基于厚膜力传感器的电子秤设计
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《传感器技术》课程设计课题:设计一种电子秤班级学生姓名学号指导教师XX学院XX年X月X日数字电子秤设计1.系统方案设计1.1 概述本课程设计的电子秤以单片机为主要部件,利用全桥测量原理,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(量程0~1.999kg)。
其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。
电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种,本设计采用全桥测量电路,使系统产生的误差更小,输出的数据更精确。
而三运放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大,以满足A/D转换器对输入信号电平的要求。
双积分型A/D转换器ICL7107的作用是把模拟信号转变成数字信号,进行模数转换,然后把数字信号输送到显示电路中去,最后由显示电路显示出测量结果。
1.2 系统方案框图电路方框图如下:图1.电路方框图2.工作原理2.1 检测原理本设计由以下四部分组成:电阻应变传感器、信号放大系统、模数转换系统、显示器。
其原理图如下所示。
测量过程是把被测物体的重量通过传感器将重量信号转化为电压信号输出,放大系统把来自传感且微弱信号放大,放大后的电压信号经过模数转换把模拟量转换成数字量,数字量通过数字显示器显示重量。
传感器的测量电路我们选用全桥测量电路,应变电阻作为桥臂电阻接在电桥电路中。
无压力时,电桥平衡,输出电压为零;有压力时,电桥的桥臂电阻值发生变化,电桥失去平衡,有相应电压输出。
三运放大电路是把传感器的微弱信号放大,以满足模数转换的要求,为保证测量的准确,放大器应该尽量做到高阻输入低阻输出,因此一般选用运算系统组成放大电路。
2.2 传感器的选择2.2.1 电阻应变式传感器的组成以及原理电阻应变式传感器是将被测量的力,通过它产生的金属弹性变形转换成电阻变化的元件。
由电阻应变片和测量线路两部分组成。
常用的电阻应变片有两种:电阻丝应变片和半导体应变片,本设计中采用的是电阻丝应变片,为获得高电阻值,电阻丝排成网状,并贴在绝缘的基片上,电阻丝两端引出导线,线栅上面粘有覆盖层,起保护作用。
传感器在电子秤中的设计和应用李焱琢发表时间:2020-06-03T11:03:38.427Z 来源:《中国电业》2020年第4期作者:李焱琢[导读] 随着社会的进步、科技的发达,传统的称量工具已经不能满足人们日益增长的高品质生活的需求摘要:随着社会的进步、科技的发达,传统的称量工具已经不能满足人们日益增长的高品质生活的需求。
方便、快捷、准确、显示直观的电子秤、电子天平等的电子产品逐渐受到大众的喜爱。
鉴于此,本文对传感器在电子秤中的设计和应用进行分析,以供参考。
关键词:传感器;电子秤;设计;应用引言在产品的设计和器件选用的过程中,要充分考虑各种因素可能造成的多方面影响。
明确产品设计的要求,在原有基础上吸取经验,不断创新,不断加强对前沿及先进技术的学习和有效应用。
1传感器对电子秤的重要性电子秤系统分为五个部分,分别是测量、控制、键盘、数据显示和电路电源。
测量部分就是利用压力传感器和放大电路进行数据采集。
控制部分是利用单片机来进行数据处理。
传感器在设计中的作用,就是将物体的重量转化为能被识别和传递的电信号。
传感器对电子秤而言,就像是人类的感觉器官,感受其所承受的物体之重。
2称重传感器的误差仪器可以单独收集每个数字传感器的信号,通过线性方程运算单独校准每个传感器,从而一次性完成四角误差修正。
使用模拟传感器的计量器最大的问题是4角误差修正,为了满足要求,经常多次反复调整,每次调整都要转移费时费力的沉重重量。
数字传感器使用485接口将数字信号传输到很远的距离,从而免受干扰。
克服了模拟信号远距离传输和易受干扰的问题。
修正每个错误,使输出的传感器数据更准确。
电表被比作电子秤和称重仪的神经系统,其性能很大程度上决定了电子秤的准确性和稳定性。
设计电子秤时,如何选择传感器经常出现问题。
3电阻应变片式传感器电阻应变片式的传感器是一种利用金属片受到外力作用发生形变,从而改变其电阻值大小的传感器。
金属的电阻有一个应变效应,就是随着它所受到的外力而发生拉伸或压缩式的机械形变,其电阻值也就有规律地随着改变了[3]。
东北林业大学综合电子课程设计开题报告设计项目:基于金属箔式硬件感应片传感器的电子秤设计指导教师:专业(班级):项目负责人:项目组成员:制表:信息与计算机工程学院电子信息系2011年 6 月24日一、立论依据1.项目的研究意义本项目所属技术领域为智能化称重计量领域。
近年来,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。
常规的测试仪器仪表和控制装置备被更先进的智能仪器所取代,作为重量测量仪器,智能电子城在各行各业开始显现其测量准确、测量速度快易于实现实时测量和监控的巨大优点,并开始逐渐取代传统的机械性杠杆测量称,成为测量领域的主流产品。
2.国内外研究现状分析并附主要参考文献(限1000字)国内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[2]。
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[1]。
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。
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,成果举例如下:(l)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。
传感器课程设计报告---数显电子秤摘要本实验采用称重传感器(Scale Sensor)以及其他电学元件,经过程序控制,建立数显电子秤系统。
实验主要完成以下工作: 建立系统原理模型,确定系统工作实际要求,设计系统结构;确定芯片及元件;编写程序,完成计量显示功能;实现自动量程运算功能;实现外设接口总线功能,完成计量控制;测试并调试系统。
实验在51单片机应用基础上,运用C语言和Assembly语言,结合多特性器件的结构特点,实现文字、按键、秤台的控制功能,实现了从量程设定到精确测量、计算的全功能数显电子秤系统。
关键词:称重传感器、51单片机、C语言、Assembly1、系统原理本项目属于单片机控制技术在电子秤系统中的应用。
根据需要,本系统由单片机51原件,LCD显示屏,称重传感器及按键,等成分组成。
该系统采用无极性常量电流技术,穿过称重传感器的电阻,当物品放在传感器上时,常量电流会变化,而51 单片机通过AD转换,将这种变化转化为数字量,将该电压输入51单片机,得到实时重量指示。
单片机利用程序,还可以完成计量的功能,以及校准的功能,以及精确的数显计量结果。
2、工作要求根据系统原理,本实验的工作要求有:(1) 确定系统电路结构,并进行原理设计;(2)为实现测量功能,确定称重传感器,设计确定AD转换电路,与AD转换模块实现量程设定;(3)编程51单片机实现从空载重量测量,量程设定,重量计量,及数显等功能;(4)完成系统的调整与调试等工作。
3、系统仿真分析本文采用keil仿真器,仿真数显电子秤系统。
采用51芯片,将称重传感器、LCD显示屏等外设连接在51单片机上,在keil软件中,建立对应文件,完成数显电子秤程序的编写、修改、运行。
仿真中根据程序,绘制数显电子秤系统工作流程图,结合系统原理,完成系统中称重传感器、51单片机、LCD等设备及功能模块之间控制同步操作,即从空载重量测量,量程设定,重量计量,及数显等功能,最后经过合理的设计,得到精确的数显结果。
传感器及测试技术课程设计课题名称:基于压力传感器的电子秤设计小组成员:姓名:学号:班级:指导教师:说明:为满足实用电子称的设计要求,进行了各单元电路方案的比较论证及确定统以AT89S52控制核心,选用了压力传感器,该传感器灵敏度高、线性度和复性好;对于关键的ADC,经过充分比较、论证,最终选用了高分辨率信号调理ADC--AD7714,该芯片内集成了缓冲器、时钟发生器、可编程增益放大器、数字滤波器、∑-Δ调制器以及电荷平衡式A/D转换器等电路,由于AD7714采用了∑-Δ技术实现A/D转换,具有线性度好、功耗低、增益可编程,无须前端信号调理等优点;系统选用DS12C887作为日历时钟芯片,并存储标定系数,8279作为键盘管理芯片,采用内藏显示控制器T6963C的点阵图形式显示器MGLS-240128T,接口简单,编程容易,美观大方。
最后的实验表明,系统完全达到了设计要求,不但完成了基本要求,发挥部分的要求,还增加了标定、时钟和过载提示三个创新功能。
1 设计方案包括基本要求,发挥部分及其它创新部分1.1 基本要求(1)能用简易键盘设置单价,加重后能同时显示重量、金额和单价;(2)重量显示:单位为公斤;最大称重为9.999公斤,重量误差不大于±0.005公斤;(3)单价金额及总价金额显示:单价金额和总价金额的单位为元,最大金额数值为9999.99元,总价金额误差不大于0.01元;(4)具有去皮功能和总额累加计算功能。
1.2 发挥部分能显示购物清单,自拟10种商品名称或代号,清单内容包括:商品名称,数量,单价,金额,本次购物总金额。
(1)清单内容的商品名称等可使用代号显示;(2)清单内容增加购货日期和收银员编号;(3)清单内容在(2)的基础上增加售货单位名称,且全部内容采用中文显示。
1.3 创新部分在完成基本要求和题目所提出的发挥部分要求的情况下,考虑到电子称实际应用的需要,又增加了标定和时钟功能,另外由于实际当中,称可以有一定量的过载,但不能超出要求的范围,为此我们还设计了过载提示功能。
电阻应变式力传感器制作的数显电子称电阻应变式力传感器是一种测量力的非常重要的工具,它利用电阻应变的原理,将受力变形转换为电阻变化,通过对电阻变化的测量来计算受力的大小。
而数显电子称则是一种能够直接显示物品重量的电子称,它的使用非常方便。
下面将从制作电阻应变式力传感器入手,介绍如何制作一款能够测量物品重量的数显电子称。
第一步:电阻应变片的制作首先要制作的是电阻应变片,这是电阻应变式力传感器的核心部件之一。
它是一张薄膜,通常由金属材料制成。
制作过程中需要用到很多专业的工具和材料,首先要选购一块合适的电阻应变片材料。
电阻应变片材料的选择主要有两种,一种是常见的铜镍合金材料,另一种是具有更高灵敏度的铝材料。
这里我们使用铜镍合金材料,因为价格较为实惠,同时也适用于制作数显电子称。
在制作过程中,需要将电阻应变片的表面进行化学处理,以获得更好的粘附性。
一般使用三氯化铁等化学药品进行处理,并在处理后进行清洗和干燥,以便后续的工作。
接下来,需要在电阻应变片的两侧各镀上一层铬金属,这样可以提高电极的稳定性和导电性。
镀铬的方法有很多,可以采用物理沉积或化学沉积等方法。
在完成铬层的镀覆后,还需要在铬层上镀一层非常薄的金属作为实际的电极材料。
铬层和金属层之间的接触也非常重要,需要采用高压处理的方法,以获得极好的接触效果。
第二步:力传感器模型设计完成了电阻应变片的制作后,可以进入力传感器模型的设计过程。
力传感器模型的设计需要考虑到传感器的结构形式、测量范围和灵敏度等方面。
在力传感器的结构设计中,需要考虑到力传感器的受力方式,一般采用直接受力或者杠杆受力的方式。
同时要考虑到传感器的结构强度和可靠性,以保证传感器在测量中不会出现断裂或失效的情况。
在测量范围和灵敏度设计方面,需要考虑到不同物品的重量范围和测量需求,进行最优化的设计。
第三步:电路设计和布局完成了力传感器模型的设计后,可以进入电路设计和布局阶段。
电路设计主要包括信号放大和滤波等工作。
《传感器原理及应用》基于压力传感器的电子秤
设计实验报告
1.实验功能要求
压力传感器把压力信号转换为电信号,经放大器处理,通过HX711在数码管显示压力数据在数码管。
2.实验所用传感器原理
原理:
上下表面各有一个应变片,每个应变片内有两个压力电阻,四个电阻组成全桥式电路(提高测量精度)。
将应变片粘贴到受力的力敏型弹性元件上,当弹性元件受力产生变形时,应变片产生相应的应变,转化成电阻变化。
如右图所示电桥电路,力引起的电阻变化将转换为测量电路的电压变化,通过测量输出电压的数值,再通过换算即可得到所测量物体的重量。
3.实验电路
4.实验过程
将电子秤大致能划分为三大部分,数据采集模块、控制器模块和人机交互界面模块。
其中数据采集模块由压力传感器、信号的前级处理和A/D 转换部分组成。
转换后的数字信号送给控制器处理,由控制器完成对该数字量的处理,驱动显示模块完成人机间的信息交换。
此外添加了一个过载、欠量报警提示的特殊功能。
5.
6.如图2-1(上图为本系统的设计图)
为了方便程序调试和提高可靠性,程序设计采用自上而下、模块化、结构化的程序设计方法,把总的编程过程逐步细分,分解成一个个功能模块,每个功能模块相互独立,每个模块都能完成一个明确的任务,实现某
个具体的功能。
本设计按任务模块划分的程序主要有初始化程序、主程序,A/D转换子程序、显示子程序、键盘处理子程序。
文献综述摘要本设计系统以单片机P89LPC9408为控制核心,实现电子秤的基本控制功能。
在设计系统时,为了更好地采用模块化设计法,分步设计了各个单元功能模块。
系统的硬件部分包括最小系统部分、数据采集部分、人机交互界面和系统电源四大部分。
系统的软件部分应用单片机C语言进行编程,实现了该设计的全部控制功能。
该电子秤可以实现基本的称重功能(称重范围为0~1Kg,重量误差不大于0.5%),还具有超量程和欠量程的报警功能。
本系统设计结构简单,使用方便,功能齐全,精度高,具有一定的开发价值。
关键词单片机A/D转换数据处理1. 电子秤概述称重技术自古以来就被人们所重视,作为一种计量手段,广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域,与人民的生活紧密相连。
电子秤是电子衡器中的一种,衡器是国家法定计量器具,是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备,衡器产品技术水平的高低,将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。
因此,称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。
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。
我国电子衡器的技术装备和检测试验手段基本达到国际水平。
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。
电子秤属于电子衡器的一种,它的发展也遵循这一趋势。
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。
常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代,使得传统的电子测量仪器在远距离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化,并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统,使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。
做为重量测量仪器,智能电子秤在各行各业开始显现其测量准确,测量速度快,易于实时测量和监控的巨大优点,并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量称,成为测量领域的主流产品。
电子秤设计报告范文一、简介电子秤是通过电子传感器测量物体质量的一种设备。
随着科技的发展,电子秤取代了传统的机械秤,具有精确、方便、智能等特点。
本次设计旨在研究电子秤的工作原理、设计思路以及实际应用。
二、工作原理电子秤的工作原理主要是利用电子传感器测量物体受力的变化。
当物体放置在电子秤上时,物体的重力作用在电子传感器上产生变化,传感器输出的电信号经过放大、滤波等处理后转化为数字信号,根据这些信号计算出物体的质量,并在显示屏上显示出来。
三、设计思路1.电子传感器选择:我们采用了压力传感器作为电子秤的重要组成部分。
压力传感器能够准确地感知物体施加在其上面的力,是一种较为常见的传感器。
2. 单片机选择:我们选用了Atmega328P单片机作为主控芯片。
Atmega328P具有较强的处理能力和广泛的应用范围,能够满足电子秤的计算和控制需求。
3.显示模块:我们选择了数码管显示模块作为电子秤的显示装置。
数码管显示简单明了,便于用户观察。
4.电源电路:电子秤需要稳定的电源供电。
我们设计了一个直流稳压电源电路,保证电子秤的正常运行。
五、设计步骤1.搭建电子秤平台:设计一个结构稳定的平台,并安装压力传感器在其下方。
2.连接电路:将压力传感器与单片机连接,并接入电源电路和数码管显示模块。
3.编写程序:利用C语言编写单片机的程序,实现电子秤的各项功能,如AD转换、数据处理、结果显示等。
六、实际应用七、结论本次设计成功实现了一个简单的电子秤,通过压力传感器、单片机和数码管的协作,能够准确测量物体的质量。
电子秤的设计思路和步骤简单明了,且应用广泛,有良好的实际应用前景。
学院毕业设计简易电子秤的设计专业电气自动化技术学生姓名班级学号指导教师完成日期 2010.12.30明达职业技术学院毕业设计(论文)任务书机电工程系电气自动化专业班级姓名学号目录摘要............................................................1第一章绪论.............................................................11.1控制对象的介绍.......................................... (1)1.2PLC的简介.................................................. (2)第二章总体设计........................................................42.1 控制要求.........................................................42.2 顺序功能图.......................................................4第三章大小球分离机的PLC控制的硬件组成...........................63.1 大小球分离机的原理图.................................. (6)3.2 大小球分离机的外部接线图......................................63.3 输入/输出元件的地址分配.......................................7第四章大小球分离机的PLC控制的软件组成....................... (8)4.1梯形图的设计.....................................................84.2 程序分析.................................................. (9)小结.....................................................................12参考文献.......... ..................................................12致谢...............................................................13大小球分离机的自动控制系统的设计作者:[摘要] 随着经济不断发展,人们的生活水平不断提高,将PLC应用到分离机的电气控制系统,可实现分离机的自动化控制,降低系统的运行费用。
课程设计报告设计题目基于霍尔式传感器的电子秤指导老师摘要科学技术的发展对称重技术提出了更高的要求,尤其是微处理技术和传感技术的巨大进步,大大加速了这个进程。
目前,电子秤在商业销售中的使用已相当普遍,但在市场上仍广泛使用的电子秤有很大局限性。
这些电子秤体积大、成本高,又不便随身携带,而目前市场上流行的便携秤又大都采用杆式秤或以弹簧压缩、拉伸变形来实现计量的弹簧秤等,其计量误差大,又容易损坏。
杆式秤和弹簧秤等计量器械将逐渐被淘汰。
因此,一种能够在未来更方便、更准确的普及型电子秤的发展受到人们的重视,设计一种重量轻、计量准确、读数直观的民用电子秤迫在眉睫。
本设计过程充分利用传感器的有关知识,利用霍尔传感器设计的简单电子秤很大程度上满足了此应用需求,并从简单电子秤的基本构造进一步了解大型电子秤的构造原理。
关键词:CSY传感器实验仪;电子秤;霍尔式传感器;差动放大器目录第一章绪论 (1)1.1 电子秤概述 (1)1.1.1 电子秤的发展 (1)1.2 电子秤的组成 (2)1.2.1 电子秤的基本结构 (2)1.2.2 电子秤的基本工作原理 (2)第二章电子秤设计的目的意义及设计任务与要求 (4)2.1 电子秤设计目的 (4)2.2 此课程在教学计划中的地位和作用 (4)2.3 电子秤设计任务与要求 (4)2.3.1 设计任务 (4)2.3.2 设计要求 (4)第三章电子秤总体设计方案 (5)3.1 电子秤设计思想 (5)3.2各电路单元或部件选择 (6)3.2.1 直流稳压电源的选择 (6)3.2.2 电桥平衡网络的选择 (6)3.2.3 称重传感器的选择 (6)3.2.4 差动放大器的选择 (9)3.2.5 F/V表的选择 (9)3.3 最终方案的确定 (10)第四章硬件设计 (11)4.1 硬件设计概要 (11)4.1.1 硬件电路设计原理说明及电路图 (11)4.1.2 硬件电路设计的步骤 (12)4.2 所用到的单元或部件及其各自说明 (13)4.2.1 单元或部件列表 (13)4.2.2 直流稳压电源简介 (13)4.2.3 电桥平衡网络简介 (14)4.2.4 霍尔式传感器简介 (14)4.2.4.1 霍尔传感器概述 (14)4.2.4.2 霍尔传感器工作原理 (14)4.2.4.3 霍尔传感器型号分类 (16)4.2.4.4 霍尔传感器的主要特性参数 (17)4.2.4.5 霍尔传感器电磁特性 (18)4.2.4.6 霍尔传感器的基本驱动电路 (19)4.2.5 差动放大器简介 (19)4.2.6 F/V表功能简介 (19)第五章系统调试与使用 (20)5.1 系统调试 (20)5.2 使用说明 (21)第六章收获、体会 (21)参考文献.......................................... 错误!未定义书签。
佳木斯大学测试技术产品说明书姓名:专业:机械设计制造及其自动化班级:学号:指导教师:2014年6月29日目录摘要 (2)Abstract (3)绪论 (4)1.1引言 (4)1.2背景及意义 (4)1.3国内外电子称发展及成果 (5)1.4电子秤的基本结构 (6)1.5电子秤工作原理 (7)2系统方案的设定 (8)3.硬件选择及功能介绍 (9)3.1LM324(TL074) .......................................................................... 错误!未定义书签。
3.2 ICL7135 .......................................................................................... 错误!未定义书签。
3.3 CD4017 .......................................................................................... 错误!未定义书签。
3.4单片机STC89C52RD+ ...................................................................... 错误!未定义书签。
3.5 TL431 ................................................................................................ 错误!未定义书签。
3.6称重传感器 ...................................................................................... 错误!未定义书签。
基于应变式传感器的电子称设计一、概述压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。
其基片可直接作为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥形式。
当基片受到外力作用而产生形变时,各电阻值将发生变化,电桥就会产生相应的不平衡输出。
本次课程设计的目的,是使学生掌握传感器的组成和基本原理、基本概念和分析方法、并具备构造、调试和工程设计传感器的能力。
了解protel99软件的使用方法,并利用该软件绘制原理图和刻画电路板。
了解使用面包板进行电路测试的方法。
二、功能需求分析(1) 量程0~1Kg,应变式传感器的结构设计;(2)电路设计,包括应变式传感器的桥式电路、电子称显示模块;(3)电子称的各种精度指标进行测试(非线性误差、重复性、滞后、灵敏度、抗侧向能力大小、温变对灵敏度的影响等指标).三、系统设计其电路构成主要有测量电路,差动放大电路,A/D转换,显示电路。
其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。
电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种,广泛应用于电子秤以及各种新型结构的测量装置。
而差动放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大,以满足A/D转换器对输入信号电平的要求。
A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号,进行模数转换,然后把数字信号输送到显示电路中去,最后由显示电路显示出测量结果.原理流程图如下:1全桥测量电路信号放大电路AD信号转换电路数显电路1、测量电路电阻应变式传感器简称电阻应变计.当将电阻应变计用特殊胶剂粘在被测构件的表面上时,则敏感元件将随构件一起变形,其电阻值也随之变化,而电阻的变化与构件的变形保持一定的线性关系,进而通过相应的二次仪表系统即可测得构件的变形。
通过应变计在构件上的不同粘贴方式及电路的不同联接,即可测得重力、变形、扭矩等机械参数本次课程设计采用的是全桥测量电路,电阻应变式传感器就是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化,再经相应的测量电路而最后显示或记录被测量值的变化。
设计报告题目:应用传感器设计电子称系别:电气信息工程系班级:建筑电气与智能化——实验题目:应用传感器设计电子秤摘要:本实验的主要内容是通过对霍尔氏传感器的应用,设计出一款电子秤,并通过本实验得到该电子秤与标准电子秤之间的误差度。
关键词:霍尔氏传感器、电子秤、传感器应用、设计、误差度引言:传感器的定义是能感受规定的被测量,并按照一定的规律转化成可用输出信号的器件或装置。
传感器起到信息收集、信息数据的转化作用。
本实验采用的是霍尔氏传感器,利用霍尔传感器将被测物体的质量转化成电信号,由电信号与质量间的线性关系从而得出被测物体的质量。
实验目的:1了解霍尔式传感器的结构、工作原理。
2学会用霍尔式传感器设计电子称。
实验仪器:CSY——910型传感器系统:霍尔片、磁路系统、电桥、差动放大器、F/V表、直流稳压电源、螺旋测微头、振动平台、主副电源。
实验原理:设计电子秤的基本原理是:不同质量的被测物,会引起传感器不同的反应,把这种反应通过特定的方法或电路转换为电压。
一般情况下是利用它们的线性变化关系,在被测物的质量与电压之间建立起对应关系,测出电流电压值,从而就可以得到被测物的质量。
霍尔传感器是有两个产生梯度磁场的环形磁钢和位于梯度磁场中的霍尔元件组成。
霍尔元件通过恒定电流时,霍尔电势的大小正比于磁场强度,当霍尔元件在梯度磁场中上、下移动时,输出的霍尔电压U取决于其在磁场中的位移量,所以测得霍尔电压的大小便可获知霍尔元件的静位移。
若将一个圆盘(即称重平台)和霍尔元件相连,就把霍尔元件的静位移和圆盘上的物体的质量对应起来,也就是说把霍尔电压的大小和圆盘上的物体的质量对应起来,据此就可以设计一种电子秤。
B=f(x)(一)U H=K H IsB(二)由公式可以看出电压U也是关于位移x的函数,不同质量的物体放在传感器的托盘上所引起的位移是不同的,因而可以通过不同位移的所显示的电压值来确定这个位移所代表的质量。
霍尔电压、位移、物体质量三者之间关系图实验内容:1)首先将差动放大器调零,用连线将差动放大器在正(+)负(—)、地短接。
基于厚膜压力传感器的电子秤设计
摘要:介绍一种基于厚膜力传感器和利用AT89C52单片机等器件设计的便携式电子秤。
该电子秤能对3kg量程范围内的物体进行称量,能实现去皮、清零/复位、计价、超重报警等功能。
关键词:单片机;电子秤;薄膜键盘;厚膜力传感器
我们选用厚膜力传感器作为称重传感器,辅以16×2LCM,薄膜键盘等外围器件,设计了一台电子秤。
系统设计总体框图如图1所示。
由厚膜电阻应变梁式传感器感受被测物体的质量,通过电桥输出电压信号,通过放大电路将输出信号放大,而后送入A/D转换单元进行模数转换,将转换后的数字信号送给单片机,单片机接收数据后,对数据进行处理,将其转换成为质量信息送LCM液晶显示模块进行显示。
单片机同时也可对所称物体价格进行计算,因此单片机不断查寻键盘是否有输入,如果有单价输入信号,则将输入单价记录并显示,而且将单价与质量数值进行乘法计算,得到货物的价格;如果是功能键输入,如去皮,清零/复位等则执行相应的功能。
1模拟电路设计
本设计选择应变式厚膜力传感器,它能从根本上克服传统应变式力传感器用胶粘贴应变片(计)引起的蠕变和漂移。
该传感器结构简单,性价比高。
由于传感器输出的模拟信号比较微弱,必须通过一个模拟放大器对其进行放大,才能满足
A/D转换器对输入信号电平的要求,因此选用由三运放构成的具有高输入阻抗,高共模抑制比的差动放大器。
电路如图2所示。
要使电路满足平衡,则要求R1=R2、R3=R4、R5=R6,因此电阻选用高精度的金属膜电阻。
此外因每个运放的性能不可能完成一致,在A1和A2增设了调零电位器V R1和V R2,这在实际的应用中是非常有用的。
2单片机电路设计
2.1数模转换电路与单片机的接口电路
~DB7各端出现8位并行二进制数码。
将此数值取进单片机,A/D转换即告完成。
2.2LCM与单片机的接口电路
选用5×7点阵图形来显示字符的2行16个字的DM162液晶模块,下面对编程方法作一简单介绍。
DM-162液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号和日文片假名等,每一个字符都有一个固定的代码,比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B(41H),显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母“A”。
DM-162液晶模块内部的控制器共有1l条控制指令,它的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。
液晶显示模块是一个慢显示器件,所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平(表示不忙),否则此指令失效。
要显示字符时要先输入显示字符地址,也就是告诉模块在哪里显示字符。
DM-162液晶显示模块可以和单片机AT89C52直接接口,如图3所示。
DM-162液晶模块的管脚定义为:VSS为电源地;VDD接+5V电源;V0为液晶显示器对比度调整端,接电源正时对比度最弱,接电源地时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可
以通过一个10k的电位器调整对比度;RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器;RW为读/写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作;当RS和RW 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据;E端为使能端,当E端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令;DB0~DB7为8位双向数据线。
2.3薄膜键盘与单片机的接口电路
使用的4×4键盘接口共有8根线,4根行线,4根列线,行线和列线在交叉处则形成一个键位。
假设将0号键按下时,则第1根行线和第5根列线导通,据此可确定键值。
2.4系统接口电路
传感器的输出信号经过放大送入ADC0804的V IN。
ADC0804将模拟电压信号转换成为数字信号输出。
ADC0804的8位数据线分别接至89C52的P0.0~P0.7,控
制信号管脚分别接89C52的P3.4,P3.1,P3.0。
AT89C52的P2口接薄膜键盘。
LCM 液晶显示模块的8位数据线接89C52的P1口,三根控制信号线RS,RW,E接P3.7,P3.6,P3.5。
此外还可以在P3口添加一个蜂鸣器,用于按键音响控制和超重报警。
3结论
以单片机技术为核心的电子秤,集传感器技术、微计算机技术、数字显示技术于一体,由于采用了新颖的厚膜力传感器,LCM液晶显示模块,薄膜键盘等设计,使得该电子秤反应灵敏,准
确度高,显示直观,便于使用。
除了称量质量外,该电于秤还具有清零、复位、去皮、单价输入及价格计算等功能。
另外,稍加扩展,该电子秤还可与其他生产质量管理系统相连接,实现数据交换记录,分析等功能,具有推广应用价值。
参考文献
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