【中文题名】 智能型空气流量传感器的研制 【英文题名】 Development of Smart Air Flow Sensor 【中文摘要】 传感器是获取信息的工具，是信息技术的三大支柱之一。流量传感器作为应用最广泛的三种传感器之一，通过对其进行研究，采用新技术，提高其性能指标，则具有十分重要的现实意义。本文提出了一种新型高精度、低成本的空气流量传感器，它采用计算机处理技术，先由热平衡原理，通过热量的传递转移来确定流体的速度，再通过数据融合算法，实现传感器的温度补偿和线性补偿，以获得较高的精度和温度稳定性。 本文主要介绍了传感器的敏感机理，数据融合算法的实现，传感器的总体方案设计，以及传感器前向通道的电路设计和后向通道的软硬件设计(包括增益 【英文摘要】 Transducer is the tool for obtaining information, it’s one of the three pillars of information technology. Flow sensor is as one of the three most widely applied. It’s very important to research, use new technology and improve characteristics. Air flow sensor of new style with high accuracy and low cost is introduced. Computer processing technology and heat balance principle are used. Fluid speed is determined by heat transfer. Temperature and linearity compensation are achieved through data fusion algorit 【中文关键词】 传感器. 流量. 温度补偿. 数据融合. 【英文关键词】 Sensor. Flow. Temperature compensation. Data fusion. 【论文级别】 硕士 【学科专业名称】 电子与信息工程 【论文提交日期】 2002-05-01 第1章 绪论 9-15 1．1 任务来源 9-9 1．2 目的意义 9-9 1．3 国内外发展现状 9-13 1．3．1 气体流量传感器的发展现状 9-11 1．3．2 传感器的智能化 11-13 1．4 本课题的任务及论文的内容组织 13-15 1．4．1 本课题的任务 13-13 1．4．2 本论文的内容组织 13-19 第2章 传感器的敏感基理和数据融合算法的实现 15-24 2．1 传感器的敏感基理 15-15 2．2 传感器工作的数学模型 15-19 2．3 多传感器的数据融合 19-23 2．3．1 数据融合的基本概念和方法 19-20 2．3．2 曲面拟合方程的建立 20-20 2．3．3 实验标定 20-21 2．3．4 二次曲面拟合方程待定常数的确定 21-25 2．4 本章小结 23-24 第3章 系统总体方案设计 24-32 3．1 系统设计的整体思路 24-24 3．2 应用系统总体方案的选定 24-30 3．2．1 传感器探头结构设计 25-25 3．2．2 传感器的外形结构设计 25-26 3．2．3 传感器应用系统前向通道设计 26-29 3．2．4 传感器后向通道的硬件和软件设计 29-33 3．3 应用系统单片机芯片的选择 30-31 3．4 系统设计框图 31-31 3．5 本章小结 31-32 第4章 传感器后向通道的硬件和软件设计 32-51 4．1 系统中央处理器外围电路设计 32-33 4．2 单片机的复位电路设计 33-34 4．2．1 单片机的复位状态 33-33 4．2．2 复位电路设计 33-37 4．3 增益控制 34-36 4．4 输入通道设计 36-42 4．4．1 A／D转换器的选择 37-37 4．4．2 TLC1549I功能与特点的说明 37-39 4．4．3 A／D转换器应用设计 39-43 4．5 输出通道设计 42-42 4．6 单片机与上位机的串行通讯 42-46 4．6．1 AT89C52串行口 43-43 4．6．2 波特率的制定 43-43 4．6．3 串行口的工作方式 43-44 4．6．4 串行口设计 44-51 4．7 系统的抗干扰措施 46-48 4．8 流量计算 48-50 4．9 本章小结 50-51 第5章 流量传感器的标定 51-57 5．1 传感器的定义、分类和特性 51-53 5．1．1 传感器的定义 51-51 5．1．2 传感器的分类 51-51 5．1．3 传感器的主要性能 51-52 5．1．4 传感器的一般特性 52-53 5．2 传感器静态特性的标定 53-54 5．2．1 气体流量传感器的静态校准方法 53-53 5．2．2 传感器静态特性的校准 53-54 5．3 传感器温度特性校准 54-56 5．3．1 传感器温度特性校准装置的建立 54-55 5．3．2 传感器的温度补偿与校准 55-65 5．4 本章小结 56-57 第6章 测试结果与分析 57-60 6．1 性能测试结果 57-57 6．2 环境试验测试结果 57-58 6．3 测试结果分析 58-59 6．4 用户使用情况的说明 59-59 6．5 本章小结 59-65 结论 60-61 参考文献 61-63 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 63-64 致谢 64-65 个人简历 65-65