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1、职业技术术学院课课程设计（论论文）基于电子子应变式式传感器器电子称的的制作姓 名： 指导教师师： 专业名称称： 所在系部部： 20111年5月月一、 设计任务务及要求求：设计计任务：利用电阻阻应变式式传感器器制作一一个电子子称，测测量范围围为2kkg,其其分辨力力为1克克，测量量 精度00.5RD l字字要求：1、电阻阻应变式式 2、秤秤种范围围为2kkg 3、电电路由测测量电桥桥，差动动放大电电路，AA/D转转换电路路，显示示电路组组成 指导教师师签名：20111年 3月 200日二、指导导教师评评语：指导教师师签名：20111年5月20 日三、成绩绩20111年6月 100 日摘要 电阻阻
2、应变式式传感器器具有测测量范围围广、精精度高、误误差小和和线性特特性等优优点，且且能在恶恶劣环境境下工作作，在力力、压力力和重要要测试中中有非常常广泛的的应用，力力传感器器具有结结构简单单、体积积小、重重量轻、使使用寿命命长等优优异的特特点。所所以电阻阻应变式式力传感感器制作作的数显显电子称称具有准准确度高高易于制制作，简简单实用用、成本本低廉、体体积小巧巧、携带带方便等等特点。 本本文从数数显电子子称的要要求分析析入手，将将整个系系统分成成四个部部分，分分析和讨讨论了各各个部分分的电路路原理、控控制策略略、实现现方法。详详细讨论论了系统统的各种种工况及及信号的的传递情情况，并并得到了了系统各
3、各个部分分在不同同工况的的工作状状态。数数显电子子秤根据据弹性体体（弹性性元件，敏敏感梁）在在外力作作用下产产生弹性性变形，使使粘贴在在他表面面的电阻阻应变片片（转换换元件）也也随同变变形，电电阻应变变片变形形后，它它的阻值值将发生生变化（增增大或减减小），再再经相应应的测量量电路把把这一电电阻变化化转换为为电信号号(电压压或电流流），将将电信号号通过数数码显示示器显示示出来，从从而完成成了将外外力变换换为电信信号的过过程。关键词：灵敏度度、电阻阻应变式式传感器器引 言言电子秤是是日常生生活中常常用的带带子衡器器，广泛泛应用于于超市。大大中型商商场。物物流配送送中心。电电子秤在在结构和和原理上
4、上取代了了以杠杆杆平衡为为原理的的传统机机械式称称重工具具。相比比传统的的机械式式称量工工具，电电子秤具具有称量量精度高高、装机机体积小小、应用用范围广广、易于于操作使使用等优优点，在在外形布布局、工工作原理理、结构构和材料料上都是是全新的的计量衡衡器。电电子秤的的设计首首先是通通过压力力传感器器采集到到被测物物体的重重量并将将其转换换成电压压信号。输输出电压压信号通通常很小小，需要要通过前前端信号号处理电电路进行行准确的的线性放放大。放放大后的的模拟电电压信号号A/DD转换电电路转换换成数字字量被送送到主控控电路的的单片机机中，在在经过单单片机控控制译码码显示器器，从而而显示出出被测物物理的
5、重重量。目前市场场上使用用的称重重工具，或或者是结结构复杂杂，或者者运行不不可靠，且且成本高高，精度度稳定性性不好，调调正时间间长，易易易损件件多，维维修困难难，装机机容量大大，能源源消耗大大，生产产成本高高。而且且目前市市场上电电子秤产产品的整整体水平平不高，部部分小型型企业产产品质量量差且技技术力量量薄弱，设设备不全全，缺乏乏产品的的开发能能力，产产品质量量在低水水平徘徊徊。因此此，有针针对性地地开发一一套有实实用价值值的电子子秤系统统，从技技术上克克服上述述诸多缺缺点，改改善电子子城系统统在应用用中的不不足。目录摘要.3引言.4目录.5总体规划划.661.设计计内容及及总体方方案.6 （
6、11）要求求.66 （22）单元元电路的的具体设设计.72.主要要原件的的说明.77 （11）电阻阻应变式式传感器器的组成成与原理理.77 （22）ICCL71107的的性能参参数.88 （33）LMM3588的特性性及内部部构造.883.电路路分析与与调试.110 （11）总电电路图.10 （22）总体体框架及及原理图图.110 （33）各部部分电路路设计（电电阻应变变式传感感器的测测量电路路）.111 （44）放大大电路.11 （55）A/D转换换电路.11 （66）显示示电路.111 （77）电路路调试.114.系统统所需元元件列表表.1335.总结结.1336.参考考文献.114总体规
7、划划对于电阻阻应变式式力传感感器制作作的数显显电子称称制药有有四个方方面： 一：电路由由测量电电桥，二二：差动动放大电电路，三三：A/D转换换电路,四：显显示电路路组成。从从总的方方面来考考虑，传传感器的的使用应应该尽量量选用稳稳定性能能高，寿寿命长，结结构简单单，但是是又必须须使称重重准确。控控制电路路要根据据选用的的传感器器来设计计，主要要考虑稳稳定性，抗抗干扰性性。控制制系统应应简单实实用，并并且在称称重时能能够快速速反应，准准确计量量。总体体控制要要考虑环环境，所所称重物物体对电电路的影影响，在在确保计计量准确确的情况况下使用用能够提提高称重重效率。总总体如图图所示设计内容容及总体体方
8、案要求： 11、电阻阻应变式式 22、秤种种范围为为2kgg 33、电路路由测量量电桥，差差动放大大电路，AA/D转转换电路路，显示示电路组组成 44、工作作原理，附附系统原原理图首先利用用由电阻阻应变式式传感器器组成的的测量电电路测出出物质的的重量信信号，以以模拟信信号的方方式传到到A/DD传感器器。其次次，由AA/D转转换电路路把由差差动放大大器把传传感器输输出的微微信号进进行一定定倍数的的放大，然然后送AA/D信信号电路路中。再再由A/D转换换电路把把接收到到的模拟拟信号，转转换成数数字信号号，传送送到显示示电路，最最后又显显示电路路显示数数据。电路原理理框图电子秤的的原理框框图：主要原
9、件件的说明明电阻应变变式传感感器组成成及原理理组成：电电阻应变变式传感感器简称称电阻应应变计。当当将电阻阻应变计计用特殊殊胶剂粘粘在被测测构件的的表面时时，则敏敏感元件件将构件件一起变变形，其其电阻值值也随之之变化，而而电阻的的变化与与构件的的变形保保持一定定的线性性关系，进进而通过过相应的的二次仪仪表系统统即可测测得构件件的变形形。通过过应变计计在构建建上的不不同粘贴贴方式及及电路的的不同联联接，即即可测得得重力、变变形、扭扭矩等主主要参数数。原理：电阻应变变式称重重传感器器是基于于这样一一个原理理：弹性性体在外外力作用用下产生生弹性变变形，便便粘贴在在他表面面的电阻阻应变片片也随同同产生变
10、变形，电电阻应变变片变形形后，它它的阻值值将发生生变化，再再经相应应的测量量电路把把这一电电阻变换换转换为为电信号号，从而而完成将将外力变变换为电电信号的的过程。ICL771077性能参参数双列直插插40脚脚封装，BBCB输输出积分分型模/数转换换器，电电源电压压=5，-5v，电电源电流流=1.8，-1.88mA,分辨率率=3.5diigitt，典型型模拟输输入电压压=土00.2，,2v，典典型模拟拟输入电电流=110pAA，时钟钟频率=48kkHz，工工作温度度=0-70摄摄氏度。 它的内内部包括括了线性性放大、模模拟开关关、振荡荡、显示示驱动等等部件。该该芯片可可直接驱驱动共阳阳极LEED
11、数码码显示管管（该电电路用TTOS-51001BRR数码管管），可可显示33位测量量电压，电电压范围围为0-99.9v.可精确确到0.1%集成运放放LM3358特性： 内部频频率补偿偿 直直流电压压增益高高(约1100ddB） 单单位增益益频带宽宽（约11MHzz） 电电源电压压范围宽宽：单电电源（33-300V）； 双双电源（土1.5-土15V） 低低功耗电电流，适适合与电电池供电电 低低输入偏偏流 低低输入失失调电压压和失调调电流 供供模输入入电压范范围宽，包包括接地地 差差模输入入电压范范围宽，等等于电源源电压范范围 输输出电压压摆幅大大（0至至Vccc-1.5V)LM3558内部部包括
12、两两个独立立的高增增益、内内部频率率补偿的的双运算算放大器器，适合合于电源源电压范范围很宽宽的单电电源使用用，也适适合于双双电源工工作模式式，在推推荐的工工作条件件下，电电源电流流与电源源电压无无关。它它的适用用范围包包括传感感器、直直流增益益模块和和其他所所有可用用单电源源供电的的使用运运算放大大器的场场合。LLM3558的封封转形式式有塑封封8引线线双列直直插式贴贴片电路分析析与调试试1 总电电路图电路组装装（1）整整体设计计框架及及原理图图（2）各各部分电电路设计计1）电阻阻应变式式传感器器的测量量电路 常常用的桥桥式测量量电路如如图。 桥式测测量电路路有四个个电阻，电电桥的一一个对角角
13、线接入入工作电电压E，另另一个对对角线为为输出电电压Uoo。其特特点是：当四个个桥臂电电阻达到到相应的的关系时时，电桥桥输出为为零，否否则就有有电压输输出，可可利用灵灵敏检流流计来测测量，所所以电桥桥能够精精确地测测量微小小的电阻阻变化。2）放大大电路 典型型的差动动放大器器如下图图所示，只只需高精精度LMM3588和几只只电阻器器，即可可构成性性能优越越的仪表表用放大大器。广广泛应用用于工业业自动控控制、仪仪器仪表表、电气气测量等等数字采采集的系系统中3）A/D转换换电路4）显示示电路电路调试试（1）首首先在秤秤体自然然下垂已已无负载载时调整整RP11，使显显示器准准确显示示零。（22）再调
14、调整Rpp2，使使秤体承承担满量量程重量量（本电电路选满满量程为为2千克克）时显显示满量量程值。 （调调节Rpp2衰减减比）（33）然后后在秤钩钩下悬挂挂1千克克的标准准砝码，观观察显示示器是否否显示11.0000，如如有偏差差，可调调整RPP3值，使使之准确确显示11.0000。（44）重新新进行22、3步步骤，使使之均满满足要求求为止。 （5）最最后测量量RP22、RPP3电阻阻值，并并用固定定精密电电阻予以以代替。RRP1可可引出表表外调整整。测量量前先调调整RPP1，使使显示器器回零4.系统统所需原原件列表表总 结结 通过这这次课程程设计，我我们对传传感器设设计基础础知识有有了更深深入
15、的了了解，而而且更重重要的是是又学到到了很多多新的知知识，获获得了新新的经验验。我们们从中学学会了如如何去做做设计，深深刻了解解到团队队精神的的重要性性，在这这次的课课程设计计当中，在在一些材材料的选选用，与与其它同同学进行行了交流流，提高高了自己己的工作作效率。 在如如此短的的时间。依依靠个人人能力是是不可能能完成如如此繁琐琐的资料料查找与与收集的的。所以以，通过过这次课课程设计计，加强强了同学学之间的的交流，大大大增进进了我们们班的凝凝聚力，协协作的精精神更强强了。而而且自己己也学到到了很多多实际的的有用的的东西，相相信对以以后的工工作一定定会大有有益处。 最后，在在此对李李棚老师师的帮助助表示深深深的谢谢意参考文献献传感器器与自动动检测