简要描述。
2. 实验操作实践:开展一次传感器应用的小实验。
以光敏传感器为例,指导学生制作一个简易的光照度检测装置。
实验中应包括传感器的选择、电路连接、代码编写以及数据的读取和展示。
3. 作品创作:学生需以小组形式(每组3-4人)设计并制作一个简单的传感器应用作品。
作品应包含传感器、微控制器(如Arduino)和其他必要的电子元件,并能够展示传感器的实际功能。
4. 报告撰写:每组学生需撰写一份关于作品设计、制作过程及功能的报告,报告中应详细记录实验步骤、数据记录及分析结果,并阐述传感器在作品中的作用和意义。
三、作业要求1. 学生在完成作业过程中,需遵循安全操作规程,确保实验过程中的人身和设备安全。
2. 实验报告需条理清晰,数据准确,分析深入,能够体现出学生对传感器应用的理解和创新能力。
3. 作品制作应注重实用性和美观性,能够真实反映传感器的应用效果。
4. 小组合作中需明确分工,确保每位成员都能参与到作品的制作和报告的撰写中。
四、作业评价1. 教师根据学生的实验报告、作品的实际效果和小组合作的情况进行评价。
2. 评价标准包括基础知识的掌握程度、实验操作的熟练度、作品的创新性和实用性以及报告的撰写质量。
3. 对于优秀的学生作品和报告,将在课堂上进行展示,并给予表扬和鼓励。
五、作业反馈1. 教师将在课堂上对学生的作业进行点评,指出存在的问题和不足,并给出改进建议。
2. 对于学生在作业中表现出的优点和进步,教师将给予肯定和赞扬,激励学生继续努力。
第一章设计思路及要求1.1设计要求⑴以MCS-51系列单片机为核心器件,组成一个简单的直流数字电压表。
⑵采用1路模拟量输入,能够测量0-5V之间的直流电压值。
⑶电压显示用4位一体的LED数码管显示,至少能够显示两位小数。
⑷尽量使用较少的元器件。
1.2设计思路⑴根据设计要求,选择AT89C51单片机为核心控制器件。
⑵A/D转换采用ADC0808实现,与单片机的接口为P1口和P2口的高四位引脚。
⑶电压显示采用4位一体的LED数码管。
⑷LED数码的段码输入,由并行端口P0产生:位码输入,用并行端口P2低四位产生。
1.3设计方案硬件电路设计由6个部分组成; A/D转换电路,AT89C51单片机系统,LED 显示系统、时钟电路、复位电路以及测量电压输入电路。
硬件电路设计框图如图所示。
图1-1数字电压表系统硬件设计框图第二章器件选型2.1ADC0808的外部引脚特征ADC0808芯片有28条引脚,采用双列直插式封装,其引脚图如图2-1所示。
图2-1ADC0808引脚图下面说明各个引脚功能:IN0-IN7(8条):8路模拟量输入线,用于输入和控制被转换的模拟电压。
地址输入控制(4条):ALE:地址锁存允许输入线,高电平有效,当ALE为高电平时,为地址输入线,用于选择IN0-IN7上那一条模拟电压送给比较器进行A/D转换。
ADDA,ADDB,ADDC:3位地址输入线,用于选择8路模拟输入中的一路,其对应关系如表所示:表2-2START:START为“启动脉冲”输入法,该线上正脉冲由CPU送来,宽度应大于100ns,上升沿清零SAR,下降沿启动ADC工作。
EOC: EOC为转换结束输出线,该线上高电平表示A/D转换已结束,数字量已锁入三态输出锁存器。
D1-D8:数字量输出端,D1为高位。
OE:OE为输出允许端,高电平能使D1-D8引脚上输出转换后的数字量。
REF+、REF-:参考电压输入量,给电阻阶梯网络供给标准电压。
传感器课设报告
引言
- 介绍传感器的概念和作用
- 说明本报告的目的和意义
传感器的种类及原理
- 详细介绍常见的传感器种类,如温度传感器、压力传感器、光学传感器等- 阐述每种传感器的工作原理和应用场景
传感器的选型与设计
- 分析传感器选型的要点,如测量范围、精度、响应时间等
- 讨论传感器的设计要点,如接口选择、电路设计、信号处理等
传感器课设实例
- 介绍一个传感器课设的具体案例
- 分析课设的目标和要求
- 阐述该课设中所使用的传感器选择、设计、优化过程
传感器课设实验结果分析
- 总结实验过程中遇到的问题
- 分析实验结果,并评价传感器的性能
- 探讨实验结果对传感器应用的启示
传感器的未来发展
- 展望传感器技术的发展趋势
- 探讨传感器在智能化、物联网等领域的应用前景
- 对传感器技术未来的发展方向进行展望
结论
- 总结本报告的主要内容
- 强调传感器在工程实践中的重要性和应用前景
- 提出对传感器课设及相关技术的建议和展望
参考文献
- 罗列本报告中涉及的相关文献及资料
以上是传感器课设报告的详细内容,希望对您有所帮助。
教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期]任教学科:_____________任教年级:_____________任教老师:_____________xx市实验学校《传感器应用课程设计》教学大纲一、课程说明1.课程代码:1040230512.2.总学时数:1周。
3.学分: 14.适用专业(注明本科、专科、高职):电子信息工程专业本科学生5.本课程设计的性质、地位和作用本课程设计是在学完《传感器原理与工程应用课程》之后综合利用所学传感器知识完成一个传感器应用系统设计并在实验室实现。
该课程设计的主要任务1.是通过解决一、两个实际问题,巩固和加深对常用传感器的结构、原理、特性的认识和基本知识的理解,提高综合运用课程所学知识的能力。
2.培养根据课题需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。
通过独立思考,深入钻研有关问题,学会自己分析解决问题的方法。
3.通过实际电路方案的分析比较,设计计算,元件选择,安装调试等环节,初步掌握简单传感器电路的分析方法和工程设计方法。
4.掌握常用仪器设备的正确使用方法,学会简单传感器控制电路的实验调试和整机指标测试方法,提高动手能力。
能在教师指导下,完成课题任务。
5.了解与课题有关的电子线路以及元器件工程规范,能按课程设计任务书的要求编写设计说明书,能正确反映设计和实验成果,能正确绘制电路图等。
6.培养严肃认真的工作作风和科学态度。
通过课程设计实践,逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点,获得初步的应用经验,为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
二、课程设计时间安排三、提供的设备1、示波器2、稳压电源3、万用表4、温度计5、数字面板表四、选题的原则1.选题范围从信息技术的角度来看,传感器是获取和转换信息的一种工具,这些信息包括电、磁、光、声、热、力、位移、振动、流量、湿度、浓度、成分等。
传感器的核心部件是敏感元件,它是传感器中用来感知外界信息和转换成有用信息的元件。
测试技术与传感器课程设计1. 引言测试技术和传感器是当今计算机科学和工程中非常重要的领域。
测试技术用于验证和检验所开发系统的可靠性,安全性和正确性,而传感器用于收集环境和物理参数数据。
本文将介绍一个关于测试技术和传感器的课程设计。
2. 课程目标该课程设计旨在使学生了解测试技术和传感器的基本概念和应用。
通过该课程,学生将:•了解测试的基本概念和理论;•掌握测试技术的基本方法和工具;•掌握不同类型的传感器的原理和应用;•学会如何使用传感器进行数据采集和分析。
3. 课程内容3.1 测试技术本课程将涵盖测试技术中的以下主题:•测试概述:测试的基本概念、目标、原则和类型;•静态测试:代码检查、静态分析以及代码度量;•动态测试:黑盒测试、白盒测试、基于错误的测试和基于语境的测试;•自动化测试:测试自动化的方法、工具和策略;•性能测试:负载测试、压力测试和容量测试;•安全性测试:涉及的安全技术和方法。
3.2 传感器技术本课程将涵盖传感器技术中的以下主题:•传感器概述:传感器的类型、结构和原理;•电子元器件与模拟电路技术:基本电子元件的使用以及模拟电路设计与实现;•传感器信号采集和调理技术:模拟信号和数字信号的采集和转换;•传感器数据处理技术:传感器采集到的数据的处理、存储和分析;•其他传感器应用:如温度传感器、湿度传感器、气压传感器、光传感器等。
4. 课程安排本课程总共分为十个模块,其中前五个模块涵盖测试技术的内容,后五个模块则讲授传感器技术的知识。
具体课程安排如下:•模块1:测试概述•模块2:静态测试•模块3:动态测试•模块4:自动化测试•模块5:性能测试•模块6:传感器概述•模块7:电子元器件与模拟电路技术•模块8:传感器信号采集和调理技术•模块9:传感器数据处理技术•模块10:其他传感器应用5. 课程评估本课程将使用作业、课堂测验、项目和期末考试来进行学生的评估。
学生需要完成以下任务:•作业:完成对每个模块的阅读和理解,并提交相关作业。
模拟电子技术课程设计任务书姓名:院(系):信息系专业:班级:课程设计题目:传感器测量系统的设计课程设计要求:设计一个放大器系统,当电阻值变化±1%时,放大电路能够产生±6V的输出电压。
要求偏差为0时输出为0,偏差为1%时输出为6V,偏差为-1%时输出为-1V,误差不超过±2%。
设计任务总述:对设计题目进行分析,根据设计的要求先确定基准电压源:为测量电桥提供一定精度要求的7.0V基准电压,然后修改电路,进行参数计算.,测量当电阻值变化±1%时,放大电路能够产生±6V的输出电压;要求偏差为0时输出为0,偏差为1%时输出为6V,偏差为-1%时输出为-6V,误差不超过±2%;最后电路仿真实验。
工作计划及安排:熟悉课题要求,查找相关资料;甄选资料的相关内容,初步确定设计方案;寻找参考电路,修改电路,进行参数计算.调试(仿真),如不成功,返回第2步整理数据;撰写课程设计报告。
成绩指导教师签字___________________年月日摘要: 设计一个放大器系统,当电阻值变化±2%时,放大电路能够产生±8V 的输出电压。
要求偏差为0时输出为0,偏差为2%时输出为8V ,偏差为-2%时输出为-8V ,误差不超过±5%。
一、电路结构及原理说明:该电路由四部分组成:基准电压源电路、测量电桥电路、放大电路、电平转移电路。
电路框图如下所示:1.基准电压源:为测量电桥提供一定精度要求的7.5V 基准电压,采用5.6V 稳压管与同相比例运算电路结合实现。
2.测量电桥电路:当电桥的所有阻值都相同时,输出电压为零。
当有一电阻发生变化时将会有电压输出。
此电路可以等效为传感器测量电路,测取的温度变化量并将其转化成电压变化。
3.放大电路:放大电路用于将测温桥输出的微小电压变化(ΔV )放大,使其满足性能要求。
放大电路采用两个同相电压跟随器(作为输入缓冲器)与两级放大器组成,其中第一级放大器为差动放大器,第二级放大器为可以方便调节的反相比例运算电路。
4.电平转移电路: 二、测量电路和参数计算基准电压源测量电桥放大电路电平转移电路1、基准电源电路基准源输出电压为V+=6.0V ,稳压管电压为5.6V ,取稳压管的稳定电流为1~1.2mA 。
根据基准源电路有Vz RJ RJ Vo )121(1+=07.16.50.6)121(1==+=RJ RJ Vz Vo 得到:07.012=RJ RJ 选RJ2=5k Ω,可得RJ1=71.43k Ω。
由于 JFJF F R R Vz Vo I 6.50.6-=-=R11R21R22R31R32R41R42vovi1vi2...VSRJ1 RJ2RJ3 RJ4RJF DJ1VzV+....R1 R3R4R2(1+δ¦)Vo ....... .若取IF=1mA ,则有JFR mA 6.50.61-=得到RJF=0.4k Ω。
电阻R3和R4的计算: 由稳压管开始启动的条件:7.0434+≈+>+Vz V Vz Vs R R R D J J J设V S 、R J3、R J4组成的电路向稳压管提供的电流为0.2mA ,若流过R4的电流也为0.2mA :则由下式: mA 2.07.06.544=+=J RJ R I 可得R J4=31.5k Ω因为流过R J3电阻的电流为0.4mA ,所以 mA 4.03.633=-=J RJ R Vs I 取V S =10,得到: k Ω25.94.03.6103=-=J R 验证V 3.67.073.7105.3125.95.31434=+≈+>=+=+Vz V Vz Vs R R R D 这是一个启动电路。
VSRJ3RJ4DJ1...5.6V0.2m A0.2m A0.4m A..2、测量电桥的计算++++≈++=+-+++=V R R R R V R R R R V R R R R R R Vo )212||1())1(212||1(]2121)1(2)1(2[1δδδδδ式中V +是电桥的基准电压。
由于Vo1与电压V 成正比,因此V 应该由基准电压源电路提供。
取V=6.0V ,电桥的R1=R2=R3=R4=100k Ω。
V 03.0)0.6)(402.0())(4())(21)2||1(1===+=++V V R R R R Vo δδ 这里δ=0.02,V+=6.0V 。
3、放大电路的计算如果对于Vo1=0.03V 时,输出电压为6V ,则有放大倍数为6/0.03=200.0倍。
则对于放大器有)112121(31412001R R R R Vo Vo +== 一般希望RY4/RY3和RY2/RY1 有相同的数量级。
令R11=10k Ω,R21=100k Ω,则1+2R21/R11=21,R41/R41=10.159 若令R31=5k Ω,则R41=47.619K Ω 其中R21=R22,R31=R32,R41=R424、电平转移电路b m +-=81b m +=85 联立解得,得到16/5=m ,5/2=b 。
))(())(6(655165GG F G G F IN IN OUT R R R R R R V R R R R R R V b mV V +++++=+= ))((656G GF R R R R R R m ++= ))((6551GGF R R R R R R V b ++= 取R5=96k Ω,R6=4k Ω,得V1=0.4166V 。
取RG=1k Ω,RF=4k Ω。
三、电路仿真1:基准电压源的单独仿真经过反复调试,最终选择 RJ2=31.02kΩ,此时输出电Vout=7.5V。
2、测温电桥的单独仿真当四个电阻都相等时,理论上电桥输出应为0,实际存在偏差,输出为-0.074nV。
当在基准电压为7.5的时候,对于R3阻值在99KΩ,101KΩ时的分别仿真3:放大电路的单独仿真在R3=99KΩ时的仿真在R3=101KΩ时的仿真4.4:整体电路仿真在R3阻值改变时,输出电压变化,R3=99KΩ时输出电压为6.028V;当R3=101KΩ时,输出电压为-5.968V,这2数值都在误差允许范围内。
5:误差产生的分析虽然在仿真时用的是理想的元器件但是,在计算放大倍数是RY1,RY2,RY3,RY4取了近似值,导致结果输出不是+6V和-6V。
四、主要元件参数和元件列表基准电压源测温电桥放大电路运放理想运放运放理想运放运放理想运放V1 10V R1 100kΩRY1 10kΩRJ1 82.6kΩR2 100kΩRY2 124kΩRJ2 29.88kΩR3 100±1k RY3 10kΩRJ3 9.25kΩR4 100kΩRY5 124kΩRJ4 31.5kΩRY6 10kΩRJF 1.9kΩRY7 124kΩR5 124kΩD1 虚拟二极管N4734A稳压管注:图中RY2,RY5即为计算放大倍数时的“RY2”;RY3,RY6即为计算放大倍数时的“RY3”,RY7,R5即为计算放大倍数时的“RY4”,RY1不变。
五、总结1.通过本次模拟电子技术课程设计,巩固了模拟电子技术课程中学习的理论知识,例如同相比例电路﹑反相比例电路﹑实际运放﹑稳压管等知识;2.通过在网络中寻找实际元件参数,锻炼了自己阅读技术资料的能力;3.初步掌握了Multisim2001用于模拟电子技术的仿真方法,初步了解了计算机辅助设计的方法;4.通过参阅参考文献,了解了更多关于铂电阻测温传感器的知识;5.本次课程设计还有相当多的不足和缺点,例如:仿真设计时没有考虑稳定对其他元件的影响;仿真是没有具体对实际运放进行失调电压和失调电流的调零;选取某些电阻时使用的虚拟电阻,没有采用实际电阻,缺乏实用性;对误差的分析比较简单,希望通过本次课程设计,进一步掌握计算机辅助设计的能力,对本试验题目做进一步改进。
六﹑参考文献[1]. 太原理工大学信息工程学院自动化系. 模拟电子技术课程设计指导书. 太原理工大学. 2007.5[2]. 周凯. EWB虚拟电子实验室—Multisim 7 & Ultiboard 7电子电路设计与运用. 电子工业出版社. 2006[3]. 华成英. 模拟电子技术基础(第四版). 高等教育出版社.2006摘要: 设计一个放大器系统,当电阻值变化±2%时,放大电路能够产生±8V 的输出电压。
要求偏差为0时输出为0,偏差为2%时输出为8V ,偏差为-2%时输出为-8V ,误差不超过±5%。
一、电路结构及原理说明:该电路由四部分组成:基准电压源电路、测量电桥电路、放大电路、电平转移电路。
电路框图如下所示:1.基准电压源:为测量电桥提供一定精度要求的7.5V 基准电压,采用5.6V 稳压管与同相比例运算电路结合实现。
2.测量电桥电路:当电桥的所有阻值都相同时,输出电压为零。
当有一电阻发生变化时将会有电压输出。
此电路可以等效为传感器测量电路,测取的温度变化量并将其转化成电压变化。
3.放大电路:放大电路用于将测温桥输出的微小电压变化(ΔV )放大,使其满足性能要求。
放大电路采用两个同相电压跟随器(作为输入缓冲器)与两级放大器组成,其中第一级放大器为差动放大器,第二级放大器为可以方便调节的反相比例运算电路。
5.电平转移电路: 二、测量电路和参数计算基准电压源测量电桥放大电路电平转移电路1、基准电源电路基准源输出电压为V+=7.5V ,稳压管电压为5.6V ,取稳压管的稳定电流为1~1.2mA 。
根据基准源电路有Vz RJ RJ Vo )121(1+=34.16.55.7)121(1==+=RJ RJ Vz Vo 得到:34.012=RJ RJ 选RJ2=30k Ω,可得RJ1=88.1k Ω。
由于 JFJF F R R Vz Vo I 6.55.7-=-=R11R21R22R31R32R41R42vovi1vi2...VSRJ1 RJ2RJ3 RJ4RJF DJ1VzV+....R1 R3R4R2(1+δ¦)Vo ....... .若取IF=1mA ,则有JFR mA 6.55.71-=得到RJF=1.9k Ω。
电阻R3和R4的计算: 由稳压管开始启动的条件:7.0434+≈+>+Vz V Vz Vs R R R D J J J设V S 、R J3、R J4组成的电路向稳压管提供的电流为0.2mA ,若流过R4的电流也为0.2mA :则由下式: mA 2.07.06.544=+=J RJ R I 可得R J4=31.5k Ω因为流过R J3电阻的电流为0.4mA ,所以 mA 4.03.633=-=J RJ R Vs I 取V S =10,得到: k Ω25.94.03.6103=-=J R 验证V 3.67.073.7105.3125.95.31434=+≈+>=+=+Vz V Vz Vs R R R D 这是一个启动电路。