【正文】 （ 211） U4 為差分輸入比例放大電路，其放大倍數為 10258 ???? RRAu （ 212） 所以總的放大倍數 20)10(5 ?????Au 經過放大之后 Uo 的變化范圍為 600mV~3mV 。所以需要放大的倍數為 ?mVV 。為了實現 1 g的測量精度， ADC的 LSB電壓應取 。當負載為 500g 時要使傳感器信號能電子秤設計 2021 電子秤設計報告 第 6/48 頁 夠實現 1 g的精度，總共需要 500次計數，并顯示在 LCD顯示屏上。通常，為了使用稱重傳感器線性度最好的一段稱重范圍，應當僅使用滿度范圍的三分之二。要實現測量范圍為 500g~0 ,稱重傳感器的電靈敏度為滿負荷輸出電壓與激勵電壓的比值。當電橋電阻發(fā)生變化，即稱重物使應變片發(fā)生形變時，則相應的輸出電壓為： UiRRUo ?? （ 27） 其中， R? 為應變片發(fā)生形變時的電阻變化。但實際上由于干擾等緣故，需要調節(jié) R15 使 R1 上的電流為零。 調節(jié)滑動變阻器使 1Uo 輸出為 15V VRRR RUoRRR RRUo 242322 24212019 2120 ?????? ?? （ 25） VUoRRR RUo 513 212019 21 ???? （ 26） 這樣就輸出了多個直流電壓。其中 39。139。139。39。輸出電壓 39。 理由：電路內部包括了串聯型的直流穩(wěn)壓電路的各個部分，另外加上了保護電路和啟動電路。橋式輸出電壓為 電子秤設計 2021 電子秤設計報告 第 4/48 頁 UoUottdUoAVUo )(s i n21)(0??? ? ???? ? （ 22） 脈動系數為 22324??UoUoS?? （ 23） 濾波電路 采用電容濾波電路。 電源變壓器 電源變壓器需要把 220V 市電變?yōu)?5V交流電，由公式： 21nnUoUi? （ 21） 可以算出匝數比為 44。 4) AD 轉換電路 是放大電路輸出信號（模擬量）轉化成數碼管可以顯示的數字量。根據理論課程的學習知道全橋性能最好。 2) 核心原理部分 應變片直流電橋。 2) 課程設計目的 理論 聯系實際，學習金屬箔式應變片的簡單應用，學會查芯片手冊，鞏固模擬電路、數字電路 基礎知識，了解設計過程，增強 動手能力。 課 程 設 計 課程名稱 傳感器與自動檢測技術 設計題目 電子秤 專 業(yè) 電子科學與技術 班 級 一班 學 號 06040132 學生姓名 簡文宇 實習成績 指導教師 宮香山 2021 年 5 月 1 日 電子秤設計 2021 電子秤設計報告 第 1/48 頁 電子 秤 設計 目錄 設計 概述 總體設計 電源電路 金屬箔式變片全橋電路 放大電路 模數轉換電路 控制電路 顯示電路 VHDL 描述 設計 總結 附錄 參考文獻 1. 概述 1) 課程設計要求 電子秤設計 2021 電子秤設計報告 第 2/48 頁 基本要求：利用金屬電阻應變片工作原理設計電子稱，測量范圍在 0～ 200g，有放大級， AD 轉換電路，顯示電路， AD 轉換部分可以用單片機、 CPLD、或基本數模電路。 提高：可以外加電源電路，對于用單片機、 CPLD等實現 AD轉換的還可以附加程序代碼，可擴大測量范圍等。 2. 總體設計 1) 電源 本次設計用的是 220V 交流市電，而本次設計用到的是 0～ 20V 之間的直流電壓，需要設計一個直流電源。根據金屬式應變片的工作原理設計一個性能最優(yōu)的電橋。 3) 放大電路 分為兩級放大，第一級放大為差分放大電路，第二級放大為反比例放大電路，主要實現電壓的放大作用。 5) CPLD 控制電路 電子秤設計 2021 電子秤設計報告 第 3/48 頁 控制 ADC 的轉換工作及數碼管的輸出 6) 顯示電路及接口電路 實現數碼管輸出 及相關功能 7) VHDL 描述 用 VHDL 語言用狀態(tài)機對 AD 轉換過程進行描述，對數碼顯示功能進行描述 電源電路 直流電源的組成： 電源變壓器 、 整流電路 、 濾波電路 、 穩(wěn)壓電路 。 整流電路 此次設計采用單相橋式整流電路，電路中采用了四個 二極管，接成電橋，故稱為橋式整流電路。 穩(wěn)壓電路 采用三端集成穩(wěn)壓器 。用滑動變阻器使得輸出電壓可調。39。39。39。1171618171817161817UoRR RRRRRRRUoUo ????????????????? （ 24） 可以算出 1Uo 的變化范圍為 到 60V。Uo 為 W7805的輸出電壓如上圖，有關資料見附錄。 金屬箔式變片全橋電路 電子秤設計 2021 電子秤設計報告 第 5/48 頁 R1為保護電阻， R15為差分輸入調零端，