電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)(數(shù)字電子秤)-wenkub
2023-06-15 12:20:14 本頁面
【正文】 電壓源、調(diào)節(jié)器、補(bǔ)嘗元件、保護(hù)線路等）和指示部件（如顯示、打印、數(shù)據(jù)傳輸和存貯器件等）。不管根據(jù)什么原理制成的電子秤均由以下三部分組成：(1) 承重、傳力復(fù)位系統(tǒng) 它是被稱物體與轉(zhuǎn)換元件之間的機(jī)械、傳力復(fù)位系統(tǒng)，又稱電子秤的秤體，一般包括接受被稱物體載荷的承載器、秤橋結(jié)構(gòu)、吊掛連接部件和限位減振機(jī)構(gòu)等。本設(shè)計(jì)中通過改變放大電路的增益，從而達(dá)到轉(zhuǎn)換量程的目的。電阻應(yīng)變式傳感器是傳感器中應(yīng)用最多的一種，本設(shè)計(jì)采用全橋測(cè)量電路，使系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差更小，輸出的數(shù)據(jù)更精確。三、指導(dǎo)教師評(píng)語 四、成 績(jī) 指導(dǎo)教師 (簽章) 年 月 日目錄摘要 1一、總體方案設(shè)計(jì)與論證 2 2 3二、單元電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算 4 4 4 6 8 8 INA126放大器基本介紹 10 11 A/D轉(zhuǎn)換模塊 13 A/D轉(zhuǎn)換芯片的選擇 13 A/D轉(zhuǎn)換芯片ICL7107簡(jiǎn)介 14 ICL7107 A/D轉(zhuǎn)換電路 17 18 18 19 A/D轉(zhuǎn)換電路與顯示電路 20三、總原理圖及元器件清單 20 20 21四、安裝與調(diào)試 21 21 21 21 21五、性能測(cè)試與結(jié)果分析 21六、結(jié)論與心得體會(huì) 21 21 21七、參考文獻(xiàn) 21摘要隨著計(jì)量技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展傳統(tǒng)純機(jī)械結(jié)構(gòu)的桿秤、臺(tái)秤、磅秤等稱量裝置逐步被淘汰，電子稱量裝置電子秤、電子天平等以其準(zhǔn)確、快速、方便、顯示直觀等諸多優(yōu)點(diǎn)而受到人們的青睞。電子秤采用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)一體化的電子稱量裝置，才能滿足并解決現(xiàn)實(shí)生活中提出的“快速、準(zhǔn)確、連續(xù)、自動(dòng)”稱量要求，同時(shí)有效地消除人為誤差，使之更符合法制計(jì)量管理和工業(yè)生產(chǎn)過程控制的應(yīng)用要求。而由INA126構(gòu)成的放大電路的作用就是把傳感器輸出的微弱的模擬信號(hào)進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，以滿足A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)電平的要求。由于被測(cè)物體的重量相差較大，根據(jù)不同的側(cè)重范圍要求，需對(duì)量程進(jìn)行切換。(2) 稱重傳感器 即由非電量（質(zhì)量或重量）轉(zhuǎn)換成電量的轉(zhuǎn)換元件，它是把支承力變換成電的或其它形式的適合于計(jì)量求值的信號(hào)所用的一種輔助手段。這部分習(xí)慣上稱載荷測(cè)量裝置或二次儀表。放大后的電壓或電流信號(hào)均屬于模擬信號(hào)，要通過數(shù)碼管或液晶顯示器顯示，必須變成數(shù)字信號(hào)，因此，放大電路后再接一A/D轉(zhuǎn)換電路，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)以便于數(shù)碼顯示。自動(dòng)換擋功能通過單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)。方案二可控制性好，電路簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大且存儲(chǔ)器存儲(chǔ)容量有限。二、 單元電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算 稱重傳感器的基本原理稱重傳感器在受到壓力或拉力時(shí)會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)，受到不同壓力或拉力是產(chǎn)生的電信號(hào)也隨著變化，而且力與電信號(hào)的關(guān)系一般為線性關(guān)系。應(yīng)變片式電阻傳感器是以應(yīng)變片為傳感器元件, 它具精度高，測(cè)量范圍廣。,它在未受力時(shí)的原始電阻值為 電阻絲在外力的作用下, 將引起電阻的相對(duì)變化為 , 電阻的相對(duì)變化與應(yīng)變成正比, 可通過電阻或電壓的變化測(cè)應(yīng)變,從而測(cè)量重量.本設(shè)計(jì)中采用的是電阻絲應(yīng)變片，為獲得高電阻值，電阻絲排成網(wǎng)狀，并貼在絕緣的基片上，電阻絲兩端引出導(dǎo)線，線柵上面粘有覆蓋層，起保護(hù)作用。非線性誤差是傳感器特性中最重要的一點(diǎn)。 稱重傳感器的測(cè)量電路常規(guī)的電阻應(yīng)變片K值很小，約為2，—，所以，—。其特點(diǎn)是：當(dāng)四個(gè)橋臂電阻達(dá)到相應(yīng)的關(guān)系時(shí)，電橋輸出為零，或者就有電壓輸出，可利用靈敏檢流計(jì)來測(cè)量，所以電橋能夠精確地測(cè)量微小的電阻變化。全橋測(cè)量基本電路如圖4.圖4其中輸出電壓電子秤的傳感器在不加負(fù)荷時(shí)，橋路的電阻應(yīng)平衡，也就是電橋初始平衡狀態(tài)輸出應(yīng)為零。輸入阻抗405177。普通低溫漂運(yùn)算放大器構(gòu)成多級(jí)放大器會(huì)引入大量噪聲。差動(dòng)放大器具有高輸入阻抗，增益高的特點(diǎn)，可以利用普通運(yùn)放(如OP07)做成一個(gè)差動(dòng)放大器。缺點(diǎn)：此電路要求RR4相等，誤差將會(huì)影響輸出精度，難度較大。以INA126為例,其實(shí)際管腳圖如圖7所示： 圖7 INA126管腳圖基于以上分析，我決定采用制作方便而且精度很好的專用儀表放大器INA126。單個(gè)外部電阻可實(shí)現(xiàn)從1至10000的任一增益選擇INA126提供工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的增益等式（gain equation）。40V電壓而無損壞。其特點(diǎn)如表2低偏置電壓最大50181。177。微弱信號(hào)被分別放大后從INA126的第6腳輸出。(2) 轉(zhuǎn)換速率(Conversion Rate)：轉(zhuǎn)換速率是指完成一次從模擬轉(zhuǎn)換到數(shù)字的AD轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間的倒數(shù)。(5) 滿刻度誤差(Full Scale Error)： 滿度輸出時(shí)對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)與理想輸入信號(hào)值之差。所以需要選擇14位或者精度更高的A/D。高精度逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器一般都帶有內(nèi)部基準(zhǔn)源和內(nèi)部時(shí)鐘，基于單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)僅需要外接幾個(gè)電阻、電容。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器具有很強(qiáng)的抗干擾能力。故而采用雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器可大大降低對(duì)濾波電路的要求。 A/D轉(zhuǎn)換芯片ICL7107簡(jiǎn)
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