STM32F429IGT6应变片式力传感器智能化测量系统

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应变片式力传感器智能化测量系统

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力传感器智能化测量系统主要分为应变片式力传感器和单片机
两大板块。应变片式力传感器的作用是将实际测得的力转换成电压信号，首先在
力的作用下传感器弹性体发生机械形变，由于电阻应变片是紧紧依附在弹性体上
的，弹性体的形变会导致应变片也发生相应的机械形变。电阻应变片的机械形变
量会转化为相应的电阻变化量 ΔR，由四个电阻应变片构成的电桥电路会将电阻
变化量 ΔR 转换为可直接测量的电压信号 [62] 。其次，将经过放大后的传感器电压
值通过 A/D 转换模块进行模数转换，然后与温度传感器模块测得的数据输入一
同单片机，在单片机中通过第三章的 GA&BP 算法模型进行数据融合，可以有效
解决应变片式力传感器温度漂移的问题。此外，单片机的 LCD 显示模块可以显
示实际温度值和经算法处理后的预测力值，当实际加载的力超过本文所设计的应
变片式力传感器的阈值时报警模块可以提示。最后，通过蓝牙模块可以将 LCD
所显示的内容传输到安卓系统的手机 App 上，方便人们实时远距离查看。本文
所设计的力传感器智能化测量系统的功能模块示意图如图 4-1 所示，为了使各模
块正常工作，本章还设计了直流稳压电源部分为整套系统提供各个模块正常工作
时所需的稳定直流电压。

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HC05 蓝牙通讯模块用于代替全双工传统通信时的物理连线，在本文的设计
中，首先将 HC05 蓝牙通讯模块使用杜邦线与 STM32F429IGT6 开发板连接好，
然后 HC05 模块便可以与安卓手机进行蓝牙通信的相关操作了。STM32 芯片将
温度值与通过GA&BP 算法模型处理后的力值作为串口数据发送至HC05蓝牙通
讯模块，HC05 蓝牙通讯模块的 RXD 端口能够自动将收到的串口数据发送到空
中，安卓手机自带的蓝牙通讯模块自动接收到 HC05 发送的无线电波后，从 TXD
还原 STM32 开发板设备最初所发送的串口数据。
应变片式力传感器智能化测量系统通过 HC05 蓝牙通讯模块可以与自带蓝
牙通讯设备的安卓手机传输数据，结合相应的手机 App，不仅可以使本文的智能
化测量系统不仅可以在LCD屏上显示数据，还可以在手机接收到数据后通过App
比较直观地显示在手机屏幕上。通过蓝牙模块与相应的手机 App 的应用可以达
到远程实时读取环境温度与被测力等关键信息的目的，大大提高了使用本文所设
计的智能化测量系统的便利性。

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