【正文】 圖1 信號(hào)調(diào)理模塊結(jié)構(gòu)圖全器件變化電橋通常采用分立設(shè)計(jì),必須采用特殊的技術(shù)以確保精度.,因此激勵(lì)電壓出現(xiàn)任何漂移都將導(dǎo)致電橋輸出出現(xiàn)相應(yīng)的漂移.因此,我們?cè)O(shè)計(jì)的精密四應(yīng)變片稱重傳感器的電橋具有六個(gè)引腳:兩個(gè)與電橋輸出端相連,兩個(gè)與電橋激勵(lì)源相連,設(shè)計(jì)出了開爾文(或稱4線),將導(dǎo)線電阻引起的誤差降至最低,.圖2 開爾文傳感器系統(tǒng)該電路中激勵(lì)電壓VB并未驅(qū)動(dòng)電橋,而是先與上精密運(yùn)放的輸入端相連,該運(yùn)放在電橋的(+)+FORCE引腳處會(huì)受遠(yuǎn)程電纜電阻的影響而出現(xiàn)明顯壓降,但是通過運(yùn)放+(),FORCE引腳處的壓降將被來自SENSE引腳的反饋校正.在這兩種情況中,傳感器引腳都與運(yùn)放的高阻抗輸入端相連,(+)和()始終等于VB,從而保證遠(yuǎn)程電橋所需的激勵(lì)電壓精確不變.開爾文傳感器電橋能有效抑制因?qū)Ь€電阻引起的誤差.穩(wěn)壓模塊主要由比較先進(jìn)的精密齊納二極管型參考源AD588構(gòu)成,AD588具有較低的初始誤差,對(duì)溫度變化具有極低的激勵(lì)漂移和增益,用于精密測(cè)量,能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供5V的穩(wěn)定的參考電壓.在設(shè)計(jì)開爾文傳感電路時(shí),(約30mA)所以該電路在運(yùn)放輸出端最好增加電流緩沖級(jí).參考源、,(與標(biāo)準(zhǔn)的350Ω電橋相連).此時(shí)也需要運(yùn)放緩沖.因此為了使該電路獲得最高的精度,因此采用簡(jiǎn)單的一個(gè)三極管就可以實(shí)現(xiàn)緩沖.在這里我們使用2N2219A型的三極管作為緩沖器,與OP177構(gòu)成反饋回路,。其中稱重傳感器采用傳感器，提高檢測(cè)精度和使加卸載曲線對(duì)稱；調(diào)理電路采用5V參考電壓芯片AD588，使輸出為符合設(shè)計(jì)要求的電壓輸出，精密齊納二極管型參考源AD588對(duì)溫度變化具有極低的激勵(lì)漂移和增益。根據(jù)設(shè)計(jì)要求精密四應(yīng)變片稱重傳感器應(yīng)采用流行的電壓驅(qū)動(dòng)型電橋,既第二種方法,這樣就確保了檢測(cè)信號(hào)的精確度和線性度。這種電橋電路在實(shí)際中可以根據(jù)輸出電壓直接觀測(cè)出電阻差。此外，阻性傳感器的功耗盡可能的小，以確保自身散熱不造成誤差。第5章 電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 信號(hào)處理電路的要求分析測(cè)量電阻有兩種簡(jiǎn)單的方法：一種是在電阻上通過恒定電流，并測(cè)量電阻兩端的電壓，這需要精密電流源和精密電壓表。并且現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境惡劣，可能存在粉塵、振動(dòng)、噪聲以及電磁干擾等，稱重傳感器輸出的幾百微伏至幾十毫伏信號(hào)極易受到干擾。在稱重傳感器信號(hào)檢測(cè)中，檢測(cè)精度受到諸多因素的影響，其中電橋激勵(lì)電壓源的精度和穩(wěn)定度是影響信號(hào)精確度的重要因素之一。第2章 引言隨著現(xiàn)代數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的不斷發(fā)展，對(duì)高精度信號(hào)調(diào)理技術(shù)的要求也越來越高。年 月 日 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)評(píng)審意見表指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：成績(jī)： 指導(dǎo)教師： 年 月 日答辯小組評(píng)語(yǔ)：成績(jī)： 組長(zhǎng)： 年 月 日課程設(shè)計(jì)總成績(jī)：答辯小組成員簽字：年 月 日 目 錄第1章 摘要…………………………………………………………………………………1第2章 引言…………………………………………………………………………………2 第3章 基本原理……………………………………………………………………………3第4章 參數(shù)設(shè)計(jì)及運(yùn)算……………………………………………………………………5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………5 電容設(shè)計(jì)與計(jì)算……………………………………………………………………8 其他參數(shù)的計(jì)算 …………………………………………………………………10 測(cè)量電路的設(shè)計(jì) …………………………………………………………………12第5章 誤差分析 …………………………………………………………………………14第6章 結(jié)論 ………………………………………………………………………………16心得體會(huì) ……………………………………………………………………………………17參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………18第1章 摘要在分析重力傳感器信號(hào)特性的基礎(chǔ)上，模塊化地設(shè)計(jì)了稱重傳感器信號(hào)的調(diào)理電路并對(duì)其進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。 電源方框及波形圖 放大電路 去幫助中心，了解如何重新恢復(fù)服務(wù)。另外，我還用仿真軟件Proteus 6 Professional 入行某些功能模塊的仿真，收到了很好的效果。 The design that the numerical electronics calls 四 系統(tǒng)測(cè)試 B、 穩(wěn)壓電路：由于得到的輸出電壓U4受負(fù)載、輸滲透電壓和 溫度的影響不穩(wěn)定，為了得到更為穩(wěn)定電壓添加了穩(wěn)壓電路，從而得到穩(wěn)定的電壓U0。同時(shí)根據(jù)輸出，自動(dòng)判斷出所加壓力的大小來改變量程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。 A/D轉(zhuǎn)換電路 2．4 數(shù)碼管顯示模塊 由于A/D轉(zhuǎn)換器CS5513的輸入端為差分輸滲入滲出,所以其輸滲入滲出差模電壓 電源原理 顯示電路 本設(shè)計(jì)分五個(gè)模塊：電源模塊、數(shù)據(jù)采集及放大模塊、模數(shù)（A / D）轉(zhuǎn)換模塊、自動(dòng)換檔模塊、顯示模塊。 本設(shè)計(jì)只用到電源一種：即+5V. 圖3 三 電子秤的設(shè)計(jì)考慮 數(shù)據(jù)采集電路 方案一方框圖 一般說來，傳感器輸出的電壓值都非常小，基本上都是毫伏級(jí)甚至微伏級(jí)。此方案的優(yōu)點(diǎn)是外部電路非常簡(jiǎn)單，但同能實(shí)現(xiàn)較高的精度。最后， F和10 F的電容器對(duì)AVDD和DVDD電源入行去耦；這兩個(gè)電容器都應(yīng)放在盡可靠近CC7107的地方。當(dāng)選用鐵氧體磁珠時(shí)，應(yīng)當(dāng)研究其阻抗頻率特性。鐵氧體磁珠在低頻處具有低阻抗，在高頻處具有高阻抗的特性。CC7107的GND引腳應(yīng)與模擬地相接。CC7107位于這兩個(gè)接地面之間的上方。最重要的是接地和電源退耦。為了濾除ADC輸入端來自稱重傳感器的噪聲，通常使用一個(gè)簡(jiǎn)單的一階RC濾波器。由于比率式測(cè)量方法的輸出電壓既與電橋的激勵(lì)電壓成比例又與ADC的參考電壓源成比例，這樣即使實(shí)際的電橋激勵(lì)電壓變化也不會(huì)影響測(cè)量精度。稱重傳感器的輸出精度由電橋的激勵(lì)電壓決定。+5V的電源；主要用于電橋數(shù)據(jù)采集、信號(hào)放大電路、A/D芯片（CC7107）、數(shù)碼顯示。濾波電路一般由電容組成，其作用是脈動(dòng)電壓U3中的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓U4。由于要求輸出的電流最大值為2000mA，而且取樣電阻為1歐所以要求CC7107輸出的電壓至少為2伏，通過計(jì)算5伏的電壓足夠?qū)崿F(xiàn)上述要求。當(dāng)電子秤應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境時(shí)，在6 mV滿度范圍內(nèi)測(cè)量微小的信號(hào)變化并非易事。通常，為了使用稱重傳感器線性度最好的一段稱重范圍，應(yīng)當(dāng)僅使用滿度范圍的三分之二。 而在本設(shè)計(jì)中的采樣電阻為1歐所以被測(cè)電壓值即為被測(cè)電流值. [4] 張友德 趙志英 途時(shí)亮 單片微型機(jī)原理應(yīng)用與實(shí)驗(yàn) 復(fù)旦大學(xué)出版社 2004年 總體設(shè)計(jì)方案與比較： 電源電路圖 3．漂移 稱重傳感器的電靈敏度為滿負(fù)荷輸出電壓與激勵(lì)電壓的比值，典型值是2mV/V。測(cè)量結(jié)果表明（使用24 bit ADC測(cè)量的bit變化數(shù)量）具有125 ppm的總體漂移。于是 稱重傳感器也產(chǎn)生與時(shí)間相關(guān)的漂移。 ICL7106 與一個(gè)液晶顯示器 (LCD) 一起設(shè)計(jì)到接口而且包括被多重發(fā)訊的基架駕駛； ICL7107 將會(huì)直接地駕駛發(fā)出兩極管 (引導(dǎo)) 展覽的一個(gè)器具大小光。 Intersil ICL7106 和 ICL7107 是高表現(xiàn), lowpower,31/2個(gè)數(shù)字 A/D 轉(zhuǎn)換器。選擇運(yùn)放時(shí)要注重，由于輸滲入滲出信號(hào)的幅度很小，因此對(duì)運(yùn)放的噪聲性能和失調(diào)電壓要求非常高，應(yīng)選擇低噪聲、低失調(diào)的運(yùn)算放大器。： 這個(gè)電路主要是增加了由兩個(gè)運(yùn)算放大器(簡(jiǎn)稱運(yùn)放)及電阻RG和RF組成的放大電路。但要求是用我們所學(xué)的數(shù)字電路知識(shí)，運(yùn)用簡(jiǎn)單數(shù)字芯片入行設(shè)計(jì)，單片機(jī)需要編寫程序入行數(shù)據(jù)處理。 方案二：通過秤重電橋產(chǎn)生電壓信號(hào)，經(jīng)放大電路把信號(hào)放大后輸入A/D轉(zhuǎn)換芯片AD7799入行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量輸滲透單片機(jī)，有單片機(jī)入行數(shù)據(jù)處理和對(duì)A/D轉(zhuǎn)換的控制，再有單片機(jī)輸出顯示信號(hào)，通過顯示電路進(jìn)行顯示。 通過軟件的模擬，我們發(fā)現(xiàn)該設(shè)計(jì)電路具有一定的精確度，能夠適合我們的生活。合理選擇放大電路的 Q值及 RRC1 和 C2 ,可產(chǎn)生不同的濾波效果和截止頻率。其電路圖如圖3下所示： 其中 Rb 是為防止應(yīng)變片橋路溫升時(shí)引起橋臂電阻 R 上升造成放大倍數(shù)減小而加的穩(wěn)定放大倍數(shù)的反饋溫補(bǔ)電阻 ,其大小由模塊工作溫度范圍內(nèi)溫補(bǔ)的范圍決定。 [2] 陳明熒 8051單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教材 清華大學(xué)出版社 2004年 五 本文小結(jié) 放大、零位調(diào)整電路 在電路應(yīng)用過程中均可能出現(xiàn)什么輸滲透發(fā)生變化，導(dǎo)致A/D轉(zhuǎn)換出錯(cuò)。CC7107采用較小的封裝，尺寸很小，所需的外圍器件也很少，滿意了電子秤小型化的需求；其內(nèi)置各種控制寄存器和數(shù)據(jù)寄存器，并且可以通過SPI接口方便地控制和讀取這些寄存器，滿足了電子秤智能化的需求。 真實(shí)的差別輸滲透和叁考在所有的系統(tǒng)是有用的, 但是當(dāng)測(cè)定裝載細(xì)胞、緊張標(biāo)準(zhǔn)度量和其他的橋類型轉(zhuǎn)換器的時(shí)候給設(shè)計(jì)者一個(gè)不尋常的利益。 [3] 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì) 第四屆全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品選編 北京理工大學(xué)出版社 2001年 穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路組成， 一 方案設(shè)計(jì)與論證 ICL7106 和 ICL7107 一起帶來一個(gè)高的準(zhǔn)確性，多種變化和真實(shí)的經(jīng)濟(jì)組合。 2．總誤差 很抱歉，因?yàn)槟诰W(wǎng)易相冊(cè)發(fā)布了違規(guī)信息，賬號(hào)被屏蔽。 設(shè)電橋的兩個(gè)輸出端在沒有連接處理電路時(shí)的電壓分別為 e1 和 e2。 目前的電子稱重裝置大都使用電阻應(yīng)變橋式傳感器,其核心是由電阻應(yīng)變計(jì)(應(yīng)變片)構(gòu)成的電橋電路,這類傳感器具有成本低、精度高且溫度穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。 放大電路 總誤差是指輸出誤差和額定誤差的比值。觀到自己設(shè)計(jì)的功能電路能在仿真軟件中運(yùn)行，我有了很大的成就感。 2．2 數(shù)據(jù)采集、放大及零位調(diào)整模塊 2．1 電源模塊 電路元件： IC17107（A/D轉(zhuǎn)換芯片），AD8655（放大器），LED數(shù)碼管，7807905（集成穩(wěn)壓芯片），電阻、電容若干。設(shè)計(jì)中主要考慮峰峰值（PP）噪聲分辨率、ADC的動(dòng)態(tài)范圍、增益漂移和濾波。電子秤向提高精度和降低成本方向發(fā)展的趨勢(shì)引起了對(duì)低成本、高性能模擬信號(hào)處理器件需求的增加。由于兩個(gè)輸滲入滲出端最大承受電壓為200mV因此要實(shí)現(xiàn)最大值為2000mV的顯示可以用以下分壓形式（本設(shè)計(jì)所采用的）： 在我們生活中經(jīng)常都需要測(cè)量物體的重量，于是就用到秤，但是隨著社會(huì)的入步、科學(xué)的發(fā)展，我們對(duì)其要求操作方便、易于識(shí)別。此外，由于該電路的兩個(gè)輸滲透端即COM 與V+端的電位差具有很高的穩(wěn)定性，可以作為參考電壓源。其圖為： 顯示電路 利用CC7107A/, 該電路為CC7107,LED和若干無源元件組成的數(shù)字電壓表電路。在電路正常工作以前，可以通過自糾正和系統(tǒng)糾正來糾正芯片和系統(tǒng)的增益誤差以及失調(diào)誤差來提高整個(gè)系統(tǒng)的精度。參考電壓輸滲入滲出可以直接接在電源和地上，因此不需要額外的參考電壓。典型的電橋通常使用300 的電阻器。 最普遍的電子秤應(yīng)用橋式稱重傳感器實(shí)現(xiàn)，稱重傳感器的輸出電壓直接與放在其上的重量成比例。該系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)成比率工作方式，所以它與電源電壓波動(dòng)無關(guān)。該系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)成比率工作方式，所以它與電源電壓波動(dòng)無關(guān)。為認(rèn)識(shí)社會(huì)，了解社會(huì)，步入社會(huì)打下了良好的基礎(chǔ)。實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐再到理論的飛躍。 實(shí)踐是學(xué)生接觸社會(huì)，了解社會(huì)，服務(wù)社會(huì)，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)實(shí)踐自我的最好途徑。 大學(xué)是一個(gè)教育我、培養(yǎng)我、磨練我的圣地，我為我能在此生活而倍感榮幸。目前，傳感器技術(shù)已滲透到科學(xué)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究及改善人民生活等方面，起著越來越大的作用。 總結(jié)體會(huì)：通過這次寒假到宣威火電廠對(duì)稱重給煤機(jī)上傳感器的認(rèn)識(shí)，讓我受益很多，通過工廠師傅的介紹，不但認(rèn)識(shí)了很多類型的稱重傳感器，而且對(duì)傳感器有了更深入、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)：傳感器是攝取信息的關(guān)鍵器件，它與通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)成了信息技術(shù)的三大支柱，是現(xiàn)代信息系統(tǒng)和各種裝備不可缺少的信息采集手段，也是采用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的重要方法，對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益、科學(xué)研究與生產(chǎn)技術(shù)的水平有著舉足輕重的作用。3Ω 數(shù)值相等電橋平衡 ②——③ ②——④ 300177。5Ω 輸入端 ③——④ 350177。3Ω (輸出阻抗) Insulation Resistance(50VDC): 5000MΩ (絕緣電阻) Safe Overload: 150% (安全過載) Ultimate Overload: 300% (極限過載) 7. 稱重傳感器引線功能的具體判斷方法由于不同生產(chǎn)廠家的傳感器引線的顏色不同，所以不能以具體顏色來判斷引線功能。1% (零點(diǎn)平衡) Input Resistance: 380177。同時(shí)電路中的其它電阻用于將電橋的初始平衡，額定輸出和輸入電阻等參數(shù)調(diào)整到規(guī)定的數(shù)值。靈敏度補(bǔ)償?shù)哪康氖菧p小輸出電壓隨溫度的變化，即補(bǔ)償彈性體的彈性系數(shù)和應(yīng)變計(jì)的靈敏度系數(shù)隨溫度的變化。即除了應(yīng)變計(jì)外，其中還增加了各種補(bǔ)償電阻。通常稱傳感器的輸出靈敏度。此時(shí) △E0=4=2 mV？傳感器響應(yīng)(輸出)的變化對(duì)相應(yīng)的激勵(lì)(施加的載荷)變化的比。相當(dāng)于10~40Kgf