【文章內(nèi)容簡介】 徑；e為中間介質(zhì)的電介常數(shù)。在實(shí)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(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜，靈敏度高，零磁滯，真空兼容，過載能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好和對(duì)高溫、輻射、強(qiáng)振等惡劣條件的適應(yīng)性強(qiáng)等。缺點(diǎn)是輸出有非線性，寄生電容和分布電容對(duì)靈敏度和測量精度的影響較大，以及聯(lián)接電路較復(fù)雜等。在選擇傳感器時(shí)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(diǎn)等來選取最適合本設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)際應(yīng)用時(shí)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(shí)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(dǎo)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(huì)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(bǔ)償溫度范圍和工作溫度范圍。補(bǔ)償溫度范圍是由于施加了溫度補(bǔ)償，精度進(jìn)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(yīng)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(shí)，傳感器輸出之差。綜合上述各種傳感器的特點(diǎn)，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(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)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(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性。本設(shè)計(jì)選擇了電阻應(yīng)變式稱重傳感器。電阻應(yīng)變式傳感器[4]工作原理：電阻應(yīng)變式傳感器是一種利用電阻應(yīng)變效應(yīng)，將各種力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的結(jié)構(gòu)型傳感器。如圖2所示為其主要的工作原理：當(dāng)直流供電的平衡電阻電橋的電阻發(fā)生變化時(shí)，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(zhǔn)備。圖2稱重傳感器電路原理圖輸出電壓計(jì)算公式： （1）當(dāng),時(shí)，輸出電壓： （2）本設(shè)計(jì)選用適合稱重的壓力傳感器，即量程50kg的兩個(gè)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(shù)參數(shù)如表1所示：表1 50kg半橋式稱重傳感器技術(shù)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(diǎn)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(shù)參數(shù)表重復(fù)性(%)輸出電阻(Ω )1000177。50滯后(%)絕緣電阻(MΩ)≥2000(100VDC)蠕變(%)推薦激勵(lì)電壓(V)5～10 零點(diǎn)漂移(%)工作溫度范圍 (℃)10～+50 零點(diǎn)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(jī)是以單片機(jī)的實(shí)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(duì)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(hào)也會(huì)嚴(yán)重的影響輸出結(jié)果，繼而需要設(shè)計(jì)的電路必須要抑制共模信號(hào)，為此本設(shè)計(jì)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(diǎn)：(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(shè)置一個(gè)外部電阻來設(shè)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(duì)雙極性輸入如圖3，同時(shí)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(shè)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(jì)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(hào)，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(jí)的跨導(dǎo)。當(dāng)減小RG以獲得更大增益時(shí)，該跨導(dǎo)將漸近增大到輸入晶體管的跨導(dǎo)。這就會(huì)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(guān)的誤差；(3) 增益帶寬積（由CC2和前置放大器跨導(dǎo)決定）隨著編程增益提高而增大，從而優(yōu)化頻率響應(yīng)；(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(jì)算公式如公式（4）所示： （3） （4） 顯示部分顯示器的選擇直接關(guān)系用戶是否會(huì)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(jià)，驅(qū)動(dòng)電路簡單，壽命較長，且不易出現(xiàn)故障，但在背景光較強(qiáng)的時(shí)候顯示不清晰，耗電比較高。不符合本系統(tǒng)低功耗的設(shè)計(jì)原則。的優(yōu)點(diǎn)是亮度高、顯示大、驅(qū)動(dòng)部份的軟件簡單等。缺點(diǎn)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(diǎn)：(1) 顯示質(zhì)量高由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)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(diǎn)。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高而且絕對(duì)不會(huì)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(huì)產(chǎn)生強(qiáng)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?yàn)樗揪筒淮嬖谳椛洹Ｔ陔姶挪ǖ姆婪斗矫?，液晶顯示器也有自己獨(dú)特的優(yōu)勢，它采用了嚴(yán)格的密封技術(shù)將來自驅(qū)動(dòng)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(duì)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(duì)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(yīng)用逐步應(yīng)用于液晶電視、攝像機(jī)的液晶顯示器、掌上游戲機(jī)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(shè)備，DSTN液晶顯示屏用于早期的筆記本電腦；TFT則既應(yīng)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(tái)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(shí)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(hào)轉(zhuǎn)化成模擬信號(hào)再行輸出從而使色彩和定位都更加準(zhǔn)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(dòng)著陰極射線顯像管工作時(shí)，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(huì)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(dòng)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(dá)到顯示目的，即使屏幕加大，它的體積也不會(huì)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(shí)液晶顯示也存在著以下的缺點(diǎn)：(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(huì)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(yīng)時(shí)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(yīng)時(shí)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(gè)別LCD產(chǎn)品響應(yīng)時(shí)間不夠短，導(dǎo)致顯示運(yùn)動(dòng)畫面時(shí)會(huì)產(chǎn)生影像拖尾的現(xiàn)象。(3) 液晶顯示器的亮度和對(duì)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(diǎn)”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(gè)像素都十分細(xì)小，常常會(huì)造成個(gè)別的像素壞