称重台灵敏度曲线最小二乘法标定.doc

北 方 民 族 大 学课程设计报告院（部、中心） 电气信息工程学院 姓 名 刘泽华 学 号 20080308 专 业 测控技术与仪器 班 级 测控技术与仪器081同组人员 刘泽华 马臣澳 课程名称 传感器与检测技术 设计题目名称 称重台灵敏度曲线最小二乘法标定 起止时间2010.12.27-2011.1.7 成 绩 指导教师签名 盛 洪 江 北方民族大学教务处制北 方 民 族 大 学课程设计报告院（部、中心） 电气信息工程学院 姓 名 马臣澳 学 号 20080295 专 业 测控技术与仪器 班 级 测控技术与仪器081同组人员 刘泽华 马臣澳 课程名称 传感器与检测技术 设计题目名称 称重台灵敏度曲线最小二乘法标定 起止时间2010.12.27-2011.1.7 成 绩 指导教师签名 盛 洪 江 北方民族大学教务处制一、 课程设计题目：称重台灵敏度曲线最小二乘法标定二、 设计摘要三、 实验原理 称重传感器的工作原理是，将电阻应变计粘贴在弹性敏感元件上，然后，以适当的方式组成电桥，从而将物体的质量转换成电信号。称重传感器主要有两部分组成，第一部分是弹性敏感元件，他将被测物体的压力质量转换为弹性体的应变值；第二部分是作为传感元件的电阻应变计，他将弹性体的应变同步的转换为电阻值的变化。一、 应变传感器是用于检测物体的机械变形的传感器。作为应变传感器，广泛采用的是应变计。应变计的原理是，当电阻体受到外力作用时，会产生形变，由此而引起电阻体的电阻值变化。通过对机械形变的检测，就可以测量出物体所承受的应力。应变计的结构如图所示，它是将电阻体贴附在基板上，再将引出线连接到电阻体上而构成的。应变计的中心轴叫做应变计轴；电阻体基本上都是经过与这个轴的方向相平行地多次曲折往返后，形成的栅状结构。平衡条件直流电桥的基本形式如图1-1所示。R1， R2，R3 ， R4 为电桥的桥臂电阻，RL为其负载（可以是测量仪表内阻或其他负载）。当RL时，电桥的输出电压V0应为V0=E() 当电桥平衡时，V0=0，由上式可得到R1R4=R2R3或 （1-1） 图1-1式（1-1）秤为电桥平衡条件。平衡电桥就是桥路中相邻两桥臂阻值之比应相等，桥路相邻两臂阻值之比相等方可使流过负载电阻的电流为零。：全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，不同的接入邻边，应变片初始阻值：RQ=R2=R3=R4，其变化值RQ=R2=R3=R4时，其桥路输出电压U03=EK。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善 为提高测量精度，称重实验台使用前可用标准砝码对其进行标定，得到物料重量与输出电压的关系曲线。实际使用时将测量电压按该曲线反求出实际重量就可以了。电阻应变计采用的是惠斯通全桥电路，当物料加到载物台后，4个应变片会发生变形，产生电压输出，经采样后送到计算机由DRVI快速可重组虚拟仪器平台软件处理。因为电桥在生产时有一些误差，不可能保证每一个电桥的电阻阻值和斜率保持一致。所以，传感器在使用之前必须要经过线性校正，这是由于计算机得到的是经过采样后的数字量，与真实质量之间是一种线性关系，需要由标定来得到这个关系四、 硬件原理图设计图12是压力传感器的测量电路，由两个部分组成。前一部分是采用三个运放构成的仪表放大器，后面的放大器将仪表放大器的输出电压进一步放大。R28是电桥的调零电阻，R42是整个放大电路的调零电阻，R29，R40调整运放增益。仪表放大器因为输入阻抗高，共模抑制能力好而作为电桥的接口电路。其增益可用下式表示：A（1+）1. 将1000g砝码置与传感器的托盘上，调节电位器R40（增益）与R29（增益即满量程调节）使输出电压为4V；2. 拿去托盘上所有砝码，调节电位器R42（零位调节）使输出电压为零；五、 软件框图六、 程序设计Private Sub Command1_Click()If Text1.Text = Then Exit SubDim x() As Single, y() As Single, cnt As IntegerDim xmax As Single, xmin As Single, ymax As Single, ymin As SingleDim p() As String, z() As StringDim xyh As Single, xh As Single, yh As Single, xph As Single, k As Single, b As Singlep = Split(Text1.Text, /)For i = 0 To UBound(p) If p(i) Then z = Split(p(i), *) If UBound(z) = 1 Then If IsNumeric(z(0) And IsNumeric(z(1) Then If cnt = 0 Then xmax = z(0): xmin = z(0): ymax = z(1): ymin = z(1) If xmax z(0) Then xmin = z(0) If ymax z(1) Then ymin = z(1) xyh = xyh + z(0) * z(1): xh = xh + z(0): yh = yh + z(1): xph = xph + z(0) 2 ReDim Preserve x(cnt), y(cnt) x(cnt) = z(0): y(cnt) = z(1): cnt = cnt + 1 End If End If End IfNextPicture1.ClsPicture1.DrawWidth = 1If xmax = xmin And ymax = ymin Then MsgBox 单点无法拟合ElseIf xmax = xmin Then Picture1.Scale (xmin * 0.5, ymax + 0.2 * (ymax - ymin)-(xmin * 1.5, ymin - 0.2 * (ymax - ymin) zuobiaozhou xmin * 0.5, ymax + 0.2 * (ymax - ymin), xmin * 1.5, ymin - 0.2 * (ymax - ymin) Picture1.Line (xmax, ymax + 0.2 * (ymax - ymin)-(xmax, ymin - 0.2 * (ymax - ymin), vbBlueElseIf ymax = ymin Then Picture1.Scale (xmin - 0.2 * (xmax - xmin), ymax * 1.5)-(xmax + 0.2 * (xmax - xmin), ymin * 0.5) zuobiaozhou xmin - 0.2 * (xmax - xmin), ymax * 1.5, xmax + 0.2 * (xmax - xmin), ymin * 0.5 Picture1.Line (xmin - 0.2 * (xmax - xmin), ymax)-(xmax + 0.2 * (xmax - xmin), ymax), vbBlueElse Picture1.Scale (xmin - 0.2 * (xmax - xmin), ymax + 0.2 * (ymax - ymin)-(xmax + 0.2 * (xmax - xmin), ymin - 0.2 * (ymax - ymin) zuobiaozhou xmin - 0.2 * (xmax - xmin), ymax + 0.2 * (ymax - ymin), xmax + 0.2 * (xmax - xmin), ymin - 0.2 * (ymax - ymin) k = (xyh - (xh * yh) / cnt) / (xph - xh 2 / cnt) b = yh / cnt - k * xh / cnt Picture1.Line (xmin - 0.2 * (xmax - xmin), k * (xmin - 0.2 * (xmax - xmin) + b)-(xmax + 0.2 * (xmax - xmin), k * (xmax + 0.2 * (xmax - xmin) + b), vbBlueEnd IfPicture1.DrawWidth = 5For i = 0 To cnt - 1Picture1.PSet (x(i), y(i), vbRedNextText1.SetFocusEnd SubPrivate Sub Form_Activate()Text1.SetFocusEnd SubPrivate Sub Form_Load()Text1.Text = Text1.ToolTipText = 横纵坐标间以乘号*分隔，各点间以除号/分隔。例如：100*100/200*200Command1.Caption = 绘图Picture1.AutoRedraw = TrueEnd SubPrivate Sub Text1_KeyPress(KeyAscii As Integer)If Not (IsNumeric(Chr(KeyAscii) Or KeyAscii = 8 Or KeyAscii = 42 Or KeyAscii = 45 Or KeyAscii = 46 Or KeyAscii = 47) Then KeyAscii = 0End SubFunction zuobiaozhou(ByVal x1 As Single, y1 As Single, x2 As Single, y2 As Single)For i = x1 + (x2 - x1) / 5 To x2 Step (x2 - x1) / 5 Picture1.Line (i, y2 + 100 * (y1 - y2) / Picture1.Height)-(i, y2) Picture1.CurrentX = i - 250 * (x2 - x1) / Picture1.Width Picture1.CurrentY = y2 + 350 * (y1 - y2) / Picture1.Height Picture1.Print iNextFor i = y2 + (y1 - y2) / 5 To y1 Step (y1