电阻应变片测重量

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1、应变片测量一、系统组成框图电阻应变式传感器是应用广泛的传感器之一。将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上，可构成测量位移、加速度、力、力矩、压力等各种参数的电阻应变式传感器。电阻应变式传感器具有结构简单，使用方便，性能稳定、可靠，易于实现测试过程自动化和多点同步测量、远距测量和遥测，灵敏度高，测量速度快，适合静态、动态测量，可以测量多种物理量等诸多优点，已广泛应用于航空、机械、电力、化工、建筑等领域。本课题采用的是以8051系列的AT89C2051单片机为核心开发电阻应变片重力测试的系统。系统硬件原理框图如图1-1：A/D转换四位数码管显示电路电阻应变

2、式传感器LM324集成运算放大器图2-1系统框图系统框图如图2-1所示，电阻应变式传感器采集到重力信号传送给LM324集成运算放大器，LM324集成运算放大器是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。经过A/D转换，将转换的数字信号发给显示电路显示，显示电路是由四位独立数码管组成。15二、电阻应变片重力测试原理电阻应变片简介：电阻应变片作为传感元件，将其牢固地粘贴在构件的测点上，构件受力后由于测点发生应变，应变片也随之变形而使应变片的电阻发生变化。电阻应变式传感器的核心元

3、件是电阻应变片，其工作原理是基于电阻应变效应。电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。dR/R=Ks*ε其中，Ks为材料的灵敏系数，其物理意义是单位应变的电阻变化率，标志着该类丝材电阻应变片效应显著与否。ε为测点处应变，为无量纲的量，但习惯上仍给以单位微应变，常用符号με表示。由此可知，金属丝在产生应变效应时，应变ε与电阻变化率dR/R成线性关系，这就是利用金属应变片来测量构件应变的理论基础。三、电

4、阻应变式传感器重力测试系统的单元电路介绍1、电阻应变式传感器的介绍、结构和类型电阻应变式传感器（straingaugetypetransducer）以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器。电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成，可根据具体测量要求设计成多种结构形式。弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形，并使附着其上的电阻应变计一起变形。电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化，从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。图3-1电阻应变片的基本结构1-基底;2-敏感栅;3-覆盖层;4-引线15输出电压Uo应变功率信号

5、等强度梁半导体应变片电桥放大及V/F电路供电电源单片机显示单元图1.基于应变式称重传感器的电子秤系统框图重力2、电阻应变式传感器的测量电路常规的电阻应变片K值很小，约为2，，机械应变度约为0.0001—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，在电阻应变片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U，另一个对角线为输出电压U0，。起特点是：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，

6、可利用灵敏检流计来测量，所以电桥能够精确的测量微小的电阻变化。电路图如下图所示：15其中R1=R2=R3=R4=350Ω3、A/D转化器(ADC0809)A/D0809是一个带有8路=位A/D转换器，8路多路开关以及微处理兼容的控制逻辑CMOS组件。ADC0809的内部逻辑结构:15引脚结构:4、ADC0809应用说明1）ADC0809内部带有输出锁存器，可以与8051直接相连。2）初始化时，使ST和OE信号全为低电平。3）送要转换的哪一个通道的地址到A,B,C端口上。4）在ST端给出一个至少有100ms宽的正脉冲信号。5）是否转换完毕，我们根据EO

7、C信号来判断。6）当EOC变为高电平时，这时给OE为高电平，转换的数据被输出给单片机。四、电阻应变式电子称电路设计151、供电电源设计称重传感器的电源是由2个OP-07和互补对管Q1与Q2组成称重传感器的第二级稳压电源，如图所示。这一级起到高精度稳压作用，其原理：（1）15V的三端稳压集成电路作为预稳压电源。(2)选用低温漂特性的运放OP-07，以降低运放受温度影响所产生的温漂。（3）从图可见，两个运放的输入端均接于精密电压基准源MC1403的输出端上而被钳位，可以认为输出电压的误差不会来自输入端。（4）Q1与Q2是一对互补对管，的负反馈电路分别通过

8、这对互补管的发射极。当温度上升时，的输出电压上升，Q1的上升，上升。但是得输出电压也随之上升，导致Q2的电压