手提电子秤综述

手提电子秤)综述手提电子秤)综述16/16手提电子秤)综述成绩评定：传感器技术课程设计题目手提电子秤大纲手提电子秤拥有称重精确度高，简单合用，携带方便成成本低，制作简单，测量正确，分辨率高，不易损坏和价格低价等优点,是家庭购物使用的首选。其电路组成主要有测量电路，差动放大电路，A/D变换，显示电路。其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，广泛应用于电子秤以及各种新式结构的测量装置。而差动放大电路的作用就是把传感器输出的稍微的模拟信号进行必然倍数的放大，以满足A/D变换器对输入信号电平的要求。A/D变换的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模数变换，尔后把数字信号输送到显示电路中去，最后由显示电路显示出测量结果。要点词：电子秤测量显示传感器课程设计目录一、设计目的1二、设计任务与要求12.1设计任务12.2设计要求2三、设计步骤及原理解析2设计方法23.2设计步骤23.3设计原理解析4四、课程设计小结与领悟10五、参照文件11传感器课程设计一、设计目的电子秤是平常生活中常用的电子衡器，广泛应用于商场、大中型商场、物流配送中心。电子秤在结构和原理上取代了以杠杆平衡为原理的传统机械式称量工具。对照传统的机械式称量工具，电子秤拥有称量精度高、装机体积小、应用范围广、易于操作、使用等优点，在外形布局、工作原理、结构和资料上都是崭新的计量衡器。目前市场上使用的称量工具，也许是结构复杂，也许运行不能靠，且成本高，精度牢固性不好，调整时间长，易损坏，维修困难，装机容量大，能源耗资大，生产成本高。而且目前市场上电子秤产品的整体水平不高，部分小型企业产质量量差且技术力量单薄，设备不全，缺乏产品的开发能力，产质量量在低水平徘徊。因此有针对性地开发出一套有合用价值的电子秤系统，从技术上战胜上述诸多缺点，改进电子秤系统在应用中的不足之处，拥有现实意义.二、设计任务与要求设计任务：1）整体电路设计（画出电路组成框图）；2）信号检测电路设计；3）信号放大电路设计，电路参数采用、数据计算；4）Ａ/Ｄ变换电路设计；5）显示电路设计。１传感器课程设计2.2设计要求：1）采用电阻应变式传感器组成测量电桥；2）电路组成：测量电桥、运算放大电路、Ａ/Ｄ变换、显示电路；3）称重范围为：2～５kg；4）假设在实验装置进步行模拟实验，测量出需经实验确定的参数或系数。三、设计步骤及原理解析设计方法依照设计要求，采用电阻应变式传感器,它是以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器。电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（变换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化变换为电信号（电压或电流），进而完成了将外力变换为电信号的过程。设计步骤第一利用由电阻应变式传感器组成的测量电路测出物质的重量信号，以模拟信号的方式传达到A/D变换器。２传感器课程设计其次，由A/D变换电路把由差动放大器电路把传感器输出的稍微信号进行必然倍数的放大，尔后送A/D变换电路中。再由A/D变换电路把接收到的模拟信号变换成数字信号，传达到显示电路，最后由显示电路显示数据。详尽方案以下：电阻应变式差动放大电路A/D变换电路显示电路传感器输出放大信号（双积分）图1安装芯片要点1）.辨别引脚：芯片的第一脚，是正放芯片，面对型号字符，尔后，在芯片的左下方为第一脚。（2）.要点点的电压：芯片第一脚是供电，正确电压是DC5V。第36脚是基准电压，正确数值是100mV，第26引脚是负电源引脚，正确电压数值是负的，在－3V至－5V都认为正常，但是不能够是正电压，也不能够是零电压。芯片第31引脚是信号输入引脚，能够输入±199.9mV的电压。在一开始，能够把它接地，造成“0”信号输入，以方便测试。（3）.注意芯片27,28,29引脚的元件数值，它们是0.22uF,47K,0.47uF阻容网络，这三个元件属于芯片工作的积分网络，不能够使用磁片电容。芯片的33和34脚接的104电容也不能够使用磁片电容。３传感器课程设计（4）.注意接地引脚：芯片的电源地是21脚，模拟地是32脚，信号地是30脚，基准地是35脚，平常使用情况下，这4个引脚都接地。（5）.比率读数：把31脚与36脚短路，就是把基准电压作为信号输入到芯片的信号端，这时候，数码管显示的数值最好是，平常在－之间，越凑近越好。这个测试是看看芯片的比率读数变换情况，与基准电压详尽是多少mV没关，也无法在外面进行调整这个读数。若是差的太多，就需要更换芯片了。设计原理解析1．测量电路：电阻应变式传感器就是将被测物理量的变化变换成电阻值的变化,再经相应的测量电路而最后显示或记录被测量值的变化。在这里，我们用电阻应变式传感器作为测量电路的核心。并应依照测量对象的要求，适合地选择精度和范围度。（1）电阻应变式传感器的组成以及原理：电阻应变式传感器简称电阻应变计。当将电阻应变计用特别胶剂粘在被测构件的表面上时，则敏感元件将随构件一起变形，其电阻值也随之变化，而电阻的变化与构件的变形保持必然的线性关系，进而经过相应的二次仪表系统即可测得构件的变形。经过应变计在构件上的不同样粘贴方式及电路的不同样联接，即可测得重力、变形、扭矩等机械参数４传感器课程设计（2）电阻应变式传感器的测量电路：电阻应变片的电阻变化范围为0.0005—0.1欧姆。因此测量电路应当能精确测量出很小的电阻变化，在电阻应变传感器中做常用的是桥式测量电路。桥式测量电路有四个电阻，电桥的一个对角线接入工作电压E，另一个对角线为输出电压Uo。其特点是：当四个桥臂电阻达到相应的关系时，电桥输出为零，否则就有电压输出，可利用矫捷检流计来测量测量电桥如图：图2它由箔式电阻应变片电阻R1、R2、R3、R4组成测量电桥，测量电桥的电源由稳压电源E供给。物体的重量不同样，电桥不平衡程度不同样，指针式电表指示的数值也不同样。滑动式线性可变电阻器RP1作为物体重量弹性应变的传感器，组成零调整电路，当载荷为0时，调治RP1使数码显示屏显示零。这里若考虑系统高牢固性，可采用５传感器课程设计Tedea-Huntleig的2kg拉式称重传感器。2．差动放大电路：原理：本次设计中，要求用一个放大电路，即差动放大电路，主要的元件就是差动放大器。在好多需要用A/D变换和数字采集的单片机系统中，多数情况下，传感器输出的模拟信号都很稍微，必定经过一个模拟放大器对其进行必然倍数的放大，才能满足A/D变换器对输入信号电平的要求，在此情况下，就必定选择一种吻合要求的放大器。仪表仪器放大器的选型好多，我们这里介绍一种用途特别广泛的仪表放大器，就是典型的差动放大器。它只需高精度LM358和几个电阻器，即可组成性能优越的仪表用放大器。广泛应用于工业自动控制、仪器仪表、电气测量等数字采集的系统中。本设计中差动放大电路结构图以下：推导过程：I=Vi1Vi2Vi1∞R7A1Vo=(R8+R7+R8)IR8ViR7IVo=(1+2R8)Vi，R8R7则Avf=1+2R8∞A2R7Vi2图3６传感器课程设计图4:（2）所用芯片：适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也合用于双电源工作模式。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，运算放大器的场合。3．A/D变换：A/D变换的作用是进行模数变换，把接收到的模拟信号变换成数字信号输出。在选择A/D变换时，先要确定A/D变换的位数，该设计运用的是双积分式A/D变换器ICL7107，A/D变换误的位数确定与整个测量控制系统所需测量控制的范围和精度有关，系统精度涉及的环节好多，包括传感器的变换精度，信号预办理电路精度A/D变换器以及输出电路等。（1）ICL7107双积分型的A／D变换器的特点a.直接输出7段译码信号b.7107直接驱动LED位十进制A/D变换器d.双积分型电路2）双积分A/D变换器结构与原理７传感器课程设计常有A/D变换器的变换方式有积分式和非积分式两类（如逐次逼近比较式A/D变换器），双积分式A/D变换器的基本组成如图，它由积分器、比较器、逻辑控制电路、闸门电路、计数器及时钟脉冲源等电路所组成。UoCRUom-UxS1-A1++A2-t1t2t3tS2UREFT1T2(b）双积分波形逻辑控制电路闸门电路时钟源十进制计数器电路组成框图图6-2-6双积分式A/D变换图5整体工作电路原理图数显电子秤拥有正确度高，易于制作，成本廉价，体积小巧，实用等特点。其分辨力为1克左右，在2千克的量程范围内经仔细调校，测量精度可比较高。８传感器课程设计∞A1RRER7107RP数码管显示RR∞电路RA2称重传感器放大电路A/D变换图6R1RERRRLM358RRRR图7９传感器课程设计四、课程设计小结与领悟目前，电子秤正朝着小型化、高精度、智能化方向发展。ICL7106采用较小的封装，尺寸很小，所需的外面器件也很少，满足了电子秤小型化的需求；其内置各种控制寄存器和数据寄存器，而且能够经过SPI接口方便地控制和读取这些寄存器，满足了电子秤智能化的需求。因此ICL7106是电子秤中模数变换器的想选择。在电子技术的课程设计中，我花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，仔细解决每一个功能模块中遇到的问题．有时，为认识决一个详尽问题，竟到了冥思苦想的地步．在设计完各个功能模块此后，我用Protel99SE绘图软件进行了各个模块的绘制，并最后绘制成一个总的电路原理图，收到了很好的收效。但由于缺乏实践经验，电路中还有些功能不够完满，参数不够精确，而且抗搅乱能力也不够好。总之，在此次课程实质中，我学会了怎样把自己所学的书本知识应用到实处。经过详尽的操作，我掌握了各个功能模块的接口设计方法，无论是在设计思想还是在着手能力上都有了很大的提高。此后次的课程设计中，我真切的意识到，在今后的学习中，要理论联系实质，把我们所学的理论知识用到实质中间，课程设计更是这样，只有经常的着手，理论与实质结合的过程中才开门看见外面的世界是这样之大，仿佛井底之蛙跳上井沿过程中要有很好的团结合作意识和责任感，积极的参加到实验设计的谈论中去，学习和听取别人的建议，我也主动的公布建议，用一个积极进步、激情乐观的态度面１０传感器课程设计对每日的实验设计生活，让我的学习生活丰富多彩。五、参照文件1】何道清张禾等.传感器与传感器技术[M]，科学初版社，2011年第2版；2】张琳娜，刘武发．传感检测技术及应用[M]，中国计量初版社，1999；3】康华光等.电子技术基础模拟部分[M]高等教育初版社，