摘 要

人类对于世界的认知，必须通过眼睛、鼻子、嘴巴、皮肤等感觉器官来获取信息^[1]。比如人们通过眼睛获得图像信息，通过鼻子获得气味信息，通过耳朵获得声音信息。

然而自然界的信息远远不止图像、声音等信息，人类自身的感觉器官非常有限，想要获得和研究自然界更多的信息和自然现象及其规律，则需要借助人类感官以外的工具，而传感器正是一非常有力的工具,是人类感官延伸。

传感器的特性和其优异功能使其在信息时代的工业生产特别是自动化生产过程中占有十分重要的地位，各类传感器在其中起着调节和控制生产过程中的电参数的重要作用，使设备能够正常工作或者达到最佳工作状态，而且保证产品能达到最好的品质。故可以说，如果没有众多的精良的传感器，现代化生产就失去了坚实的来源根基。

而张力传感器则在张力科学的研究领域起着重大作用。张力传感器的电阻值随其所受压力变化而变化，于是人类难以直观观测到的张力就可以通过其变化的电阻转换为电信号。

关键词：感官延伸；张力传感器；信号转换

Abstract

Human cognition of the world must be sensed by the organ such as eyes,nose,skin and so on to obtain information. Such as people obtain image information through the eyes, obtain odor information through the nose, obtain sound information through the ears.

However, the information of nature is far more than images, sounds and so on, the human body's sensory organs are very limited.If you want to obtain and study more information of the nature and natural phenomena and their laws, you need to use tools more than human senses,while sensor is a very powerful tool. So there is a saying, "the sensor is a human sensory supplement", and the sensory is also known as "electricity facial features."

The characteristics of the sensor and its excellent function make it play an important role in the industrial production of the information age, especially in the automated production process. All kinds of sensors play an important role in regulating and controlling the electrical parameters in the production process. Work properly or achieve the best working condition, and ensure that the product can achieve the best quality. It can be said that if there is not a lot of sophisticated sensors, modern production will lose a solid foundation for the source.

The tension sensor plays a significant role in the research field of tension science. The resistance of the tension sensor varies with its pressure, so that it is difficult for the human to intuitively observe the tension that can be converted into an electrical signal by its varying resistance.

Key words: Sensory extension;tension sensor;signal conversion

目 录

第1章 绪论 1

1.1选题背景 1

1.2本文研究的目的与意义 1

1.3国内外研究现状 1

1.4本文主要研究内容和结构 3

1.4.1课题的研究内容 3

1.4.2本文的结构安排 3

第2章 张力显示仪软件设计方案设计 4

2.1张力传感器选型 4

2.2模数转换芯片选择 5

2.3单片机选型 6

2.4液晶显示屏的选择 9

2.5本章小结 9

第3章 张力显示仪硬件设计 10

3.1张力信号采集 10

3.2模数转换 10

3.3串口通讯 11

3.4数值显示 12

3.5本章小结 12

第4章 张力显示仪软件设计 13

4.1串口通讯软件设计 13

4.2液晶显示软件设计 14

4.3本章小结 15

第5章 系统的测试与分析 16

5.1系统功能测试 16

5.2结果分析 16

5.3本章小结 16

第6章 总结与展望 17

6.1总结 17

6.2展望 18

参考文献 19

致谢 20

第1章 绪论

1.1选题背景

自21世纪开始，传感器在科学发展中起着至关重要的作用，是采集被测对象信息的必经途径。被测对象难以采集，使得许多控制系统难以很好地实现其系统功能，控制系统也因此难以得到发展。

由此可见，传感器的发展非常重要，支撑着多个行业的发展，我国需要尽快为传感器产业技术的发展提供良好的平台，努力促进我国传感器产业化的发展。

其实我国国家领导人也早就意识到了传感器发展的重要性，在之前的无锡视察中，温家宝总理当时就有明确说到关于传感器技术发展的未来，应尽早攻克和突破其中的核心技术。而传感器技术正是世界发展，向“智慧地球”转型的核心技术。

作为众多传感器中的一种，张力传感器是张力控制系统中，用来采集卷材张力值信息的仪器。其产品范围包括用于车辆、船舶、桥梁等。紧密关系到国家各个领域的发展。

1.2本文研究的目的与意义

本次完成的设计是基于单片机的张力显示仪软件设计，通过张力传感器实现非电量的张力的电量化，从而通过电路实现张力大小的可视化。完成此课题的意义具有两个层面，第一，从我个人层面考虑，该课题可以促使我对张力传感器进行深层次的认识和了解，了解传感器的发展前景和其重要性。另外，还可以提高我的问题分析和解决的能力，对本科四年所学到的知识进行回顾和应用，以及自行学习一些需要补充的知识。第二，从国家、整个时代这个大范围来说，本课题可以促进大家对传感器的兴趣，让越来越多人愿意去了解和学习传感器，促进传感器的发展，促进信息时代的发展，为信息时代打造更多的人才。

1.3国内外研究现状

国内外的传感器技术一直在不断发展着，在表面形态上，越来越小，越来越轻，不断地微型化和可移动化，在性能上则越来越智能化。

从传感器的发展技术和其制造工艺角度看，处于国际市场领先地位的企业，主要在美国、德国、日本等国家，这些国家工业产业非常发达，其知名制造企业也自然在传感器行业处于领先地位。在过去两年间，网络化技术、数字补偿技术、多功能复合技术、智能化技术等是传感器技术的几个显著的发展趋势。