电控学院
综合实验课程设计
题目：称重仪
院（系）：电气与控制工程学院
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指导教师：
2014年3月18日
称重传感器设计实验报告
一．称重传感器项目背景意义：
在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种称重传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。
称重传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。
在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位，现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到 cm 的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s 的瞬间反应，此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁砀等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的称重传感器是不可能的，许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破，一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。
称重传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域，可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。 二．方案分析
称重传感器利用电阻应变片变形时其电阻也随之改变的原理工作。主要由弹性元件、电阻应变片、测量电路几部分组成。称重仪的称重模块的硬件由称重传感器、放大器等组成，其原理框图如图1所示。称重传感器完成重量到电压的变换，被变换的电压经适当放大后，其转换的输出量是计算机能够接受的数字信号。 三．硬件部分 1. 硬件原理框图
图1称重仪原理框图
2.称重传感器的转换电路。
一般将粘贴在弹性体上的电阻应变计连接成差动式惠斯登电桥,见图3。由于差动式惠斯登电桥的灵敏度高,各臂参数一致,各种干扰的影响可以相互抵消,而且还可以方便地解决称重传感器的补偿问题,所以称重传感器均采用箔式双轴片连接成的差动式惠斯登电桥作为测量电路。在图3所示电路中,R1、R2、R3、R4为应变电阻,Ui 为激励电压,Uo 为输出电压,根据以上分析,可以得出Uo 的输出表达式为: Uo=Ui(R2R4-R1R3)/(R1+R2)(R3+R4) （1）当R1R3=R2R4时,电桥平衡,
压力传感器
测量放大电路
报警 电路
此时Uo=0。在组桥时,令R1、R3的阻值随弹性体的变形而减小;R2、R4的阻值随弹性体的变形而增加,其变化量分别为:△R1、△R2、△R3、△R4,则称重传感器受负荷作用时,其输出Uo 可用下式描述: Uo=Ui ×R2R4/(R2+R4)2×(△R1/R1 +△R2/R2+△R3/R3+△R4/R4) （2）
式（1）适合计算称重传感器未受载荷作用时的零点平衡输出;而式（2）适合计算称重传感器受载荷作用时的输出电压。
图3 全桥电路
称重传感器利用应变测力原理，通过弹性元件将力以形变的形式传递给应变片。本实验使用的压力测量传感器结构如图2所示，它是一种典型复合悬臂梁结构，双连孔弯曲梁作为弹性元件。在弹性元件上粘上一组应变片形组成应变电桥，四片应变片分别粘贴在梁的上、下两表面上，可组成全桥电路，如图3所示。当载荷W 作用时，弹性体受力发生形变，12R R 、受拉伸，阻值增加；34R R 、受压缩，阻值减小，电桥因桥臂电阻的变化而失去平衡，输出与荷重成正比的电压信号,其输出电压与重力W 的关系为：
11U K W = 式中1K 为重力传感器的转换系数，1K E G μ=?其单位为mV/Kg 。
紧固螺钉秤盘
F
引线
支撑快
应变片R1
应变片R2
秤盘支撑快
应变片R3
应变片R4
底板
弹性梁
图2 实验中使用的称重传感器结构
本实验中重力传感器的量程G是5Kg，灵敏度系数 约为1mV/V，桥压U为10V。
3.报警电路设计
当称重传感器受力时，应变片产生形变，以致其阻值也发生变化，在应变片桥臂上施加电压，就会有电压输出，即输出与受力成正比的电压信号。此信号经信号放大器放大到合适的幅度后送入比较电路。当放大器的输出电压大于比较电压时，就输出高电平，则报警电路可以正常工作，如果放大器的输出电压小于比较电压，则输出低电平，报警电路无法正常工作。比较电路的比较器实现的性能是110%过载通过声和光的方式报警。报警原理的原理是称重传感器的检测电路一般均采用全桥式等臂电桥,这种电路具备很多优点,如能够克制温度变化的影响,克制侧向力搅扰,比较方便地处理称重感器的弥补问题等。称重传感器检测电路的性能是把电阻应变片的阻值的变化转变为变化的电压值输出。称重的电路原理决定的电路称重传感器的安全过载报警最终是经过振荡器的信号接收产生振荡最后在喇叭里发出警报声。对于任何一种称重传感器他们的安全过载保护的原理是一样的。
4.显示部分：
四：传感器的调试
在我们组的调试过程中，我主要负责电阻应变式传感器的测量电路和传感器测量范围精确度的调试
首先，我查看的资料显示电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效应，将各
种力学量转换为电信号的结构型传感器。电阻应变片式电阻应变式传感器的核心
元件，其工作原理是基于材料的电阻应变效应，电阻应变片即可单独作为传感器
使用，又能作为敏感元件结合弹性元件构成力学量传感器。
导体的电阻随着机械变形而发生变化的现象叫做电阻应变效应。电阻应变片
把机械应变信号转换为△R/R后，由于应变量及相应电阻变化一般都很微小，难
以直接精确测量，且不便处理。因此，要采用转换电路把应变片的△R/R变化转
换成电压或电流变化。其转换电路常用测量电桥。
我发现直流电桥的特点是信号不会受各元件和导线的分布电感及电容的影
响，抗干扰能力强，但因机械应变的输出信号小，要求用高增益和高稳定性的放
大器放大。
E接直流电源E：
下图为一直流供电的平衡电阻电桥，
in
)
(
4
34
211R R R R R R E +-+=)
)((43214
231R R R R R R R R E ++-?3
4
2
1
R R R R =[]
[][])()()()()()
(22
R R R R R R R R E
R R R R uo ?-+?+?-+?+?--?+=
E R
R ??
=
图2.6 传感器结构原理图
当电桥输出端接无穷大负载电阻时，可视输出端为开路，此时直流电桥称为电压桥，即只有电压输出。
我忽略电源的内阻，通过分压原理计算得： AD AB BD o u u u u -==
=
（2.2）
当满足条件R1R3=R2R4时，即
（2.3）
o u =0，即电桥平衡。
从这里我得知应变片测量电桥在测量前使电桥平衡，从而使测量时电桥输出电压只与应变片感受的应变所引起的电阻变化有关。
我又想到了我们学过的差动电路，因此我又计算了关于差动电路的一些参数。若差动工作，即R1=R -△R,R2=R+△R,R3=R-△R ，R4=R+△R,按式（2.2），则电桥输出为
E k ε= (2.4)
按照以前学到的知识可以知道常规的电阻应变片K 值很小，约为2，机械应
变度约为0.000001—0.001，所以，电阻应变片的电阻变化范围为0.0005—0.1欧姆。所以测量电路应当能精确测量出很小的电阻变化，在电阻应变传感器中做常用的是桥式测量电路。
桥式测量电路有四个电阻，其中任何一个都可以是电阻应变片电阻，电桥的一个对角线接入工作电压E，另一个对角线为输出电压Uo。其特点是：当四个桥臂电阻达到相应的关系时，电桥输出为零，或则就有电压输出，我利用万用表测量，结果说明我们的电桥能够精确地测量微小的电阻变化。
我们这次设计中采用的是电阻丝应变片，电阻应变片会有误差，产生的因素很多，因此我测量时很注意。其中温度的影响最重要，环境温度影响电阻值变化的原因主要是：
A.电阻丝温度系数引起的。
B.电阻丝与被测元件材料的线膨胀系数的不同引起的。
对于因温度变化对桥接零点和输出，灵敏度的影响，会因应变片之间稍有温度特性之差而引起误差，所以传感器必须进行温度补偿，我解决的方法是在被粘贴的基片上采用适当温度系数的自动补偿片，并从外部对它加以适当的补偿。而且我发现非线性误差是传感器特性中最重要的一点。资料上产生非线性误差的原
U0
因很多，一般来说主要是由结构设计决定，通过线性补偿，也可得到改善。滞后和蠕变是关于应变片及粘合剂的误差。由于粘合剂为高分子材料，其特性随温度变化较大，所以称重传感器必须在规定的温度范围内使用。
测量电路中，我们将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，当应变片初始阻值：R1＝R2＝R3＝R4，其变化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4时，其桥路输出电压
U out＝KEε。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。
调整测量范围的精确度
第一步，将差动放大器调零，合上电源开关，调节电桥平衡电位RP1使数显表显示0.00V。
第二步，将10只标准砝码全部置于传感器的托盘上，调节电位器Rp3,使数显表显示为0.200V或-0.200V。
第三步，拿去托盘上的所有砝码，调节电位器RP4，使数显表显示为0.000V。重复第二三步的标定过程，一直到精确为止，把电压纲V改为质量量纲g，就可以称重，是指成为一台原始的电子称。
传感器偏载误差的调整
偏载产生原因，传感器由于贴片位置的误差，以及尺寸不一致性，也就出现了偏载误差。电子计价秤传感器偏载误差，是指在秤盘的中心加一重物与在秤盘偏离中心位置上加同一重物其称量输出不一致带来的误差。
由于传感器在贴好贴片之后贴片位置的误差是无法调整的。从平行梁受力变形原理上看，可以将贴片位置误差带来的偏载归结为尺寸不一致带来的影响，这样我们只需做尺寸上的修正。
三种补偿
1．零点补偿当采用两个箔式双轴片连接成差动式惠斯登电桥时,各桥臂电阻很难做到绝对一致。即使精挑细选出电阻值相等的应变计,经过贴片过程,电阻值还会发生一定变化,所以其桥路不平衡是绝对的。使称重传感器在不承重时的输出Uo等于零所进行的调整即为零点补偿,零点补偿的方法有桥臂中串联电阻法、并联电阻法和外加电压法3种,我们采用的是串联电阻法。串联电阻法零点补偿的步骤首先是决定零点补偿电阻应串入哪一个桥臂,其次是决定这个电阻值应该是多大,然后决定绕制这个电阻的锰铜丝应该多长,最后用双线无感绕法绕好。经老化处理后再接入传感器桥路,由实验作精细调整。
2．零点温度补偿称重传感器在不承重时的输出,随温度变化而变化,通常叫做零点温度漂移。引起零点温漂的原因很多,如电阻应变计温度系数的不一致、弹性体纵横向膨胀率不同、电阻应变计胶基厚度和固化程度不一致、连线长度不同、焊点质量影响等因素,都将引起电子秤零点不稳定。调整时我们将零点温漂看作是由于4个桥臂的电阻温度系数不一致所引起的,于是可以在某一个桥臂中串联一个温度系数较大的铜或镍、钴镍合金电阻,以提高该桥臂总的电阻温度系数。零点温度补偿和零点补偿都是在桥臂中串联电阻,在做其中某一项调整时一定会影响到另一个,因此这两种补偿要反复多次才能满足两者要求。先做零点温度补偿到接近满足要求时,再做零点补偿,然后精细地做零点温度补偿和零点补偿。3. 弹性模量温度补偿弹性模量温度补偿也叫传感器灵敏度的温度补偿。在传感器上加上单位激励电压时,在额定载荷下的输出称为传感器的灵敏系数。弹性模量具有负的温度系数,所以传感器不在恒温条件下工作又要求有较高的精度时,就需要对弹性模量E加以补偿。由输出电压Uo与被测力F的关系式可以看出,在其他条件不变的情况下,输出电压Uo与弹性模量E成反比。温度升高,E变小,输出电压增大。如果令激励电压U在E减小的同时与之成比例地减小,使比值U/E
保持不变,则输出电压Uo 就可以不变,补偿方法是把适当的铜电阻RE 串联在供桥电路中。温度升高,铜电阻增大,在它上面的压降增大,相应地加在桥路上的激励电压就减小。 实际上,在温度改变时,不仅E 随之改变,应变计的灵敏系数K 和截面积A 也有微量变化,所以弹性模量补偿也补偿了K 和A,这实际是一次综合补偿,最后使传感器的灵敏系数S 在使用温度范围内,成为与温度无关的常数。 放大电路部分的计算：
B3
+5V
+5V
-5V
-5V
-5V
+5V
A1
A2
A3
U out
OP07OP07OP07U i1
U i2
R G
A
B
A1
A2
A3
A4
B1
B2
B4
R7R8
R10
R9
R2
R1
R6R5R4R3
U o1
U o2
10k
10k
120300620
10k 10k
10k
10k
图4称重调理实验板电路
图中，A1和A2形成输入级，由欧姆定律得：
121212U ()()/o o G i i G U R R R U U R -=++- 式中，G R 代表
3
R 、4R 、
5
R 、6R 中所选用的电阻。
若
12
R R =，则
1
12122(1)()o o i i G
R U U U U R -=+
-
A3形成输出级，其输出为：109710127
1089()()out o o R R R R U U U R R R R ??+=
-??
+??
若令
78
R R =，
910R R =,
则差动放大器A3的输出为：10
217
()out o o R U U U R =
-
所以，12()out i i U A U U =-，
10172(1)G R R A R R =
+
取710R R =，得
1
2(1)G R A R =+
在实验板电路中，对应上述公式，有R1=R2=100K Ω,R3=R4=10K Ω,R5=R6=100K Ω.
五．实验体会
参考文献：
[1] 黄智伟．全国大学生电子设计竞赛训练教程[M]．北京：电子工业出版式社，2005年1 月第1版
[2] 刘笃仁.传感原理及应用技术[M]．西安：电子科技大学出版社，2006年8月
[3] 吕泉. 现代传感器原理及应用[M]．北京：清华大学出版社，2006年 [4] 吴祖国. 斩波稳零运算放大器的原理及应用[J]. 国外电子元器件,2003年第4期
[5] 王传新. F3140 及其在半双工对讲机中的应用[J]. 电子技术应用,1998年第12期
[6] 张巍，王海娜. 传感器技术及应用[M]．北京：理工大学出版社，2013年6月
审定成绩： 自动控制原理课程设计报告 题目：单位负反馈系统设计校正 学生姓名姚海军班级0902 院别物理与电子学院专业电子科学与技术学号14092500070 指导老师杜健嵘 设计时间2011-12-10
目录一设计任务 二设计要求 三设计原理 四设计方法步骤及设计校正构图五课程设计总结 六参考文献
一、 设计任务 设单位负反馈系统的开环传递函数为 ) 12.0)(11.0()(0 ++= s s s K s G 用相应的频率域校正方法对系统进行校正设计，使系统满足如下动态和静态性能： (1) 相角裕度0 45 ≥γ ； (2) 在单位斜坡输入下的稳态误差05.0＜ss e ； (3) 系统的剪切频率s /rad 3＜c ω。 二、设计要求 （1） 分析设计要求，说明校正的设计思路（超前校正，滞后校正或滞后－超前 校正）； （2） 详细设计（包括的图形有：校正结构图，校正前系统的Bode 图，校正装 置的Bode 图，校正后系统的Bode 图）； （3） 用MATLAB 编程代码及运行结果（包括图形、运算结果）； （4） 校正前后系统的单位阶跃响应图。 三、设计原理 校正方式的选择。按照校正装置在系统中的链接方式，控制系统校正方式分为串联校正、反馈校正、前馈校正和复合校正4种。串联校正是最常用的一种校正方式，这种方式经济，且设计简单，易于实现，在实际应用中多采用这种校正方式。串联校正方式是校正器与受控对象进行串联连接的。本设计按照要求将采用串联校正方式进行校。校正方法的选择。根据控制系统的性能指标表达方式可以进行校正方法的确定。本设计要求以频域指标的形式给出，因此采用基于Bode 图的频域法进行校正。 几种串联校正简述。串联校正可分为串联超前校正、串联滞后校正和滞后-超前校正等。 超前校正的目的是改善系统的动态性能，实现在系统静态性能不受损的前提下，提高系统的动态性能。通过加入超前校正环节，利用其相位超前特性来增大系统的相位裕度，改变系统的开环频率特性。一般使校正环节的最大相位超前角出现在系统新的穿越频率点。
课程设计(论文) 题目名称数字温度计 课程名称电子技术课程设计 学生姓名屈鹏 学号1141201112 系、专业电气工程系电气工程及其自动化 指导教师李海娜 2013年12月17日
邵阳学院课程设计（论文）任务书 年级专业11级电气工程及其自动化学生姓名屈鹏学号1141201112 题目名称数字温度计设计设计时间2013.12.9—2013.12.20 课程名称电子技术课程设计课程编号121202306 设计地点电工电子实验室408、409 一、课程设计（论文）目的 电子技术课程设计是电气工程及自动化专业的一个重要的实践性教学环节，是对已学模拟电子技术、数字电子技术知识的综合性训练，这种训练是通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成，着重培养学生工程实践的动手能力、创新能力和进行综合设计的能力，并要求能设计出完整的电路或产品，从而为以后从事电子电路设计、研制电子产品奠定坚实的基础。 二、已知技术参数和条件 用中小规模集成芯片设计并制作一数字式温度计，具体要求如下： 1、温度范围0-100度。 2、测量精度0.2度。 3、三位LED数码管显示温度。 三、任务和要求 1.按学校规定的格式编写设计论文。 2.论文主要内容有：①课题名称。②设计任务和要求。③方案选择与论证。④方案的原理框图，系统电路图，以及运行说明；单元电路设计与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说明等。 ⑤必须用proteus或其它仿真软件对设计电路仿真调试。对调试中出现的问题进行分析，并说明解决的措施；测试、记录、整理与结果分析。⑥收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。 注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效； 2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。
电阻应变式称重传感器设计 摘要：在分析重力传感器信号特性的基础上，模块化地设计了称重传感器信号的调理电路并对其进行了仿真实验。结果表明：电路能实时、准确地处理信号，且工作稳定，可靠，重复性好，抗干扰能力强，可实现精密测量的目的。 关键词：称重；Lab view；电阻应变式传感器；放大电路。 一、引言 随着现代数据采集系统的不断发展，对高精度信号调理技术的要求也越来越高。由于传感器输出的信号往往存在温漂、信号比较小及非线性等问题， 因此它的信号通常不能被控制元件直接接收，这样一来，信号调理电路就成为数据采集系统中不可缺少的一部分，并且其电路设计的优化程度直接关系 到数据采集系统的精度和稳定性。 在称重传感器信号检测中，检测精度受到诸多因素的影响，其中电桥激励电压源的精度和稳定度是影响信号精确度的重要因素之一。电桥输出与激励电压成正比，因此，激励电压出现任何漂移都将导致电桥输出出现相应的漂移。并且现场工作环境恶劣，可能存在粉尘、振动、噪声以及电磁干扰等，称重传感器输出的几百微伏至几十毫伏信号极易受到干扰。所以研究抗干扰能力强、实时性好的信号变送和传输技术对保证检测精度具有重要意义。 二工作原理 1、原理框图
2、称重传感器（MS-1） MS—1型钢制“S”称重传感器，承受拉、压外力均可，输出对称性好，结构紧凑、安装方便、规格齐全。可用于制造机电结合称、吊钩秤、料斗秤及各种专用称、工艺称等。 外形尺寸
量程：50kg； 尺寸：A=51mm；B=13mm；C=64mm；螺纹（公制mm）：M8×1.25； 技术指标： 标定数据：
转换系数K: 应变片测量电路： 上图为直流供电的测量电桥原理图，其中第一臂为电阻应变片，由应变片引起的电阻变化为△R1，当R1=R2、R3=R4时，电桥的电压灵敏度S U为最大，此时有：U0=(1) S U=U0/(2) U0=(3) 采用差动电桥可以消除非线性误差。因此本设计电阻应变式称重传感器选用直流供电应变全桥，该电桥的电压灵敏度比单一工作应变片的电压灵敏度提高了4倍，且具有温度补偿作用。 3、放大电路 R1=10K；R2=2.4K; R3=238K; R4=2.4K; R5=100K 放大倍数K=(R3/R2)×(R5/R4)≈4100;
称重传感器的样式与应用 称重传感器是一种将质量信号转换成可测量的电信号输出的装置。简单的理解是，当力施加到称重传感器上时，质量信号将被转换成可测量的电信号，该电信号将通过电路输出到主板，以便由芯片进行处理和分析。然而，在使用传感器时，需要首先考虑传感器所处的工作环境，这对于正确选择称重传感器至关重要。它关系到传感器的正常运行、安全和使用寿命，甚至整个称重仪器的可靠性和安全性。 。 称重传感器运用于多个行业，为了满足各个行业的需求所以会有各种形状的传感器：S型称重传感器，单点式称重传感器，悬臂梁称重传感器，轮辐式称重传感器，双剪切梁式称重传感器，圆板式称重传感器，柱式称重传感器。 S型传感器上下平行梁和等应力工作梁组成，通过上下及对称辅助梁(8型)来进行力的传递。上下平行梁的根部尺寸较小，使之成为两平行柔性梁构成一框架，使它对垂直方向的力影响很小，使工作载荷垂直上下运动，准确地将力传递到工作梁上，使工作梁只感受垂直载荷，而对非工作力，力矩不敏感，这样就能有效地消除非工作力的影响。在两柔性梁之间为一等应力工作梁，测试应变计贴在中心梁平面的两边。由于等应力梁使应变计感受同一应变，桥路的输出为平均应力值的4倍，这样输出灵敏度较高，同时对贴片位置
要求 不高，贴片方便。 适用于吊钩秤、机电结合秤、料斗秤、料罐秤、包装秤、配料称重控制、试验机、力的监控及测量 单点传感器是基于平行四边形的原理，但是应该为应变仪的位置提供一个附加的中心横梁。从而完成测量平行四边形顶部和底部的梁和挠曲的任务。它的优点是应变仪离开位置时会受到偏心载荷的扭转作用。同时增加了结构的刚性。适用于自动轴重秤、无人零售柜、电子计价秤、小型平台秤等工业称重和生产过程称重。
自动控制原理课程设计题目速度伺服控制系统设计 专业电气工程及其自动化 姓名 班级 学号 指引教师 机电工程学院 12月
目录一课程设计设计目 二设计任务 三设计思想 四设计过程 五应用simulink进行动态仿真六设计总结 七参照文献
一、课程设计目： 通过课程设计，在掌握自动控制理论基本原理、普通电学系统自动控制办法基本上，用MATLAB实现系统仿真与调试。 二、设计任务： 速度伺服控制系统设计。 控制系统如图所示，规定运用根轨迹法拟定测速反馈系数' k，以 t 使系统阻尼比等于0.5，并估算校正后系统性能指标。 三、设计思想： 反馈校正： 在控制工程实践中，为改进控制系统性能，除可选用串联校正方式外，经常采用反馈校正方式。常用有被控量速度，加速度反馈，执行机构输出及其速度反馈，以及复杂系统中间变量反馈等。反馈校正采用局部反馈包围系统前向通道中一某些环节以实现校正，。从控制观点来看，采用反馈校正不但可以得到与串联校正同样校正效果，并且尚有许多串联校正不具备突出长处：第一，反馈校正能有效地变化
被包围环节动态构造和参数；第二，在一定条件下，反馈校正装置特性可以完全取代被包围环节特性，反馈校正系数方框图从而可大大削弱这某些环节由于特性参数变化及各种干扰带给系统不利影响。 该设计应用是微分负反馈校正： 如下图所示，微分负反馈校正包围振荡环节。其闭环传递函数为 B G s （）=00t G s 1G (s)K s +（）=22t 1T s T K s ζ+（2+）+1 =22'1T s 21Ts ζ++ 试中，'ζ=ζ+t K 2T ，表白微分负反馈不变化被包围环节性质，但由于阻尼比增大，使得系统动态响应超调量减小，振荡次数减小，改进了系统平稳性。 微分负反馈校正系统方框图
湖南工学院 课程设计说明书 课题题目：温度测量仪 专业名称：xxxxxxxxx 学生班级：xxxxxxxxx 学生姓名：xxxxxxxxx 学生学号：xxxxxxxxx 指导教师：xxxxxxxxx 报告时间：xxxxxxxxx 小组人员：xxxxxxxxx
课程设计任务书 一设计目的 1、通过对温度测量电路的设计、安装和调试了解温度传感器的性能，学会 在实际电路中应用； 2、进一步熟悉集成运放的线性和非线性应用。 二设计要求和技术指标 1、技术指标： 要求设计一个温度测量器件，其主要技术指标如下： （1）测温范围：室温～50℃； （2）被测温度达到50℃时，指示灯亮（或蜂鸣器工作）； 2、设计要求 （1）设计一个能满足要求的温度测量及报警电路； （2）要求绘出原理图，并用Protel画出印制板图（选做）； （3）根据设计要求和技术指标设计好电路，选好元件及参数； （4）在万能板、PCB板上或面包板上安装好电路并调试； （5）拟定测试方案和设计步骤； （6）撰写设计报告、调试总结及使用说明书。 3、设计扩展要求 （1）能显示输出温度；
目录 第1章绪论 (1) 1.1电子技术的发展趋势 (1) 1.2 本人的主要工作 (2) 第2章温度测量仪的电路设计 (3) 2.1 温度测量仪总体框图 (3) 2.2 AD590集成温度传感器 (3) 2.3 K—℃变换器 (4) 2.4 放大器 (5) 2.5 比较器 (5) 2.6 报警设备 (6) 2.7 电路原理图 (7) 第3章仿真与制作 (8) 3.1 电路的仿真 (8) 3.2 仿真结果及其分析 (12) 3.3 温度测量仪的调试 (12) 第4章总结报告 (13) 附录A元件清单 (14) 附录B实物图 (15) 参考文献 (16)
电控学院 综合实验课程设计 题目：称重仪 院（系）：电气与控制工程学院 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 2014年3月18日
称重传感器设计实验报告 一．称重传感器项目背景意义： 在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种称重传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。 称重传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。 在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位，现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到 cm 的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s 的瞬间反应，此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁砀等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的称重传感器是不可能的，许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破，一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。 称重传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域，可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。 二．方案分析 称重传感器利用电阻应变片变形时其电阻也随之改变的原理工作。主要由弹性元件、电阻应变片、测量电路几部分组成。称重仪的称重模块的硬件由称重传感器、放大器等组成，其原理框图如图1所示。称重传感器完成重量到电压的变换，被变换的电压经适当放大后，其转换的输出量是计算机能够接受的数字信号。 三．硬件部分 1. 硬件原理框图 图1称重仪原理框图 2.称重传感器的转换电路。 一般将粘贴在弹性体上的电阻应变计连接成差动式惠斯登电桥,见图3。由于差动式惠斯登电桥的灵敏度高,各臂参数一致,各种干扰的影响可以相互抵消,而且还可以方便地解决称重传感器的补偿问题,所以称重传感器均采用箔式双轴片连接成的差动式惠斯登电桥作为测量电路。在图3所示电路中,R1、R2、R3、R4为应变电阻,Ui 为激励电压,Uo 为输出电压,根据以上分析,可以得出Uo 的输出表达式为: Uo=Ui(R2R4-R1R3)/(R1+R2)(R3+R4) （1）当R1R3=R2R4时,电桥平衡, 压力传感器 测量放大电路 报警 电路
称重控制器安装操作说明 V1.0文档建立 V1.1增加开关和LED的连接方法 V1.2详细描述硬件连接方法 一、模块的网页设置 如果事先不知道模块的IP地址，可以先恢复出厂配置： 在Ready灯亮的情况下，按住reload持续至少1s，然后松开，Ready灯会在几秒后熄灭，并随后重新亮起。 这时检测周围的无线网络，会出现名为HF-A11x_AP的网络，加入这个网络，再按照下面的流程来。 1、打开浏览器，输入模块的IP地址（默认情况下为10.10.100.254）。 用户名admin密码admin
2、模式选择，选Station模式，然后确定 3、无线终端设置，先搜索当前的无线网络
然后，会出现 选中模块要加入的网络，并Apply。 如果网络有密码，还要输入密码，最后点确定。 IP地址获取方式，可以自动，也可以输入静态IP。 4、串口及其他配置，波特率选9600，点确定
协议选UDP，端口8899，服务器地址输入运行水处理软件的电脑的IP地址（跟哪台电脑装了数据库是无关的），比如192.168.10.99，然后点确定。 5、当上面的所有操作完成后，在模块管理中，点重启
当Ready灯亮起，表明重启成功；Link灯亮起，表明设备已经与服务器建立连接。 二、上位机操作说明 设备显示区（目前没有连接设备，后面我会给你带设备列表的）
只要接收到采集器心跳包的都会在列表中显示出来，“绿色”表示当前在线，“灰色”表示当前离线，只要10分钟未接收到心跳包即判断为离线（时间可更改） “读取重量”：先用鼠标选择在线的设备，然后点击，即可获取当前设备的重量。 “设置ID”:先用鼠标选择在线的设备，然后再输入新ID数据，信息提示区显示设置正常即表示设置成功。 数据库查询区：
自动控制原理课程设计 本课程设计的目的着重于自动控制基本原理与设计方法的综合实际应用。主要内容包括:古典自动控制理论(PID)设计、现代控制理论状态观测器的设计、自动控制MATLAB 仿真。通过本课程设计的实践,掌握自动控制理论工程设计的基本方法与工具。 1 内容 某生产过程设备如图1所示,由液容为C1与C2的两个液箱组成,图中Q 为稳态液体流量)/(3s m ,i Q ?为液箱A 输入水流量对稳态值的微小变化)/(3s m ,1Q ?为液箱A 到液箱B 流量对稳态值的微小变化)/(3s m ,2Q ?为液箱B 输出水流量对稳态值的微小变化)/(3s m ,1h 为液箱A 的液位稳态值)(m ,1h ?为液箱A 液面高度对其稳态值的微小变化)(m ,2h 为液箱B 的液位稳态值)(m ,2h ?为液箱B 液面高度对其稳态值的微小变化)(m ,21,R R 分别为A,B 两液槽的出水管液阻))//((3s m m 。设u 为调节阀开度)(2m 。 已知液箱A 液位不可直接测量但可观,液箱B 液位可直接测量。 图1 某生产过程示意图
要求 1. 建立上述系统的数学模型; 2. 对模型特性进行分析,时域指标计算,绘出bode,乃示图,阶跃反应曲线 3. 对B 容器的液位分别设计:P,PI,PD,PID 控制器进行控制; 4. 对原系统进行极点配置,将极点配置在－1＋j 与－1－j;(极点可以不一样) 5. 设计一观测器,对液箱A 的液位进行观测(此处可以不带极点配置); 6. 如果要实现液位h2的控制,可采用什么方法,怎么更加有效？试之。 用MATLAB 对上述设计分别进行仿真。 (提示:流量Q=液位h/液阻R,液箱的液容为液箱的横断面积,液阻R=液面差变化h ?/流量变化Q ?。) 2 双容液位对象的数学模型的建立及MATLAB 仿真过程 一、对系统数学建模 如图一所示,被控参数2h ?的动态方程可由下面几个关系式导出: 液箱A:dt h d C Q Q i 111?=?-? 液箱B:dt h d C Q Q 22 21?=?-? 111/Q h R ??= 222/Q h R ??= u K Q u i ?=? 消去中间变量,可得: u K h dt h d T T dt h d T T ?=?+?++?222122221)( 式中,21,C C ——两液槽的容量系数 21,R R ——两液槽的出水端阻力 111C R T =——第一个容积的时间常数 222C R T =——第二个容积的时间常数 2R K K u =_双容对象的放大系数
摘要 温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用。本设计以AT89C52单片机为核心，采用DS18B20温度传感器检测温度，由温度采集、温度显示,温度报警等功能模块组成。基于题目基本要求，本系统对温度采集和温度显示系统行了重点设计。本系统大部分功能能由软件实现，吸收了硬件软件化的思想。实际操作时，各功能在开发板上也能完美实现。本系统实现了要求的基本功能，其余发挥部分也能实现。 关键字：AT89C52单片机、DS18B20温度传感器、数码管显示、温度采集
目录 一．绪论 .............................................................................................................
二．设计目的..................................................................................................... 三．设计要求..................................................................................................... 四．设计思路..................................................................................................... 五．系统的硬件构成及功能................................................................. 5.1主控制器............................................................................................... 5.2显示电路............................................................................................... 5.3温度传感器.......................................................................................... 六．系统整体硬件电路................................................................................. 七．系统程序设计 .......................................................................................... 八．测量及其结果分析 ................................................................................... 九．设计心得体会............................................................................................ 十．参考文献..................................................................................................... 附录1 源程序 附录2 元件清单及PCB图 一．绪论
太原理工大学现代科技学院《传感器原理与应用》课程设计 设计名称应变式称重传感器设计 专业班级测控11-2 学号 71 姓名李玉堃 同组人王鑫王海平
设计日期 2015年1月 太原理工大学现代科技学院
注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订） 2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。
应变式称重传感器设计 摘要 粘贴式电阻应变计广泛应用于当今高精度测力与称重传感器的制造中。本篇文章为帮助称重传感器设计者计算出称重传感器尺寸大小，从而为获得唯一需要的输出作了充分的准备。设计者既可以运用有限元分析法经计算机程序（如果可能）来确定称重传感器所需要的尺寸，或运用本文所提供的公式来计算此尺寸。通过某些假设得出的这些计算公式，另外还有电阻应变计的特性、应力形式、材料特征以及机械加工的偏差都会导致计算结果的一定误差。在批量制造称重传感器前，应制造几个样机进行组装、测试和标定。 在某些工业中，如航天工业也许只需要一次性的称重传感器，为决定其非线性、重复性和滞后等误差，在使用前对其进行标定是十分重要的。当计算机被应用于数据处理时，非线性、零点漂移及灵敏度变化，是很容易修正的。如果称重传感器在使用时要经历强烈的温度变化和外部附加载荷的影响，我们应进行试验并测量出这些影响量所造成的误差。如果某部分结构（如接头、销子、压杆）用来测量或是被用作称重传感器时，标定和测试就尤为重要了。 称重传感器设计包括许多方面，这里对其制造生产不予讨论，例如，需要对电阻应变计安装技术知识的全面了解，一些电阻应变计制造商提供技术资料的同时，还应提供电阻应变计安装的分类等。 关键词：传感器，电阻应变式，称重
如何测量梁式称重传感器好坏 用万用表什么样测量梁式称重传感器的好坏？ 首先测量一下传感器输入端及输出端的电阻值，如果有此传感器的合格证的话，与合格证中标明的电阻做对比，如测得的数值超出标准范围， 说明此传感器有问题。目前常用的传感器阻值为两种： 一种是低阻的，输入端为：400Ω±20Ω，输出端为：350Ω±5Ω； 一种是高阻的，输入端为：800Ω±20Ω，输出端为：700Ω±5Ω； 另外还可以测量一下传感器的输出信号，用数字万用表的MV电压档，将传感器的输入端加上10VDC，然后测一下传感器的输出端电压，此电压值=10V X 传感器灵敏度X 传 感器的受力值/传感器量程值；如果测量出的数值与计算出的数值相差较大，说明此传感器已损坏 称重传感器本身输出的是毫伏信号 4~20毫安指的是电流信号经过放大的 供电一般都是24V交流的电源 怎么用万用表判断称重传感器的输出与输入的四根线 还有正负 称重传感器输出电阻一般为350、480、700、1000欧姆，输入端一般会进行一些温度、灵敏度的补偿，因此输入端电阻会比输出端高20~100欧姆，因此用万用表量一下电阻 值可以判断出来。一般习惯输入和输出颜色为红黑绿白：红白绿兰等分标表示V+、V-、S+、S-。 一称重传感器上标有EXC+ EXC- SIG+SIG- 我想知道哪两个代表电源哪两个代表信号 2011-1-13 02:33 一般都6根线。 E当然是电源，10V。 SIG是反馈回去的MV称重信号。 还有两路是电源E的现场电压返回值（比10V略小，因为线损）。单片机运算的时候按照这个计算，有的工程图省事就在显示仪后边与E相短。也是可以的。 称重传感器的接线方法时间：称重传感器的出线方式有4线和6线两种，模块或称重变送器的接线也有4线和6线两种，要接4线还是6线首先要看你的硬件要求是怎样的，原则是：传感器能接6线的不接4线，必须接4线的就要进行短接。 一般的称重传感器都是六线制的，当接成四线制时，电源线(EXC-,EXC+)与反馈线(SEN-,SEN+)就分别短接了。SEN+和SEN-是补偿线路电阻用的。SEN+和EXC+是通路的，SEN-和 EXC-是通路的。（激励：EXC+,EXC-，反馈: SENS+,SENS-信号：SIG+,SIG-） EXC+和EXC-是给称重传感器供电的，但是由于称重模块和传感器之间的线路损耗，实际上传感器接收到的电压会小于供电电压。每个称重传感器都有一个mV/V的特性，它输出 的mV信号与接收到的电压密切相关，SENS+和SENS-实际上是称重传感器内的一个高阻抗回路，可 以将称重模块实际接收到的电压反馈给称重模块。假设EXC+和EXC-为10V,线路损耗，传感器2mV/V，实际上传感器输出最大信号为()*2=19mV，而不是20mV。此时称重传感器内部
. . F701C型称重控制器操作说明常用操作 一、清零或校零操作 当秤内已清空，显示器示值不在零位，且偏差较大时进行清零或校零操作，其操作方法如下：清零操作（一般情况下使用）：按“ZERO”键→“红色”确认键校零操作（零位偏差较大时使用）：按键“F”→“红色”确认键→数字键“9”→“红色”确认键→“ZERO”键→“红色”确认键 二、目标值设定 目标值设定为参数“9”，操作方法如下： 按数字键“9”→“红色”确认键→输入需要的目标值量→“红色”确认键 例设定目标值为25千克每包，依次输入数字9键→红色确认键（此时显示屏上原目标值第一位闪烁）→在前面千位、百位上输入数字0,在十位上输入2，在个位上输入5→按红色确认键，调整完成。重量微调也使用本参数，例如：设定为50千克每包，但合秤为50.3千克，进入本参数后在原来的数值上减少0.3即可。 三、称重速度调节 称重速度调节参数为“4”，操作方法如下： 按数字键“4”→“红色”确认键→输入调整量→“红色”确认键说明：数字越小，秤的速度越快，但越容易引起秤的不稳定（称重不稳），反之数字越大，速度越慢，秤越稳定。调整原则是观察秤的工作过程，调整到称重时由快变慢（即仪表面板的SP1灯熄灭）在称完前的2千克左右为宜。在大多数情况下秤称重不稳可以通调整这项参四、空中余量调节空中余量调节参数为“6”，操作方法如下： 按数字键“6”→“红色”确认键→输入调整量→“红色”确认键说明：此项参数是在实际称重显示值与设定的目标值不一致时使用50千克，每包显示重量为50.1千克左右，进入本项参数后在原来的数值上加上0.1,每包显示重量为40.8千克，则进入参数后在原来的数值上减少0.2五、自动清零包数 自动清零包数参数为“F15”项，操作方法如下： 按“F”键→“红色”确认键→数字“1”→“红色”确认键→数字“5”→“红色”确认键→输入包数→“红色”确认键→“ESC”键退出。 说明：该项参数为设定秤自动清零的包数，如设定为每10包自动清零一次。一般情况下也不需经常调整。 常见故障及处理 “Err3”故障该故障为清零错误造成的，出现该故障后处理方法是套上包装袋，按清秤按扭，放尽包装秤内的余料，然后按校零步骤操作，完成后断电再开即可清除故障。 “LoAd”故障 该故障为上下超量程，处理方法同“Err3”,秤不下料 观察仪表面板上的SP1、SP2、SP3灯是否常亮，若已常亮说明秤已开始工作，可能是肥料架空。若呈闪烁状态，说明秤还未开始工作，检查各开关是否到位，可以尝试断电后重启。光电不动作 检查光电是否被灰尘覆盖，清洁光电开关上的灰尘。 为了能尽快解决故障，投入生产，敬请各位操作人员认真学习，对照操作
自控课程设计课程设计(论文) 设计（论文）题目单位反馈系统中传递函数的研究 学院名称Z Z Z Z学院 专业名称Z Z Z Z Z 学生姓名Z Z Z 学生学号Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 任课教师Z Z Z Z Z 设计（论文）成绩
单位反馈系统中传递函数的研究 一、设计题目 设单位反馈系统被控对象的传递函数为 ) 2)(1()(0 0++= s s s K s G （ksm7） 1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。 2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标： （1）在单位斜坡信号输入下，系统的速度误差系数=10。 （2）相角稳定裕度γ>45o , 幅值稳定裕度H>12。 （3）系统对阶跃响应的超调量Mp <25%,系统的调节时间Ts<15s 3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。 4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的截止频率Wc 和穿频率Wx 。 5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。 6、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型，在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节，观察分析非线性环节对系统性能的影响。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。 二、设计方法 1、未校正系统的根轨迹图分析 根轨迹简称根迹，它是开环系统某一参数从0变为无穷时，闭环系统特征方程式的根在s 平面上变化的轨迹。 1）、确定根轨迹起点和终点。 根轨迹起于开环极点，终于开环零点；本题中无零点，极点为：0、-1、-2 。故起于0、-1、-2，终于无穷处。 2）、确定分支数。 根轨迹分支数与开环有限零点数m 和有限极点数n 中大者相等，连续并且对称于实轴；本题中分支数为3条。
检测技术与仪表课程设计温度检测与控制实验系统设计
本文介绍了一个简单的温度检测与控制系统的设计。该系统的被控对象为小型加热炉，供电电压为220VAC，功率2KW，被测温度1200度，误差不超过±1℃。本设计通过热电偶测量加热炉内液体的温度，将热电偶的输出信号直接传输到调节器，该调节器内部集成有变送器，并且可设定给定温度值，本实验为1200度。调节器将偏差信号变为标准的4—20MA或1—5v电信号。该信号输出到调功器，可改变晶闸管导通时间，从而调节输出平均电压的大小，实现加热炉温度的控制。经验证此控制器的性能指标达到要求。 任务书 设计参数：被测温度1200℃，最大误差不超过±1℃， 设计要求： （1）.被控对象为小型加热炉，供电电压220VAC，功率 2KW，用可控硅控制加热炉温度； （2）.通过查阅相关设备手册或上网查询，选择温度传感器、调节器、加热炉控制器等设备（包括设备名称、型号、性能指标等）；（3）.设备选型要有一定的理论计算； （4）.用所选设备构成实验系统，画出系统结构图； （5）.列出所能开设的实验，并写出实验目的、步骤、要求等
一摘要 本文介绍了一个简单的温度检测与控制系统的设计。该系统的被控对象为小型加热炉，供电电压为220VAC，功率2KW，被测温度1200度，误差不超过±1℃。本设计通过热电偶测量加热炉内液体的温度，将热电偶的输出信号直接传输到调节器，该调节器内部集成有变送器，并且可设定给定温度值，本实验为1200度。调节器将偏差信号变为标准的4—20MA或1—5v电信号。该信号输出到调功器，可改变晶闸管导通时间，从而调节输出平均电压的大小，实现加热炉温度的控制。经验证此控制器的性能指标达到要求。 二系统框图
电控学院 传感器原理及应用课程设计 题目：电阻应变式称重报警器 院（系）：电气与控制工程学院 专业班级：自动化xxxx班 姓名：xxx 学号：xxxxxxxx 指导教师：王党树 201x年x月xx日
1、前言 称重传感器是知识密集、技术密集和技巧密集型的高技术产品。研制和生产所涉及的内容多、离散大，技术密集程度高，边缘学科色彩浓，是多种学科相互交叉、相互渗透的结晶。称重传感器是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。用传感器先要考虑传感器所处的实际工作环境，这点对正确选用称重传感器至关重要，它关系到传感器能否正常工作以及它的安全和使用寿命，乃至整个衡器的可靠性和安全性。在称重传感器主要技术指标的基本概念和评价方法上，新旧国标有质的差异。 随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，从以前不能称重的大型罐、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制，到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等，都应用了称重传感器。目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。 电阻应变式称重传感器，是通过把一种被测量(质量)转换成另外一种被测量(输出)来测量质量的力传感器，其工作原理是：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。 2、方案设计 2.1方案比较 直接放大：将传感器输出信号直接通过放大器放大。电路设计简单，受温度影响大。 差分放大：将传感器输出信号通过差分放大电路放大。电路设计较复杂，受温度影响小，有效抑制零点漂移。 直接输出电压：易将报警电路烧毁。 电压比较器：准确调节报警电压。
称重传感器的原理及应用 称重传感器是用来将重量信号或压力信号转换成电量信号的转换装置。称重传感器采 用金属电阻应变计组成测量桥路，利用金属电阻丝在张力作用下伸长变细，电阻增加的原理，即金属电阻随所受应变而变化的效应而制成的(应变，就是尺寸的变化)。 称重传感器的构造原理金属电阻具有阻碍电流流动的性质，即具有电阻(Ω)，其阻值依金属的种类而异。同一种金属丝，一般来讲，越是细长，其电阻值就越大。当金属电阻丝受外力作用而伸缩时，其电阻值就会在某一范围内增减。因此，将金属丝(或膜)紧贴在被测物体上，而且这种丝或膜又很细或很薄，粘贴又十分完善，那么，当被测物体受外力而伸缩时，金属电阻丝(膜)也会按比例伸缩，其阻值也会相应变化。称重传感器就是将金属电阻应变计粘贴在金属称重梁上进行测量重量信号的。 称重传感器的外形构造与测重形式,变频传感器的外形构造随被测对象的不同，其外形构造也会不同。A．比较常见的称重传感器的外形构造：柱式；S 型；轮辐式；环式；碟式；箱形等。 B．测重形式：正应力测量(柱型、单点式等)，剪应力测量(双剪切梁式、部分S 型、轮辐式等)又可分为压式(柱式、碟式等)、拉式(部分S 型传感器、环式传感器)、拉压两用(部分柱式、轮辐式、S 型等) C．弹性元件内部应变梁的结构形式：平行梁、剪切梁等 D．不同结构形式的传感器的应用对象：柱式——大吨位汽车衡、轮道衡、料斗秤、料罐秤，试验机，力值监控与测量等；S 型——用于料斗秤、料罐秤、包装机，材料试验机等；双剪切梁式——汽车衡、轨道衡等；单点式——天平、计价秤、计数秤、平台秤，工业现场重量控制及测量； 称重传感器的电路组成.称重传感器进行测量时，我们需要知道的是应变计受到载荷时的电阻变化。通常采用应变计组成桥式电路(惠斯登电桥)，将应变计引起的电阻变化转换成电压变化来进行测量的。 变频传感器的输出灵敏度的表示方法,传感器响应(输出)的变化对相应的激励(施加的载荷)变化的比。传感器的输出灵敏度采用额定载荷状态电桥的输出电压与输入激励电压之比值(mV/V)来表示。通常称传感器的输出灵敏度。 为什么传感器内部要加补偿电路？称重传感器在制造过程中，为了改善它的性能，特别是改善温度特性，一般要在应变计电路中附加对零点和灵敏度的温度补偿。即除了应变计外，其中还增加了各种补偿电阻。零点补偿的目的是尽量减小电桥零点随温度的变化，因此，除变频传感器本身的温度自补偿外，又加入了电阻温度系数和电桥中应变计的温度系数不同的电阻元件(如铜电阻或镍电阻等)，以加强补偿作用。灵敏度补偿的目的是减小输出电压随温度的变化，即补偿弹性体的弹性系数和应变计的灵敏度系数随温度的变化。
HT9800称重显示控制器 技术手册 （2000年1月版） 杭州衡天电子有限公司
第一章：概述----------------------------------------------------- (4) 第二章：主要参数------------------------------------------------- (4) 第三章：安装----------------------------------------------------- (5) 第四章：标定说明------------------------------------------------- (6) 敬请用户在使用HT9800型称重显示控制器之前，必须认真阅读技术手册
HT9800称重显示控制器以可靠先进的硬件电路和科学的软件相组合；采用MCS-51系列单片机微处理器，高速高精度A/D转换技术，使用有极强的抗高频，电磁场干扰能力的全屏蔽金属外壳，以及严格招待先进的生产工艺，72小时老化试验，检测规范；确保其长期工作的可靠性和稳定性.本显示器可方便地与一只或多只电阻应变式传感器连接组成电子汽车衡，电子地 上衡,机电结合秤等各种称重设备?可广泛应用商业，工矿企业及仓储码头等多种计量场合? HT9800称重显示控制器主要技术性能： (1) 采用52系列型单片机，快速A/D转换器,具有转换速度快，分辩率和智能化程序高等特 占 八、、? (2) 采用金属外壳，数字滤波,非线性补偿及自动零点跟踪等软件技术；提高了系统的抗干扰 能力和线性度，消除了系统的零点漂移? (3) 全数字式标定功能，标定方法简单准确?在标定过程中，不用打开显示器后盖，即可完成 所有标定功能. (4) 具有称重显示，皮重，日期，时间,车号及货员设置，先称皮重后称毛重或先称毛重后称 皮重以及多辆四交叉称重等功能. (5) 具有510次称重结果的贮存，每次贮存的称重结果包括：序号,日期,时间,车号,货号, 毛重, 皮重,净重等信息.可按车号.货员和日期进行称重结果的报表打印.按车号.货号进行净重累计报表打印，也可进行总报表打印. (6) 具有高可靠的数据断电保护功能及万年历时钟功能，在断电情况下维持十年以上. (7) 配有标准并行打印机接口.可驱动EPSOI模式的各种80列.132列打印同.也可根据用 户要求修改打印驱动程序.特别推荐用户使用日本松下公司生产的KX-P1121型打印机. (8) 配有RS-232C和RS-422串行通讯接口.其中RS-422串行通讯接口可直接连接本公司 生产的大屏幕显示器. (9) 具有独特的定时关机设定功能.
扬州大学水利与能源动力工程学院 课程实习报告 课程名称：自动控制原理及专业软件课程实习 题目名称：三阶系统分析与校正 年级专业及班级：建电1402 姓名：王杰 学号： 141504230 指导教师：许慧 评定成绩： 教师评语： 指导老师签名： 2016 年 12月 27日
一、课程实习的目的 （1）培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用经典控制理论和相关课程知识的能力； （2）掌握自动控制原理的时域分析法、根轨迹法、频域分析法，以及各种校正装置的作用及用法，能够利用不同的分析法对给定系统进行性能分析，能根据不同的系统性能指标要求进行合理的系统设计，并调试满足系统的指标； （3）学会使用MATLAB语言及Simulink动态仿真工具进行系统仿真与调试； （4）学会使用硬件搭建控制系统； （5）锻炼独立思考和动手解决控制系统实际问题的能力，为今后从事控制相关工作打下较好的基础。 二、课程实习任务 某系统开环传递函数 G(s)=K/s(0.1s+1）（0.2s+1） 分析系统是否满足性能指标： （1)系统响应斜坡信号r(t)=t,稳态误差小于等于0.01； （2）相角裕度y>=40度； 如不满足，试为其设计一个pid校正装置。 三、课程实习内容 （1）未校正系统的分析： 1）利用MATLAB绘画未校正系统的开环和闭环零极点图 2）绘画根轨迹，分析未校正系统随着根轨迹增益变化的性能（稳定性、快速性）。 3）作出单位阶跃输入下的系统响应，分析系统单位阶跃响应的性能指标。 4）绘出系统开环传函的bode图，利用频域分析方法分析系统的频域性能指标（相角裕度和幅值裕度，开环振幅）。 （2）利用频域分析方法，根据题目要求选择校正方案，要求有理论分析和计算。并与Matlab计算值比较。 （3）选定合适的校正方案（串联滞后/串联超前/串联滞后-超前），理论分析并计算校正环节的参数，并确定何种装置实现。