【正文】 第 22 頁 參考文獻(xiàn) 【 1】 電子線路 CAD 實(shí)用教程 潘 永雄 沙河 ，西安電子科技大學(xué)出版， 【 2】 傳感器應(yīng)用電路 300 例，孫余凱 吳銘山 項(xiàng)綺明，電子工業(yè)出版 【 3】 傳感器與檢測技術(shù)，周樂挺 高等教育出版《傳感器應(yīng)用技術(shù)》 王煜 東 【 4】 《傳感器原理及工程應(yīng)用（第三版）》 郁有文 【 5】 《檢測與控制技術(shù) 》李貴山（直冷式電冰箱的溫度測控） 【 6】 《測試技術(shù)與傳感器 》羅志增（基于光電原理測量的實(shí)例） ,（基于單片機(jī)的硬件特征參數(shù)檢測系統(tǒng) 。但由于缺乏實(shí) 踐經(jīng)驗(yàn)，電路中還有些功能不夠完善，有寫參數(shù)不夠精確，而且抗干擾能力也不夠好。 第 21 頁 總 結(jié) 在電子技術(shù)的課程設(shè)計(jì)中，我花了大量的時(shí)間和精力進(jìn)行資料查閱和方案論證，結(jié)合自己所學(xué)，認(rèn)真解決每一個(gè)功能模塊中遇到的問題． 在設(shè)計(jì)完各個(gè)功能模塊之后，我用 Protel 99 SE 繪圖軟件進(jìn)行了各個(gè)模塊的繪制，并最終繪制成一個(gè)總的電路原理圖。 ⑷ RPI 選用精密多圈電位器， RP RP3 經(jīng)調(diào)試后可分別用精 密金屬膜 第 20 頁 電阻代替。 ⑵ 傳感器 RI 選用 E350－ ZAA 箔式電阻應(yīng)變片，其常態(tài)阻值為 350O。 元件選擇 ⑴ IC1選用 ICL7126集成塊； IC IC3選用高精度低溫標(biāo)精密運(yùn)放 OP07。 31/2 位A/D，轉(zhuǎn)換器 ICL7126 的參考電壓輸人正端，由 RP2 中間觸頭引入，負(fù)端則由 RP3 的中間觸頭引入。 IC3 將經(jīng)轉(zhuǎn)換后的弱電壓信號進(jìn)行放大，作為 A／ D 轉(zhuǎn)換器的模擬電壓輸入。傳感器 R1 采用 E350~ZAA 箔式電阻應(yīng)變片，其常態(tài)阻值為 350O。它是由積分器，比較器，邏輯控制電路，閘門電路，計(jì)數(shù)器及時(shí)鐘脈沖源等電路組成。 A/D 轉(zhuǎn)換器的選擇 常用的幾種 A/D 類型：積分型、逐次逼近型、并行比較型 /串并行型、ΣΔ調(diào)制型、電容陣列逐次比較型及壓頻變換型。實(shí)現(xiàn)模 /數(shù)轉(zhuǎn)換的部件稱 A/D 轉(zhuǎn)換器或 ADC。 A/D 轉(zhuǎn)換 在實(shí)際的測量和控制系統(tǒng)中檢測到的常是時(shí)間、數(shù)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(yīng)的電信號是模擬電信號。 差動(dòng)放大電路圖： 本設(shè)計(jì)中差動(dòng)放大電路結(jié)構(gòu)圖如下： 所用芯片： LM358 內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源 使用，也適用于雙電源工作模式。 OP07 同時(shí)具有輸入偏置電流低和開環(huán)增益高的特點(diǎn)，這種低失調(diào)、高開環(huán)增益的特性使得 OP07 特別適用于高增益的測量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號等方面。 22V OP07 芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運(yùn)算放大器集成電路。 14V ⑻ 寬的電源電壓范圍 — 177。 OP07 參數(shù)： ⑴ 低的輸入噪聲電壓幅度 — μ VPP ( ～ 10Hz) ⑵ 極低的輸入失調(diào)電壓 — 10 μ V ⑶ 極低的輸入失調(diào)電壓溫漂 — μ V/ ℃ ⑷ 具有長期的穩(wěn)定性 — μ V/MO ⑸ 低的輸入偏置電流 — 177。它只需 高精度 OP07 和幾只電阻器，即可構(gòu)成性能優(yōu)越的儀表用放大器。在設(shè)計(jì)高精度電子秤時(shí)，需要外部放大電路來獲得足夠的增益。但其檢測原理決定該類傳感器輸出電壓低 ,要 經(jīng)過差分放大電路放大數(shù)百倍才能用于 A/D 轉(zhuǎn)換。 式 (337)表明，電橋輸出電壓與柱式容器內(nèi)感壓膜上面溶液的重量成線性關(guān)系，因此用此種方法可以測量容器內(nèi)儲存的溶液重量。 微壓傳感器等效為一個(gè)感壓的電橋電路，如圖 32(b)所示，此時(shí)輸出電壓為 Uo=Khρ g (336) 式中： K 為傳感器傳輸系數(shù)； ρ 為液體的密度。由傳壓桿傳導(dǎo)感壓膜的壓力，上端安裝微壓傳感器。 圖 31 柱 (筒 )式力傳感器 膜片式壓力傳感器 圖 32(a)是用壓力傳感器測量容器內(nèi)液體重量的示意圖。應(yīng)變片在橋路中的連接如圖 31(d)所示， R1 和 R3串接， R2 和 R4 串接，并置于橋路對臂上，這種叉開串接的方法有利于減小彎矩的影響，橫向貼片 R5 和 R7 串接， R6 和 R 8 串接，接于另外兩個(gè)橋臂 上。 0000000o 21 Z ZUZZ ZZZZZ ZZUU ??? ? ?????????? ????? ??? ??? 第 13 頁 第 3 章 應(yīng)變傳感器的應(yīng)用 柱 (筒 )式力傳感器 圖 31 (a)、 (b)分別為柱式拉、壓力傳感器，應(yīng)變片粘貼在彈性體外壁應(yīng)力分布均勻的中間部分，對稱地粘貼多片。 圖 29 所示是交流電橋的平衡調(diào)節(jié)電路，需要同時(shí)調(diào)節(jié) Rc 和 Rr，才可補(bǔ)償電橋阻抗的不平衡。 圖 28 差動(dòng)電橋 以半橋?yàn)槔?圖 28(a)所示為半橋交流電橋的接法， 為交流電壓源，由于供橋電源為交流電源，引線分布電容使得二橋臂應(yīng)變片呈現(xiàn)復(fù)阻抗特性，即相當(dāng)于兩只應(yīng)變片 上各并聯(lián)了一個(gè)電容，電容 C1 的阻抗是 1/(jω C1)，電容 C2 的阻抗是 1/(jω C2)， C1 與 R1 并聯(lián)， C2 與 R2 并聯(lián)，如 圖 28(b)所示。與直流電橋比，交流電橋雙向供電，有利于消除零漂。 圖 27 例 41 應(yīng)變片的粘貼與接法 解 : 因?yàn)閺椥泽w受拉時(shí)， R R4 受到拉伸，圓周向 R R3 受壓縮，拉伸壓縮比取決于泊松比，所以需要先求得軸向的拉伸應(yīng)變，再計(jì)算圓周向的壓縮應(yīng)變。 圖 26 差動(dòng)電橋轉(zhuǎn)換電路 對于 圖 26(a)所示的半橋電路，輸出電壓為 (225) 若Δ R1=Δ R2， R1=R2=R3=R4，則 11o Δ4 RREU ??4U EK ?110111 (1 )RnRUERnnR?? ?????? ? ??????111111ooooo Δ2ΔΔ2 211RRRRRRUUU UUL ???????????????????? ????? ?? 43 32211 11o ΔΔ Δ RR RRRRR RREU11oΔ2 RREU ?? 第 10 頁 （ 226） 半橋電路的靈敏度系數(shù)為 ： (227) 對于圖 46(b)所示的全橋電路，輸出電壓為 (228) 全橋電路的靈敏度系數(shù)為 KU=E (229) 例 21 圖 27(a)為傳感器上的圓形實(shí)芯彈性體，四個(gè)應(yīng)變片粘貼方向?yàn)?R R4 軸向， R R3 圓周向。它