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电子秤原理标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]悬臂梁应变片原理上面和下面贴四片应变片组成全桥，然后端部收到的力，就和全桥应变输出值成正比。
经过标定，有系数就可以通过系数乘以应变值得到力。
悬臂梁：梁的一端为不产生轴向、垂直位移和转动的固定支座，另一端为自由端。
在工程力学受力分析中，比较典型的简化模型。
在实际工程分析中，大部分实际工程受力部件都可以简化为悬臂梁。
应变片结构及原理应变片是由排列成栅状的高阻金属丝、高阻金属箔或半导体粘贴在绝缘的基片上构成。
上面贴有覆盖片(即保护片),电阻丝两端焊有较粗的铜丝作引线,以便与测量电路连接。
将应变片贴在被测定物上，使其随着被测定物的应变一起伸缩，这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。
很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。
应变片就是应用这个原理，通过测量电阻的变化而对应变进行测定。
一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金，其电阻变化率为常数，与应变成正比例关系。
即：其中，R：应变片原电阻值Ω（欧姆），ΔR：伸长或压缩所引起的电阻变化Ω（欧姆），K：比例常数(应变片常数)，ε：应变。
不同的金属材料有不同的比例常数K。
铜铬合金的K值约为2。
这样，应变的测量就通过应变片转换为对电阻变化的测量。
但是由于应变是相当微小的变化，所以产生的电阻变化也是极其微小的。
要精确地测量这么微小的电阻变化是非常困难的，一般的电阻计无法达到要求。
为了对这种微小电阻变化进行测量，我们使用带有惠斯通电桥的专用应变测量仪。
应变片分类1、按结构分：单片、双片、特殊形状2、按材料分：金属式体型——丝式、箔式、薄膜型；半导体式体型——薄膜型、扩散型、外延型、PN结型3、按使用环境：高温、低温、高压、磁场、水下；应变片的粘贴步骤1、选择应变片2、除锈，保护膜3、确定粘贴位置4、对粘贴面的脱脂和清洁5、图粘贴剂6、粘贴7、加压电子秤原理一、相当于一个电子地磅，传感器的多少与量程和精度有关。
摘要利用所学的应变片和电桥的相关知识，组成称重传感器的电路，运用多级放大电路显示输出，差动放大电路减小误差和漂移，使输出电压与实际重量数值相等，完成传感器的设计制作。
关键词应变片悬臂梁电桥运算放大器差动放大引言随着技术的进步,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。
正文一、课程设计目的：1、掌握电桥电路的应用；2、测试重量与双孔应变传感器产生的电压关系；3、熟悉传感器设计的步骤。
将课堂学到的理论知识应用于实践。
二、设计原理：1、称重传感器设计原理本课程设计选用的是标准商用双孔悬臂梁式称重传感器，四个特性相同的应变片贴在如图（1）所示位置，弹性体的结构决定了R1 和R3、R2 和R4 的受力方向分别相同，因此将它们串接就形成差动电桥。
当弹性体受力时，根据电桥的加减特性其输出电压为：=4（图1）设计双孔悬臂梁称重传感器应用到的原理：(1)电阻应变片电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。
他的一个重要参数是灵敏系数K。
我们来介绍一下它的意义。
设有一个金属电阻丝，其长度为L，横截面是半径为r的圆形，其面积记作S，其电阻率记作，这种材料的泊松系数是。
当这根电阻丝未受外力作用时，它的电阻值为R： R=L/S（）（1-1）当他的两端受F力作用时，将会伸长，也就是说产生变形。
设其伸长L，其横截面积则缩小，即它的截面圆半径减少r。
此外，还可用实验证明，此金属电阻丝在变形后，电阻率也会有所改变，记作。
对式（1-1）求全微分，即求出电阻丝伸长后，他的电阻值改变了多少。
0 引言单片机MCU是将计算机的中央处理器CPU、数据存储器RAM、指令存储器ROM、定时计数器和输入输出I/O接口、中断控制器、模数转化器、数模转换器、调制解调器等部件集成在一片芯片上，内部硬件结构和指令系统是针对自动控制应用而设计的，所以单片机又称为单片微型计算机SCM。
单片机从系统角度发展方面经历了三个阶段，第一阶段为SMC、第二阶段为MCU、第三阶段为片上系统SOC，从数据处理角度经历了四位机、八位机、十六位机、三十二位机、六十四位机,目前市面上主流机型位八位和十六位的微控制器MCU，在本设计中采用八位的单片机STC89C51。
传感器是一种转换装置，将感受到的被测量按照一定规律转换成可用输出信号，即把非电信号转换成电信号，便于传输和控制，一般由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源等部分组成，是自动控制系统和自动检测系统中不可缺少的元件，在本设计中使用双孔悬壁梁式电阻应变传感器实现重量测量。
1 任务描述利用电阻应变片称重传感器和电子秤专用HX711A/D转换器芯片，结合单片机STC89C51应用，制作性价比高的电子台秤，主要适用于居民小区菜市场的小商贩。
通过将敏感元件（弹性体）、转换元件（电阻应变片）、信号调理电路集于一体，实现称重数据显示，并进行标定，本设计的电子台称指标要求达到国家计量标准计量III级，称重范围0—25Kg，分辨力为1g。
2 任务分析2.1 电阻应变片传感器的选择采用分辨力高、灵敏度高、频率响应好的双孔悬壁梁式电阻应变传感器实现重量测量。
使用过程中考虑秤台本身重量、工作过程摆放物体冲击、振动、超重等因素，所以实际使用的传感器量程必须大于额定称重量25Kg。
为了满足设计需求，同时具有一定的冗余量，该设计选择HL-B1-30Kg悬臂梁称重传感器，精度为0.01%。
2.2 电子秤专用A/D转换器芯片的选择要求传感器最大量程达30Kg和分辨力为1g，这就要求模块输出位数至少为13位，8位精度的PCF8591无法满足as 1 g, and has the function of pricing, trading information for vendors and customers provide the most direct and convenient for buyers and sellers trade, reduce fraud on both sides.To achieve this goal, this design USES the microcontroller STC89C51 control and choose 24 precision HX711 electronic scale special A/D module, LCD display screen choose JLX12864G - 085 - P LCD module. The choice of simple circuit complete, the design of components is cost-effective, stable performance, convenient operation, parameters conform to the requirements of the measurement, has the characteristics of ultra range audible and visual alarm automatically, has a strong market application value.Key words: resistance strain gage;MCU;HX711;audible and visual alarm项目基金：全国农业职业教育“十三五”规划课题（2016-135-Y-200）。
G-简易电子秤报告简易电子秤（G题）摘要电阻应变式传感器是根据应变原理，通过应变片将机械构件的应变或应变力转换为电阻的微小变化再进行电压测量的精密装置。
电阻应变式传感器广泛应用于电子秤以及各种新型结构的测量装置。
应变式传感器具有测量范围宽、精度高、动态响应好等多种优点，其结构简单，使用方便，具有一定的开发价值。
电阻应变片传感器通过差动放大电路，运算放大器，并采用 A/D转换器，通过A/D转换电路把接收到的模拟信号转换为数字信号，传送到显示电路，最后由显示电路（LCD12864）显示数据。
这种电子秤具有精确度高，操作简单，性能稳定，价格低廉，成本低，制作简单等优点，能满足各种用途的不同需求。
关键字：电子秤，应变片传感器，A/D转换器，显示电路LCD12864。
一、设计要求设计并制作一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤，电子秤的结构如右图所示。
如右图所示，铁质悬臂梁固定在支架上，支架高度不大于40cm，支架及秤盘的形状与材质不限。
悬臂梁上粘贴电阻应变片作为称重传感器。
二、总体思路阻应变片的工作原理是基于应变效应制作的，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化，将应变片贴在被测定物上，使其随着被测定物的应变一起伸缩，这样里面的金属箔材就随着应变伸长或应变片原量缩短。
很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。
应变片就是应用这个原理，通过测量电阻的变化而对应变进行测定。
一般应变片的敏感栅与应变成正比例关系。
但是由于应变是相当微小的变化，所以产生的电阻变化也是极其微小的。
要精确地测量这么微小的电阻变化是非常困难的，一般的电阻计无法达到要求。
为了对这种微小电阻变化进行测量，我们使用带有惠斯通电桥，并进行相应的放大。
图 1 电子图 2 总体三、方案论证1 .惠斯通电桥方案由于应变片由于应变效应改变的阻值较小，经我们组的多次精密测试，有效变化阻值小于±1.5Ω，要精确地测量这么微小的电阻变化非常困难，需要搭建惠斯通电桥进行测量。
电子分析天平的称量实验原理电子分析天平是用来测量精密重量的仪器，它是一种高精度、高稳定度和高灵敏度的计量工具，其准确度可达到微克级。
电子分析天平可以精确测量容量物品重量，通过测定变形扩大量程，可以增加量程，并可以支持高范围的量程。
电子分析天平采用精密模拟和数字秤盘技术，有利于准确测量小重量的物体，主要采用的原理有罗氏秤的双系静脉技术（又称悬置球称量法）、悬臂梁原理、悬挂钩原理和吊杆原理等。
1、罗氏秤的双系静脉技术（又称悬置球称量法）是一种常用的称量原理，它借助罗氏秤重力原理，在外部重力方向变化时，使物体悬置在罗氏秤上，通过测量变形，再通过电子分析天平进行测量，以判定物体重量。
罗氏秤的双系静脉技术具有稳定性好、准确度高等特点，能准确测量较小的重量，但是它的量程较小，而且重量的测量范围比较有限，通过换档技术可以改变量程，但无法获得更大的量程。
2、悬臂梁原理采用物理力学原理，通过悬臂梁物体悬挂在可视梁上，弹簧支撑，使物体受到外力时发生弹性变形，并变形成稳态，通过测量悬臂梁末端发生的变形程度，利用电子分析天平测量，以判定物体重量。
悬臂梁技术具有准确性高、结构简单、重量好等特点，也可以通过换档技术改变量程，但其获取的量程仍然有限，无法获取更大的量程。
3、悬挂钩原理采用重力原理，结合悬挂钩的原理，通过悬挂物体于悬挂钩上，悬挂时，顺着重力方向加载，可以发生变形，从而用电子分析天平测出物体重量，悬挂钩技术具有稳定性、重量范围大等特点，也可以改变量程，但获取的量程也有限。
4、吊杆原理采用拉力变形测量原理，通过在平衡面板上组装吊杆，通过悬挂物体于吊杆上，使其发生拉力变形，并通过电子分析天平测量，以判定物体重量，吊杆技术具有结构简单，量程大等特点，但量程的改变仍有一定的限制。
以上就是电子分析天平的称量实验原理介绍，从上面可以看出，电子分析天平的称量实验原理灵活多样，可以满足不同秤量要求，具有准确性高、稳定性好等特点，为了更准确的测量结果，在实验前，应该去除电子分析天平的杂乱干扰，以保证准确的测量数据。
《传感器原理与应用》制作电子秤实验一、实验目的（1）按照电路图焊接电路板，烧录代码，完成电子秤的制作；（2）能够自行调试，完成误差测试和物体称重；（3）进行误差分析，能够估算电子称的精度等级和相对误差二、实验仪器电子秤焊接用电路板万用表三、实验原理1.应变式称重传感器2. 系统框图LCD1602显3.电路图4. Protues仿真原理图5. HX711原理和功能（1）满量程输出电压U O =激励电压*灵敏度 1.0mv/v例如：供电电压是 5v 乘以灵敏度 1.0mv/v=满量程 5mv 。
相当于有 5Kg 重力产生时候产生 5mV 的电压。
（2）实际供电电压（测量HX711模块上的E+和E-），假设为5V 设物体重A （Kg ），AD 转换后的数字量用y 表示。
则未放大、AD 转换前的输出的模拟电压信号为 A×5mv 5V=A(mv)放大128倍后，128A （mv ） 转为24位AD ，y=128A×224(mv)5(V)=429496.7296AA=y 429496.7296(kg )= y 429.5(g)所以，程序里面的value ≈429 四、实验内容及步骤五、实验原始数据记录与数据处理列表六、实验结果与分析讨论本次实验成功的实现了电子秤功能，实验存在一定的误差总体精度变化不大，在对实验电子安装可能存在零件松动情况导致误差过大的现象七、结论通过本次实验，发现实验过程中砝码的加载与卸载都应轻拿轻放且间隔时间不宜过短，要留有足够的时间让电阻应变片反应；如果发生砝码坠落敲击砝码盘，应留有足够长的时间让电阻应变片恢复形变，否则将对实验造成一定的影响使之测量出的数据产生误差。
另外接线过程中等位点不宜接太多引线，容易导致电桥输出不稳定。
上面和下面贴四片应变片组成全桥，然后端部收到的力，就和全桥应变输出值成正比。
经过标定，有系数就可以通过系数乘以应变值得到力。
悬臂梁 :梁的一端为不产生轴向、垂直位移和转动的固定支座，另一端为自由端。
在工程力学受力分析中，比较典型的简化模型。
在实际工程分析中，大部分实际工程受力部件都可以简化为悬臂梁。
应变片结构及原理应变片是由排列成栅状的高阻金属丝、高阻金属箔或半导体粘贴在绝缘的基片上构成。
上面贴有覆盖片（即保护片）,电阻丝两端焊有较粗的铜丝作引线,以便与测量电路连接。
将应变片贴在被测定物上，使其随着被测定物的应变一起伸缩，这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。
很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。
应变片就是应用这个原理，通过测量电阻的变化而对应变进行测定。
一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金，其电阻变化率为常数，与应变成正比例关系。
即:其中，R:应变片原电阻值Q （欧姆），△R:伸长或压缩所引起的电阻变化Q （欧姆），K:比例常数（应变片常数），£：应变。
不同的金属材料有不同的比例常数K。
铜铬合金的K值约为2。
这样，应变的测量就通过应变片转换为对电阻变化的测量。
但是由于应变是相当微小的变化，所以产生的电阻变化也是极其微小的。
要精确地测量这么微小的电阻变化是非常困难的，一般的电阻计无法达到要求。
为了对这种微小电阻变化进行测量，我们使用带有惠斯通电桥的专用应变测量仪。
应变片分类1、按结构分:单片、双片、特殊形状2、按材料分: 金属式体型——丝式、箔式、薄膜型；半导体式体型——薄膜型、扩散型、外延型、 PN 结型3、按使用环境:高温、低温、高压、磁场、水下；应变片的粘贴步骤1、选择应变片2、除锈，保护膜3、确定粘贴位置4、对粘贴面的脱脂和清洁5、图粘贴剂6、粘贴7、加压电子秤原理一、相当于一个电子地磅，传感器的多少与量程和精度有关。
电子地磅结构组成和工作原理 1、结构组成主要由承载器、称重显示仪表（下简称仪表）、称重传感器（下简称传感器）、连接件、限位装置及接线盒等零部件组成，还可以选配打印大屏幕显示器、计算机和稳压电源等外部设备。
苏州科技大学《传感器原理与检测技术》设计报告题目：基于电阻应变片式传感器的电子秤设计专业：电子信息工程组员：孙玮夏皓天盛建东俞雪枫指导教师：王俭2017年6月基于电阻应变片式传感器的电子秤设计电子秤是将传感器技术、计算机技术、信息处理、数字技术等技术综合一体的现代新型称重仪器。
本文介绍了一种基于电阻式应变片的电子秤设计，该设计主要由硬件电路设计、软件仿真调试和实物测量分析三个部分组成。
硬件电路部分采用24位A/D 转换芯片HX711对电阻式应变片采集到的模拟量进行A/D 转换。
转换后的数据经过放大后发送到单片机进行处理，并由1602液晶显示屏显示。
软件仿真部分采用Proteus 对电路进行仿真和调试。
通过实物测量分析，得出该电子秤的称重范围为5~5000g ，重量小于200g 时，称重误差不大于1g 。
1 设计总体方案该电子秤设计主要由电阻式应变片、放大电路、A/D 转换电路、显示及控制电路组成，其框架图如图1所示。
此外，该电子秤还具有去皮和超重报警功能。
电阻式应变片放大电路A/D 转换电路放大电路图1 设计框架图2 电子秤的工作设计原理当被测物体放置到称重平台上时，电阻式应变片将随称重悬臂一起发生形变，传感器的力效应则转化成电效应，也就是物体的重量将转换为与被测物体重量成一定线性函数关系的模拟电信号，只是这个时候该信号还属微弱级别，因而需将其进行放大、滤波后，再经由A/D 转换电路，转换为数字信号，最后送入单片机进行数据处理。
具体地，单片机将对键盘和各种功能开关提供实时扫描，并根据键盘输入内容和各种功能开关的状态做出判断、分析，同时由软件程序来控制各种运算，最后将运算结果显示在液晶屏上。
3 软件仿真本设计软件仿真主要使用Proteus来实现。
仿真图如图2所示，由图中可以看出该系统主要由单臂直流电桥电路、单片机、A/D转换系统、显示系统和报警系统组成。
图2 仿真图如图3所示，在仿真中采用四个定值电阻和一个滑动变阻器来仿真单臂直流电桥电路，其两端输入的+5V和-5V。
《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。
1 用悬臂梁式称重传感器设计一个电子天平 1.设计思路 本实验采用悬臂梁式称重传感器，所称物体产生的压力由称重传感器检测，并由传感器测量电路转化为相应的模拟电信号输出。称重传感器输出的模拟量，数值一般很小，达不到A/D转换接收的电压范围。所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。然后输出信号再经由A/D转换电路转化为相应的数字量。由于本实验采用的ICL7107是3位半双积分型A/D转换器，能直接驱动共阳极LED数码管，故不需要使用单片机进行相应的数据处理和转换，ICL7107将模拟量转换为数字量之后直接将其转化成七段LED显示所需的字型码，输入到相应的信号电极就实现了所称物重数字量的输出。 2.设计方案 将电阻丝应变片粘贴到悬臂梁上合适的位置，并接入全桥测量电路，相对的桥臂受力相同，相邻的桥臂受力相反，其中一对受拉力作用，另一对受压力作用。由于电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，从而引起电压发生变化，即电桥的输出电压反映了相应的受力状态。利用电桥传感器测应力的变化，可以间接的测量物体的质量。传感器测出的信号经过放大电路放大处理成为符合A/D输入范围的电信号后进入A/D转换器，最后通过芯片内部电路将转换后的数字量转化为LED可识别的七段字型码送交LED显示器显示。 压力测量仪的原理在该称重系统的设计中有着极大的应用。其大概的原理框图主要由以下五个部分组成：传感器、传感器专用电源、信号放大系统、模数转换系统及显示器等组成。其原理框图如图1所示：
图1 压力测量仪组成框图 2.1称重式传感器 选择合适的满足要求的传感器是实验成功的关键，本实验选择CZL-1R称重传感器，其量程为3.0Kg，而要求的量程是0 ～ 1.999Kg，可见该传感器的超载能力为：150%，在一定范围内的超载情况下具有保护作用；灵敏度:1mV/V；温度灵敏度漂移：0.002%℃；输入阻抗：405±15Ω，输出阻抗：350±15Ω；激励电压：10V；工作温度范围：-20～+60℃。
传感器 放大系A/D转换 显示器 传感器供电电 2
2.2传感器测量电路 称重传感器的测量电路通常使用电桥测量电路，它将应变电阻值的变化转换为电压的变化，这就是可用的输出信号。电桥电路由四个电阻组成，如图2所示：桥臂电阻R1，R2，R3
和R4，其中两对角点AC接电源电压VUSL10，另两个对角点BD为桥路的输出USC，桥臂
电阻为应变电阻。
图2 传感器电桥测量电路 没有外界压力作用时，电桥平衡，则测量对角线上的输出USC为零。当传感器受到外界物体重量影响时，电桥的桥臂阻值发生变化，电桥失去平衡，则测量对角线上有输出，即0USC。
2.3传感器供电电源 参考图2，设四个桥臂的初始电阻相等且均为R，当有重力作用时， 两个桥臂电阻增加△R，而另外两个桥臂的电阻减少，减小量也为△R。由于温度变化影响使每个桥臂电阻均变化△RT。这里假设△R远小于R，并且电桥负载电阻为无穷大，则电桥的输出为： USC= E*(R+△R+△RT)/( R-△R+△RT +R+△R+△RT)- E*( R-△R+△RT)/( R+△R+△RT +R-△R+△RT) = E*△R/（R+△RT） 即 USC= E*△R/（R+△RT） 说明电桥的输出与电桥的电源电压E的大小和精度有关，还与温度有关。如果0RT，则电桥的电源电压E恒定时，电桥的输出与△R/R成正比。当△RT≠0时，即使电桥的电源电压E恒定，电桥的输出与△R/R也不成正比。这说明恒压源供电不能消除温度影响。 另外，使用电压表监测传感器的供电电源(用数字万用表电压挡测量输出电压)，必须保证供给传感器的电压是恒定值，才能保证传感器的输出信号与被测量呈线性关系。 3
2.4放大系统 首先，压力测量仪的放大系统是把传感器输出的微弱信号进行放大，放大的信号应能满足模数转换的要求。该系统使用的模数转换是3位半A/D转换，所以放大器的输出应为0V ～ 1.999V。要求灵敏度为1mV/V，其输出信号只有0 ～10mV左右；而A/D转换的输入应为0V ～ 1.999V，对应显示0 ～ 1.999Kg，当量为1mV/g，因此要求放大器的放大倍数约为200倍，一般运算放大器的放大倍数为100左右，故采用二级放大器阻容连接组成。 其次，为了准确测量，放大系统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。在电路设计过程中需要考虑电路抗干扰环节及稳定性。尽量选择低失调电压，低漂移，稳定性高，经济性好的芯片。电源电压为±12V。 最后，考虑到温漂，失调电压，秤盘重量，称重过程中可能产生的电路冲击和震荡等影响测量精度的实际因素，电路中还应有调零和调增益的环节，在称重前对电子天平进行反复调零，以保证电子天平在没有称重时显示零读数；并且测压力时读数正确反映被测压力。 2.5模数转换及显示系统 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，本实验中采用ICL7107三位半双积分型AD转换器来实现模数转换，芯片型号：ICL7107CPL；芯片封装：DIP40；该芯片的基本特点如下: ① ICL7107是31/2位双积分型A/D转换器，属于CMoS大规模集成电路，它的最大显示值为士1999，最小分辨率为100uV，转换精度为0.05士1 个字。 ② 能直接驱动共阳极LED数码管，不需要另加驱动器件，使整机线路简化，采用士5V两组电源供电，并将第21脚的GND接第30脚的IN 。 ③ 在芯片内部从V+与COM之间有一个稳定性很高的2.8V基准电源，通过电阻分压器可获得所需的基准电压VREF 。 ④ 能通过内部的模拟开关实现自动调零和自动极性显示功能。 ⑤ 输入阻抗高，对输入信号无衰减作用。 ⑥ 整机组装方便，无需外加有源器件，配上电阻、电容和LED共阳极数码管就能构成一只直流数字电压表头。 ⑦ 噪音低，温漂小，具有良好的可靠性，寿命长。 ⑧ 芯片本身功耗小于15mw（不包括LED）。 ⑨ 设有一个专门的小数点驱动信号。使用时可将LED共阳极数码管公共端接V+. 4
⑩ 可以方便的进行功能检查。 因为ICL7107转换器能直接驱动共阳极LED数码管，不需要另加驱动器件，使整机线路简化，所以只要在该芯片上配接LED共阳极数码管就能构成满足要求的数字显示表。 3.单元电路设计 3.1传感器的测量电路图 传感器的测量电路如图2所示，这里再做一点补充说明。图中两对角点AC接标准电源电压VUSL10，为保证测量的精度，可以对电压进行检测。另两个对角点BD为桥路的输出电压USC，桥臂电阻为应变电阻。四个桥臂的初始电阻相等且均为R，当有重力作用时，受拉的两个桥臂电阻增加△R，而另外两个受压的桥臂电阻减少，减小量也为△R。
传感器电桥测量电路 考虑温度影响，电桥输出信号为USC= E*△R/（R+△RT），由于电路中设置了调零旋钮，可在称重前先对天平进行调零再称量读数，故温度对测量精度的影响可降到最低。 3.2放大电路 根据要求，放大器的放大倍数应为200倍左右，故采用两级放大电路级联组成满足要求的放大器。第一级的放大倍数为-10，第二级的放大倍数为-20，即整个电路的放大倍数为200，具体参数参看图3。 其次，在电路设计过程中必须要考虑电路的抗干扰性能和稳定性，以及低失调电压，漂移等影响因素，于是在电路中设置了调整端子。图3中，在运算放大器的反相端接入电阻R4和电位器RP进行零点调整。为了准确测量，该放大系统的设计遵循了保证输入级是高阻，输出级是低阻的原则，系统具有很高的抑制共模干扰的能力；电源电压为±12V和±15V。 5
具体的运算放大电路如下图所示： 图3 由分立原件组成的放大电路 3.3模数转换及显示电路 本实验中采用ICL7107三位半双积分型AD转换器来实现模数转换，它能直接驱动共阳极LED数码管，不需要另加驱动器件。故较容易构成满足要求的数字显示表，如图4所示。对ICL7107的相关引脚功能做如下说明：V＋和V-分别为电源的正极和负极，a1-g1,a2-g2,a3-g3 依次对应从低到高前三位笔画的驱动信号，依次接各位LED显示器的相应笔画电极；Bck：最高位笔画驱动信号，接最高位LED显示器的相应笔画电极，驱动最高位显示0和1；PM：液晶显示器背面公共电极的驱动端；Oscl-OSc3 ：时钟振荡器的引出端，外接阻容或石英晶体组成的振荡器。第38脚至第40脚电容量的选择是根据下列公式来决定，Fosl = 0.45/RC；COM ：模拟信号公共端，简称“模拟地”，使用时一般与输入信号的负端以及基准电压的负极相连；TEST ：测试端，该端经过500欧姆电阻接至逻辑电路的公共地；VREF＋ VREF- 是基准电压正负端；INT：27是一个积分电容器，必须选择温度系数小不致使积分器的输入电压产生漂移现象的元件；IN＋和IN- ：模拟量输入端，分别接输入信号的正端和负端；AZ是积分器和比较器的反向输入端，接自动调零电容CAz ，应用在2V满刻度是0.047μF；BUF是缓冲放大器输出端，接积分电阻Rint。其输出级的无功电流( idling current )是100μA，而缓冲器与积分器能够供给20μA的驱动电流，从此脚接一个Rint至积分电容器，其值在满刻度为2V时选用470K。 ICL7107的各管脚及相关外接电路如图4所示：
