传感器课程设计报告

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               前言

21世纪是信息科学与技术全新发展的时代，信息技术已经成为社会发展一股新的强大推动力。传感器技术作为信息技术和产业的重要组成部分，因此受到了国家和社会各个行业的高度重视，并且迅速发展。在《传感器技术》这门课程中我们了解了各种各样的传感器，如：电阻式传感器变磁阻式传感器，电容式传感器，磁电式传感器，压电式传感器，热电式传感器，光电式传感器，光纤式传感器，数字式传感器，化学传感器，生物传感器等，还有更多的传感器新技术。 传感器技术是以传感器为核心论述其内涵、外延的学科，也是一门涉及测量技术、功能材料、微电子技术、精密与微细加工技术、信息处理技术和计算机技术等相互结合形成的密集型综合技术。当今的传感器是一种能把非电输入信息转换成电信号输出的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。

传感器未来的发展主要朝着以下四个方面：⑴发现新效应，开发新材料、新功能；新的效应和现象的发现，是新的敏感材料的开发的重要途径，而新的敏感材料的开发是新型传感器出现的重要基础。⑵传感器的多功能集成化和微型化；所谓集成化就是在同一芯片上，或将众多同类型的单个传感器件集成为一维，二维或三维阵列型传感器，或将传感器件与调理、补偿等处理电路集成一体化。微型传感器是朝着微米/纳米技术领域发展，其显著特征就是体积小、重量很轻，这种传感器一般应用于航空航天，环境保护，生物医学和工业自动化等高科技领域。⑶传感器的数字化、智能化和网络化；传感器的数字化提高传感器本身的多种性能。智能化是指传感器具有一种或多种敏感功能，不仅能实现信息的探测、处理、逻辑判断和双向通讯，而且具有自检测、自校正、自补偿、自诊断等多功能的器件或装置。传感器网络是一种由众多随机分布的一组同类或异类传感器节点与网关节点构成的无线网络。⑷研究生物感官，开发仿生传感器；利用仿生学、生物遗传工程和生物电子学技术研究它们的机理，研究仿生传感器，也是一个十分引人注目的方向。

所以学习与掌握各种传感器的应用对于我们电子信息类专业显得尤为重要。也是把握科技最新前沿的一条途径。本次课程设计主要是传感器在测位移方面应用的研究，对不同的传感器测位移原理的特性比较和研究，自己设计3种以上位移传感器，写出设计方案，并对每种位移传感器原理、测量电路、输出特性、灵敏度、精度进行分析。比较每一种传感器的优缺点及改善方法，最后做出总结。此次课程设计可以更好的帮助我们掌握所学的知识

一、电阻应变计式传感器测位移

1、电阻应变计测位移的原理：电阻应变式位移传感器是把电阻应变计粘贴在弹性敏感元件上，把被测位移量转变成弹性元件的变形和应变，然后通过应变计和应变电桥电路，输出正比于被测位移的电量。它可以用来近测或远测静态与动态的位移量。

2、电阻式应变计的构造及特性分析：

⑴电阻式应变计主要由敏感栅、基底、引线、盖层、粘结剂构成，按其敏感栅取材，基本可分为金属应变计和半导体应变计两大类。

⑵电阻式应变计主要有两方面的应用：一是作为敏感元件，直接用于被测试件的应变测量；另一方面是作为转换元件，通过弹性敏感元件构成传感器，用于对任何能转变成弹性元件应变的其他的物理量作间接测量。所以要求用作传感器的应变计性能要好，尤其是线性误差要小，力学性能参数受环境温度影响小，并与弹性元件匹配。

3、电阻式应变计传感器测位移测量电路：电阻式应变计是把位移应变信号换成ΔR/R后，由于应变量及其应变电阻变化一般都很微小，难以直接精确测量，又不便直接处理。因此需要采用测量电路把应变计的ΔR/R变化转换成可用的电压或电流输出，本次设计采用本设计采用半导体应变计和最常见且广泛应用的直流电桥测量电路，主要因其灵敏度高、精度高、测量范围宽、电路结构简单、易于实现温度补偿等特点而能很好的满足测量需求，其测量电路如图1:

                           图1

 

第二篇：传感器课程设计报告1

光电二极管制作的抽屉防盗报警器课程设计

一、 实验目的：

报警器的应用非常广泛。报警器可用于仓库、住宅等地方的防盗报警。在汽车、摩托车、仓库大门、以及家庭保安系统中，几乎无一例外地都使用了报警器电路。在没有人在的情况下它可以自动的完成报警任务，有效地防止盗窃的发生，使个人财产免受损失。光电二极管制作的抽屉防盗报警器具有简单、方便、灵活性强、电路容易实现等特点，一量出现偷盗，通过扬声器发出警报，达到报警作用。

二、实验要求：

1、 了解光电二极管的作用及工作环境。

2、 理解抽屉防盗报警器的工作原理。

3、 会看原理图并根据原理图焊接电路。

4、 对抽屉防盗报警器进行调试，使之正常工作。

三、实验元件：

1、 RG选用2CU型光敏二极管。

2、 IC选用KD－9561型四声模拟报警器音响集成块。

3、 VT1、VT2均选用3DG201硅三极管。

4、 R1和R2均用1/8碳膜电阻。

5、 Y采用2.5英寸电动扬声器，阻抗为8Ω。

6、 电源用3节5号干电池。

7、 SA采用小型自复位常闭触点微动按钮开关。

四、实验数据：

五、实验原理：

图1.20.1为该报警器电路图。光敏二极管VD、晶体三极管VT1和电阻R1组成光控开关；集成电路IC、晶体三极管VT2和扬声器Y组成了报警电路。平时开关SA受抽屉的推力作用而断开，整个报警电路不工作，在白天打开抽屉时，尽管开关SA被接通，但因光敏二极管RG受光照，它的阻值变小，晶体三极管VT1处于截止状态，报警电路不工作，扬声器不发音，当夜晚打开抽屉时，光敏二极管RG没有较强光线照射，阻值变大，晶体三极管VT1获得合适偏流而导通，集成块IC得到工作电压，报警电路即工作。其输出模拟警车电笛的音频信号，并经晶体三极管VT2放大后，推动扬声器Y发出响亮的警笛声来。

六、实验内容：

1、用万用表对实验元件进行检测

光电二极管检测：根据外壳上的标记判断其极，外壳标有色点的管脚或靠近管键的管脚为正极，另一管脚为负载。用万用表50μA档。用红表笔接光电二极管“+”极，黑表笔接“—”极，在白炽灯下(不能用日光灯)，随着光照增强，其电流增加是好的，短路电流可达数十至数百μA。

硅光电三极管：常见的硅光电三极管有金属壳封装的，在金属下面有一个凸块，与凸块最近的那只脚为发射极e。如果该管仅有两只脚，那么剩下的那条脚则是光电三极管的集电极c；假若该管有三只脚，那么与e脚最近的则是基极b，离e脚远者则是集电极c。

2、把检测好的元件根据电路图一一焊接到电路板上。

七、调试：

制作完毕，检查无误后，即可通电调试，合上开关SA，在室内正常自然光照射RG的情况下，调节电阻R1使扬声器Y处于临界发声状态即可。如果调节R1，报警电路不起作用，这时就应检查RG的正负极是否接错。将整个报警电路安装在抽屉内。开关的安装要巧妙，平时要使它受关闭着的抽屉

推力作用，处于断路状态，拉开抽屉时则成通路状态。

八、结语：

通过这次试验的设计，我明白了光敏二极管的原理，也更加清楚了二极管在生活中的用处，加深了对这门学科的兴趣，希望以后有机会能够多在这些方面努力，设计出更多有利于生活的东西。