【文章內(nèi)容簡介】 徑；e為中間介質(zhì)的電介常數(shù)。在實際測量中D、d、e是基本不變的，故測得C即可知道液位的高低。如圖（1）所示：圖1圓筒形電容器電容器傳感器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，靈敏度高，零磁滯，真空兼容，過載能力強，動態(tài)響應特性好和對高溫、輻射、強振等惡劣條件的適應性強等。缺點是輸出有非線性，寄生電容和分布電容對靈敏度和測量精度的影響較大，以及聯(lián)接電路較復雜等。在選擇傳感器時必須根據(jù)傳感器的性能參數(shù)：稱重量程、額定壓力范圍、最大壓力范圍、損壞壓力、 線性度、溫度范圍以及各種傳感器的優(yōu)缺點等來選取最適合本設計的傳感器，特別是要注意稱重量程、最大壓力范圍、損壞壓力由此選擇傳感器。(1) 額定壓力范圍額定壓力范圍是滿足標準規(guī)定值的壓力范圍。也就是在最高和最低溫度之間，傳感器輸出符合規(guī)定工作特性的壓力范圍。在實際應用時傳感器所測壓力在該范圍之內(nèi)。(2) 最大壓力范圍最大壓力范圍是指傳感器能長時間承受的最大壓力，且不引起輸出特性永久性改變。特別是半導體壓力傳感器，為提高線性和溫度特性，一般都大幅度減小額定壓力范圍。因此，即使在額定壓力以上連續(xù)使用也不會被損壞。一般最大壓力是額定壓力最高值的23倍。(3) 溫度范圍壓力傳感器的溫度范圍分為補償溫度范圍和工作溫度范圍。補償溫度范圍是由于施加了溫度補償，精度進入額定范圍內(nèi)的溫度范圍。工作溫度范圍是保證壓力傳感器能正常工作的溫度范圍。工作溫度應保證在常溫下正常工作。(4) 損壞壓力 　　損壞壓力是指能夠加工在傳感器上且不使傳感器元件或傳感器外殼損壞的最大壓力。 　　　(5) 壓力遲滯 　　為在室溫下及工作壓力范圍內(nèi)，從最小工作壓力和最大工作壓力趨近某一壓力時，傳感器輸出之差。綜合上述各種傳感器的特點，選擇了壓力傳感器，然壓力傳感器的種類也很多包括電阻應變片壓力傳感器、半導體應變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。本設計選擇了電阻應變式稱重傳感器。電阻應變式傳感器[4]工作原理：電阻應變式傳感器是一種利用電阻應變效應，將各種力學量轉(zhuǎn)換為電信號的結(jié)構(gòu)型傳感器。如圖2所示為其主要的工作原理：當直流供電的平衡電阻電橋的電阻發(fā)生變化時，從而轉(zhuǎn)化為電阻兩端的輸出電壓變化為下一步數(shù)據(jù)處理作準備。圖2稱重傳感器電路原理圖輸出電壓計算公式： （1）當,時，輸出電壓： （2）本設計選用適合稱重的壓力傳感器，即量程50kg的兩個半橋稱重傳感器組成量程是100kg的全橋電路。用法完全與50千克的半橋稱重傳感器相同，僅僅是量程很輸出最大幅度增大了2倍。50kg半橋式稱重傳感器技術參數(shù)如表1所示：表1 50kg半橋式稱重傳感器技術參數(shù)表量程(kg) 50綜合誤差(%)額定輸出溫度飄移(%℃) ≤靈敏度(mv/v)177。零點輸出(mV/V)177。非線性(%)輸入電阻(Ω )1000177。50續(xù)表1 50kg半橋式稱重傳感器技術參數(shù)表重復性(%)輸出電阻(Ω )1000177。50滯后(%)絕緣電阻(MΩ)≥2000(100VDC)蠕變(%)推薦激勵電壓(V)5～10 零點漂移(%)工作溫度范圍 (℃)10～+50 零點溫度漂移(%℃)過載能力(%)150 放大電路的選擇稱重傳感器輸出電壓振幅范圍0～10mV。而A/D轉(zhuǎn)換的STC12C5A60S2單片機是以單片機的實際工作電壓5V來做模擬參考電壓的，故其輸入電壓要求為0～5V，因此放大環(huán)節(jié)要有500倍左右的增益。而且在簡單系統(tǒng)中絕對精度和漂移誤差是放大電路最主要的誤差來源。為此即使很小的干擾信號也會嚴重的影響輸出結(jié)果，繼而需要設計的電路必須要抑制共模信號，為此本設計采用差分放大器AD620芯片作為放大電路的主芯片。AD620的優(yōu)點：(1) 低成本；(2) 無論用于何種系統(tǒng)都能提供更低功耗（）、更低成本、更高的精度的放大器；(3) 放大器電路本身僅需設置一個外部電阻來設置增益，增益范圍為1至10000；(4) 高精度（最大非線性度40ppm）、低失調(diào)電壓（最大50uV）和低失調(diào)漂移（176。C）特性，是電子稱和傳感器接口等精密數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的理想之選。AD620其工作原理如圖3所示：圖3AD620內(nèi)部結(jié)構(gòu)輸入晶體管Q1和Q2提供一路高精度差分對雙極性輸入如圖3，同時由于采用SuperBeta處理，因此輸入偏置電流減小10倍。反饋環(huán)路Q1A1R1和Q2A2R2使的輸入器件Q1和Q2的集電極電流保持恒定，從而可將輸入電壓作用于外部增益設置電阻RG上。這樣就產(chǎn)生了從輸入至A1/A2輸出的差分增益，其計算公式為G=（R1+R2）+1。單位增益減法器A3用來消除任何共模信號，以獲得折合到REF引腳單位的單端輸出。(1) RG值還可以決定前置放大器級的跨導。當減小RG以獲得更大增益時，該跨導將漸近增大到輸入晶體管的跨導。這就會帶來三大好處：(2) 開環(huán)增益提升以提供更大的編程增益，從而減小與增益相關的誤差；(3) 增益帶寬積（由CC2和前置放大器跨導決定）隨著編程增益提高而增大，從而優(yōu)化頻率響應；(4) 輸入電壓噪聲降至9nV/Hz，它主要由輸入器件的集電極電流和基極電阻決定。 kΩ，因此增益公式如公式（3）所示，外接電阻計算公式如公式（4）所示： （3） （4） 顯示部分顯示器的選擇直接關系用戶是否會選擇你所生產(chǎn)的產(chǎn)品，為此在選擇顯示器其必須要直觀，易讀，清晰以方便普通用戶使用。方案一：數(shù)碼管顯示數(shù)碼管顯示直觀易懂，但是只可顯示數(shù)據(jù)，不能顯示文字或圖像。數(shù)碼管比較廉價，驅(qū)動電路簡單，壽命較長，且不易出現(xiàn)故障，但在背景光較強的時候顯示不清晰，耗電比較高。不符合本系統(tǒng)低功耗的設計原則。的優(yōu)點是亮度高、顯示大、驅(qū)動部份的軟件簡單等。缺點是耗電及體積大等。方案二：液晶顯示液晶顯示具有以下的優(yōu)點：(1) 顯示質(zhì)量高由于液晶顯示器每一個點在收到信號后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不象陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新亮點。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高而且絕對不會閃爍，把眼睛疲勞降到最低。(2) 沒有電磁輻射傳統(tǒng)顯示器的顯示材料是熒光粉，通過電子束撞擊熒光粉而顯示，電子束在打到熒光粉上的一剎那間會產(chǎn)生強大的電磁輻射。液晶顯示器在防止輻射方面具有先天的優(yōu)勢，因為它根本就不存在輻射。在電磁波的防范方面，液晶顯示器也有自己獨特的優(yōu)勢，它采用了嚴格的密封技術將來自驅(qū)動電路的少量電磁波封閉在顯示器中，而普通顯示器為了散發(fā)熱量的需要，必須盡可能地讓內(nèi)部的電路與空氣接觸，這樣內(nèi)部電路產(chǎn)生的電磁波也就大量地向外“泄漏”了。(3) 可視面積大對于相同尺寸的顯示器來說，液晶顯示器的可視面積要更大一些。液晶顯示器的可視面積跟它的對角線尺寸相同。陰極射線管顯示器顯像管前面板四周有一英寸左右的邊框不能用于顯示。 (4) 廣泛應用逐步應用于液晶電視、攝像機的液晶顯示器、掌上游戲機上。而隨后出現(xiàn)的DSTN和TFT則被廣泛制作成電腦中的液晶顯示設備，DSTN液晶顯示屏用于早期的筆記本電腦；TFT則既應用在筆記本電腦上（現(xiàn)在大多數(shù)筆記本電腦都使用TFT顯示屏），又用于主流臺式顯示器上。(5) 畫面效果好與傳統(tǒng)顯示器相比，液晶顯示器一開始就使用純平面的玻璃板，其顯示效果是平面直角的，讓人有一種耳目一新的感覺。而且液晶顯示器更容易在小面積屏幕上實現(xiàn)高分辨率。(6) 數(shù)字式接口液晶顯示器都是數(shù)字式的，使用液晶顯示器不需要把數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成模擬信號再行輸出從而使色彩和定位都更加準確完美。 (7) 功率消耗小傳統(tǒng)的顯示器內(nèi)部由許多電路組成，這些電路驅(qū)動著陰極射線顯像管工作時，需要消耗很大的功率，而且隨著體積的不斷增大，其內(nèi)部電路消耗的功率肯定也會隨之增大。相比而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動IC上，因而耗電量比傳統(tǒng)顯示器也要小得多。(8) “身材”勻稱小巧液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達到顯示目的，即使屏幕加大，它的體積也不會成正比的增加，而且在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。同時液晶顯示也存在著以下的缺點：(1) 可視偏轉(zhuǎn)角度過小液晶顯示器可視偏轉(zhuǎn)角度有限，往往是只能從正面觀看，從側(cè)面看就會出現(xiàn)較大的亮度和色彩失真。(2) 容易產(chǎn)生影像拖尾現(xiàn)象足夠快的響應時間才能保證畫面的連貫。目前，市面上一般的液晶顯示器，響應時間與以前相比已經(jīng)有了很大的突破，一般為40ms左右。但有個別LCD產(chǎn)品響應時間不夠短，導致顯示運動畫面時會產(chǎn)生影像拖尾的現(xiàn)象。(3) 液晶顯示器的亮度和對比度不是很好由于液晶分子不能自己發(fā)光，所以，液晶顯示器需要靠外界光源輔助發(fā)光。(4) 液晶“壞點”問題液晶顯示屏的材料一般采用玻璃，很容易破碎，再加上每一個像素都十分細小，常常會造成個別的像素壞