简易电子秤设计说明书

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电子秤设计说明书.doc

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电子称设计说明书一、设计要求近年来,电子秤已愈来愈多地参与到数据处理和过程控制中。

现代称重技术和数据系统已经成为工艺技术、收货业务及商业销售领域中不可缺少的组成部分。

随着称重传感器各项性能的不断突破,为电子秤的发展奠定了其础。

随着称重传感器技术以及超大规模集成电路和微处理器的进一步发展,电子称重技术及其应用范围将更进一步的发展。

(1),利用电阻应变式传感器制作一个电子称,组装及调试各单元电路及系统电路,测量范围为10kg,测量精度0 .5%。

(2)利用液晶显示测量值。

二、总体设计框图工作原理当被测物体放在放在秤台上时,其重量便通过车称体传递到称重传感器,传感器随之产生应变效应,将物体的重量转换成与被测物体重量成一定函数关系的电信号。

此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模/数转换器进行转换,数字信号再送到微处理器的CPU处理,CPU不断扫描键盘和各种开关,根据键盘输入内容和各种功能开关的状态进行必要的判断、分析、由仪器表的软件来控制各种运算。

运算结果送到内存储器,需要显示时,CPU发出指令,从内存贮中读出送到显示器显示,或送到打印机打印。

一般信号的放大、滤波、A/D转换以及电子秤传感器的测量电路通常使用电桥测量电路,它将应变阻值的变化转换为电压或电流的变化,这就是可用的输出信号。

电桥电路有四个电阻组成,如下图所示电子秤的传感器在不加负荷时,桥路的电阻应平衡,也就是电桥初始平衡状态输出应为零。

但实际上桥路各臂阻值不可能绝对相同,接触电阻及导线电阻也有差异,致使输出不为零。

因此必须设置调零电路使初始状态达到平衡,即输出为零。

2、放大系统电子秤的放大系统是把传感器输出的弱信号放大,放大的信号应能满足模数转换的要求,该系统模数转换的输入量是应是0到1.999V。

为了测量准确,放大系统设计时应保证输入级是高阻,输出级是低阻,系统应具有很高的抑制共模干扰的能力,系统的放大倍数应根据被测物体的重量对应传感器的输出量,然后把传感器的输出量按一定的比例相应放大A/D转换器电路电路图如下图所示:传感器的输出信号放大后,通过模数转换器把模拟量转换成数字量。

单片机智能电子秤设计说明书

单片机智能电子秤设计说明书

单片机电子秤说明书秤是一种在实际工作和生活中经常用到的测量器具。

随着计量技术和电子技术的发展,传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰,电子称量装置电子秤、电子天平等以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。

和传统秤相比较,电子秤利用新型传感器、高精度AD转换器件、单片机设计实现,具有精度高、功能强等特点。

本课题设计的电子秤具有基本称重、键盘输入、计算价格、显示、超重报警功能。

该电子秤的测量范围为0-10Kg,测量精度达到5g,有高精度,低成本,易携带的特点。

电子秤采用液晶显示汉字和测量记过,比传统秤具有更高的准确性和直观性。

另外,该电子秤电路简单,使用寿命长,应用范围广,可以应用于商场、超市、家庭等场所,成为人们日常生活中不可少的必需品。

一、功能描述1、采用高精度电阻应变式压力传感器,测量量程0-10kg,测量精度可达5g。

2、采用电子秤专用模拟/数字(A/D)转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换,HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术,是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片。

3、采用STC89C52单片机作为主控芯片,实现称重、计算价格等主控功能。

4、采用128*64汉字液晶屏显示称重重量、单价、总价等信息。

5、采用4*4矩阵键盘进行人机交互,键盘容量大,操作便捷。

6、具有超量程报警功能,可以通过蜂鸣器和LED灯报警。

7、系统通过USB电源供电,单片机程序也可通过USB线串行下载。

二、硬件设计1、硬件方案单片机电子秤硬件方案如图1所示:图1 单片机电子秤硬件方案称重传感器感应被测重力,输出微弱的毫伏级电压信号。

该电压信号经过电子秤专用模拟/数字(A/D)转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换。

HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术,是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片,内置增益控制,精度高,性能稳定。

HX711芯片通过2线串行方式与单片机通信。

单片机智能电子秤设计说明书

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单片机电子秤说明书秤是一种在实际工作和生活中经常用到的测量器具。

随着计量技术和电子技术的发展,传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰,电子称量装置电子秤、电子天平等以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。

和传统秤相比较,电子秤利用新型传感器、高精度AD转换器件、单片机设计实现,具有精度高、功能强等特点。

本课题设计的电子秤具有基本称重、键盘输入、计算价格、显示、超重报警功能。

该电子秤的测量范围为0-10Kg,测量精度达到5g,有高精度,低成本,易携带的特点。

电子秤采用液晶显示汉字和测量记过,比传统秤具有更高的准确性和直观性。

另外,该电子秤电路简单,使用寿命长,应用范围广,可以应用于商场、超市、家庭等场所,成为人们日常生活中不可少的必需品。

一、功能描述1、采用高精度电阻应变式压力传感器,测量量程0-10kg,测量精度可达5g。

2、采用电子秤专用模拟/数字(A/D)转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换,HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术,是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片。

3、采用STC89C52单片机作为主控芯片,实现称重、计算价格等主控功能。

4、采用128*64汉字液晶屏显示称重重量、单价、总价等信息。

5、采用4*4矩阵键盘进行人机交互,键盘容量大,操作便捷。

6、具有超量程报警功能,可以通过蜂鸣器和LED灯报警。

7、系统通过USB电源供电,单片机程序也可通过USB线串行下载。

二、硬件设计1、硬件方案单片机电子秤硬件方案如图1所示:图1 单片机电子秤硬件方案称重传感器感应被测重力,输出微弱的毫伏级电压信号。

该电压信号经过电子秤专用模拟/数字(A/D)转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换。

HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术,是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片,内置增益控制,精度高,性能稳定。

HX711芯片通过2线串行方式与单片机通信。

实验1电子秤设计

实验1电子秤设计

实验1 电子秤设计1. 设计目的1.1掌握金属箔应变片的工作原理及应用;了解应变测量仪的工作原理及其应用。

1.2通过设计、安装、调试等实践环节,提高学生的动手能力,分析问题和解决问题的能力。

2. 实验任务2.1设计制作一个电子秤,量程为0 ~0.5 Kg,传感器采用悬臂梁式的称重传感器(悬臂梁需自行粘贴应变片)。

2.2 安装、调试电子秤系统。

首先应进行调零、标定,然后再对系统进行稳定性、漂移、重复性、线性等参数的测试和分析。

3. 实验原理当用粘帖剂将应变测量转换元件——应变片牢固粘帖在试件表面,被测试件受到外力作用长度发生变化,粘帖在试件上的应变片其电量值也随着发生△R的变化,这样就把机械量——变形转换成电量(电阻值的变化)。

这个变化量经过放大,通过A/D转换,最终变成数字读数。

图1 应变测量仪组成框图4. 实验基本器材4.1 应变片(型号:3×5 电阻值:120 ± 0.2Ω基底:纸基)4.2 数字万用表4.3 YJ–31型静态电阻应变仪4.4 悬臂梁4.5 100g砝码5. 实验要求5.1 设计方案以小组形式提出,每小组人数不应多于4人。

5.2 方案应包括系统框图、检测电路原理图、系统安装示意图,实验流程详细说明,必要的实验数据记录表格,方案应充分论证,列出选择该方案的理由。

5.3 实验最多可分为两次完成。

在设计方案时应自行合理地设定工作节点,每次实验至少完成1个工作节点。

实验前每组应有一份设计方案以备检查,检查通过方可进行实验。

5.4 小组成员实验数据可以共享,但总结报告必须独立完成。

总结报告应包括设计方案、实验数据、数据分析(如线性度、灵敏度、回差等)、实验总结。

6. 实验附件6.1 贴片工艺说明书6.1.1试件受力分析6.1.2 试件表面处理:试件表面的待测点应先用刮刀弄平整,仔细地除去漆、电镀层、锈斑、氧化皮、污垢等覆盖层。

然后用0#或1#砂布与应变片粘贴方向成45︒交叉打磨,打出一些条纹,这样可以加强胶的附着。

电子称设计(完整版)

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中北大学课程设计说明书学生姓名:_____________ 学号:_________________ 学院:信息与通信工程学院 _________ 专业:________ 电子信息科学与技术题目:________ 电子综合应用实践: __________ 数字电子秤设计指导教师: __________ 职称:__________________2010中北大学课程设计任务书09/10 学年第一学期学院: ________ 信息与通信工程学院 __________ 专业: ________ 电子信息科学与技术 __________课程设计题目: ________ 电子综合应用实践:数字电子秤设计起迄日期: 2010年1月4日〜2010年1月15日指导教师: _________________________________________系 主 任: _________________________________________学 学 学 学 生 生 生 生 姓 姓 姓姓 号: _____________号: _____________号: _____________ 号: _____________下达任务书日期:2010 年1月4日课程设计任务书1.设计目的:针对电子线路课程要求,对学生进行实用型电子线路设计、安装、调试等各环节的综合性训练,培养学生运用课程中所学的理论与实践紧密结合,独立地解决实际问题的能力。

2.设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等):设计内容:设计一个数字电子秤,组装及调试各单元电路及系统电路,用数字表显示称重结果。

设计要求及技术指标:①测量范围:0~1.999kg、0~19.99kg、0~199.9kg;②用数字显示被测重量,小数点位置对应不同的量程显示。

3.设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕:1电路原理图.2仿真结果.3课程设计说明书.课程设计任务书4.主要参考文献:要求按国标GB 7714— 87《文后参考文献著录规则》书写,例:1傅承义,陈运泰,祁贵中•地球物理学基础.北京:科学出版社,1985(5篇以上)5.设计成果形式及要求: T电路原理图… '…… 2课程设计说明书6.工作计划及进度:2010年1月4日~ 1月7 日了解设计题目,查找资料、学习相关软件; 1月8日~ 1月13日确定各题目要求计算相关参数,具体设计;1月14日~ 1月15 日整理设计说明书,答辩。

电子称设计说明书

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电子秤设计说明书一、产品设计背景及目标要求在我们生活中经常都需要测量物体的重量,于是就用到秤,但是随着社会的进步、科学的发展,我们对其要求操作方便、易于识别,随着计量技术和电子技术的发展,传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等秤量装置逐步被淘汰。

电子秤量装置电子秤、电子天平等以其准确、快速、方便、显示直观等优点而得到人们的亲睐。

电子秤日益的发展趋势是小量化、模块化、集成化、智能化;其技术性能趋向是速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高,其功能趋向是称量计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能;其应用性能趋向于综合性和组合性。

二、总体设计方案首先利用电阻应变式传感器组成的测量电路测出物质的重量信号,以模拟信号的方式传递到A/D转换器。

其次,由A/D转换电路把有差动放大器电路把传感器输出的微弱信号进行一定倍数的放大。

然后送A/D转换电路中,再由A/D转换电路把接收的模拟信号转换成数字信号,传送到显示电路。

全桥测量电路 信号放大电路 AD 信号转换 电路数显电路三、电路结构组成及工作原理1、主要组成部件:(1)重量传感器(2)放大电路(3)滤波电路(4)A/D 转换器(5)CPU (6)电源供应(7)按键外壳(8)机构(9)秤盘2、工作原理:称重测量采用目前常用并且比较成熟的方法来实现称重传感器选用双孔梁式传感器如图1所示4片电阻应变片(图1中1、2、3、4)粘贴在双孔梁的应变区,在称重时双孔梁在由被称物体产生的压力P 和系统底盘对双孔梁的支持力N 的作用下,产生平行四边形形变,由这4片应变片接成的惠斯通(Wheatstone)电桥在供桥电压的激励下随重量不同而输出不同的电压信号通过放大电路将电桥送来的微弱信号进行放大后送给A/D转换电路之后单片机对ADC的结果处理后显示或打印出来完成称重测量。

图2,是一般使用双孔梁式称重传感器构成称重系统的结构示意图它主要由1、.秤盘2.、称重传感器3、底盘三部分组成带有秤盘的双孔梁式称重传感器型秤有以下基本特点:1、同样载荷情况下梁的应变量和电桥的输出电压是个常量且与载荷在秤盘的位置无关2、梁的应变量和电桥的输出电压与载荷成正比虽然载荷在秤盘的位置和称重结果关系不大,但秤盘的重量和面积,都要根据称重传感器的性能和使用要求严格去选择,并且需要对称重传感器进行四角偏载误差锉修调整以保证系统的准确度。

简易电子称设计

简易电子称设计

烟台南山学院电子信息工程《电子工程师》课程设计报告题目姓名学号专业班级电子工程 1003指导教师提交日期 2013年06月烟台南山学院计算机与电气自动化学院电子工程师课程设计任务书一、课程设计题目《简易电子称设计》二、课程设计要求1、采用简易键盘设置单价,对采集到的代表重量的信号能同时显示重量、金额和单价2、显示的单位为克,最大称重为102g3、单价的单位为元,最大金额数值为25.5元4、能显示购物清单,清单内容包括:重量,单价、本次购物总金额三、课程设计具体内容要求1、根据课程设计题目的要求,进行实施方案的分析,制定相应的总体控制模块方案及框图。

2、根据总体设计控制模块方案,分别设计各独立控制模块方案及绘出该控制模块方框图。

3、根据各独立控制模块方案,设计各独立模块内的电路。

4、根据各模块内的相应单元电路设计结果,查阅资料,选择元件或集成电路型号。

5、将各模块电路进行电气连接,完成硬件控制系统电气原理图的设计。

6、绘出硬件控制系统电气原理图。

7、绘出系统仿真电气原理图。

8、列出电路使用的元器件和集成电路明细表9、绘出硬件控制系统电气原理图。

10、软件设计需要设计程序流程图和编写程序。

11、写出设计小结和参考文献四、根据课程设计任务书的要求,写出课程设计报告。

摘要本文设计的电子秤以单片机为主要部件,用C语言进行软件设计,硬件则以传感器、A/D转换系统、CPU控制系统、LCD显示系统及键盘控制系统七个部分组成。

通过对电路输出电压和标准重量的线性关系,建立具体的数学模型,将电压量纲(V)改为重量纲(g)即成为一台原始电子秤,在此基础上增加了LCD显示、键盘控制,随时可调节单价,显示总价格的功能,使本产品智能化,符合现代社会电子信息化的要求。

关键词:单片机,传感器,A/D转换,LCD显示目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 本设计在国内外的研究现状 (1)1.3 本设计的选题及意义 (1)2 方案选择 (2)2.1 设计要求 (2)2.2 系统方案框图 (2)2.3 分别分析和论证统方案设计 (3)2.4 确定系统方案及框图 (4)3 功能模块设计 (5)3.1 功能模块描述 (5)3.2 功能模块设计 (5)4 系统硬件原理图(系统软件流程图) (12)4.1 系统硬件原理图 (12)4.2 主程序流程图 (13)4.3 AD转换子程序流程图 (13)5 系统仿真及仿真图 (14)5.1 系统仿真图 (14)6 设计小结 (15)7 参考文献 (16)8 附录 (17)简易电子称设计1 绪论1.1 引言随着时代科技的迅猛发展,微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。

最新:简易电子秤设计说明书(内含电路图)

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目录第一章设计任务 (2)1.1简述电子称国内外发展现状和发展趋势1.2电子称的优势第二章总体设计与方案选定 (4)2.1理论基础2.2基本原理第三章电路调试与实验 (5)3.1设计方案3.2方案介绍及选定3.2.1方案介绍3.2.2方案选定3.3系统各部分的设计3.3.1传感器的设计3.3.2传感器的选择3.3.3测试电路设计3.3.4主要芯片介绍3.3.5方案分析3.4调试方法和实验分析3.4.1调试方法3.4.2实验结果误差分析3.4.3设计中产生错误的分析第四章设计总结体会 (16)4.1设计总计体会附录 (17)附录1 电路附录2 PCB图第一章设计任务1.1简述电子称国内外发展现状和发展趋势国内发展50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。

60年代初期出现机电结合式电子衡器以来,经过40多年的不断改进与完善,我国电子衡器从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。

电子衡器制造技术及应用得到了新发展。

电子称重技术从静态称重向动态称重发展:计量方法从模拟测量向数字测量发展;测量特点从单参数测量向多参数测量发展,特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。

电子称重技术基本达到国际上20世纪90年代中期的水平,少数产品的技术已处于国际领先水平。

国内的电子秤市场中,1009左右量程的电子秤精度一般为0.019即10mg。

在研究方法上,电子称重系统的工作原理一般是将作用在承载器上的质量或力的大小,通过压力传感器转换为电信号,并通过控制电路来处理该电信号。

但就总体而言,我国电子衡器产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较大差距,其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、稳定性和可靠性较差等。

国外发展在国际上,一些发达国家在电子称重力一面已经达到了较高的水平。

特别是在准确度和可靠性等方面有了很大的提高。

在称重传感器方面,国外电子秤产品的品种和结构又有创新,技术功能和应用范围不断扩大,1)美国Revere公司研制出PUS型具有大气压力补偿功能的拉压两用的称重传感器,用于高准确度检验平台,称重平台,准确度可达5000d。

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第一章设计任务 (1)1.1简述电子称国内外发展现状和发展趋势1.2电子称的优势第二章总体设计与方案选定 (4)2.1理论基础2.2基本原理第三章电路调试与实验 (5)3.1设计方案3.2方案介绍及选定3.2.1方案介绍3.2.2方案选定3.3系统各部分的设计3.3.1传感器的设计3.3.2传感器的选择3.3.3测试电路设计3.3.4主要芯片介绍3.3.5方案分析3.4调试方法和实验分析3.4.1调试方法3.4.2实验结果误差分析3.4.3设计中产生错误的分析第四章设计总结体会 (16)4.1设计总计体会附录 (17)附录1 电路附录2 PCB图第一章设计任务1.1简述电子称国内外发展现状和发展趋势国内发展50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。

60年代初期出现机电结合式电子衡器以来,经过40多年的不断改进与完善,我国电子衡器从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。

电子衡器制造技术及应用得到了新发展。

电子称重技术从静态称重向动态称重发展:计量方法从模拟测量向数字测量发展;测量特点从单参数测量向多参数测量发展,特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。

电子称重技术基本达到国际上20世纪90年代中期的水平,少数产品的技术已处于国际领先水平。

国内的电子秤市场中,1009左右量程的电子秤精度一般为0.019即10mg。

在研究方法上,电子称重系统的工作原理一般是将作用在承载器上的质量或力的大小,通过压力传感器转换为电信号,并通过控制电路来处理该电信号。

但就总体而言,我国电子衡器产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较大差距,其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、稳定性和可靠性较差等。

国外发展在国际上,一些发达国家在电子称重力一面已经达到了较高的水平。

特别是在准确度和可靠性等方面有了很大的提高。

在称重传感器方面,国外电子秤产品的品种和结构又有创新,技术功能和应用范围不断扩大,1)美国Revere公司研制出PUS型具有大气压力补偿功能的拉压两用的称重传感器,用于高准确度检验平台,称重平台,准确度可达5000d。

2)德国HBM公司研制成功C2A、 C16A两种不同结构的1-100t具有耐压外壳保护的防爆称重传感器,其防爆性能符合欧洲EN50014和EN50018d级标准。

3)美国斯凯梅公司研制出新一代高准确度不锈钢F6Ox系列5-5000kg称重传感器,准确度6000d。

用于湿度大,腐蚀性强的环境中,而且防水。

4)德国塞特内尔公司研制出以被青铜为弹性体材料,快速称重用200型称重传感器。

其特点是线性好,固有频率高,动态响应快。

独创油阻尼装置与过载保护装置一体化,保证称量时速度快,工作寿命长。

组装3一30kg电子平台秤,准确度可达4000d。

发展趋势通过分析近年来电子衡器产品的发展情况及国内外市场的需求,电子衡器总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能化;其技术性能趋向是速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高;其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能;其应用性能趋向于综合性和组合性。

1.2电子称的优势1)小型化体积小、高度低、重量轻,即小、薄、轻。

近几年新研制的电子平台秤结构充分体现了小薄轻的发展方向。

对于低容量的电子平台秤和电子轮轴秤,可采用将薄型或超薄型的圆形称重传感器,直接嵌入钢板或铝板底面与称重传感器外径相同的盲孔内,形成低外形的秤体结构,称重传感器的数量和位置由秤的额定载荷和力学要求计算决定。

钢板或铝板就是秤体的台面,称重传感器既是传感元件,又是承力支点,极大地简化了秤体结构,减少了活动连接环节,不但降低了成本,而且提高了稳定性和可靠性。

2)模块化对于大型或超大型的承载器结构,如大型静动态电子汽车衡等,已开始采用几种长度的标准结构的模块,经过分体组合,而产生新的品种和规格。

3)集成化对于某些品种和结构的电子衡器,例如小型电子平台秤、专用秤、便携式静动态电子轮轴秤、静动态电子轨道衡等,都可以实现秤体与称重传感器,钢轨与称重传感器,轨道衡秤体与铁路线路一体化。

如秤体与称重传感器一体化的便携式静动态电子轮轴秤,多用硬铝合金厚板制成。

4)智能化电子衡器的称重显示控制器与电子计算机组合,利用电子计算机的智能来增加称重显示控制器的功能。

使电子衡器在原有功能的基础上,增加推理、判断、自诊断、自适应、自组织等功能,这就是当今市场上采用微机化称重显示控制器的电子衡器与采用智能化称重显示控制器的电子衡器的根本区别。

5)综合性电子称重技术的发展规律就是不断的加强基础研究并扩大应用,扩展新技术领域,向相邻学科和行业渗透,综合各种技术去解决称重计量、自动控制、信息处理等问题。

6)组合性在工业称重计量过程或工艺流程中,不少称重计量系统还要求具有可组合性,即测量范围等可以任意设定;硬件能够依据一定的工作条件和环境作某些调整,硬件功能向软件方向发展;软件能按一定的程序进行修改和扩展;输入输出数据与指令可以使用不同的语言和条形码,并能与外部的控制和数据处理设备进行通信。

第二章总体设计与方案选定2.1理论基础1)原理主要用一个电阻应变式传感器,电阻应变式传感器是基于这样一个原理:弹性体(弹性元件,敏感梁)在外力作用下产生弹性变形,使粘贴在他表面的电阻应变片(转换元件)也随同产生变形,电阻应变片变形后,它的阻值将发生变化(增大或减小),再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流),从而完成了将外力变换为电信号的过程。

也就是当物体放在秤盘上时,压力施给传感器,该传感器发生形变,从而使阻抗发生变化,这时输出的电流和电阻发生变化,这便可以当作一个信号,输出电压信号通常很小,需要通过前端信号处理电路进行准确的线性放大,因此用一个放大器进行放大,放大后的模拟信号经模数转换电路转换为便于处理的数字信号输出。

然后应用单片机或芯片MC4511和MC1413进行调试确定量程精度,并且用LCD或LED进行输出,在实际应用中,为提高数据采集的精度并尽量减少外界电气干扰,若需要还要在传感器与数模转换器之间加上信号调整电路。

为了保护仪器还在需要时加上报警电路。

2)待解决问题(1)应变片灵敏度要高,因为是小量程的则形变很小。

(2)因为形变小所以很难找到合理的应变片以得到合理分辨力。

(3)因量程小则数据进入线性区域困难。

(4)因应力很小则应该尽量减少其它力的影响以减小误差。

2.2基本原理1)电子称是由称重传感器感知外界的重力,再把转换的电信号传送给电子电路的。

在称重时不要过力,特别是小称量的秤,所称的物品要轻拿轻放,以免损坏传感器。

2)必须给电子秤一个稳定的工作电压,使之提高称重的准确性。

3)电子秤最好在干燥通风的环境中使用(防水电子秤除外),因为,传感器和电子元件长期工作在潮湿的环境中会缩短使用寿命,给您带来经济损失。

4)电子秤内部使用的是运算放大器、A/D模数转换器和译码器电路,为使您称重准确,应远离强电磁干扰源,如(电焊机,电钻,磁铁,大型电动机)等。

第三章电路调试与实验3.1设计方案系统框图1)2) 方案设计 电阻应变式传感器 信号放大器 模拟数字信号转换器 单片机键盘控制LCD 输出图二 单片机处理LCD 显示方案电阻应变式传感器 信号放大器 模拟数字信号转换器 LED 显示 达林管阵列和译码器 图一芯片处理与LED 输出型方案3.2方案介绍及选定1)方案介绍前端信号处理时,选用放大器模数转换器等措施,在显示方面采用LED或具有字符图文显示功能的LCD显示器。

这不仅加强了人机交换的能力,可以显示所称量的物体信息等相关内容。

目前单片机技术比较成熟,功能也比较强大,被测信号经放大整形后送入单片机,由单片机对测量信号进行处理并根据相应的数据关系译码显示出被测物体的重量。

由于系统需要的按键较多,因此要加一个键盘。

单片机控制适合于功能比较简单的控制系统,而且其具有成本低,功耗低,体积小算术运算功能强,技术成熟等优点。

但其缺点是外围电路比较复杂,编程复杂。

使用单片机处理 LED显示型方案会给系统设计带来一定的难度。

使用译码器MC4511和达林管阵列MC1413可以完成比较复杂的控制系统,其外围的电路简单,不需要编写复杂的程序,因为有许多现成的软件可以应用。

但是其缺点是耗费时间,调试不方便,不利于大规模生产。

2)方案选定最后综合各方面的要求以及所有的条件,选择芯片处理与LED输出型方案。

(图一方案)3.3系统各部分的设计1)传感器的设计传感器及弹性元件,弹性元件就是弹性体。

弹性体是一个有特殊形状的结构件。

它的功能有两个,首先是它承受称重传感器所受的外力,对外力产生反作用力,达到相对静平衡;其次,它要产生一个高品质的应变场(区),使粘贴在此区的电阻应变片比较理想的完成应变早电信号的转换任务。

称重测量采用目前常用并且比较成熟的方法来实现称重,弹性元件选用双孔梁式如图所示4片电阻应变片中1,2,3,4粘贴在双孔梁的应变区在称重时双孔梁在由被称物体产生的压力P和系统底盘对双孔梁的支持力N的作用下产生平行四边形形变由这4片应变片接成的全桥电桥在电压的激励下随重量不同而输出不同的电压信号。

设有一双孔长方体悬臂梁。

贴应变片处均承受纯剪应力,但其上、下部分将会出现拉伸和压缩应力。

主应力方向一为拉神,一为压缩,因此把应变片贴在这里,则应变片上半部将受拉伸而阻值增加,而应变片的下半部将受压缩,阻值减少。

下面便为贴应变片中心点的应变表达式,次为文献上所寻,此处不做推导。

ε = (3Q (1+μ)/2Eb )*(B (H2-h2)+bh2)/ (B (H3-h3)+bh3) 其中:Q--截面上的剪力; E--扬氏模量:μ—泊松系数;B 、b 、H 、h —为梁的几何尺寸。

需要说明的是,上面分析的应力状态均是“局部”情况,而应变片实际感受的是“平均”状态。

之所以弹性元件选用带有秤盘的双孔梁式秤有以下基本特点(1)同样载荷情况下梁的应变量和电桥的输出电压是个常量且与载荷在秤盘的位置无关 ,它的最大特点就是具有抗偏载的力学特性。

也就是说,弹性体的应变(2)梁的应变量和电桥的输出电压与载荷成正比。

至于弹性元件的具体尺寸见下图五.虽然载荷在秤盘的位置和称重结果关系不大但秤盘的重量和面积都要根据称重传感器的性能和使用要求严格去选择并且需要对称重传感器进行四角偏载误差锉修调整以保证系统的准确度2)传感器的选择电阻应变式传感器的称量范围为300g 至数千kg ,计量准确度达1/1000~1/10000,结构较简单,可靠性较好。

因此由成本及此次应用环条件境可以选择图三 弹性元件设计 图四 电子秤基本结构 1,2,3,4为应变片 图五 双孔梁切面标尺图 1秤盘 2弹性元件 3底座电阻应变式传感器,电阻应变式传感器主要利用金属电阻应变效应或半导体材料的压阻效应制成灵敏原件,是测量微小变化的理想传感器。

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