第三章 压力测量
数字显示压力测量系统设计
数字显示压力测量系统设计 一、数字显示仪表的设计原理 工业生产过程中常用的数字式仪表有数字式温度计、数字式压力计、数字流量计、数字电子秤等。数字式仪表的出现适应了科学技术及自动化生产过程中高速、高准确度测量的需要，它具有模拟仪表无法比拟的优点。数字仪表的主要特点有：准确度高、分辨率高、无主观读数误差、测量速度快、能以数码形式输出结果。同时数字量传输信息，可使得传输距离不受限制。 数字仪表按工作原理可分为：带微处理器的和不带微处理器的。不带微处理器的仪表，通常用运算放大器和中、大规模集成电路来实现；带微处理器的仪表，是借助软件的方式来实现有关功能。 1.传感器输出信号的特点： （1）传感器的输出会受温度的影响，有温度系数变化。 （2）传感器的输出顺着输入的变化而变化，但之间的关系不一定是线性比例关系。 （31传感器的动态范围很宽。 （4）传感器的种类多，输出的形式也多种多样。 （5）传感器的输出阻抗较高，到测量电路时会产生较大的信号衰减。 2.传感器信号的二次变换 根据上述的传感器输出信号的特点来看，传感器输出的信号一般是能直接用于仪器、仪表显示作控制信号用，往往需要通过专门的电子电路对传感器输出信号进行“加工处理”。如将微弱的信号给予放大，经过滤波器将有害的杂波信号滤掉，将非线性的特性曲线线性化，如有必要再加温度补偿电路。这种信号变换一般称为二次变换。完成二次变换的电路称为传感器电子电路，一般也称为测量电路，仪表电子电路或调理电路。
3.传感器二次变换的组成 传感器电子电路主要是模拟电路，它与数字电路一样，是由一些单元电路组成。这些单元电路有：各种信号放大电路、有源及无源滤波电路、绝对值检测电路、峰值保持电路、采样.保持电路、A/D及D/A 变换电路、V/F及F/V变换电路、调制解调电路温度补偿电路及非线性特性化补偿电路等。 4.传感器信号的调理电路 信号调理是指测量系统的组成部分，它的输入时传感器的输出信号，输出为适合传输、显示、记录或者能更好的满足后续标准设备或装置要求的信号。信号调理电路通常具有放大、电平移动、阻抗匹配、滤波、解调功能。 传感器输出信号通常可以分为模拟量和数字量两类。对模拟量信号进行调整匹配时，传感器的信号调理环节相对复杂些，通常需要放大电路、调制与解调电路、滤波电路、采样保持电路、A/D及AD/A 转换电路等。而对于数字量信号进行调理匹配时，通常只需使信号通过比较器电路及整形电路，控制計数器技术即可。 5.DVM的概述 模拟式电压表具有电路简单、成本低、测量方便等特点，但测量精度较差。数字电压表（DVM），以其功能齐全、精度高、灵敏度高、显示直观等突出优点深受用户欢迎。DVM应用单片机控制，组成智能仪表；与计算机接口，组成自动测试系统。目前，DVM多组成多功能式的，因此又称数字多用表。 DVM是将模拟电压变换为数字显示的测量仪器，这就要求将模拟量变换成数字量。这实质上是个量化过程，即将连续的无穷多个模拟量用有限个数字表示的过程，完成这种变换的核心部件是A/D转换器，最后用电子计数器计数显示，因此，DVM的基本组成是A/D 转换器和电子计数器。 二、压力测量数显系统设计 测量系统的整机电路包括：P3000S-102A压力传感器、恒流源、
检测技术第1章练习
第一章检测技术的基本概念思考题与习题 1.单项选择题 1）某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6%，该压力表的准确度等级应定为_____级，另一家仪器厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买_____的压力表。 A. 0 .2 B. 0 .5 C. 1 .0 D. 1.5 2）某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是_____。 A.绝对误差 B.示值相对误差 C.满度相对误差 D.准确度等级 3）在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的_____左右为宜。 A.3倍 B.10倍 C.1.5倍 D.0.75倍 4）用万用表交流电压档(频率上限仅为5kHz)测量频率高达500kHz、10V左右的高频电压，发现示值还不到2V，该误差属于_____。用该表直流电压档测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.8V，该误差属于_____。 A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差 5）重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了_____。 A.提高准确度 B.加速其衰老 C.测试其各项性能指标 D.提高可靠性 2.各举出两个非电量电测的例子来说明 1）静态测量；2）动态测量； 3）直接测量；4）间接测量； 5）接触式测量；6）非接触式测量； 7）在线测量；8）离线测量。 3.有一温度计，它的测量范围为0～200℃，准确度为0.5级，试求： 1）该表可能出现的最大绝对误差为_____。 A. 1℃ B. 0.5℃ C. 10℃ D. 200℃ 2）当示值为20℃时的示值相对误差为_____，100℃时的示值相对误差为_____。 A. 1℃ B. 5％ C. 1％ D. 10％ 4.欲测240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，问：若选用量程为250V电压表，其准确度应选_____级。若选用量程为300V，其准确度应选_____级，若选用量程为500V的电压表，其准确度应选_____级。 A. 0.25 B. 0.5 C. 0.2 D.1.0 1
压力测控系统
本章通过一个压力测控系统的综合设计实例，说明单片机应用系统设计的方法和步骤。 12.1 系统要求 设计一压力测控系统，系统的具体要求如下： （1）压力检测 检测来自压力传感器输出的电压信号（0～5V），通过 A/D 转换器进行转换。 （2）工程变换 将转换结果进行工程变换，即将转换结果再转换为压力大小（仅保留整数部分）。 （3）键盘 用于设置压力的报警值和当前时间。 （4）数码 LED显示 用于显示压力报警值的上限和下限，并显示当前压力值。压力值在 0～100之间。 （5）当前压力值超过报警值时，通过蜂鸣器报警，并控制电机执行相应的动作。压力 值低于下限时，合上控制电机正转的继电器，控制电机正转，压力升高，压力值升高到正常 范围后，打开正转继电器，电机停转；压力值高于上限时，合上控制电机反转的继电器，控 制电机反转，压力值下降到正常范围后，打开反转继电器，电机停转。没有超过报警值时， 继电器都打开，电机不转。 （6）上位机监控软件设计 通过计算机显示当前的压力值以及报警值。 12.2 需求分析 需求分析是进行系统设计的基础，主要包括以下几个方面： 1．单片机选型 进行单片机选型时，应尽量了解较多种类单片机的性能指标和所集成的资源。根据系统 的要求，选用合适的单片机。目前许多单片机具有较高的集成度，因此，如果有模拟量检测 的要求时，应尽量选择带有 A/D 转换模块的单片机。并且，应该注意所设计系统的应用场合， 选择适当的芯片等级（军用级、工业级和商用级）。 STC12C5410AD 单片机片内集成了 8 通道 10 位高速模数转换器，并且，具有较多的通 用 I/O 和片上外设 （定时器、 UART等）， 因此， 在本系统的设计中， 可以采用 STC12C5410AD 作为系统的检测与控制中心。 2．人机接口的设计选型 系统要求使用键盘设置压力的报警上限值和下限值，使用 LED 进行显示。在此，使用 4 、当前值 个按键作为系统键盘，选用 8 位 LED 显示，用以显示压力的报警值（上限、下限） 和当前时间。 传统的键盘和 LED 显示电路设计，一般采用扫描的方式。即，键盘采用扫描方式，LED 显示采用动态扫描方式。键盘和 LED 设计时，公用其中的某些口线。在本例中，键盘采用扫 描方式，而 LED采用串行－并行转换芯片 74HC595进行显示。 259
第1章 《工程热力学》实验(第四版)
第一章 《工程热力学》实验 §1-1 二氧化碳临界状态及P-V-T 关系实验 一、实验目的和任务 目的： 1．巩固工质热力学状态及实际气体状态变化规律的理论知识，掌握用实验研究的方法和技巧。 2．熟悉部分热工仪器的正确使用方法（如活塞式压力计、恒温水浴等），加深对饱和状态、临界状态等基本概念的理解，为今后研究新工质的状态变化规律奠定基础。 任务： 1.测定CO 2的t v p --关系，在v p -坐标中绘出几种等温曲线，与标准实验曲线及克拉贝龙方程和范得瓦尔方程的理论计算值相比较并分析差异原因。 2.观察临界状态，测定CO 2的临界参数（c c c t v p 、、），将实验所得的c v 值与理想气体状态方程及范得瓦尔方程的理论计算值作一比较，简述其差异原因。 3.测定CO 2在不同压力下饱和蒸气和饱和液体的比容（或密度）及饱和温度和饱和压力的对应关系。 4.观察凝结和汽化过程及临界状态附近汽液两相模糊的现象。 二、实验原理 1.实际气体在压力不太高、温度不太低时，可以近似地认为理想气体，并遵循理想气体状态方程： mRT pV = (1) 式中 p ―绝对压力（Pa ） V ―容积(m 3) T ―绝对温度(K) m ―气体质量(kg) R ―气体常数， 2CO R =8.314/44=0.1889(kJ/kg ·K) 实际气体中分子力和分子体积，在不同温度压力范围内，这两个因素所引起的相反作用按规定是不同的，因而，实际气体与不考虑分子力、分子的体积的理想气体有一定偏差。1873年范得瓦尔针对偏差原因提出了范得瓦尔方程式： (2) 或 0)(2 3=+++-b av v RT bp pv (3) 式中 a ―比例常数， c c p RT a ) (272 =； 2 /v a ―分子力的修正项； RT b v v a p =-+))((2
压力测量系统的设计
课程设计报告 题目：压力测量系统的设计 院系：信息与电气工程学院 姓名： 学号：12894040 专业：电气工程及其自动化 指导老师：
目录 1设计内容及要求…………………………………………………………………………2智能电子天平的总体设计分析……………………………………………………………… 2.1 智能电子天平的基本结构 2.2智能电子天平系统的工作原理 2.3 智能电子天平设计的基本思路 3硬件设计………………………………………………………………….. 3.1 总体规划 3.2 主控制器电路 3.3 电源变换电路 3.4 信号放大电路 3.5信号变换电路 3.6 显示电路 4软件设计………………………………………………………………… 4.1 系统应用程序组成 4.2 主程序流程图 4.3 AD采样程序块 4.4 液晶显示程序块 5心得体会………………………………………………………………………………
1设计内容及要求 设计一个智能电子天平，可以同时测量两个物体的重量并进行比较。该系统应具有数码管显示、键盘设定、数据存储等功能。 设计要求：①测量范围：0~5kg ②测量精度：正负0.1kg ③测量通道：2通道（被测物体重量1通道，参照物体重量1通道） ④供电电源：220V AC 2 、智能电子天平设计总体分析 2.1智能电子天平的基本结构 所谓智能电子天平，即可以同时测量两个物体的重量并进行比较的装置。它和电子称的原理类似，都是是利用物体的重力作用来确定物体质量（重量）。智能电子天平可以说是电子称的改进装置，把原有的电子称压力传感器测量端换成两个，相继的数据处理等后续装置做一定的改进即可。 2.2 系统的工作原理 电子天平称重系统的工作原理。首先是通过两个压力传感器分别采集到两个被测物体的重量并将其转换成电压信号。输出电压信号通常很小，需要通过前端信号处理电路进行准确的线性放大。放大后的模拟电压信号分别经A/D转换电路转换成数字量通过两个通道被送入到主控电路的单片机中，单片机通过程序结合按键控制译码显示器，从而显示出某个被测物体的重量或是比较结果。在实际应用中，为提高数据采集的精度并尽量减少外界电气干扰，还需要在传感器与A/D芯片之间加上信号调整电路。 2.3 系统设计基本思路 按照设计的基本要求，系统可分为四大模块，电源转换模块、数据采集模块、控制器模块、显示器模块。其中数据采集模块由压力传感器、信号的前级处理和A/D转换部分组成。转换后的数字信号送给控制器处理，由控制器完成对该数字量的处理，驱动显示模块完成人机间的信息交换。此部分对软件的设计要求比较高，系统的大部分功能都需要软件来控制。 3、硬件电路设计 3.1 总体规划 按照本设计功能的要求，系统由5个部分组成：控制器部分、两个相同的测量部分、
第一章流体流动习题测验
第一章 流体流动 静压强及其应用 1-1. 用习题1-1附图所示的U 形压差计测量管道A 点的压强，U 形压差计与管道的连接导管中充满水。指示剂为汞，读数R =120mm ，当地大气压p a 为101.3kPa ，试求：(1) A 点的绝对压强，Pa ；(2) A 点的表压，Pa 。 解：(1) ()R g gR p p Hg a A -++=2.1ρρ ()531028.112.02.181.9100012.081.913600103.101?=-??+??+?=A p kPa (2) 4 3 5 1067.2103.1011028.1?=?-?=表A p kPa 1-2. 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U 形压差计读数为R=130mm ，通气管距贮槽底面h=20cm ，贮槽直径为2m ，液体密度为980kg/m 3。试求贮槽内液体的储存量为多少吨？ 答：80.1980 13 .0136001=?== ρρR H m 14.34 214.342 2 ?==D S πm 2 28.6214.3=?=V m 3 储存量为：4.615498028.6=?kg=6.15t 1-3. 一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密度为880kg/m 3。液面距槽底9m ，槽底侧面有一直径为500mm 的人孔，其中心距槽底600mm ，人孔覆以孔盖，试求：(1) 人孔盖共受多少液柱静压力，以N 表示；(2) 槽底面所受的压强是多少Pa ？ 解：(1) ()()421042.15.04 6.0981.9880?=?? -??=-==π ρA h H g pA F N (2) 4 4 1077.71042.1981.9880?=?=??==gH p ρPa 1-4. 附图为一油水分离器。油与水的混合物连续进入该器，利用密度不同使油和水分层。油由上部溢出，水由底部经一倒置的U 形管连续排出。该管顶部用一管道与分离器上方相通，使两处压强相等。已知观察镜的中心离溢油口的垂直距离H s =500mm ，油的密度为780kg/m 3，水的密度为1000kg/m 3。今欲使油水分界面维持在观察镜中心处，问倒置的U 形出口管顶部距分界面的垂直距离H 应为多少？ 因液体在器内及管内的流动缓慢，本题可作静力学处理。 解：gH gH s ρρ=油 3901000 500 780=?= H mm 1-5. 用习题1-5附图所示复式U 形压差计测定水管A 、B 两点的压差。指示液为汞，其间充满水。今测得h 1=1.20m ，h 2=0.3m ，h 3 =1.30m ，h 4 =0.25m ，试以Pa 为单位表示A 、B 两点的压差Δp 。 解：()21211h h g P gh P P i A -+=+=ρρ ()2112h h g gh P P i A --+=ρρ(1) ()()4342323h h g gh P h h g P P i B i -++=-+=ρρρ(2) (1)代入（2） ()()()43423211h h g gh P h h g h h g gh P i B i i A -++=-+--+ρρρρρ
微机原理课程设计压力测量系统的设有硬件电路图计样本
序号: 课程设计 ( 微机原理及应用A) 二○一一年七月八日
课程设计任务书及成绩评定 课题名称压力测控系统的设计 I、题目的目的和要求: 设计一个对压力传感器的信号进行检测并在LED数码显示器上显示压力值的系统, 当压力低于30pa时, 黄灯闪烁, 闪烁周期为1秒。当压力高于150pa 时, 红灯闪烁。LED的显示内容为P=XXX。X为测试值。 II、设计进度及完成情况
III、主要参考文献及资料 《微型计算机原理及应用》清华大学出版社郑学坚周斌 《微型计算机技术及应用》清华大学出版社史嘉权 《微机原理与接口技术基础与应用》海洋出版社邓振杰 《微机原理与接口技术实验及课程设计》西南交通大学出版社杨斌《单片机原理及接口技术》清华大学出版社梅丽凤王艳秋 学科部主任( 签字) Ⅵ、成绩评定:
设计成绩: ( 教师填写) 指导老师: ( 签字) 二○一一年七月八 日 一、设计要求 设计一个对压力传感器的信号进行检测并在LED数码显示器上显示压力值的系统, 当压力低于30pa时, 黄灯闪烁, 闪烁周期为1秒。当压力高于150pa时, 红灯闪烁。LED的显示内容为P=XXX。X为测试值。 二.设计思想 压力测试系统的设计, 必然要牵涉到压力的感应与转化, 因此必须要有压力传感与A/D转换器。将自然中的模拟量转化为电压信号, 再转化位数字信号进行处理。一个小型的微机系统, 必须要有8086cpu来进行整体的控制, 将其经过8255与A/D传感器进行连接。这就是这个系统的主要框架。 而具体的应用框架则是在主要的框架上添加。要当压力低于30pa时, 黄灯闪烁。当压力高于150pa时, 红灯闪烁。则应添加8255。模块。经过编程来控制黄灯与红灯的亮灭情况, 考虑到要进行比较, 因此我用了两个比较器进行数据的比较。同时, 由于灯要闪烁, 闪烁周期要一秒, 因此我们考虑到还要加一个8253芯片去控制。但根据个人情况, 这个模块我省略了。而至于LED显示, 且显示内容为三位。我只在程序之中体现, 而在硬件图中没有去
第一章 概述
第一章概述 第一节热能与动力机械测试技术发展概况 测试技术对自然科学、工程技术发展的重要性，越来越为人们所认识和重视，并已成为科学研究不可缺少的重要手段。与其他学科一样，在热能与动力机械领域中，测试技术的发展也经历了一个漫长的历程。50年代以前，作为参数测量的感受元件较多属于机械式传感器，如弹簧压力表、膨胀式温度计等。进入60年代后，开始应用非电量电测技术和相应的二次仪表，使测试技术上了一个新的台阶。随着计算机与电子技术的发展，测试技术开始了一个新的发展阶段。80年代开始应用计算机和智能化仪表，以实现对动态参数的实时检测和处理；随后，即80年代至今，许多新型传感技术的相继出现，诸如激光全息摄影技术、光纤传感技术、红外CT技术、超声波测试技术等高新技术，均已逐步深入到热能与动力机械研究的各个领域，用于对燃烧过程、流动过程、燃烧产物的浓度和粒度场、传热传质过程等的高速瞬变动态参数的测量，从而使得对热能与动力机械的研究，从宏观过程的研究深入到微观、瞬变过程的研究。许多研究成果表明，这些高科技的传感技术，加上智能化的二次仪表和计算机的应用，起到了极其重要的作用。由于对热能与动力机械中各种过程内在规律的深入研究，对过去的传统观念作出了新的解释，并有新的发现，从而大大促进了学科的发展。 随着科学技术的进步，测试技术已逐步成为一门完整、独立的学科，同时它又是与传感技术、电子及计算机技术、应用数学及控制理论等相互交叉的学科。这一学科的发展，无疑将会大大促进热能与动力机械工程领域科学研究和应用技术的发展。 第二节测量的基本概念 测量是人类对自然界中客观事物取得数量观念的一种认识过程。它是用特定的工具和方法，通过试验手段将被测物理量与另一同名的作为单位的物理量比较，以确定两者之间的比值。因此，测量过程实际上是确定一个数值未知的物理量的过程。 在热能与动力机械工程中，被测的基础物理量有：温度、压力、流量、功率、转速等。由于这些物理量的性质以及测量的目的和要求不同，所以测量方法和所用的仪器也各异。 一、测量方法 按照得到最后结果的过程不同，测量方法可分为下述三类。 1．直接测量 凡被测量的数值可以直接从使用的测量仪器上读得的，称为直接测量，如用压力计测量压力、用温度计测量温度等。直接测量是测量的基础。对于稳态物理量，直接测量时常用的方法有如下几种： (1)直读法用度量标准直接比较，或从仪表上直接读出被测量的绝对值，如用刻度尺测量长度，用弹簧秤测定质量等。 (2)差值法从仪表上直接读出两量之差值作为所求之量，如用U形液柱式差压计测量介质的压差。 (3)代替法用已知量代替被测量，即调整已知量，使两者对仪表的影响相等，此时被测量即等于已知量，如用光学高温计测量温度。 (4)零值法使被测量对仪表的影响被同类的已知量的影响相抵消，则被测量便等于已
第一章 检测技术基础习题
第一章试题 一、填空 1. 所谓测量误差，就是某一被测参数的＿＿＿＿与＿＿＿＿＿＿之差。 2. 测量误差有＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿三种表示方法。 3. 根据误差产生的原因不同可把测量误差分为＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿三种。 4. ＿＿＿条件下多次测量所得数据围绕＿＿＿＿呈现＿＿＿＿＿的统计规律，因此可以用这些测量结果的＿＿＿＿作为最终测量值，消除随机误差。 5. 相同测量条件下多次测量同一被测参数时，测量结果的误差大小与符号均保持不变或在条件变化时按某一确定规律（如线性、多项式、周期性等函数规律）变化的误差称为＿＿＿＿＿。前者称为＿＿＿＿＿＿，后者称为＿＿＿＿＿＿＿。 6. 电阻传感器是利用应变改变应变电阻丝的＿＿＿从而改变应变电阻的阻值的原理来测量应变的。 7. PT100是＿＿＿＿＿＿的代号，其中数字100表示＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 8. 常用标准热电阻有＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿。 9. 电容式传感器的主要测量方式有＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。 10. 变极距式电容式传感器＿＿＿＿严重，所以只能用于＿＿＿测量。 11. 磁电感应式传感器分为＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。 12. 霍尔传感器是一种＿＿＿传感器。 13. 热电偶是一种有源传感器，其热电势由＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿组成，与温度均有关系，热电势一般为＿＿＿＿级电势信号。 14. 为了消除热电偶冷端温度变化对测温精度的影响，测量时必须进行＿＿＿。 15. 热电偶信号远传时必须使用＿＿＿＿或＿＿＿＿而不是普通导线。 16. 热电偶的热电势只与其两端的＿＿＿有关而与导线的长短粗细无关。 17. 光电效应分为＿＿＿＿和＿＿＿＿。 18. ＿＿＿＿表现为在光照作用下物体中电子溢出物体表面。 19. ＿＿＿＿＿表现为在光照作用下物体的电导或电势发生变化。 20. 光敏电阻的＿＿＿随光照的不同而不同，属于内光电效应。 21. 光敏二极管的＿＿＿向导通电阻随光的增强而降低。 22. 气动仪表的信号制是＿＿＿＿气信号。 23. 电动Ⅱ型仪表的信号制为＿＿＿＿或＿＿＿＿直流电信号。 24.电动Ⅲ型仪表的信号制是＿＿＿＿＿或＿＿＿＿＿直流电信号。 25.可以通过一个＿＿＿＿的电阻很容易地将国际标准信号制电流信号转换为电压信号？ 26. 主要的抗干扰技术有＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。2 27. 按照滤波器滤除噪声信号的频段不同，滤波器可分为＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿。2 28. 按照滤波器电路是否使用运算放大器可以将滤波器分为＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。
基于单片机的压力测量系统设计
基于单片机的压力测量系统设计 【摘要】压力是工业生产过程中的重要参数之一。压力的检测或控制是保证生产和设备安全运行必不可少的条件。实现智能化压力检测系统对工业过程的控制具有非常重要的意义。本设计主要通过单片机及专用芯片对传感器所测得的模拟信号进行处理,使其完成智能化功能。介绍了智能压力传感器外围电路的硬件设计,并根据硬件进行了软件编程。 本次设计是基于AT89C51单片机的测量与显示。是通过压力传感器将压力转换成电信号，再经过运算放大器进行信号放大，送至12位A／D转换器，然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号，再经单片机转换成LED显示器可以识别的信息，最后显示输出。而在显示的过程中通过键盘，向计算机系统输入各种数据和命令，让单片机系统处于预定的功能状态，显示需要的值。 本设计的最终结果是，将软件下载到硬件上调试出来了需要显示的数据，当输入的模拟信号发生变化的时候，通过A/D转换后，LED将显示不同的数值。 【关键词】: 压力；AT89C51单片机；压力传感器；A/D转换器；LED显示；
Design of pressure detecting system based on single-chip 【Abstract】Pressure is one of the important parameters in the process of industrial production. Pressure detection or control is an essential condition to ensure production and the equipment to safely operating, which is of great significance. The single-chip is infiltrating into all fields of our lives, so it is very difficult to find the area in which there is no traces of single-chip microcomputer. In this graduation design, primarily through by using single-chip and dedicated chip, handling of analog signal measured by the sensor to complete intelligent function. This design illustrates external hardware circuit design of intelligent pressure sensor, and conduct software development to the hardware. The design is based on measurement and display of AT89C51 single-chip. This is the pressure sensors will convert the pressure into electrical signals. After using operational amplifier, the signal is amplified, and transferred to the 8-bit A/D converter. Then the analog signal is converted into digital signals which can be identified by single-chip and then converted by single-chip into the information which can be displayed on LED monitor, and finally display output. In the course of show, through the keyboard to input all kinds of data and commands into the computer, the single-chip will locate in a predetermined function step to display required values. The end result of this design is that by downloading software to the hardware, it will get the data which is required to display by debugging. When the input analog signals change, the LED monitor will display different values through the A/D converting. 【Key words】: pressure; AT89C51 single-chip; pressure sensor; A/D converter; LED monitor;
第一章检测题(含答案)
第一章检测试题 第Ⅰ卷(选择题) 一、单项选择题 (2018·浙江卷)下图为“2016年世界四个国家的人口结构金字塔图”。完成1～2题。 1．四国中人口增长属于典型“高—低—高”模式的是(D) A．甲B．乙 C．丙D．丁 2．四国中(A) A．甲国人口老龄化加剧B．乙国劳动力比重增加 C．丙国人口规模会缩小D．丁国出生性别比失衡 【解析】第1题，本题主要考查人口增长模式的判断和综合思维的核心素养。丁国人口结构金字塔下部宽、上部窄，说明少儿人口比重大，人口增长较快，属于典型的“高—低—高”模式，D对；甲、乙两国人口结构金字塔底部呈收缩状态，说明少儿人口比重较低，人口增长缓慢或出现负增长，属于“低—低—低”模式；丙国人口结构金字塔上下较为整齐，说明人口增长缓慢，也属于“低—低—低”模式。第2题，本题主要考查人口问题，以及综合思维、区域认知等地理核心素养。根据上题分析，甲、乙两国人口增长属于“低—低—低”模式，人口老龄化加剧，劳动力比重都将会减小，A对，B错。丙国人口结构金字塔上下较为整齐，人口增长缓慢，但人口规模不会缩小，C错；丁国人口结构金字塔左右两侧0～4岁人口比重相当，说明新出生男性和女性人口数量相当，D错。 (2019·江西赣州高一期末卷)性别比指人口中男性人口与女性人口的比值(通常指100个女性对应的男性人数)。下图为“我国近30年来出生人口(活产婴儿)和总人口性别比的变化图”。据此回答3～5题。 3．我国近30年(B)
A．出生人口中女婴比重高于男婴B．人口死亡率男性高于女性 C．妇女生育率明显升高D．人口性别结构明显优化 4．我国目前的这种出生人口性别比特点对未来造成的影响包括(B) ①“剩男”现象明显增加②女性择偶标准降低③“老夫少妻”现象增加④不会引发社会问题⑤跨国婚姻有所增多 A．①②③B．①③⑤ C．③④⑤D．①②④ 5．能缓解我国出生人口性别比偏高问题的措施有(C) ①实行胎儿性别鉴定②提倡养儿防老③尊重妇女权益，实现男女平等④健全社会保障制度 A．①②B．②③ C．③④D．①④ 【解析】第3题，根据图中曲线变化可知，我国近30年出生人口性别比波动上升，总人口性别比总体上变化不大，说明出生人口中男婴比重高于女婴，人口死亡率男性高于女性，人口性别结构没有优化，故A、D项错误，B项正确；妇女生育率无法从图中读出，故C项错误。第4题，由于近30年出生人口性别比波动上升，“剩男”现象明显增加，①正确；女性择偶标准升高，②错误；“老夫少妻”现象增加，③正确；男女比例不协调将引发一系列的社会问题，④错误；会增加跨国婚姻现象，⑤正确。故选B。第5题，实行胎儿性别鉴定，进行选择性的生育，可能会加重人口性别比偏高问题，①错误；应提倡男女平等，生男生女都一样，改变传统的生育观念，②错误；尊重妇女权益，实现男女平等，③正确；健全社会保障制度，让人们老有所依，改变传统的养儿防老的观念，④正确。故选C。 (2019·山东泰安模拟卷)近几年我国生育政策从“单独二孩”到“全面二孩”连续调整，这对中国未来的人口结构将产生重要影响。下图示意我国2010～2030年不同人口政策下人口总量的变化趋势。据此回答6～8题。 6．“全面二孩”政策实施后，我国人口自然增长率最大的时段可能出现在(A) A．2016～2018年B．2020～2022年 C．2024～2026年D．2028～2030年
工程热力学第1章习题答案
第1章 基本概念 1-1 为了环保，燃煤电站锅炉通常采用负压运行方式。现采用如图1-16所示的斜管式微压计来测量炉膛内烟气的真空度，已知斜管倾角α=30o，微压计中使用密度ρ=1000kg/m 3的水，斜管中液柱的长度l =220mm ，若当地大气压p b =98.85kPa ，则烟气的绝对压力为多少Pa ？ 图1-16 习题1-1 解：大气压力98.85kPa 98850Pa b p == 真空度3sin 1000kg/m 9.81N/kg 0.22m 0.51079.1Pa v p gl ρα==×××= 烟气的绝对压力98850Pa 1079.1Pa 97770.9Pa b v p p p =?=?= 1-2 利用U 形管水银压力计测量容器中气体的压力时，为了避免水银蒸发，有时需在水银柱上加一段水，如图1-17所示。现测得水银柱高91mm ，水柱高20mm ，已知当地大气压p b =0.1MPa 。求容器内的绝对压力为多少MPa ？ 图1-17 习题1-2 解：容器内的压力高于大气压力，因此绝对压力b e p p p =+ 表压力291mmHg+20mmH O 91133.3Pa 209.81Pa 0.0123MPa e p ==×+×≈ 大气压力0.1MPa b p = 容器内的绝对压力0.1MPa 0.0123MPa 0.1123MPa b e p p p =+=+= 1-3 某容器被一刚性隔板分为两部分，在容器的不同部位安装有压力计，其中压力表B
放在右侧环境中用来测量左侧气体的压力，如图1-18所示。已知压力表B 的读数为80kPa ，压力表A 的读数0.12MPa ，且用气压表测得当地的大气压力为99kPa ，试确定表C 的读数，及容器内两部分气体的绝对压力（以kPa 表示）。如果B 为真空表，且读数仍为80kPa ，表C 的读数又为多少？ 图1-18 习题1-3 解：（1）容器左侧（A ）的绝对压力,99kPa 120kPa 219kPa b e A p p p =+=+=A 压力表B 的读数为容器左侧（A ）的绝对压力A p 和容器右侧（C ）的绝对压力C p 之差，因此,e B C p p p =?A ，得,219kPa 80kPa 139kPa C e B p p p =?=?=A 同时,b e C p p p =+C ，可得压力表C 的读数为,139kPa 99kPa 40kPa e C p =?= （2）如果表B 为真空表，则,v B A p p p =?C ，得299kPa C p =，因此压力表C 的读数为,200kPa e C p = 1-4 如图1-19所示，容器A 放在B 中，用U 形管水银压力计测量容器B 的压力，压力计的读数为L =20cm ，测量容器A 的压力表读数为0.5MPa ，已知当地大气压力p b =0.1MPa ，试求容器A 和B 的绝对压力。 图1-19 习题1-4 解：容器B 的绝对压力6 ,0.110Pa 200133.3Pa 0.127MPa b e B p p p =+=×+×≈B 测容器A 压力表的读数,e A p 为容器A 的绝对压力A p 和容器B 的绝对压力B p 之差，因此,e A B p p p =?A ，得容器A 的绝对压力0.5MPa 0.127MPa 0.627MPa p =+=A 1-5 凝汽器的真空度为710mmHg ，气压计的读数为750 mmHg ，求凝汽器内的绝对压
Tekscan压力分布测量系统
Tekscan 压力分布测量系统 摘要:介绍一种先进的压力分布测量系统,该系统使用 独特的柔性薄膜网格压力传感器,能够对任何接触面 之间的压力分布进行动态测量,并以直观、形象的二 维、三维彩色图形显示压力分布的轮廓和数值,进而做 出评估。对各种压力分布的测量和分析,在各行各业的研究和发展中都起着极其重要的作用。例如,汽车行业中, 研究座椅的舒适性,需要测量人体对座椅的压力分布; 为提高轮胎的性能,需要测量轮胎与地面的接触轮廓和 压力分布;为确保车门的密封性,需要测量车门密封垫 在关门时的受力分布;医疗领域中,牙科医生要诊断病 人的牙齿咬合状况,需要测量病人上下牙齿间的咬合力 大小和分布,等等。所以,压力分布的测量成为解决这 些问题的首要条件。而解决这些问题的传统办法就是 进行反复的实验,这样不但效率低,而且成本也比较高。 美国Tekscan 公司的压力分布测量系统就是基于 上述情况而开发的,它是一种经济、高效、精确、快速、 直观的压力分布测量工具。 1 系统结构与原理 Tekscan 压力分布测量系统的独特之处在于其专 利技术———柔性薄膜网格传感器。传感器结构如图1 所示。 图1 传感器结构示意图 标准的Tekscan 压力传感器由两片很薄的聚酯薄 膜组成,其中一片薄膜的内表面铺设若干行的带状导 体,另一片薄膜的内表面铺设若干列的带状导体。导 体本身的宽度以及行间距可以根据不同的测量需要而 设计。导体外表涂有特殊的压敏半导体材料涂层。当 两片薄膜合为一体时,大量的横向导体和纵向导体的 交叉点就形成了压力感应点阵列。当外力作用到感应 点上时,半导体的阻值会随外力的变化而成比例变化, 由此来反映感应点的压力值。即压力为零时,阻值最 大,压力越大,阻值越小,从而可以反映出两接触面间 的压力分布情况。 传感器内部导体的宽度、行距、列距决定了每单位 面积内传感点的个数,即间隙分辨率。每个传感点面 积可以小到1. 613 mm2 ,行列距可小到0. 5 mm。不同 的传感器面积和间隙分辨率可满足各种不同的测量要 求。例如,Tekscan 曾提供过面积为1 935 cm2 、传感点 为100 000 个的传感器; Tekscan 开发的牙齿咬合力分 析系统,传感器面积为25. 8 cm2 ,共有1 500 个传感 点;用于座椅压力分布研究的传感器具有4 000 个以 上的感应点,分辨率为1 个感应点/ cm2 。 传感器有不同的形状和规格,其压力测量范围为 0～175 MPa ,精确度为±5 %。
【地面计量】第一章
第一章地面计量控制技术 在自喷井测试过程中，为求得地层流体的井口压力、温度、产量及物性等参数，需要建立一套临时生产流程。在一定的工作制度（油嘴）下，通过对流体流量、压力的控制以及必要时对流体进行处理（化学剂注入、加热等）并借助于分离器将流体各相（油、气、水）分离开，分别精确计量，最终求得该工作制度下油、气、水的产量。我们把流程的建立和对流体进行控制、处理、分离、计量所采用的方法称之为地面计量技术。它是自喷井测试工艺中重要的不可缺少的组成部分。 在国内，地面计量技术伴随自喷井测试工艺的不断完善，经历了国产、低压、低自动化程度的立式两相分离器到进口、高压、高度自动化的卧式三相分离器的发展过程。目前，国内的服务公司大多具备这些较为先进的技术和装备。因此，这里只对在当今国内外较典型的工艺流程和技术装备做一些介绍。 第一节地面计量流程的建立 一、流程建立的一般要求 （1）由于测试地面计量流程是不同于永久生产流程的临时系统，所以它应是更容易运输、安装和拆卸的。所有各部分之间能实现便捷和可靠的连接。各种设备和仪器、仪表能适应经常性的搬运和野外环境。 （2）地层测试，特别是一些井的中途测试中，地层流体压力、产能的不确定性，决定了系统在承压级别和处理量大小方面应具有较宽的适应范围。 （3）地面计量流程不仅应满足普通井的测试要求，还应能胜任一些特殊井的测试要求，如地层流体含H2S（10ppm以上），要选用全套防H2S设备；地层出砂要加装除砂器；高压（井口压力超过20MPa）、高产（天然气日产量超过50万方，原油日产量超过800方），则应考虑加装地面紧急关闭系统，稠油井和含水气井（易生成天然气水化物，产生冻堵）， 1
基于应变片传感器的压力测量系统
计量学概论课程项目报告 一种计量保证方案的设计与应用 (基于应变片传感器的压力测量系统) 姓名：同组人: 分工或贡献：电阻应变片压力传感器材料选择和参数计算课程名称：基于应变片传感器的压力测量系统 指导教师：田广军 完成日期: 2016年12月22日
基于应变片传感器的压力测量系统摘要：本文简要介绍了压变式压力传感器及其工作原理。本项目主要利用应变片压力传感器将应变片阻值的变化量转换为弹性元件的微小应变，从而利用力、受力面积及应变之间的关系来确定力的大小，进而求得产生作用力的物体的质量。传感器的设计主要包括弹性元件的设计和处理电路的设计。 前言：随着科学技术的迅猛发展，传感器技术已越来越广泛地应用于多种技术领域。各类传感器中，压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点，可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制，并广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。本文针对电阻应变片压力传感器，对它的工作原理，材料选取、参数计算及电路设计以悬臂梁为例进行相关介绍。 1.应变式压力传感器简介及工作原理 1.1压力传感器简介 压力是生产过程和航天、航空、国防工业中的重要过程参数，不仅需要对它进行快速动态测量，而且还要将测量结果作数字化显示和记录。因此压力传感器是极受重视和发展迅速的一种传感器。压力传感器的发展趋势是进一步提高动态响应速度、精度和可靠性以及实现数字化和智能化等。 压力传感器一般由弹性敏感元件和位移敏感元件组成。弹性敏感元件的作用是使被测压力作用于某个面积上并转换为位移或应变，然后由位移敏感元件或应变计转换为与压力成一定关系的电信号。 1.2应变片传感器简介 常用压力传感器有电容式压力传感器、变磁阻式压力传感器、霍耳式压力传感器、光纤式压力传感器、谐振式压力传感器、电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器及膜片电极式压力传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。 1.3应变片传感器工作原理 电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。 电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。电阻应变
微机原理课程设计 压力测量系统的设计
序号： 课程设计 （微机原理及应用A） 班级 姓名 学号 指导教师 二○一一年七月八日
课程设计任务书及成绩评定 课题名称压力测控系统的设计 I、题目的目的和要求： 设计一个对压力传感器的信号进行检测并在LED数码显示器上显示压力值的系统，当压力低于30pa时，黄灯闪烁，闪烁周期为1秒。当压力高于150pa 时，红灯闪烁。LED的显示内容为P=XXX。X为测试值。 II、设计进度及完成情况 日期内容 7月4日查阅资料，拟定设计方案。 7月5日选课程设计题目，编写程序。 7月6日设计总体方案，上机调试。 7月7日整理打印设计报告。 7月8日上交设计报告并进行答辩。
III、主要参考文献及资料 《微型计算机原理及应用》清华大学出版社郑学坚周斌 《微型计算机技术及应用》清华大学出版社史嘉权 《微机原理与接口技术基础与应用》海洋出版社邓振杰 《微机原理与接口技术实验及课程设计》西南交通大学出版社杨斌 《单片机原理及接口技术》清华大学出版社梅丽凤王艳秋 学科部主任（签字）Ⅵ、成绩评定： 设计成绩：（教师填写） 指导老师：（签字） 二○一一年七月八日
一、设计要求 设计一个对压力传感器的信号进行检测并在LED数码显示器上显示压力值的系统，当压力低于30pa时，黄灯闪烁，闪烁周期为1秒。当压力高于150pa 时，红灯闪烁。LED的显示内容为P=XXX。X为测试值。 二.设计思想 压力测试系统的设计，必然要牵涉到压力的感应与转化，所以必须要有压力传感与A/D转换器。将自然中的模拟量转化为电压信号，再转化位数字信号进行处理。一个小型的微机系统，必须要有8086cpu来进行整体的控制，将其通过8255与A/D传感器进行连接。这就是这个系统的主要框架。 而具体的应用框架则是在主要的框架上添加。要当压力低于30pa时，黄灯闪烁。当压力高于150pa时，红灯闪烁。则应添加8255。模块。通过编程来控制黄灯与红灯的亮灭情况，考虑到要进行比较，所以我用了两个比较器进行数据的比较。同时，由于灯要闪烁，闪烁周期要一秒，所以我们考虑到还要加一个8253芯片去控制。但根据个人情况，这个模块我省略了。而至于LED显示，且显示内容为三位。我只在程序之中体现，而在硬件图中没有去体现。 三.系统设计框图