电子秤 生产实习报告.doc

生产实习报告 第13页（共13页）1 引言称重技术自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连，电子秤是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。因此，称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。智能电子秤是将检测与转换技术、计算机技术、信息处理、数字技术等技术综合一体的现代新型称重仪器。作为重量测量仪器，智能电子秤在各行各业开始显现其测量准确，测量快，易于实现测量和监控的巨大优点，并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量秤，成为测量领域的主流产品。本文设计的电子秤以单片机为主要部件，用汇编语言进行软件设计，硬件则以半桥传感器为主,测量025kg电子秤。称重传感器输出的电量是模拟量，数值比较小达不到A/D转换接收的电压范围。所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。然后，A/D转换的结果才能送单片机进行数据处理并显示。其数据显示部分采用LCD显示，成本低且能很好地实现所要求的功能。 本文设计的电子秤虽然是一个极其简单的智能仪器，但是通过它可以更深入的了解智能仪器的工作原理以及其优异的性能。2 电子秤工作原理22 设计要求与技术指标（1）制作一定载荷的电子秤，220VAC供电，LED显示（2）应变片： 120欧箔式应变片（3）信号输出范围：0-25VDC（4）用Protel设计印刷电路板（5）称重载荷25kg（6）弹性元件材料50CrVA合金钢，圆环宽度16.5mm，信号输出范围0-25V22 工作原理简易电子秤一般由传感器及其调理电路、信号放大电路、滤波电路、报警电路、AD转换电路、LED显示电路等组成。电路原理框图如图1所示。A/D电路被测信号信号放大电路传感器及调理电路LED驱动电路显示电路报警电路滤波电路图1. 电子秤电路原理框图被测信号通过应变片组成传感器电桥电路接收，通过两级放大，滤波，再经过MC1433，将放大的模拟信号变成数字信号，再经过MC14511译码，经数码管显示，这就是整个电子称的工作流程，在实验中，考虑到精度要求及简化实验过程，省略了滤波电路和报警电路。3 电子秤的设计31 电桥电路电桥电路作为整个电子称的接收信号部分，由四个应变片组成全桥电路，当受外界作用，V01 与V02两端便产生电压差输出。图中W1为无输入时，输出调零用，整个电桥电路如图2所示。图2. 电桥电路32 电压调理电路电路中，我们直接采用220V交流电压，经变压器、整流桥，得到我们所需要的12V DC，及5V DC.。变压电路如图3所示。图3. 调理电路33 放大电路由于传感器输出信号微弱无法直接进行A/D转换，故需要经放大电路进行放大，试验中我们采用二级放大，第一级采用AD620，放大倍数约为十倍，第二级采用OP07，放大倍数约为5倍，放大电路如图4所示。图4. 放大电路放大倍数可通过电位器调节。34 电路调试首先进行电桥的调零，在没有悬挂重物时，通过调节图1中W1，使电桥输出V01 、V02两端电压输出为零。再进行放大倍数测试，调节图4中电位器R1（图中为电阻），使输出为输入10倍左右为宜。在调节R12(图中也为电阻)，调整第二级放大倍数，是整个放大电路放大倍数为50倍左右。最后测试MC14433芯片电压，如图5所示。通过调节R15，使MC14433芯片2号引脚输出电压2V电压。作为数码管显示的基准电压，数码管显示电压 通过公式具体计算得出。图5. MC14433电压调节4 元件和参数选择41 元器件清单1变压器：正负12V输出2整流桥：1A ；蜂鸣器：12V3应变片：BF120-3AA4稳压集成块: 7812、7912、7805、79055插座：TJC3-4、 KF-5273-36AD芯片：MC14433、DIP24封装7芯片MC1403 、MC14511、MC1413，DIP封装8LED8段显示器9运算放大器： OP07，A741，AD62010电阻、电容、导线等42 弹性元件 测力环设计：反设计 25kg量程 材料：50CrVA合金钢 外径：52mm 内径：48mm 厚度：2mm 宽度：16.5mm 安装孔: 4mm43 应变片1选用应变片：型号: BF120-3AA电阻值: 120欧灵敏系数: 2.12栅长: 3mm栅宽: 2mm2应变片粘贴：（1）应变片检查 外观检查 电阻值检查 （2）修整应变片 对没有标出中心线标记的应变片，应在其基底上标出中心线； 如有需要应对应变片的长度和宽度进行修整，但修整后的应变片不可小于规定的最小长度和宽度；（3）试件表面处理 将要贴应变片的试件表面部分使之平整光洁，无油漆、锈斑、氧化层、油污和灰尘等。（4）划粘贴应变片的定位线 （5）贴应变片 在处理好的粘贴位置上和应变片基底上，各涂抹一层薄薄的粘合剂，稍待一段时间。（6）粘合剂的固化处理 对粘贴好的应变片，依粘合剂固化要求进行固化处理。（7）应变片粘贴质量的检查 外观检查：用放大镜观察粘合层是否有气泡。 电阻值检查 绝缘电阻检查：绝缘电阻一般大于200MW （8）引出线的固定保护（9）应变片的防潮处理 应变片粘贴固化好后要进行防潮处理，以免潮湿引起绝缘电阻和粘合强度降低，影响测试精度。44 选择粘结剂502粘结剂。在应变片基底上和粘贴位置上挤一小滴502胶水，轻轻涂抹均匀，立即放在应变贴片位置，然后用塑料薄膜覆盖在应变片上，压挤，把气泡挤出来，否则会影响测量结果的准确性。5 实验数据分析51 实验数据砝码个数输入电压1号引脚电压显示电压0-0.54mv0013.3mv37mv0.226.9mv204mV0.96310.5mv367.2mV1.76414.1mv536mV2.56517.7mv698mV3.36621.4mv863mV4.20725.1mv1.03V4.98828.6mv1.186V5.78932.1mv1.348V6.50根据实验数据得出如下关系图：直线方程为：Y=3.57*X列表如下：计算值测得值偏差13.57mv3.3mv0.27mv27.14mv6.9mv0.24mv310.71mv10.5mv0.21mv414.28mv14.1mv0.18mv517.85mv17.7mv0.15mv621.42mv21.4mv0.02mv724.99mv25.1mv-0.11mv828.56mv28.6mv-0.04mv932.13mv32.1mv0.03mv电子称灵敏度：K=Y/X=(25.1-14.1)/3=3.67mVg非线性度：L= （7.14-6.9）/32.1=0.75%52 安装与调试中发现的问题、故障排除方法及改进措施R1阻值不符导致调试时结果不对，换R1。521 调试前注意事项在电路调试之前要注意以下事项：（1）各个焊点是否有虚焊、漏焊的现象（2）检查各芯片和器件的型号及大小是否与原理图相符（3）检查应变片粘贴位置是否正确，粘贴质量是否满足要求522 电路调试方法（1）传感器特性测试 不挂任何重物，把传感器输出接到万用表电压档，调节电位器，使输出为零，即完成电桥平衡的调节。（2）放大器特性测试接上220v交流电，测试电路中相应的电压值是否正常，如集成放大芯片的4脚和7脚是否有-12v、+12v电压等。如正常，输入端接地，调节调零端电位器，使输出为零，即完成放大器调零。然会通过稳压电源给放大器输入端接一已知输入电压，放大器输出端接到万用表，调节放大倍数，看放大器输出端是否正常变化。（3）显示电路性能测试 检查AD芯片相应的电源端是否有正确的电压值，如正确，通过稳压电源给AD芯片输入端加一已知输入的模拟电压，并调节AD参考电压端电压至合适的值，看LED是否有显示。调节输入的电压值，看输出显示是否跟随变化。（4）联调 上述调试正常后，将整个系统连接起来，完成传感器的标定。标定分上行程和下行程，每组最少做三次，最后取平均值。结 论目前，电子秤正朝着小型化、高精度、智能化方向发展。在电子秤设计中，我们花费了大量的时间和精力进行资料查阅和方案论证，结合自己所学，认真解决每一个功能模块中遇到的问题。我们还用仿真软件Protell99进行某些功能模块的仿真，收到很好的效果。但由于缺乏实验经验，电路中还有些不够完善的地方。宗旨，在这次生产实习中，我们学会了怎么样把自己所学的书本知识应用到实际用处。我们设计的电子称灵敏度为3.67mV/Kg，从图中可以看出线性度也比较理想，经试验，称量范围为0-20Kg.本次实验所设计的只是简易电子称，通过外加电压比较器，单片机芯片可做成有超量程报警，自动调零等多功能电子称。参 考 文 献1 周严.测控系统电子技术M.北京：科学出版社，2007.2 于海生.微型计算机控制技术M.北京：清华大学出版社，1999.3 单成祥. 传感器理论设计基础及其应用M.国防工业出版社，1999.78-1334 康华光.电子技术基础模拟部分M.第4版.北京：高等教育出版社.5 付文红.电工学M.西安：陕西师范大学出版社，2007.6 周杏鹏，仇国富，等.现代检测技术M.北京：高等教育出版社，2006.7 张毅刚.MCS-51单片机应用设计M.哈尔滨工业大学出版社，2003.8 赵茂泰.智能仪器原理用应用M.电子工业出版社，2004.9 侯晓霞，王建宇，等.微型计算机原理及应用M.北京：化学工业出版社，2006.10 李道华，李玲，朱艳. 传感器电路分析与设计M.武汉大学出版社，2000.实 习 感 想为期一个月的生产实习宣告结束，在这次生产实习中，培养了我们对单片机工程实践的综合应用能力，提高了我们的实际动手操作能力。使我见到了很多从课本上没有的元件，增长了实际操作经验，也是第一次把学到东西与现实联系起来。不仅锻炼了动手能力，也对自己的专业有了更深层的了解，在焊接时由于元件的细小，需要调整好几次才能放对位置，这使我锻炼了自己的耐心，以前总认为把每科知识学好就行，可是现在我深刻意识到知识的连贯性，要真正掌握一门科学知识，需要把所学的都统一起来，我们专业是自动化，这就需要我们不仅要有理论知识，更要有丰富的经验，这次实习就给我们提供了宝贵的机会，以后我会更加努力的学习科学知识，不断充实自己。我们在前期准备的时候，接到老师给我们的生产实习报告，按照上面的思路原理和要求，我们查阅了相关资料，然后用Protell99画出线路板电路图，交给老师审查。之后，我们参观了两家公司，分别是南京高华科技有限公司和3304厂。通过参观企业，我们了解到现在市场上的一些主流产品，以及发展趋势，对我们今后的发展有了初步的了解。在后期阶段，我们就是着手于焊接电路板以及测试阶段了，焊接的时候，要格外仔细，一不小心弄错，就会导致很多不必要的麻烦，而且这些麻烦解决起来繁琐。但由于缺乏经验，所以，在做的时候，我们进度不是很快，只有一步一步慢慢来。从焊接到测试，由于有老师的指点，避免了很多