【文章內容簡介】 設計的難以程度和設計性價比等等。傳感器量程的選擇可依據秤的最大稱量值、選用傳感器的個數、秤體的自重、可能產生的最大偏載及動載等因素綜合評價來確定。一般來說，傳感器的量程越接近分配到每個傳感器的載荷，其稱量的準確度就越高。但在實際使用時，由于加在傳感器上的載荷除被稱物體外，還存在秤體自重、皮重、偏載及振動沖擊等載荷，因此選用傳感器量程時，要考慮諸多方面的因素，保證傳感器的安全和壽命。傳感器量程的計算公式是在充分考慮到影響秤體的各個因素后，經過大量的實驗而確定的。本設計要求重量誤差不大于1g，量程為01kg。為保證電子秤稱量結果的準確度，克服傳感器在低量程段線性度差的缺點。傳感器的量程應根據皮帶秤的最大流量來選擇。在實際工作中，要求壓力傳感器的有效量程在20%～80%之間．線性好，精度高。綜上考慮，采用電阻應變片式傳感器。其量程為1kg。稱重傳感器由組合式S型梁結構及金屬箔式應變計構成，具有過載保護裝置。由于惠斯登電橋具諸如抑制溫度變化的影響，抑制干擾，補償方便等優(yōu)點，所以該傳感器測量精度高、溫度特性好、工作穩(wěn)定等優(yōu)點，廣泛用于各種結構的動、靜態(tài)測量及各種電子稈的一次儀表。該稱重傳感器主要由彈性體、電阻應變片電纜線等組成。 全橋測量電路圖當電橋輸出端接無窮大負載電阻時，可視輸出端為開路，此時直流電橋稱為電壓橋，即只有電壓輸出。應變片測量電橋在測量前使電橋平衡，從而使測量時電橋輸出電壓只與應變片感受的應變所引起的電阻變化有關。若差動工作，即R1=R△R,R2=R+△R,R3=R△R，R4=R+△R，則電橋輸出為： 應變片式傳感器有如下特點：（1）應用和測量范圍廣，應變片可制成各種機械量傳感器。（2）分辨率和靈敏度高，精度較高。（3）結構輕小，對試件影響小， 對復雜環(huán)境適應性強，可在高溫、高壓、強磁場等特殊環(huán)境中使用，頻率響應好。（4）商品化，使用方便，便于實現遠距離、自動化測量。綜合考慮傳感器采用SP20CG501電阻應變片式傳感器，剛好滿足最小分辨率1g的要求而且經濟適用。 放大電路本次課程設計中，需要一個放大電路，將采用三運放大電路，主要的元件就是三運放大器。在許多需要用A/D轉換和數字采集的單片機系統中，多數情況下，傳感器輸出的模擬信號都很微弱，必須通過一個模擬放大器對其進行一定倍數的放大，才能滿足A/D轉換器對輸入信號電平的要求，在此情況下，就必須選擇一種符合要求的放大器。 方案一：利用普通低溫漂運算放大器構成前級處理電路。普通低溫漂運算放大器構成多級放大器會引入大量噪聲。由于A/D轉換器需要很高的精度，所以幾毫伏的干擾信號就會直接影響最后的測量精度。所以，此種方案不宜采用。方案二：主要由高精度低漂移運算放大器構成差動放大器，而構成的前級處理電路；差動放大器具有高輸入阻抗，增益高的特點，可以利用普通運放做成一個差動放大器。一般說來，集成化儀用放大器具有很高的共模抑制比和輸入阻抗，因而在傳統的電路設計中都是把集成化儀器放人器作為前置放大器。然而，絕大多數的集成化儀器放大器，特別是集成化儀器放大器，它們的共模抑制比與增益相關：增益越高，共模抑制比越大。而集成化儀器放大器作為心電前置放大器時，由于極化電壓的存在，前置放大器的增益只能在幾十倍以內，這就使得集成化儀器放大器作為前置放大器時的共模抑制比不可能很高。為了實現信號的放大，： 信號放大電路前級采用運放Al和A2組成并聯型差動放大器。理論上不難證明，存運算放大器為理想的情況下，并聯型差動放人器的輸入阻抗為無窮人，共模抑制比也為無窮人。更值得一提的是，在理論上并聯型差動放人器的共模抑制比與電路的外圍電阻的精度和阻值無關。阻容耦合電路放存由并聯型差動放大器構成的前級放大器和由儀器放大器構成的后級放大器之間，這樣可為后級儀器放大器提高增益，進而提高電路的共模抑制比提供了條件。前置放大器的輸出阻抗很低，同時又采用共模驅動技術，避免了阻容耦合電路中的阻、容元件參數不對稱（匹配）導致的共模干擾轉換成差模干擾的情況發(fā)生。后級電路采用廉價的儀器放大器，將雙端信號轉換為單端信號輸出。由于阻容耦合電路的隔直作用，后級的儀器放大器可以做到很高的增益，進而得到很高的共模抑制比。 A/D轉換器 A/D轉換的選擇模數轉換器即A/D轉換器，或簡稱ADC，通常是指一個將模擬信號轉變?yōu)閿底中盘柕碾娮釉?。通常的模數轉換器是將一個輸入電壓信號轉換為一個輸出的數字信號。由于數字信號本身不具有實際意義，僅僅表示一個相對大小。故任何一個模數轉換器都需要一個參考模擬量作為轉換的標準，比較常見的參考標準為最大的可轉換信號大小。而輸出的數字量則表示輸入信號相對于參考信號的大小。在實際的測量和控制系統中檢測到的是壓力、數值都連續(xù)變化的物理量，這種連續(xù)變化的物理量稱之為模擬量，與此對應的電信號是模擬電信號。模擬量要輸入到單片機中進行處理，首先要經過模擬量到數字量的轉換，單片機才能接收、處理。實現模/數轉換的部件稱A/D轉換器。本次課設選擇ADC0804，ADC0804是屬于連續(xù)漸進式的A/D轉換器，這類型的A/D轉換器除了轉換速度快（幾十至幾百us）、分辨率高外，還有價錢便宜的優(yōu)點，普遍被應用于微電腦的接口設計上。 ADC0804引腳及其功能 ADC0804CS：芯片片選信號，低電平有效。即CS=0時,該芯片才能正常工作，高電平時芯片不工作。在外接多個ADC0804芯片時，該信號可以作為選擇地址使用，通過不同的地址信號使能不同的ADC0804芯片，從而可以實現多個ADC通道的分時復用。 WR：啟動ADC0804進行ADC采樣，該信號低電平有效，即WR信號由低電平變成高電平時，觸發(fā)一次ADC轉換。RD：低電平有效，即RD=0時，DAC0804把轉換完成的數據加載到DB口，可以通過數據端口DB0～DB7讀出本次的采樣結果。VIN（+）和VIN（）：模擬電壓輸入端，單邊輸入時模擬電壓輸入接VIN（+）端，VIN（）端接地。雙邊輸入時VIN（+）、VIN（）分別接模擬電壓信號的正端和負端。當輸入的模擬電壓信號存在“零點漂移電壓”時，可在VIN（）接一等值的零點補償電壓，變換時將自動從VIN（+）中減去這一電壓。Vref/2：參考電壓接入引腳，該引腳可外接電壓也可懸空，若外接電壓，則ADC的參