采用3BCM锗磁敏三极管研制位移传感器

摘要

位移传感器是将位移信号转换成与之有对应关系的有用电量输出的装置。位移的测量在很多工程项目中是非常关键的。通过对位移的测量，也可以间接地测量其他物理量或信号信息。在工业自动化飞速发展的今天，位移传感器的应用极为广泛，它是实现自动控制和自动检测的重要环节，如果没有传感器对原始参数进行精确可靠的测量，自动控制和自动检测将无法完成。磁敏器件传感技术发展历史较短，但磁敏器件传感以优异的灵敏性和低廉的成本迅速实现了产业化。
　　 本论文主要利用3BCM锗磁敏三极管研制位移传感器。对3BCM锗磁敏三极管的结构和特性进行了深入研究和探讨，了解了3BCM锗磁敏三极管参数变化的原因，掌握了控制温度漂移的方法和原理，采用差分电路、恒流源电路等技术削弱了3BCM锗磁敏三极管的输出特性曲线受温度的不利影响，使利用该器件研制位移传感器成为可能；利用LM324集成运放设计了放大电路，有利地提高了测量的准确度；研究了单片机AT89C51、ADC0809模数转换器、74LS02、74LS74及数码管的结构和性能，设计了电压显示电路，并应用汇编语言编写了电压表显示程序，实现了测量电压的数字化显示。
　　 本论文研究的采用3BCM锗磁敏三极管研制位移传感器未见有相关报道，是首次利用3BCM锗磁敏三极管研制位移传感器，本文的研究为锗磁敏器件的开发和利用奠定了基础。随着研究的深入和技术的成熟，锗磁敏器件在研制位移传感器领域将要得到广泛的应用，对位移传感器的开发和利用将要产生一定的影响。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1位移传感器研究背景

1.1.1传感器的定义及组成

1.1.2位移传感器的种类

1.1.3位移传感器的工作原理

1.1.4传感器的发展动向

1.2论文主要完成的工作

1.3文章结构

第2章3BCM型锗磁敏三极管的结构与工作原理

2.1 3BCM型锗磁敏三极管的结构

2.2 3BCM型锗磁敏三极管的工作原理

2.3 3BCM型锗磁敏三极管的特性与测试方法

2.3.1磁灵敏度

2.3.2温度特性

2.3.3频率特性

2.4本章小结

第3章3BCM锗磁敏三极管特性及其信号采集电路设计

3.1锗磁敏三极管特性曲线测试

3.2锗磁敏三极管温度补偿设计

3.2.1差分补偿设计

3.2.2恒流源电路设计

3.3电路参数设计

3.3.1电源的选择

3.3.2磁敏三极管基极工作电流的确定

3.3.3磁敏三极管静态工作点的设计

3.3.4恒流源电路参数的设计

3.4位移传感器工作原理

3.5本章小结

第4章放大电路与数字显示电路的设计

4.1放大电路的设计

4.1.1 LM324结构原理图

4.1.2 LM324管角分布图

4.1.3 LM324的特点

4.1.4放大电路设计

4.2数字显示电路设计

4.2.1单片机AT89C51

4.2.2 ADC0809模数转换器

4.2.3 AT89C51与ADC0809、74LS02、74LS74及数码管的连接

4.2.4程序设计

4.3本章小结

第5章数据测试与数据处理

5.1数据测试

5.2数据处理

5.2.1最小二乘法拟合直线方程

5.2.2多项式拟合

5.3位移传感器性能分析

5.3.1线性度

5.3.2重复性

5.3.3迟滞

5.4本章小结

结论

参考文献

致谢