传感器信号检测单元的设计与实现

论文摘要

传感器是科学研究和工业技术的“耳目”，是高度自动化系统乃至现代尖端技术必不可少的关键组成部分，是世界各国竞相发展的高新技术之一。传感器信号检测技术是信息时代的关键技术之一，它是获取准确可靠信息的重要手段。精确的传感器信号检测技术是当代科学技术领域中，实现信息化的基础技术之一，是测控领域发展的重要方向。在传感器信号检测技术中，通常将传感器信号转换为标准电压信号，以作为数据采集系统可识别的输入信号，这就需要信号调理电路来实现这些功能。调理电路设计的优化程度如何，直接关系到传感器系统的测量精度和稳定性。本文对传感器信号检测单元主要部分功能电路的各种方案进行了比较和论证，提出了传感器信号检测系统的解决方案,对系统的研制和实现过程进行了深入详细的论述。本文从国内传感器发展背景、检测技术发展背景出发，提出了传感器信号检测系统的解决方案。在保证传感器信号抗干扰能力的前提下，对该检测系统进行了理论分析和详细设计，阐述了其实现过程，最终给出了测试结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景及意义
• 1.3 国际传感器信号调理技术的发展现状
• 1.4 我国传感器信号调理技术的历史与现状
• 1.5 主要研究内容和论文结构安排
• 第二章 设计的理论基础
• 2.1 传感器的基本特性及评价指标
• 2.2 可靠性理论
• 2.2.1 可靠性模型的建立
• 2.2.2 可靠性框图
• 2.2.3 可靠性数学模型
• 2.3 设计的需求和设计原则
• 2.3.1 设计需求
• 2.3.2 设计原则
• 2.3.3 功能板设计思想
• 2.4 抗干扰技术讨论[3]
• 2.4.1 干扰与噪声
• 2.4.2 抑制干扰的方法
• 2.4.3 典型噪声干扰的抑制
• 2.5 关键器件选用
• 2.5.1 运算放大器 OP07 使用介绍
• 2.5.2 电压基准芯片 AD584 使用介绍[5]
• 2.5.3 光电器件 4N24 使用介绍[6]
• 2.6 本章小结
• 第三章 结构和电路详细设计
• 3.1 结构设计
• 3.2 电源变换模块的设计
• 3.2.1 电源变换模块设计要点
• 3.2.2 电源变换模块设计
• 3.3 配电模块的设计
• 3.3.1 配电模块的设计要点
• 3.3.2 配电模块设计
• 3.4 温度量信号调理模块的设计
• 3.4.1 温度量信号调理模块的设计要点
• 3.4.2 温度量信号调理模块设计
• 3.5 小信号调理放大模块的设计
• 3.5.1 小信号调理放大模块的设计要点
• 3.5.2 小信号调理放大模块设计
• 3.6 频率信号调理模块的设计
• 3.6.1 频率信号调理模块的设计要点
• 3.6.2 频率信号调理模块设计
• 3.7 烟火报警信号调理模块的设计
• 3.7.1 烟火报警信号调理模块的设计要点
• 3.7.2 烟火报警信号调理模块设计
• 3.8 模拟量采集模块的设计
• 3.8.1 模拟量采集模块的设计要点
• 3.8.2 模拟量采集模块设计
• 3.9 本章小结
• 第四章 可靠性与安全性设计
• 4.1 概述
• 4.2 热设计
• 4.3 元器件的选用及其降额设计
• 4.4 电磁兼容性设计
• 4.5 对静电的防护
• 4.6 冗余和容错设计
• 4.7 材料和工艺的选用
• 4.8 安全性设计
• 4.9 本章小结
• 第五章 系统测试
• 5.1 系统测试
• 5.1.1 系统测试简介
• 5.1.2 验证设备的设计实现
• 5.1.3 测试结果
• 5.1.4 验证与评价
• 5.1.4.1 抗力学特性验证
• 5.1.4.2 热学特性验证
• 5.1.4.3 性能评价
• 5.2 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 本文总结
• 6.2 推广应用前景
• 6.3 课题研究的展望与设想
• 致谢
• 参考文献