數(shù)字電子秤的中期報(bào)告.doc

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查報(bào)告題目數(shù)字電子秤的制作學(xué)生姓名姚鵬飛學(xué)號(hào)所在院(系)電氣工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)自控093班指導(dǎo)教師李娟2013年4月25日中期報(bào)告對(duì)于中期報(bào)告，按照前面的開(kāi)題報(bào)告中的要求內(nèi)容，即完成整個(gè)系統(tǒng)的軟件和硬件的基本結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)?，F(xiàn)就硬件部分的設(shè)計(jì)作如下說(shuō)明：一，電子秤的基本結(jié)構(gòu)：電子秤是利用物體的重力作用來(lái)確定物體質(zhì)量（重量）的測(cè)量?jī)x器，也可用來(lái)確定與質(zhì)量相關(guān)的其它量大小、參數(shù)、或特性。不管根據(jù)什么原理制成的電子秤均由以下三部分組成：（1）承重、傳力復(fù)位系統(tǒng)它是被稱物體與轉(zhuǎn)換元件之間的機(jī)械、傳力復(fù)位系統(tǒng)，又稱電子秤的秤體，一般包括接受被稱物體載荷的承載器、秤橋結(jié)構(gòu)、吊掛連接部件

2、和限位減振機(jī)構(gòu)等。(2)稱重傳感器即由非電量（質(zhì)量或重量）轉(zhuǎn)換成電量的轉(zhuǎn)換元件，它是把支承力變換成電的或其它形式的適合于計(jì)量求值的信號(hào)所用的一種輔助手段。按照稱重傳感器的結(jié)構(gòu)型式不同，可以分直接位移傳感器（電容式、電感式、電位計(jì)式、振弦式、空腔諧振器式等）和應(yīng)變傳感器（電阻應(yīng)變式、聲表面諧振式）或是利用磁彈性、壓電和壓阻等物理效應(yīng)的傳感器。對(duì)稱重傳感器的基本要求是：輸出電量與輸入重量保持單值對(duì)應(yīng)，并有良好的線性關(guān)系；有較高的靈敏度；對(duì)被稱物體的狀態(tài)的影響要??；能在較差的工作條件下工作；有較好的頻響特性；穩(wěn)定可靠。(3)測(cè)量顯示和數(shù)據(jù)輸出的載荷測(cè)量裝置即處理稱重傳感器信號(hào)的電子線路（

3、包括放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、電流源或電壓源、調(diào)節(jié)器、補(bǔ)嘗元件、保護(hù)線路等）和指示部件（如顯示、打印、數(shù)據(jù)傳輸和存貯器件等）。這部分習(xí)慣上稱載荷測(cè)量裝置或二次儀表。在數(shù)字式的測(cè)量電路中，通常包括前置放大、濾濾、運(yùn)算、變換、計(jì)數(shù)、寄存、控制和驅(qū)動(dòng)顯示等環(huán)節(jié)。二，電子秤的工作原理：當(dāng)被稱物體放置在秤體的秤臺(tái)上時(shí)，其重量便通過(guò)秤體傳遞到稱重傳感器，傳感器隨之產(chǎn)生力－電效應(yīng)，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被稱物體重量成一定函數(shù)關(guān)系(一般成正比關(guān)系)的電信號(hào)(電壓或電流等)。此信號(hào)由放大電路進(jìn)行放大、經(jīng)濾波后再由模/數(shù)（A/D）器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號(hào)再送到微處器的CPU處理，CPU不斷掃描鍵盤(pán)和各種功能開(kāi)關(guān)，根

4、據(jù)鍵盤(pán)輸入內(nèi)容和各種功能開(kāi)關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行必要的判斷、分析、由儀表的軟件來(lái)控制各種運(yùn)算。運(yùn)算結(jié)果送到內(nèi)存貯器，需要顯示時(shí)，CPU發(fā)出指令，從內(nèi)存貯器中讀出送到顯示器顯示，或送打印機(jī)打印。一般地信號(hào)的放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換以及信號(hào)各種運(yùn)算處理都在儀表中完成。三，總體方案論證：3.1設(shè)計(jì)的主框圖：?jiǎn)纹瑱C(jī)液晶顯示壓力傳感A/D轉(zhuǎn)換3.2傳感器的選擇電阻應(yīng)變式傳感器是將被測(cè)量的力，通過(guò)它產(chǎn)生的金屬?gòu)椥宰冃无D(zhuǎn)換成電阻變化的原件。由電阻應(yīng)變片和測(cè)量線路兩部分組成。常用的電阻應(yīng)變片有兩種：電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片，本設(shè)計(jì)中采用的是電阻絲應(yīng)變片，為獲得高電阻值，電阻絲組成網(wǎng)狀，并貼在絕緣的基片上，電

5、阻絲兩端引出導(dǎo)線，線柵上面粘有覆蓋層，起保護(hù)作用。電阻式應(yīng)變片也會(huì)有誤差，產(chǎn)生的因素很多，所以測(cè)量時(shí)我們一定要注意，其中溫度的影響最重要，環(huán)境溫度影響電阻值變化的原因主要是：A．電阻絲溫度系數(shù)引起的。B．電阻絲與被測(cè)元件材料的線膨脹系數(shù)的不同引起的。對(duì)于因溫度變化對(duì)橋接零點(diǎn)和輸出，靈敏度的影響，即使采用一批應(yīng)變片，也會(huì)因?yàn)閼?yīng)變片之間稍有溫度特性只差而引起誤差，所以對(duì)要求精度較高的傳感器，必須進(jìn)行補(bǔ)償，解決的方法是在被貼的基片上采用適當(dāng)溫度系數(shù)的自動(dòng)補(bǔ)償騙，并從外部對(duì)它加以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。非線性誤差是傳感器圖形中最重要的一點(diǎn)。產(chǎn)生非線性誤差的原因很多，一般來(lái)說(shuō)主要是由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定，通過(guò)線

6、性補(bǔ)償，也可得到改善。滯后和蠕變是關(guān)于應(yīng)變片及粘合劑的誤差。由于年合計(jì)為高分子材料，其特性隨溫度變化較大，所以城中傳感器必須在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用。全橋測(cè)量電路中，將受力性質(zhì)相同的兩應(yīng)變片接入電橋?qū)?，?dāng)應(yīng)變片初始阻值：R1=R2=R3=R4,其變化值△R1=△R2=△R3=△R4時(shí)，其橋路輸出電壓Uout=KEε。其輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性誤差和溫度誤差均得到改善。由于條件有限，這里使用了一個(gè)電子稱的電阻應(yīng)變式傳感器。橋式測(cè)量電路有四個(gè)電阻，其中任何一個(gè)都可以是電阻應(yīng)變片電阻，電橋的一個(gè)對(duì)角線接入工作電壓U，另外一個(gè)對(duì)角線為輸出電壓U0。其特點(diǎn)是：當(dāng)四個(gè)橋壁電阻達(dá)到相

7、應(yīng)關(guān)系時(shí)，電橋輸出為零，或則就有電壓輸出，可利用靈敏檢流計(jì)來(lái)測(cè)量，所以電橋能夠精確地測(cè)量微笑的電阻變化。測(cè)量電阻是電子稱設(shè)計(jì)電路中是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，我們?cè)谥谱鞯倪^(guò)程中應(yīng)盡量選擇好原件，調(diào)整好測(cè)量的范圍的精確度，以避免減小測(cè)量數(shù)據(jù)的誤差。全橋測(cè)量電橋圖它由電阻應(yīng)變片電阻R1、R2、R3、R4組成測(cè)量電橋，R1=R2=R3=R4=350Ω，加熱絲阻值為50Ω左右，測(cè)量電橋的電源由穩(wěn)壓電源Uin供給。3.3控制部分的方案選擇本設(shè)計(jì)由于要求必須使用單片機(jī)作為系統(tǒng)的主控制器,而且