压力传感器校准系统设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

21世纪，随着科学技术的发展和人类社会的进步，人类探知工程信息的领域和空间不断拓展，要求信息传递的速度加快和信息处理的能力增强，因而就形成信息科学四大核心技术：信息采集技术——传感与检测技术，信息传递技术——通信技术，信息处理技术——计算机技术，信息控制技术——自动控制技术。人类社会全面进入信息电子化时代，传感与检测技术是信息科学技术是信息科学技术的最前端技术，它将成为21世纪人们在信息科学技术领域争夺的一个制高点。

传感器技术如今发展非常迅速，是当代科技发展的一个重要标志。传感器技术无论对于人们的日常生活还是工业生产领域，都是一项不可或缺的技术。传感器技术是工业生产和信息化社会的核心技术，处于高科技产业的尖端地位。欧美众多国家都把传感器技术列为国家重点研究技术之一。

压力传感器是用于测量卷材张力值大小的仪器，是压力控制系统的一部分，在冶金，造纸，薄膜，染整，织布，塑胶，线材等设备上广泛应用。为了满足传感器批量生产的发展，改善设备，实现自动化的检测，提高其检测的技术水平及检测效率至关重要。同时，又因为压力传感器的线性度测试需要人工搬运砝码，在批量传感器的测试过程中需要大量的人力，时间的花费也很多，而且会产生大量的测试校准数据，人工计算数据的时间也是相当之久，这就会使传感器的校准测试效率低下。正是基于这种情况，我们开始研发压力传感器的校准系统。这套校准测试系统节省了大量的人力，时间。对上述测试过程中产生的大量数据使用微机系统进行处理，使用方便，测试结果一目了然 。传感器的数据采集实现半自动化，可大大节省校准测试时间，提高生产效率。

2. 研究的基本内容与方案

本课题的基本内容：本系统中，采用电阻应变片压力传感器。校准过程中，利用伺服电机转动实现对两个压力传感器的加重与减重。其中一个为标准压力传感器，一个为待测的压力传感器。两个传感器输出相应的电压信号。电压信号经过ad620差分放大电路进行放大，放大的信号通过单片机的ad采样进行采集，经过单片机程序转换为相应的压力参数并进行存储，再利用单片机将数据进行处理，将待测压力传感器的校准曲线与标准压力传感器的拟合直线进行比较，计算误差相关系数，通过判断两条拟合直线的吻合度判断待测压力传感器是否为合格的压力传感器产品。

本课题的目标：能够精准的检测压力，通过显示屏实时显示压力传感器的拟合直线，完成硬件电路的设计及软件的编写并对整个系统进行软硬件调试。

本课题的基本技术方案：压力传感器输出电压很小，为mv级，而单片机的ad采样为v级，张力传感器电压信号只有经过ad620差分放大固定倍数，单片机才能进行检测。由于伺服电机施加压力会有误差，在转动速度越大的情况下误差越大，所以在加重或减重每隔5kg电机减小到固定速度，记录一个数据，存储在单片机，之后利用单片机将数据读取，处理，判断线性度的好坏。本系统总体框架如图1：

3. 研究计划与安排

1～3周：查阅相关文献资料，明确研究方向，确定研究内容，完成开题报告；

3～6周：了解相关的专业知识，完成英文资料的翻译，完成压力传感器校准系统的硬件电路设计；

7～9周：继续深入学习相关内容，完成压力传感器校准系统的软件设计；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 张宗阳.基于厚膜工艺的不锈钢压力传感器设计与制造技术研究[d]. 武汉：华中科技大学,2013.

[2] 陈志旺.stm32嵌入式控制器快速上手[m].北京：电子工业出版社,2014.

[3] 蒙博宇.stm32自学笔记[m].北京：北京航空航天大学出版社,2014