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1、《传感器原理及应用》创新性应用课题研究报告题目：基于振弦式传感器的压力测试学院：自动化工程学院年级专业：2012级电子信息科学与技术姓名：杨晨灿王怀祥林晟玉连智华任课教师：迟宗涛2015年12月20日【中文摘要】在大型土木工程的安全监测中,压力作为一个重要的参数,其检测方法一直备受重视。通过对各种结构所受压力的实时检测,对于保障其健康、降低事故发生率有重要的意义。由于振弦传感器具有输出信号稳定、易检测等诸多优点,本文选用振弦式传感器,设计了一套电路结构简单、可靠性好、测量精度较高的压力检测系统。本文首先对常用的压力传感器进行了比较,阐述了选用振弦传感器的依据,分析了传感器的结构和工作原理,总结
2、了振弦传感器压力检测中影响测量精度的主要因素,并提出了相应的解决措施。重点对传感器的激振方式进行了研究和优化,采用了反馈式的激振新方法,设计了合理的信号处理电路。本系统采用分布式采集方式,由数据采集系统、传感器组成,每一个数据采集系统可挂接多路传感器,能实现多点检测,选用了真正能独立工作的片上系统C8051F340单片机为处理器,设计了激振电路、测频电路、显示电路、串口通信接口等硬件电路。同时,本文也设计了完整的下位机软件,使硬件能正常的实现其检测功能。软件设计采用模块化的编程思想,C语言编写,结构清晰,容易移植,方便维护和升级。最后,针对电子电路系统中存在的干扰问题,在系统的硬件和软件上均进
3、行了抗干扰设计,保证系统能正常地运行。通过一个多月的调试,本系统各个部分能正常的工作,测试结果表明,其测量精度有一定提高,运行较为稳定。此系统体积小,成本低,接口通用,适用于大多数振弦传感器,具有一定的工程应用价值。 振弦式传感器由于具有寿命长、稳定性好、精度高及信号便于检测等优点,一直受到业界的关注,并广泛应用于煤矿[1]、大坝[2]和路桥[3]等场合进行压力测量。振弦式传感器容易受温度等因素的影响,所以,近来系统设计者采取措施在温度方面对系统进行补偿[4],但是很少有人提到在电路系统中对其他方面进行优化设计。根据实际需要,笔者在系统设计过程中综合考虑了所有影响测量精度的因素,实现了对压力的
4、高精度测量。应用振弦式传感器并基于脉冲计数法进行压力测量可达测量精度受脉冲计数精度、电路噪声及温度补偿等多重因素影响。介绍了一种成熟的设计方案,通过采用优化的扫频激励方式、合理的脉冲计数方法、低噪声信号调理电路设计和有效的温度补偿等途径,获得了较高精度的压力测量值,是脉冲计数法测压场合的较好选择。【关键词】振弦式传感器 压力检测 数据采集 C8051F340【英文摘要】In the security monitoring of large civil engineering, As an important parameter, the methods of pressure measurem
5、ent have always been paid great attention. It has an important significance for protecting their health and reducing the accident rate, through monitoring the pressure of various structures on real-time. Because of the advantages of vibrating wire sensors such as output signal stability, easy to det
6、ect and so on, a pressure measurement system was designed which has a simple hardware structure with good reliability and high accuracy by vibrating wire sensor in this paper.Firstly, the paper compare with common used pressure sensors, explain the basis of selecting the vibrating wire sensor, analy
7、ze its structure and working principle, summarize the foremost factors that influence the measuring accuracy of vibrating wire sensors, propose some corresponding improved methods.The exciting methods
