传感器课程设计任务书及指导书
上海交通大学精密仪器教研室
二零一二年十月
传感器课程设计进度安排： 序号 1 2 3 4 课程设计（报告）各阶段内容 选题，熟悉设计题目 查阅资料，设计电路原理图，领取工具 调试电路板，撰写设计报告 验收
重要时间节点：
第1周第一次课，设计题目讲解，学生选题； 第3周最后一次课前，完成电路原理图设计。
时间安排 第1周 第2-3周 第4-7周 第8周 备 注 1
目录
第一章 总论 ................................................................................................................. 3
1-1 《传感器》课程设计的目的 ............................................................................... 3 1-2 《传感器》课程设计的内容 ................................................................................... 3 1-3 设计时应注意的事项 ............................................................................................... 3 1-4 设计题目 ................................................................................................................... 4
第二章 电阻应变式传感器 ......................................................................................... 5
2-1 电阻应变式称重传感器原理 ................................................................................... 5 2-2 设计用传感器介绍 ................................................................................................... 6 2-3 任务与要求 ............................................................................................................... 7
第三章 差动螺管式电感位移传感器 ......................................................................... 8
3-1 电感式位移传感器测量原理 ................................................................................... 8 3-2 传感器测量测头 ....................................................................................................... 8 3-3 任务与要求 ............................................................................................................... 9
第四章 差动变压器式位移传感器 ........................................................................... 10
4-1 差动变压器式位移传感器工作原理 ..................................................................... 10 4-2 设计用传感器介绍 ................................................................................................. 11 4-3 任务与要求 ............................................................................................................. 12
第五章 压电式测速传感器 ....................................................................................... 13
5-1 压电式力传感器工作原理 ..................................................................................... 13 5-2 设计用传感器介绍 ................................................................................................. 14 5-3 任务与要求 ............................................................................................................. 15
第六章 光电编码器 ................................................................................................... 16
6-1 光电编码器 ............................................................................................................. 16 6-2 设计用传感器介绍 ................................................................................................. 17 6-3 任务与要求 ............................................................................................................. 21
第七章 光栅位移传感器 ........................................................................................... 22
7-1 光栅位移传感器工作原理 ..................................................................................... 22 7-2 设计用传感器介绍 .............................................................................................. 233 7-3 任务与要求 ............................................................................................................. 29
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第一章 总论
1-1 《传感器》课程设计的目的
《传感器》课程设计是《传感器》课程的一个重要教学环节，通过这个教学环节要求达到下列几个目的：
1．通过课程设计，把在《传感器》及其他有关先修课程《机械制图、精密仪器设计、电工理论基础、模拟电路、数字电路、单片机等》中所获得的知识在传感器设计、装配、调试中综合加以运用，使这些知识得到巩固，并使理论知识与实践相结合，培养工程实践及科学研究的基本技能；
2．通过课程设计，加强同学对几种传感器原理的感性认识，加深对课堂的理解，增强动手能力；
3．通过这个设计初步培养同学对传感器设计的独立工作能力和分析问题、解决问题的能力。
1-2 《传感器》课程设计的内容
本课程设计总计开设六个设计题目，每位同学只参加一个项目的设计。
1．根据技术指标要求，设计相应传感器的信号调理和检测电路，要求完成原理图的设计和PCB板的制作；
2．焊接和调试设计的测量电路，实现对传感器信号的采集和处理； 3．编写说明书
（详见每个设计题目中）
1-3 设计时应注意的事项
1．设计调试中发现的问题应该首先自己考虑，提出自己的看法和意见，与指导教师一同研究，不应向指导教师要答案。对设计调试中的错误和解决途径可由教师指出，但具体答案也应该由自己去找。
2．在规定的时间内完成原理图的设计并与教师商量确定，以方便指导教师统一配备所需的元器件。
3．调试线路的每一个环节前，必须对该环节的工作原理及所用元件的性能指标及其引线排列详细了解。检查接线确实无误才能通电。
4．按设计的电路原理图顺序地分别通电调试测量电路的各个环节，每个环节都工作正常后才能整机通电。
5．设计开始后，应随时把设计过程中所考虑的主要问题及一切计算、调试中发生的问题及解决方法，从其它参考书中摘录的资料和数据都记在本子上，使各方面的问题都能做到有根有据，理由充分，这样在最后编写说明书时可以节省很多时间。
6．保管和爱护好由教师提供的传感器及资料，设计完成后归还给教师。
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1-4 设计题目
1．电阻应变式传感器
（1）传感器：永正传感（杭州）有限公司108AA单点称重传感器 （2）最大秤量：5kg （3）线性度：±0.017%
（4）连接电缆：四芯屏蔽电缆，长度0.5米
要求设计传感器信号调理电路，包括放大和滤波电路
2．差动螺管式电感位移传感器
（1）传感器：三门峡中原量仪公司生产的DG03电感传感器 （2）示值范围：±1mm （3）线性度：±0.1%，重复性：±0.1% （4）连接电缆长度1.5米
要求设计传感器信号调理电路，包括低频振荡，电桥，放大和检波电路
3．差动变压器式位移传感器
（1）传感器：合肥高创传感器有限公司W-ACD100 （2）量程：100mm
（3）供电电压：AC5V；1KHz （4）输出：±5V
要求设计传感器信号调理电路，包括低频振荡，电桥，放大和检波电路
4．压电式测速传感器
（1）传感器：北京航轩科技发展有限公司电荷变换器及其传感器YFF-3 （2）测量范围：30KN （3）供电电压：5V （4）输出：0~5V
要求设计传感器信号调理电路，包括阻抗变换和电荷放大电路
5．光电编码器
（1）传感器：长春第一光学有限公司JXW-12A型 （2）测量范围：00~3600 （3）准确度：±1001
（4）输出：自然二进制码 要求设计信号译码和显示电路
6．光栅位移传感器
（1）传感器：长春第一光学有限公司SR-1型 （2）量程：100mm （3）供电电压：DC5V （4）输出：方波信号
要求设计辨向电路、计数电路和显示电路
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