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1. 研究目的与意义（文献综述）
传感器能够感知外界的物理量、化学量和生物量的信息，并通过测量系统将这些非电量的信息转换成电子系统可以处理的可用信息，通常作为测量和检测系统中的前置部件，视线测量系统的测量目的或者为系统的后期处理提供信息。传感器一般由敏感元件、转换元件组成，其中敏感元件可以感受被测量，对其产生响应并输出与被测量有一定关系的物理量，转换元件则负责将敏感元件的物理量的变化转换成电信号。在当今科技十分发达的信息化社会，传感器已经在工业、交通运输业、农业、电子产品以及国防军事等领域得到了广泛的应用，随着各个领域对传感器的性能、种类等方面提出了更高的要求，可预见传感器将向着低功耗、高精度、微型化发展。传感器按照测量的物理量来分类，可分为压力、温度、速度传感器等，其中压力传感器种类繁多，适用面广，在许多领域中都有广泛的应用。早期的压力传感器主要采用机械结构型的器件，通过弹性元件的形变来测量压力，但是这种传感器结构尺寸大、质量重、灵敏度低，难以满足微型化的需求。半导体技术的发展推动了半导体压力传感器的诞生，这种传感器尺寸小、质量轻，灵敏度高，且输入输出特性好，广泛应用于汽车、手机电子等市场。目前手机、智能设备中用的压力传感器主要有两种，一种是电容式压力传感器，利用不同压力下的弹性电容极板间距不同，电容值不同，再由测量电路实现电信号输出。电容式传感器工作时功耗较低，尺寸较小，但其适用于测量动态力学的物理量，难以测量频率较低或者静态量。另一种是压阻式压力传感器，它是利用压阻效应，通过电阻的变化来反应压力的变化。这种传感器体积小，分辨率高，且适用于动态和静态测量，因此得到了广泛的应用。而本设计就是运用到多桥电路，一个电桥上四个应变片的压阻式压力传感器，并通过12路力传感器产生的电桥信号用精密运放将每路模拟信号放大，再用ADC采样成数字信号，然后将每路数字信号通过网口上传到上位机，由此得到相应的力的大小方向矢量，并直接以数字信号波形呈现，并可作用于后续操作。本设计的技术易于实现，并可在实践过程中逐步调整相关设计中的不足，可为相关嵌入式系统的发展做出不小的贡献。
2. 研究的基本内容与方案
在本次多路电桥信号的放大、采样及传输的嵌入式系统设计课题研究中，主要完成设计运算放大器来放大多路电桥信号以及对相关放大信号的采样和数据处理。整体技术方案可概括为通过压阻式传感器采集到12路包含相关力的大小矢量的多桥电路信号，并通过运算放大器进行信号放大，再经过采样处理得到相关数字信号，并上传到上位机进行后续处理。具体说来，主要要完成三大设计任务，其一，就是利用现有的压阻式力传感器中的12路电桥电路采集到每一路电桥的相关模拟信号，其中涉及到相关力的方向大小矢量的分类；其二，就是由于采集到的电桥信号电压范围在±0.1mV至±2mV，对应的力的范围是0至±400N，力的检测的精度达到0.05N,所以需要设计和此标准相匹配的运算放大器以得到能进行后续处理的放大后的信号；其三，就是将放大过后的模拟信号进行基于ADS1256和STM32的数据采集并上传到计算机系统，得到可以进行后续处理操作的数字信号。在此设计过程中，由于对于力的精度要求很高，所以误差控制尤其重要，在设计运算放大器和数据采集过程中需要着重考虑。
3. 研究计划与安排
第1周—第3周 搜集资料，撰写开题报告；
第4周—第5周 论文开题；
第6周—第12周 撰写论文初稿；
4. 参考文献（12篇以上）
[1]车来晟. 基于压力传感器的模拟前端电路设计[d].电子科技大学,2019.
[2]郭玉霞,李志杰.基于ads1256和stm32的数据采集装置设计[j].无线电工程,2019,49(01):81-85.
[3]彭丁聪.卡尔曼滤波的基本原理及应用[j].软件导刊,2009,8(11):32-34.
