急需一份大学物理实验报告《压力传感器和CCD的使用》的数据和处理结果。

本文研究了压力电缆传感器和CCD系统在防盗、监视和监控中的联合应用。根据其特点，可用于监狱、劳改场所和戒毒所进行监控。也可用于博物馆、家庭等。，起到防盗的作用。在这些应用领域，要求传感器的隐蔽性和对现场情况的及时了解，所以压力电缆传感器和CCD一起使用。这种传感器不容易被发现，配合CCD使用可以起到更好的防盗和监控作用。

随着科技的发展，人们对公共事业或私人需求的防盗监控产品的需求越来越多。人们要求高效率、高性能(例如能同时适应高温和低温等特殊环境)、低成本、操作简单等。本课题就是为了满足这种社会需求而产生的。

调查(社会调查):

传感器技术是现代测量和自动化系统中的重要技术之一。从宇宙的开发到海底的探索，从生产的过程控制到现代文明生活，几乎每一项技术都离不开传感器。因此，许多国家都非常重视传感器技术的发展。例如，日本将传感器技术列为六大核心技术之一(计算机、通信、激光、半导体、超导体、传感器)。

在各种传感器中，压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、易于集成等优点，可广泛用于压力、高度、加速度、液体流量、流量、液位和压力的测量和控制。此外，它还广泛应用于水利、地质、气象、化工、医疗卫生等领域。由于这种技术是平面技术和三维加工的结合，而且易于集成，所以可以用来制作血压计、风速计、水速度计、压力表、电子秤和自动报警装置。压力传感器已经成为技术最成熟、性能最稳定、性价比最高的一种传感器。

CCD广泛应用于数码摄影和天文学，尤其是光学遥测、光学和光谱望远镜，以及幸运成像等高速摄影。CCD广泛应用于摄像机、数码相机、扫描仪中，只不过相机采用的是点阵式CCD，即包含X、Y两个方向用于拍摄平面图像，而扫描仪采用的是线阵CCD，只有X方向，Y方向的扫描由扫描仪的机械装置完成。

CCD处理技术有两种，一种是TTL技术，一种是CMOS技术。现在市面上的TTL和CMOS其实都是CCD，只是加工工艺不同。前者是毫安功耗，后者是微安功耗。TTL工艺的CCD成像质量优于CMOS工艺。CCD广泛应用于工业和民用产品中。

拟采用的研究方法:(具体写出本课题的研究方法和实施方案)

(1)根据压力电缆传感器的特点，设计了检测前端电路，满足耐高温和耐低温的特点。如果出现越界情况，压缆传感器检测到情况后会报警，CCD会对现场情况进行监控，并将传感器报警信号和CCD监控信号发送到同一个网关节点，再由网关节点以无线方式将信号发送到上位机。

其中，网关节点的微处理器采用了简化的51内核。

整体结构图如下:

(2)前端电路主要包括压力模块和CCD模块。压力模块包括压力传感器单元和信号放大单元，压力传感器模块用于感应外界压力并将压力转换为差分电压值，信号放大单元主要用于放大输入电压信号并将差分信号转换为单通道电压信号。

研究计划:(填写课题的研究内容和时间节点)

(阶段时间表:

2012 3月15日毕业设计开题，学生交毕业设计开题报告并答辩。

2012年5月9日；学院进行毕业设计期中考试，提交译文。

2012年5月30日；交毕业设计论文，学院集中审核。

2065438+6月02日11-15学生毕业答辩)

文献综述(不少于1000字+15参考文献，包括英文参考文献)

1.它广泛应用于计算机、机器人和自动控制技术中。实际应用非常广泛，从数控机床到汽车到家用电器。传感器的安装和连接方式等多种因素都会影响传感器的测量结果。只有通过实践和动手使用传感器，才能知道传感器应该如何与其他电路连接，如何才能正常工作。我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制成的，也叫压电式传感器。

压电传感器中使用的主要压电材料包括应时、酒石酸钾钠和磷酸二氢。其中，应时(二氧化硅)是一种天然晶体，在这种晶体中发现了压电效应。在一定的温度范围内，压电性能一直存在，但当温度超过这个范围时，压电性能完全消失(这个高温就是所谓的居里点)。

压电效应是压电传感器的主要工作原理。压电传感器不能用于静态测量，因为只有当回路具有无穷大的输入阻抗时，外力作用后的电荷才得以保留。实际情况并非如此，因此决定了压电传感器只能测量动态应力。

压电传感器主要用于加速度、压力和力的测量。压电加速度计是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长的优点。压电式加速度计已广泛应用于飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑物的振动和冲击测量，特别是在航空和航天领域。压电传感器也可以用来测量发动机的内燃压力和真空度。它还可以用于军事工业，例如测量枪支子弹在膛内发射瞬间的膛压变化和枪口冲击波压力。它可以用来测量大压力和小压力。

2.CCD图像传感器，即CCD图像传感器。它能将图像数据从光信号转换成电信号，是进入图像世界不可或缺的成像元件。与传统的摄像管相比，CCD图像传感器具有体积小、重量轻、省电、价格低、寿命长、抗冲击能力强、不受磁场影响等优点。

对于多监控摄像机系统，希望所有视频输入信号垂直同步，这样在改变摄像机输出时，画面不会失真。但由于多摄像机系统中各摄像机的电源可能来自三相电源中的不同相，甚至整个系统与交流电源不同步，此时可以采取的措施是:将同一外部同步信号发生器产生的同步信号全部送到各摄像机的外部同步输入端进行同步调整，以获得合适的垂直同步，相位调整范围为0 ~ 360°。

CCD光敏元件的核心是光电二极管，光电二极管接受光照射后产生输出电流，电流强度与光强相对应。

CCD光敏元件除了光敏二极管之外，其周围还包括控制相邻电荷的存储单元，但光敏二极管占用面积很大，意味着CCD光敏元件的有效感光面积大，在相同条件下可以接收到很强的光信号，相应的输出电流也很强，说明输出结果中拍摄的图像内容丰富清晰；

工作原理:光敏元件接受光照后产生相应的电流，电流的大小与光强相对应，所以光敏元件输出的电信号是模拟的。在CCD中，每个光敏元件对此不做进一步处理，而是直接将电信号输出到下一个光敏元件的存储单元，将该元件产生的模拟信号合并后输出到第三个光敏元件，以此类推，直到与最后一个光敏元件合并后的信号最终形成统一输出。由于光敏元件产生的电信号非常微弱，无法直接进行模数转换，所以这些输出数据必须经过均匀放大，这是传感器中放大器的职责。经过放大器处理后，每个像点的电信号强度增加了相同的幅度。但由于CCD本身无法进行AD转换，需要专门的模数转换芯片进行处理，最后以二进制数字图像矩阵的形式输出到专门的DSP处理芯片。

3.用计算机和单片机实验开发系统完成程序编辑、编译、下载等任务。

参考资料:

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