【正文】 靈敏度。在電阻應(yīng)變式稱重傳感器中， 4 個應(yīng)變片分別貼在彈性梁的 4個敏感部位，傳感器受力作用后 發(fā)生變形。 如果四個橋臂應(yīng)變片的靈敏系數(shù)相同，且 ?KRR?? ，則上式又可寫成： ? ?43214 ???? ???? eKV 式中 K為應(yīng)變片靈敏系數(shù)，ε為應(yīng)變量。 若不考慮 Rm，在應(yīng)變片電阻變化以前，電橋的輸出電壓為： eRR RRR RV ?????? ???? 43 421 1 載荷 P 電壓 應(yīng)變 ε 電阻變化 Δ R 輸出 敏感元件 應(yīng)變片 測量電橋 6 由于橋臂的起始電阻全等，即 R1 = R2 = R3 = R4 = R，所以 V=0 。電阻應(yīng)變式稱重傳感器工作原理框圖如圖 5 所示： 圖 4電阻應(yīng)變式稱重傳感器工作原理框圖 當(dāng)傳 感器不受載荷時，彈性敏感元件不產(chǎn)生應(yīng)變，粘貼在其上的應(yīng)變片不發(fā)生變形，阻值不變，電橋平衡，輸出電壓為零；當(dāng)傳感器受力時，即彈性敏感元件受載荷 P時，應(yīng)變片就會發(fā)生變形，阻值發(fā)生變化，電橋失去平衡，有輸出電壓 [2]。這樣小的電阻變化用一般測量電阻的儀表很難測出，必須采用一定形式的測量電路將微小的電阻變化率轉(zhuǎn)變成電壓或電流的變化，才能用二次儀表顯示出來。 電阻應(yīng)變式稱重傳感器包括兩個主要部分，一個是彈性敏感元件：利用它將被測的重量轉(zhuǎn)換為彈 性體的應(yīng)變值；另一個是電阻應(yīng)變計：它作為傳感元件將彈性體的應(yīng)變，同步地轉(zhuǎn)換為電阻值的變化。并應(yīng)根據(jù)測量對象的要求，恰當(dāng)?shù)剡x擇精度和范圍度 [1]。 傳感器模塊 電阻應(yīng)變式傳感器就是將被測物理量的變化轉(zhuǎn)換成電阻值的變化 , 再經(jīng)相應(yīng)的測量電路而最后顯示或記錄被測量值的變化。濾波電路一般由電容組成，其作用是脈動電壓 U3中的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓U4。 電源模塊 3kg 稱重傳感器能承受的激勵電壓為 5～ 10V，運放電路要求正負(fù) 9V 電源。 顯示器的選擇 選取 smc1602a LCD點陣型液晶對單片機(jī)處理過后的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。 運算放大器的選擇 市場上有已成形的集成運算放大器，如 AD620 儀用放大器能直接用于該設(shè)計的放大部分，且集成芯片相對于自己用單運放搭接的運放電路具有更穩(wěn)定的性能，誤差更小；但集成運算放大器價格相對較高，而且自己搭接的運放電路其誤差范圍已經(jīng)基本滿足本設(shè)計的要求，所以我們選取 OP07 單運放搭接差 分運算放大器的方式，同時一定程度上鍛煉了模擬電路的實踐能力。其中自動換擋部分采用軟件實現(xiàn)。此方案的優(yōu)點是可控制性好，電路簡單， 原理思路清晰，液晶的硬件電 路也比數(shù)碼管簡單 ,且技術(shù)領(lǐng)先于數(shù)碼管 ,能提高產(chǎn)品檔次，采用單片機(jī)對采集的數(shù)據(jù)稍加處理 ,能通過軟件在一定程度上彌補與調(diào)試硬件所無法避免的數(shù)據(jù)抖動，使 最終 所測得 的 數(shù)據(jù)更可靠、參考性更強(qiáng)，而且單片機(jī)的價錢也不算昂貴，在設(shè)計組所能承受的范圍之內(nèi)。缺點是無法對 A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)行控制。 2 2 方案設(shè)計與論證 方案一 方案一方框圖如圖 所示 通過秤重電橋產(chǎn)生電壓信號，經(jīng)放大電路把信號 放大后輸入 A/D 轉(zhuǎn)換芯片 TCL2543進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，由于此芯片可直接用于數(shù)字顯示，故轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量直接用數(shù)碼顯示器進(jìn)行顯示。 （ 2）分度值：電子秤的測量范圍被分成若干等份，每份值即為分度值，用 e或 d 來表示。 電子秤的計量性能 電子秤的計量 性能涉及的主要技術(shù)指標(biāo)有：量程、分度值、分度數(shù)、準(zhǔn)確度等級等。 技術(shù)指標(biāo) 電子秤工作原理 當(dāng)被稱物體放置在秤體的秤臺上時，其重量便通過秤體傳遞到稱重傳感器，傳感器隨之產(chǎn)生力－電效應(yīng)，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被稱物體重量成一定函數(shù)關(guān)系 (一般成正比關(guān)系 )的電信號 (電壓或電流等 )。由于這一信號通常都很小，需要進(jìn)行放大，放大后的模擬信號經(jīng)模 /數(shù)變換轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再通過顯示器顯示出重量。 3．具有量程自動切換功能 。 Automatic shift 1 1 設(shè)計任務(wù)與要求 設(shè)計任務(wù) 1．設(shè)計一個數(shù)字電子秤，測量范圍分成四檔， 0～ 、 0～ 、 0～ 、0～ 1999Kg。AT89C52。 differential amplifier Module。經(jīng)調(diào)試和測試，系統(tǒng)各項性能參數(shù)基本達(dá)到設(shè)計要求 。其電路構(gòu)成主要有測量電路，差動放大電路， A/D 轉(zhuǎn)換，單片機(jī)控制電路、顯示電路。 目錄 摘 要 .............................................................................................................I Abstract ............................................................................................................. II 1 設(shè)計任務(wù)與要求 ............................................................................................ 1 設(shè)計任務(wù) ...................................................................................................... 1 設(shè)計思路 ...................................................................................................... 1 技術(shù)指標(biāo) ...................................................................................................... 1 2 方案設(shè)計與論證 ............................................................................................ 2 方案一 ......................................................................................................... 2 方案二 .......................................................................................................... 2 3 電子元器件的選取 ........................................................................................ 3 傳感器的選擇 ......................................................................