电子秤课程设计
电子体重秤课程设计

电子体重秤课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电子体重秤的工作原理,掌握其基本组成部分及功能。
2. 学生能运用所学的电学知识,分析电子体重秤的电路原理和传感器应用。
3. 学生了解电子体重秤在生活中的应用,认识到其在健康监测中的重要性。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,正确操作电子体重秤,进行简单的体重测量。
2. 学生能通过小组合作,分析并解决电子体重秤使用过程中可能出现的问题。
3. 学生能运用图表、报告等形式,展示电子体重秤的使用方法和测量结果。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子体重秤的兴趣,激发探索科学技术的热情。
2. 学生认识到科技发展对生活的影响,增强对科技创新的信心。
3. 学生通过小组合作,培养团队协作能力和沟通表达能力。
4. 学生在实践操作中,体验科学探究的乐趣,提高问题解决能力。
课程性质:本课程为电子技术及应用领域的一节实践性课程,结合学生特点和教学要求,注重理论与实践相结合,培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点:本课程针对初中年级学生,他们对电子技术有一定的基础知识,好奇心强,喜欢动手实践。
教学要求:课程要求教师引导学生主动参与,注重启发式教学,鼓励学生提问和思考,提高学生的实践操作能力。
同时,关注学生的个体差异,因材施教,使每位学生都能在课程中取得进步。
通过本课程的学习,使学生达到上述课程目标,为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 电子体重秤的原理与结构- 介绍电子体重秤的工作原理,包括传感器、A/D转换器等组成部分。
- 分析电子体重秤的电路原理,理解其测量体重的基本过程。
2. 电子体重秤的使用与操作- 讲解电子体重秤的正确使用方法,包括校准、测量、读取数据等。
- 学生动手操作电子体重秤,体验实际测量过程。
3. 电子体重秤的维护与故障排除- 介绍电子体重秤的日常维护方法,确保其准确性和使用寿命。
- 分析常见故障原因,学会简单的故障排除方法。
4. 电子体重秤在实际生活中的应用- 探讨电子体重秤在健康监测、运动健身等领域的应用。
电子秤设计的课程设计

电子秤设计的课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解电子秤的工作原理,掌握其基本组成部分及功能。
2. 使学生掌握电子秤设计中涉及的物理知识,如力的作用、杠杆原理等。
3. 帮助学生了解电子秤在生活中的应用,认识到科技进步对生活的影响。
技能目标:1. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力,学会分析电子秤的设计原理。
2. 提高学生的动手操作能力,学会组装和调试简单的电子秤模型。
3. 培养学生的团队协作能力,学会在小组合作中共同解决问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对科学技术的兴趣和求知欲,激发他们探索电子秤设计的热情。
2. 引导学生关注生活中的科技产品,认识到科技发展对提高生活品质的重要性。
3. 培养学生的创新意识,鼓励他们勇于尝试,不断优化电子秤设计方案。
分析课程性质、学生特点和教学要求:1. 课程性质:本课程属于科学实践类课程,注重理论知识与实践操作相结合。
2. 学生特点:六年级学生具备一定的物理知识和动手能力,对新事物充满好奇心,喜欢探索和尝试。
3. 教学要求:教师需结合学生特点,设计富有挑战性的实践活动,引导学生主动参与,培养他们的创新精神和实践能力。
1. 知识层面:掌握电子秤的基本原理和组成部分,了解其在生活中的应用。
2. 技能层面:能够独立组装和调试简单的电子秤模型,解决实际问题。
3. 情感态度价值观层面:培养对科技的兴趣,关注生活科技发展,具备创新意识。
二、教学内容1. 电子秤概述- 了解电子秤的发展历程、分类及特点。
- 熟悉电子秤在生活中的应用场景。
2. 电子秤工作原理- 学习力的作用、杠杆原理等基础物理知识。
- 掌握电子秤传感器的工作原理和转换过程。
3. 电子秤的组成与结构- 认识电子秤的主要组成部分,如传感器、显示屏、按键等。
- 了解各组成部分的功能和相互关系。
4. 电子秤设计实践- 学习如何设计简单的电子秤模型,包括电路图绘制、元件选择等。
- 掌握组装和调试电子秤模型的技巧。
高精度电子秤课程设计

高精度电子秤课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握高精度电子秤的基本原理、使用方法和维护技巧。
通过本课程的学习,学生将能够:1.理解高精度电子秤的工作原理和主要组成部分。
2.掌握高精度电子秤的使用方法和操作技巧。
3.了解高精度电子秤的维护和保养知识。
4.能够运用高精度电子秤进行实际测量和数据处理。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.高精度电子秤的基本原理:介绍高精度电子秤的工作原理和主要组成部分,如传感器、显示器、接口等。
2.高精度电子秤的使用方法:讲解如何正确使用高精度电子秤,包括测量范围、测量精度、数据存储和输出等。
3.高精度电子秤的维护和保养:介绍高精度电子秤的日常维护和保养知识,如清洁、校准、更换电池等。
4.实际操作练习:安排实际操作练习环节,让学生亲自动手操作高精度电子秤,巩固所学知识。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学:1.讲授法:教师讲解高精度电子秤的基本原理、使用方法和维护技巧。
2.演示法:教师现场演示高精度电子秤的操作过程,让学生直观地了解测量过程。
3.实践操作法:学生亲自动手操作高精度电子秤,进行实际测量和数据处理。
4.小组讨论法:学生分组讨论实际操作中遇到的问题,共同解决问题。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,详细介绍高精度电子秤的相关知识。
2.参考书:提供相关的参考书籍,为学生提供更多的学习资料。
3.多媒体资料:制作精美的PPT课件,生动形象地展示高精度电子秤的操作过程。
4.实验设备:准备一定数量的高精度电子秤,供学生进行实际操作练习。
五、教学评估本课程的评估方式将采用多元化的形式,以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
评估方式包括:1.平时表现:通过学生在课堂上的参与度、提问回答、小组讨论等表现来评估。
数字电子秤课程设计完美

数字电子秤课程设计 完美一、课程目标知识目标:1. 让学生了解数字电子秤的工作原理,掌握其关键组成部分,如传感器、A/D 转换器等。
2. 使学生理解数字电子秤的精度、分辨率等关键性能指标,并学会如何进行简单计算。
3. 帮助学生掌握数字电子秤的使用方法,包括校准、测量、单位转换等。
技能目标:1. 培养学生动手操作数字电子秤的能力,学会正确使用、维护和保养设备。
2. 培养学生运用数字电子秤进行实验和科学探究的能力,提高实验数据的准确性。
3. 提高学生的团队合作能力,通过小组合作完成数字电子秤的设计与制作。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术的兴趣,培养学习热情和探究精神。
2. 培养学生严谨、细致的科学态度,注重实验数据的真实性。
3. 增强学生的环保意识,让学生在使用数字电子秤时注意节能环保。
本课程针对高年级学生,结合电子技术课程内容,以数字电子秤为载体,培养学生理论联系实际的能力。
课程注重实用性,使学生能够将所学知识应用于生活实际。
通过课程学习,学生能够掌握数字电子秤的基本原理、使用方法和制作技巧,提高实践操作能力和团队合作能力,同时培养科学素养和环保意识。
课程目标的设定旨在确保学生能够达到预期学习成果,为后续教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 数字电子秤概述- 了解电子秤的发展历程、分类及特点- 学习数字电子秤的基本组成及工作原理2. 数字电子秤关键部件- 传感器:学习应变式传感器原理、特点及应用- A/D转换器:了解模数转换器的原理、类型及性能指标3. 数字电子秤性能指标- 精度、分辨率、量程等概念的学习- 简单计算方法:如误差分析、单位转换等4. 数字电子秤的使用与维护- 正确使用数字电子秤的方法- 校准、测量、数据处理等操作步骤- 维护保养知识及注意事项5. 数字电子秤设计与制作- 教学大纲:设计原理、选材、制作流程等- 小组合作完成数字电子秤的设计与制作- 作品展示与评价6. 实践活动与拓展- 结合课程内容,开展数字电子秤实际应用活动- 探究电子秤在其他领域的应用,如物联网、智能制造等教学内容依据课程目标,结合教材相关章节,确保科学性和系统性。
简易数字电子秤课程设计

简易数字电子秤课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解并掌握电子秤的基本原理,包括传感器工作原理、信号转换和显示输出。
2. 学生能够了解简易数字电子秤的电路组成,并识别各部分功能。
3. 学生能够运用数学知识,进行电子秤的校准和测量误差分析。
技能目标:1. 学生能够运用所学的电子知识,完成简易数字电子秤的组装和调试。
2. 学生能够通过实际操作,掌握电子秤的使用方法,并运用其进行物体的质量测量。
3. 学生能够分析和解决电子秤使用过程中可能遇到的问题,具备一定的故障排查能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过课程学习,培养对电子技术的兴趣,激发创新意识和实践能力。
2. 学生在学习过程中,树立团队协作意识,学会分享和交流,培养良好的沟通能力。
3. 学生能够关注电子秤在生活中的应用,认识到科技对生活的影响,提高社会责任感。
本课程针对初中年级学生,结合电子技术课程内容,注重实践操作和理论知识相结合。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活,提高学生的实践能力和创新能力。
同时,关注学生的情感态度价值观培养,使学生在掌握知识技能的同时,形成良好的团队合作意识和责任意识。
课程目标明确、具体,便于教学设计和评估。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. 电子秤基本原理:- 传感器工作原理,包括应变片传感器和压力传感器;- 信号转换原理,介绍模拟信号转换为数字信号的过程;- 显示输出原理,讲解数字显示技术。
2. 简易数字电子秤电路组成与功能:- 电路组成,包括传感器、信号放大电路、A/D转换器、微处理器、显示电路等;- 各部分功能,分析各组成部分在电子秤中的作用;- 教材章节:第三章“传感器及其应用”。
3. 电子秤的组装与调试:- 组装方法,介绍电子秤的组装步骤和注意事项;- 调试技巧,讲解如何对电子秤进行校准和测量误差分析;- 教材章节:第四章“电子测量与调试”。
教学进度安排:1. 第1课时:电子秤基本原理学习;2. 第2课时:简易数字电子秤电路组成与功能学习;3. 第3课时:电子秤组装实践;4. 第4课时:电子秤调试与测量误差分析。
电子称重仪课程设计

电子称重仪课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电子称重仪的基本原理,掌握其操作步骤。
2. 学生能掌握电子称重仪在生活中的应用场景,了解其重要性。
3. 学生能掌握电子称重仪的计量单位及其转换关系。
技能目标:1. 学生能正确使用电子称重仪进行称重操作,并准确读取数据。
2. 学生能通过实际操作,解决与电子称重仪相关的实际问题。
3. 学生能运用电子称重仪进行简单的数据分析和计算。
情感态度价值观目标:1. 学生能培养对电子称重仪的兴趣,认识到其在科技领域的重要性。
2. 学生在操作过程中,养成严谨、细致的学习态度,增强合作意识。
3. 学生通过学习电子称重仪,激发探索科学、创新实践的欲望。
课程性质:本课程为实用技术类课程,旨在让学生掌握电子称重仪的基本知识和操作技能,提高学生的实践能力。
学生特点:六年级学生具备一定的认知能力和动手操作能力,对新鲜事物充满好奇,但需注重引导和激发学习兴趣。
教学要求:结合学生特点和课程性质,教师应注重理论与实践相结合,突出操作实践,注重启发式教学,引导学生主动探索和解决问题。
在教学过程中,关注学生的个体差异,鼓励合作学习,提高学生的综合素养。
通过本课程的学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 电子称重仪的原理与结构:介绍电子称重仪的工作原理、主要部件及其功能,使学生理解其内部构造和运作机制。
教材章节:第三章第三节2. 电子称重仪的操作方法:详细讲解电子称重仪的开关机、校准、称重等操作步骤,并指导学生进行实际操作。
教材章节:第三章第四节3. 电子称重仪的计量单位与换算:教授电子称重仪常用的计量单位及其换算关系,提高学生的数据处理能力。
教材章节:第三章第五节4. 电子称重仪的应用实例:分析电子称重仪在生活、工业等领域的应用,让学生了解其广泛用途。
教材章节:第三章第六节5. 电子称重仪的维护与保养:介绍电子称重仪的日常维护和保养方法,培养学生爱护设备的意识。
便携电子秤的课程设计

便携电子秤的课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解电子秤的工作原理,掌握其基本组成部分。
2. 学生能够了解便携电子秤在生活中的应用,认识到其重要性。
3. 学生掌握便携电子秤的使用方法和注意事项,了解其量程和精度。
技能目标:1. 学生能够运用已学知识分析便携电子秤的电路原理,提高问题解决能力。
2. 学生通过小组合作,动手制作一个简易的便携电子秤,培养实践操作能力和团队协作能力。
3. 学生能够对便携电子秤进行简单的故障排查和维护,提高自我解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生在探索便携电子秤的过程中,培养对科学技术的兴趣和热爱,增强创新意识。
2. 学生通过学习便携电子秤的设计原理,认识到科技与生活的紧密联系,提高社会责任感。
3. 学生在团队合作中,学会尊重他人、倾听意见,培养良好的沟通能力和团队精神。
本课程针对初中年级学生,结合物理和科学学科特点,注重理论与实践相结合。
在教学过程中,充分考虑学生的认知水平和兴趣,引导他们主动参与,激发学习热情。
通过本课程的学习,使学生能够掌握便携电子秤的相关知识,提高实践操作能力,培养科学素养和团队协作精神。
二、教学内容1. 电子秤的基本原理与组成部分- 介绍电子秤的工作原理,如传感器、放大电路、A/D转换等。
- 分析电子秤的各个组成部分及其作用。
2. 便携电子秤的应用与重要性- 讲解便携电子秤在生活中的广泛应用,如购物、实验室等。
- 强调便携电子秤相较于传统秤的优越性和重要性。
3. 便携电子秤的使用方法与注意事项- 介绍便携电子秤的正确使用方法,包括校准、测量等。
- 指出使用便携电子秤时的注意事项,如避免超载、防潮等。
4. 便携电子秤的制作与调试- 制定详细的制作步骤,引导学生动手制作简易便携电子秤。
- 指导学生进行电路连接、调试和优化,确保电子秤的正常工作。
5. 故障排查与维护- 介绍便携电子秤常见的故障现象及其原因。
- 教授学生进行简单的故障排查和维护方法,提高自我解决问题的能力。
电子称重系统课程设计

电子称重系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电子称重系统的工作原理,掌握其基本组成结构。
2. 学生能掌握电子称重系统中传感器、信号处理、数据传输等关键技术。
3. 学生能了解电子称重系统在不同领域的应用,如工业、医疗、科研等。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,分析并解决电子称重系统在实际应用中遇到的问题。
2. 学生能通过小组合作,设计并搭建一个简单的电子称重系统模型。
3. 学生能熟练使用相关软件和工具,对电子称重系统进行调试和优化。
情感态度价值观目标:1. 学生能培养对电子技术的兴趣和热情,提高创新意识和实践能力。
2. 学生能认识到电子称重系统在生活中的重要作用,增强社会责任感和使命感。
3. 学生在团队合作中,学会相互尊重、沟通与协作,培养良好的团队精神和职业素养。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,旨在培养学生的动手能力、创新能力和实际应用能力。
学生特点:本课程针对的是高中年级学生,他们已经具备了一定的物理和数学知识基础,具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求:结合学生特点和课程性质,教师应注重理论与实践相结合,引导学生主动探究,提高学生的实践操作能力和问题解决能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,鼓励学生积极参与,充分调动学生的主观能动性。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,并为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 电子称重系统原理及组成- 介绍电子称重系统的工作原理,包括力的转换、传感器原理等。
- 分析电子称重系统的组成结构,如传感器、信号处理器、显示装置等。
2. 电子称重系统关键技术- 传感器技术:探讨应变片式、电磁式等常见传感器的工作原理和应用。
- 信号处理技术:学习信号的放大、滤波、线性化等处理方法。
- 数据传输技术:了解串行通信、无线传输等技术在电子称重系统中的应用。
3. 电子称重系统实际应用- 案例分析:介绍电子称重系统在不同领域的应用,如工业生产、医疗检测等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
《荷重传感器及电子秤》课程设计一,设计简述随着现代化生产的发展,电子秤在许多商业活动中已成为不可缺少的计量工具。
电子秤作为一个典型的自动检测系统,也可归纳为由三大环节所组成。
如图1所示一次仪表通常指的是传感器,它是由敏感元件,电路,机构等组成,是利用某些特殊材料对某些物理量具有一定的敏感,然后转换成电量(电压,电流)。
通常来自一次仪表的电信号比较弱小,不足以驱动显示器。
为此采用二次仪表对信号进行放大;来自一次仪表的电信号往往还夹带外部的干扰信号,必须把它去除,一般二次仪表还包括滤波电路用以消除干扰。
传感器的转换关系往往并不服从线性关系,所以有时还需要进行适当的线性补偿处理。
故称二次仪表为测量与显示部件。
二次仪表的输出信号可能是模拟量,也可能是数字量。
三次仪表是采用了计算机技术,所以要求二次仪表的输出信号必须是数字信号。
三次仪表将进一步对信号进行处理并形成控制量输出。
作为规模较小的仪表系统,三次仪表主要是以中央处理器为核心的数字电路,组成智能化仪表。
使整个测量系统的性能与功能大大提高。
图2所示的以单片机为核心部件组成三次仪表,它大大丰富了电子秤功能。
各种各样形式的电子秤的仪表结构都是大同小异的,都必须利用荷重传感器来采集重量信号并变换成相应大小的电信号。
电子秤的二次仪表把来自荷重传感器的微弱电压信号进行放大,滤波。
这不仅为了提高灵敏度,更重要的是与下一环节的电路进行正确匹配。
目前大多数电子秤是数字显示方式,所以模拟信号还必须作模数转换。
有了A/D转换器的数码信号,就可以进行自动标度变换、自动超载报警、自动数字显示。
还可以增加人机对话键盘、与外部设备的数据交换与通信、输出模拟或数字控制信号等功能。
由此大大提高了性能。
二,设计过程1、荷重传感器电子称传感器的选用荷重传感器的形式有电阻式、电容式、压磁式等多种形式。
电阻式传感器又分为金属丝(箔)式、半导体式,它们各有优缺点及使用范围。
大多数电子秤的使用场合是极为普通的室内外的大气层环境,所谓的温度条件是-10C︒~55C︒。
选用金属箔式应变片传感器作为电子秤的荷重传感器是最广泛的应用。
因为金属箔式应变片在这个温度范围内具有精度高、稳定性好、线性、转换电路简单,成本较低等优点。
相对半导体应变片尽管也能适用并且也有不少优点,如灵敏度高,体积小,响应速度快等。
但是对温度的敏感,以前一直是它的缺陷,虽然目前已经通过激光修补工艺解决了温度补偿问题,可是生产成本高成为广泛使用的阻碍。
电容式荷重传感器也是一种可选对象,但是需要稳定的交流电源作为工作电源,技术要求高,电路复杂,适用于安装空间小,响应速度快的场合。
压磁式荷重传感器特别适用于环境温度较高的场合,但是精度不高,仅适用于大吨位秤重。
选用荷重传感器的基本要求是:灵敏度高,函数关系呈线性,重复性好,长期稳定。
应变片传感器在“传感器与测试技术”课程的学习中已经了解了应变效应。
利用应变效应可以组成荷重传感器的论述并不多。
如图3所示,为三种常见的应变片荷重传感器。
图3 金属应变片荷重传感器图(a )为圆柱式荷重传感器,弹性元件为合金钢材料。
图(b )为梁式荷重传感器,弹性元件为弹簧钢材料。
图(c )为S 型剪切式荷重传感器弹性元件为铝合金材料。
三种结构形式的荷重传感器均为压缩式受力,根据测重范围的需要,采用不同的弹性模量的材料。
通常荷重传感器的测量范围与分辨率是互相制约的,测量范围越大,则分辨率越差。
反之,测量范围越小,则分辨率越好。
测量桥路一个成品的金属箔式应变片传感器,通常在受应变的弹性元件表面按对称位置粘贴四个同质应变片,以便构成全臂电桥。
如图4所示,管式弹性体的贴片位置和测量电桥。
全臂电桥的灵敏度最高,线性好,温度补偿性能也比较好。
测量电桥的输出:E R R Ey ∆=(2-1)应变与荷重力的关系:rhE Flπε2=(2-2)其中,F为荷重力,l为管状体受力长度,r为管状体半径,h为管壁厚度,E为杨氏模量,这是与弹性体材质有关。
为了与不同称重范围相匹配,约定不同称重范围的最大应变量εm保持一致。
同一规格的荷重传感器当然选用相同的弹性体材质,只是通过管状弹性体管壁厚度h来匹配不同称重范围。
另外,如(2-1)式,欲提高输出信号,可以提高工作电压E0。
值得注意地是,过度提高工作电压E0,会导致应变片电阻通过的电流过大而自身发热引起温度带来的误差。
一般标称的应变片电阻为120Ω,约定的工作电压E0为6V或12V。
测量电桥的最大输出电压为6mV或12mV。
根据不同的使用场合,电子秤的秤台上可以布置一个荷重传感器,也可以布置几个荷重传感器。
低重位的小型电子秤一般只要布置一个荷重传感器(如商店15Kg电子秤),而大吨位平台式电子秤考虑到受力强度和平衡的关系,通常需要由4个荷重传感器来托起称重平台(如汽车地磅秤)。
参见图5所示。
图5荷重传感器的布置2、荷重传感器电子称调理电路的设计调理电路包括信号放大、信号滤波、温度补偿、线性化处理、标度变换、A/D和D/A变换等。
调理电路指的是完成来自传感器的信号幅值、标度、线性化、电量性质等的调整来满足系统各环节的要求。
除了信号幅值和电量性质变换之外,其他均由三次仪表中的单片机来完成。
电子秤系统所需的调理电路主要是放大器、滤波器和A/D转换器。
(一)放大器由于各种传感器的转换电信号比较微弱,需要将信号滤波,放大到A/D转换器可以接受的范围.目前模拟放大器均采用运算放大器。
不同的使用场合,运算放大器选用的要求也不同。
主要可以分成:通用型,高精度型,高输入阻抗,高速型等。
运算放大器的技术指标:开环增益,差模输入输出阻抗,输入失调电压和电流的温度系数,共模抑制比,上升率,带宽。
习惯选择:〖1〗若信号内阻较大时,应采用高输入阻抗的放大器,否则将会产生信号传递损失。
大多数场合都要求高输入阻抗的放大器。
〖2〗若信号电压很小时,就必须考虑低噪声,低温漂,高精度的放大器。
1、通用放大器:μA741作为要求一般的场合,使用该运算放大器可以胜任。
它具有失调量小,温漂小,功耗低,输入阻抗高共模抑制比CMRR高等优点。
电路引脚参见图6。
图6 μA741通用运算放大器LMX24(X=1,2,3)单片四运放集成电路。
特点:可以单电源双电源兼用(单电源:3V~30V,双电源±1.5V~±15V),不需要外接补偿电路,且功耗低,四运放性能较一致等优点。
根据使用体会,应用方便,价格低,但精度不够理想。
比较合适做比较器,电平转换器。
电路引脚参见图7。
图7 单片四运放LMX3242.高精度集成运放:作为传感器信号的放大,,尤其信号低到几十微伏的信号μA741,LMX24肯定不能使用。
则要求选用超低失调,超低漂移,超低噪声的运算放大器。
OP07接线图与μA741大致一样。
主要技术指标:输入失调电压85m V;失调电流0.8nA,失调电压漂移<0.2m V,输入偏置电流2nA;差模输入电阻31mΩ;输出电阻60Ω,共模抑制比CMRR:110dB.ICL7650这是属于斩波稳零型集成运算放大器,利用CMOS工艺,内设200HZ时钟源,在时钟节拍下分时工作。
第一节拍采集输入失调并记忆在补偿电容内。
第二节拍采集输入信号并与失调电压相抵消一部分,再进行放大。
这样可做到超低失调和超低漂移。
各方面的技术指标要比OP07更好。
它在测量放大,生物医学工程检测,微弱信号放大中应用非常广泛。
电路引脚参见图8。
图8 ICL7650斩波稳零型运算放大器电路介绍:CA ,CB 为记忆电容,将采集输入失调记忆在该电容内,所以补偿精度取决于电容的品质(高品质,小漏电)。
为了简化电路,通常采用内部时钟, CA ,CB 的容量取0.1m F.采用外部时钟时,频率越高,电容越小。
为了防止输出电压超过一定幅度,使得放大器阻塞。
采用引脚9控制。
钳位要求:R3+R2//R1=100~1000K Ω输出要求:负载电阻大于10K Ω,由于时钟节拍关系,输出电压会出现200HZ 波纹。
可以采用低通滤波电路加以平滑。
输入回路:3. 典型的测量放大器图9 测量放大器典型电路参见图9,采用三运放组成一个测量放大器,它具有高输入阻抗,高增益,低噪声和高共模抑制比,适用于电桥放大或仪表放大器。
)32()(0,012112121211211----+-≈-++==++-∴-==+++Us R R R Us KoRR R R R Ko Uo Uo R R R KoUo Us KoVi Uo Uo R R R Vi Us电路分析:采用线性叠加原理:输出电压:代入 V1,V2:上式表明:输入阻抗大,只要A1,A2输入阻抗与运放增益对称, 有利于提高共模抑制比,大大降低温度漂移。
(V2-V1)可以看作电桥输出的电位差。
AD521,AD522等是一种将三个运算放大器集成于一块芯片的测量放大器,有利于提高性能。
(二)滤波器大多数传感器的转换电信号是微弱的,经过仪表系统的放大,处理,传输,每个环节都有可能引入电磁干扰,若干扰信号过大,就会导致测量失败。
采用滤波器方法可以有效去除干扰信号,它已经被广泛使用了。
滤波器可分为:低通、高通、带通、带阻滤波器。
滤波器又可分为有源与无源滤波器。
高质量的滤波电路,信号经过该滤波器能够不衰减甚至增大,而干扰信号却被大幅度衰减。
滤波器是把有用信号与无用信号按频率区分,任何一种滤波器都会有截止频率,频率特性可以用Q 值衡量,Q 值越高,灵敏度越高,频率信号的选择性越好。
有了高质量的运算放大器组成的滤波器,其尺寸大大减小,性能得到明显提高。
但是在普通的工作环境里一般仍采用无源滤波器,尤其是仅设置低通滤波时。
一阶低通滤波器实例: 参见图11,图10 一阶无源、有源低通滤波器)52()()42()1)((01020201002010-------=+-=--------+++-=U U R R U RR U R R U U RR RfR R U R R U f f Pf f f f )62())(1(12210---------++=V V RPR R R R U f f f(A )一阶无源低通滤波器传递函数:(B )一阶有源低通滤波器传递函数:(RC 环节在正输入端)(C )一阶有源低通滤波器传递函数:(RC 环节在负输入端))112()1()102()1(221202112101--------++-=--------++-=V R R V R R U V R R V R R U Pf Pf P f P f )82(1111)()()(0-------+=+==SRCRSCSC S V S V s H i )72(11)1()()()(10--------++==SRC R R S V S V s H fi )92(11)()()(10---------+-==SRCR R S V S V s H fi图11 一阶有源低通滤波器的频率特性(三)A/D 转换器常用的A/D转换器有两种形式:逐次逼近A/D转换器;双积分A/D转换器。