傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-08-09 21:30 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 正常工作以及它的安全和使用壽命，乃至整個(gè)衡器的可靠性和安全性。一般情況下，高溫環(huán)境對(duì)傳感器造成涂覆材料融化、焊點(diǎn)開化、彈性體內(nèi)應(yīng)力發(fā)生結(jié)構(gòu)變化等問(wèn)題；粉塵、潮濕對(duì)傳感器造成短路的影響；在腐蝕性較高的環(huán)境下會(huì)造成傳感器彈性體受損或產(chǎn)生短路現(xiàn)象；電磁場(chǎng)對(duì)傳感器輸出會(huì)產(chǎn)生干擾。相應(yīng)的環(huán)境因素下我們必須選擇對(duì)應(yīng)的稱重傳感器才能滿足必要的稱重要求。 對(duì)傳感器等級(jí)的選擇必須滿足下列兩個(gè)條件： (1)滿足儀表輸進(jìn)的要求。稱重顯示儀表是對(duì)傳感器的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、A／D轉(zhuǎn)換等處理之后顯示稱量結(jié)果的。因此，傳感器的輸出信號(hào)必須大于或即是儀表要求的輸進(jìn)情號(hào)大小，即將傳感器的輸出靈敏度代人傳感器和儀表的匹配公式，計(jì)算結(jié)果必須大于或即是儀表要求的輸進(jìn)靈敏度。 (2)滿足整臺(tái)電子秤正確度的要求。一臺(tái)電子秤主要是由秤體、傳感器、儀表三部分組成，在對(duì)傳感器正確度選擇的時(shí)候，應(yīng)使傳感器的正確度略高于理論計(jì)算值，由于理論往往受到客觀條件的限制，如秤體的強(qiáng)度差一點(diǎn)，儀表的性能不是很好、秤的工作環(huán)境比較惡劣等因素都直接影響到秤的正確度要求，因此要從各方面進(jìn)步要求，又要考慮經(jīng)濟(jì)效益，確保達(dá)到目的。 本設(shè)計(jì)選用TU張力和壓縮稱重傳感器， 外形結(jié)構(gòu)如下： 主要特征： ?? 測(cè)量范圍為從 50 到 1000Kg ?? 精度等級(jí)：% ?? 全部不銹鋼結(jié)構(gòu) ?? 抗腐蝕 ?? 保護(hù)等級(jí)：IP67（DIN40050） 稱重顯示儀表的選擇 稱重儀表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括：放大電路、A/D 轉(zhuǎn)換、單片機(jī)以及和單片機(jī)相連的控制面板、顯示部分、打印部分和串型通訊部分?，F(xiàn)討論的是其模擬信號(hào)及量化部分，即輸入信號(hào)和其中的放大電路、A/D 部分的關(guān)系。 （1）集成運(yùn)算放大器稱重儀表采用的放大器均為高精度集成運(yùn)放（如OP17OP27MAX422 等），具有高分貝、低失調(diào)、低溫漂、高共模抑制比等特點(diǎn)。稱重傳感器輸出的差模信號(hào)正極與運(yùn)放的同相輸入端相連UP，負(fù)極和運(yùn)放的反相輸入端相連UN，運(yùn)放的同相與反相輸入電阻均為Ri，反饋電阻Rf，則減法運(yùn)算后輸出電壓Uo=（Rf /Ri）（UP UN），增益Av=Rf /Ri。調(diào)整反饋電阻使Uo和A/D轉(zhuǎn)換器的模擬信號(hào)電壓等級(jí)相匹配。由于儀表中運(yùn)放采用幾乎固定的增益和A/D模擬輸入信號(hào)范圍，根據(jù)上式得出儀表的最大輸入信號(hào)范圍Ui為：Ui=UP UN=（A/D 模擬信號(hào)范圍）/（運(yùn)放增益） （2）模擬 數(shù)字轉(zhuǎn)換器 稱重儀表中多采用16 位Σ ΔA/D 芯片，理論上能把采集來(lái)的模擬信號(hào)（上面論述的Uo）作216（65536）等份。以基準(zhǔn)電壓對(duì)照，每一份模擬信號(hào)（Δ=1/65536）對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)字量，這樣就實(shí)現(xiàn)了模數(shù)轉(zhuǎn)換的功能。在無(wú)其他因素限制時(shí)，可以把A/D的輸出信號(hào)看成儀表內(nèi)碼的變換范圍。把運(yùn)放和A/D放在一起考慮，不難得出以下結(jié)論：儀表的A/D可以看成是等分其額定輸入信號(hào)范圍的。實(shí)際使用中的輸入信號(hào)往往很難接近其額定輸入信號(hào)，甚至有的達(dá)不到儀表輸入信號(hào)范圍的一半，這樣不利于整個(gè)產(chǎn)品的準(zhǔn)確度，也浪費(fèi)了儀表的資源。當(dāng)然，有用信號(hào)被等分得越多越好，這樣可以提高產(chǎn)品的準(zhǔn)確度和可調(diào)性。因此選用XK3190—DM1儀表外形如下： 儀表基本功能：（1）高精度A/D轉(zhuǎn)換，可讀性達(dá)1/50000；2)調(diào)用內(nèi)碼顯示方便，替代感量砝碼觀察及分析允差；3)零位跟蹤范圍、置零（開機(jī)/手動(dòng)）范圍可分別設(shè)置；4)分度值自動(dòng)切換：可通過(guò)參數(shù)設(shè)置選擇雙分度稱量；5)非線性修正及動(dòng)態(tài)速度補(bǔ)償功能；6)快速填充式過(guò)磅單打印功能設(shè)置；7)稱重記錄貯存/檢查/刪除/斷電保護(hù)；8)(M1P)內(nèi)置高速漢字微打；9)采用光電隔離等多種抗干擾防護(hù)措施，使儀表具有更強(qiáng)的抗干擾性；五、電子稱具體設(shè)計(jì) 傳感器接線圖電子秤傳感器的測(cè)量電路通常使用電橋測(cè)量電路，它將應(yīng)變阻值的變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化，這就是可用的輸出信號(hào)，電橋電路有四個(gè)電阻組成，如下圖所示： 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。但實(shí)際上橋路各臂阻值不可能絕對(duì)相同，接觸電阻及導(dǎo)線電阻也有差異，致使輸出不為零。因此必須設(shè)置調(diào)零電路使初始狀態(tài)達(dá)到平衡，即輸出為零。具體電路設(shè)計(jì)電路工作原理 當(dāng)被測(cè)物體放在放在秤臺(tái)上時(shí)，其重量便通過(guò)車稱體傳遞到稱重傳感器，傳感器隨之產(chǎn)生應(yīng)變效應(yīng)，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被測(cè)物體重量成一定函數(shù)關(guān)系的電信號(hào)。此信號(hào)由放大電路進(jìn)行放大、經(jīng)濾波后再由模/數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號(hào)再送到微處理器的CPU處理，CPU不斷掃描鍵盤
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