【正文】 0KΩ　輸出要求：負(fù)載電阻大于10KΩ，由于時(shí)鐘節(jié)拍關(guān)系，輸出電壓會(huì)出現(xiàn)200HZ波紋?！　≥斎牖芈罚骸　　　　　?. 典型的測(cè)量放大器　　　　　　　圖9 測(cè)量放大器典型電路　　　　參見圖9,采用三運(yùn)放組成一個(gè)測(cè)量放大器，它具有高輸入阻抗，高增益，低噪聲和高共模抑制比,適用于電橋放大或儀表放大器。（V2V1）可以看作電橋輸出的電位差。　　?。ǘV波器　　　大多數(shù)傳感器的轉(zhuǎn)換電信號(hào)是微弱的，經(jīng)過儀表系統(tǒng)的放大，處理，傳輸，每個(gè)環(huán)節(jié)都有可能引入電磁干擾，若干擾信號(hào)過大，就會(huì)導(dǎo)致測(cè)量失敗。濾波器可分為：低通、高通、帶通、帶阻濾波器。高質(zhì)量的濾波電路，信號(hào)經(jīng)過該濾波器能夠不衰減甚至增大，而干擾信號(hào)卻被大幅度衰減?！∮辛烁哔|(zhì)量的運(yùn)算放大器組成的濾波器，其尺寸大大減小，性能得到明顯提高?！　　　　　　　　∫浑A低通濾波器實(shí)例：　　 參見圖11,　　　　　圖10 一階無源、有源低通濾波器　　　　　?。ˋ）　一階無源低通濾波器傳遞函數(shù)：　　　　　　　　?。˙）一階有源低通濾波器傳遞函數(shù)：（RC環(huán)節(jié)在正輸入端）　　　　　　　　　（C）一階有源低通濾波器傳遞函數(shù)：（RC環(huán)節(jié)在負(fù)輸入端）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖11 一階有源低通濾波器的頻率特性　　　 (三)A/D 轉(zhuǎn)換器　　常用的A/D轉(zhuǎn)換器有兩種形式：逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器；雙積分A/D轉(zhuǎn)換器?！　　≈鸫伪平麬/D轉(zhuǎn)換器　　特點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速度快，準(zhǔn)確度高，成本低。逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速度取決于轉(zhuǎn)換位數(shù)，而與輸入電壓大小無關(guān)。產(chǎn)生兩種可能：　【1】砝碼偏輕：則再加上一個(gè)減半的砝碼繼續(xù)比較；　【2】砝碼偏重：則取下盤上的砝碼，再換一個(gè)減半的砝碼繼續(xù)比較。左盤上的砝碼總量且為被秤重物的重量。采用電子線路構(gòu)成這樣的“天平秤的秤重流程”來實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換?！　』窘M成：D/A轉(zhuǎn)換器、比較器、控制邏輯、時(shí)鐘等(見圖13)。這個(gè)電壓送比較器與輸入電壓進(jìn)行比較。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束后,邏輯控制會(huì)發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào),告訴外部設(shè)備,可以讀數(shù)了.　　 不管轉(zhuǎn)換數(shù)字與實(shí)際值之間偏差多少,只要最低位一旦確定,?！　≡O(shè):每一位的比較過程需要時(shí)間Δt,若該A/D轉(zhuǎn)換器位數(shù)為n,則一次轉(zhuǎn)換周期為: T=nΔt。但仍然被極廣泛的應(yīng)用。　　　　圖14 VF變換型A/D轉(zhuǎn)換器框圖　　　工作原理　 若輸入電壓為正，經(jīng)積分器運(yùn)算，輸出為負(fù)向變化。當(dāng)VA=V2時(shí),比較器翻轉(zhuǎn),使復(fù)原電壓發(fā)生器啟動(dòng),輸出負(fù)電壓VB幅值大于VX,經(jīng)D送輸入,迫使積分器朝正向積分。　　　　 數(shù)學(xué)分析:　 輸入Vx0,則積分輸出: 　　　　　　　 積分周期：T=T1+T2 ，如果RC很小,VB足夠大 ?！　　?轉(zhuǎn)換頻率：　　　　　 　　　　　理解： 【1】VA=V1V2，在T1時(shí)間內(nèi)積分電壓的累計(jì)是上下限電壓的差。　　　　　　　　圖15 VF變換型A/D轉(zhuǎn)換器工作波形　　　　　　　　 (2)定電荷復(fù)原型V/F轉(zhuǎn)換器 　　　基本結(jié)構(gòu):積分器,比較器,復(fù)位電路。　　　開始時(shí),S斷開,積分器僅對(duì)輸入Vx積分。這個(gè)負(fù)脈沖?使電子開關(guān)閉合。 在脈寬為Tk的負(fù)脈沖期間,由于恒電流為負(fù)且幅值大于被測(cè)電流,故迫使積分輸出作反向運(yùn)算?！　　　D16 定電荷復(fù)原型VF變換型A/D轉(zhuǎn)換器框圖　　(3)雙積分VT型A/D轉(zhuǎn)換器　　　顧名思義，這種A/D轉(zhuǎn)換器的一次轉(zhuǎn)換周期需要進(jìn)行兩次積分運(yùn)算。在約定的時(shí)間內(nèi)對(duì)輸入電壓Vx進(jìn)行反向積分；Vx越大，則積分輸出幅值也大。對(duì)約定的基準(zhǔn)電壓VB進(jìn)行反向積分，這是繼第一次對(duì)Vx積分后作反向積分，則原積分輸出幅值越大，則本次積分時(shí)間也長(zhǎng)。第二次積分完成了輸入電壓轉(zhuǎn)換為時(shí)間間隔：V—ΔT?！　〉诙畏e分運(yùn)算:積分器對(duì)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行積分:　　若積分過零:　　　由此,第二次積分所需的時(shí)間:　　顯然,第二次積分所需的時(shí)間T2與輸入平均電壓呈正比。積分電容電荷釋放?！　?】采樣階段:t=t1，開始對(duì)輸入電壓進(jìn)行定時(shí)積分，打開計(jì)數(shù)器閘門開始計(jì)數(shù)?！　　?】比較階段:斷開K1接通K2或K3的基準(zhǔn)電壓輸入通道，要求積分運(yùn)算朝反方向變化?！」ぷ鞑ㄐ危骸　D18 雙積分A/D轉(zhuǎn)換器工作波形　　　以型號(hào)為MC14433的3位半雙積分A/D轉(zhuǎn)換器為例：　設(shè)采樣時(shí)間T1內(nèi)的計(jì)數(shù)脈沖數(shù)為2000，基準(zhǔn)電壓選2000mV。　雙積分A/D轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)：　【1】抗干擾能力強(qiáng)：　　　通常工頻干擾是環(huán)境最大的干擾源，并且會(huì)通過輸入迭加到真信號(hào)作積分運(yùn)算?！　　⊥ㄟ^采樣定時(shí)積分:　　　其中:第一項(xiàng)為真實(shí)信號(hào)的采樣積分,第二項(xiàng)為偽信號(hào)的積分,要求通過積分運(yùn)算消除掉。　　　【2】轉(zhuǎn)換穩(wěn)定性好：　　參見定量積分運(yùn)算關(guān)系:　　　　　 上式表明:經(jīng)過兩次運(yùn)算,結(jié)果于積分常數(shù)RC似乎無關(guān)。同樣對(duì)時(shí)鐘的穩(wěn)定性要求也不高。電子秤儀表僅發(fā)展到數(shù)字顯示，而自動(dòng)故障診斷、自動(dòng)調(diào)零、數(shù)字濾波、鍵盤操作、數(shù)字通訊等功能是無法實(shí)現(xiàn)的。由于單片機(jī)的系統(tǒng)硬件大大濃縮，體積特別小，所以特別適用于儀表電路的構(gòu)成，增強(qiáng)了儀表的功能和提高了儀表的性能。小型商業(yè)電子秤的使用環(huán)境比較好,電源較穩(wěn)定,電磁干擾小。通常采用液晶、LED、熒光管作數(shù)字顯示器件。液晶顯示顯示的控制比較復(fù)雜,普通電路難以實(shí)現(xiàn),所以需要單片機(jī)來控制。除了需要運(yùn)算外，還要求能通過鍵盤輸入當(dāng)前商品的單價(jià)。大噸位電子秤除了具備小型電子秤的全部功能，還要考慮環(huán)境影響。穩(wěn)壓與抗干擾與濾波要求特別高，有時(shí)還要求隨時(shí)測(cè)量風(fēng)力、溫度變化等?？偠灾辛藛纹瑱C(jī)就可以通過程序設(shè)計(jì)解決了傳統(tǒng)電路無法很好解決的問題。近幾年來20引腳的89C2051單片機(jī)頗受研發(fā)人員歡迎?！　　　?9C51單片機(jī)的基本特性　　89C51單片機(jī)為40引腳的大規(guī)模集成電路，如圖所示。因?yàn)镻0口為動(dòng)態(tài)性I/O口，作為尋址線功能時(shí)必須由地址鎖存線ALE與其配合使用。P1口為靜態(tài)雙向I/O口，可以進(jìn)行位尋址，使用起來更靈活。如RXD，TXD為串行口，可以發(fā)送或接收脈沖序列，進(jìn)行串行傳遞數(shù)據(jù)或通訊。T0，T1為雙功能端口，關(guān)閉時(shí)作為內(nèi)部程序中的定時(shí)器，開放時(shí)作為接收外部事件的計(jì)數(shù)器。這8根控制線也可以組成P3口，其功能與P1口相同。如果存儲(chǔ)不能滿足儀表的需求，可以通過P0口、P2口進(jìn)行擴(kuò)展，由ALE和PSEN控制線配合，利用外部存儲(chǔ)器可以擴(kuò)展使用范圍大大增加。若需要擴(kuò)展時(shí)，EA應(yīng)處于低電平，長(zhǎng)過I/O口；若不需要擴(kuò)展時(shí)，EA應(yīng)處于高電平。89C2051單片機(jī)后于89C51問世，是一種改進(jìn)型單片機(jī)。它不能擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器，所以取消了P0口、P2口。顯然，特別適合低成本、單功能的檢測(cè)與控制儀表，例如溫度表、壓力表