电子秤及其检测系统设计制造调试报告.doc

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1、电子秤及其检测系统设计制造调试报告电子秤及其检测系统设计制造调试报告XXX：单片机XXX：传感器及调理电路XXX：上位机接口及Labview实习主要内容：1、2、3、1）2）3）参观企业：1）南京计量院2）南京熊猫机电技术有限公司等电子秤及其检测系统的设计；电子秤及其检测系统制作；双孔梁应变传感器的制作；传感器调理电路制作与调试；51单片机程序调试，实现电压信号的采集（AD0832模/数转换器），RS232串口程序。（要求先在Proteus仿真平台进行仿真和调试，再下载到单片机开发板运行稈序）4）上位机程序设计调试：在PC机上利用LabView编写虚拟仪器程序，实现与单片机的通讯，完成

2、校准和对传感器静态特性曲线的显示，计算传感器的线性度、重复误差等静态指标。传感器理论分析称重传感器性能要求：1）线性好；2）迟滞小；3）重复性好；4）零漂、蠕变小；5）测量结果与力的作用位置无关；称重传感器的主要参数：1）量程（60kg）；2）线性度；3）重复性；4）迟滞误差；5）灵敏度（包括放人器，V/kg）敏感元件及莫材料常川弹性敏感元件：弹性柱、梁筒、膜片常用弹性元件材料：俗钢、合金钢、俗猛弹簧钢、披青铜、铝合金对于弹性元件的要求强度高：具有较强的抗压（或抗拉）强度，以便在高载荷下佇足够的安全性能。温度系数小且稳定、弹性滞后、弹性后效小、良好的机械加工和热处理性能、耐蚀性能好。铝

3、合金好处：强度高：具有较强的抗压（或抗拉）强度，以便在高载荷下有足够的安全性能。温度系数小且稳定。弹性滞后、弹性后效小良好的机械加工和热处理性能、耐腐蚀性能好。按变形形式分类:柱式力传感器、剪切式力传感器、弯曲丈力传感器三大类优缺点：在称重和测力领域，经常采用拉压戎和弯曲式应变传感器，该电路在精度和稳定性上已达到一定的水平，但由于拉压式称重测力传感器的高度肓接影响精度和横向稳定性，而且力点移动对输出信号有彩响，拉压对称性差，尤其是当安装条件和标准条件不一•致时，引起的误差更难估计。而双孔梁称垂测力传感器有零弯矩区，高度小，对加载方式和受力点移动不敏感，且抗偏心、抗侧向力，所以我们选用的

4、称重传感器内部采用双孔梁作为弹性元件。而近年来发展起来的梁明切称重测力传感器虽然消除了受力点变化对输出的影响，性能优良，但弹性体结构复杂，贴片也较困难，故木设计没有采用。弯曲武力传感器分析：-）悬臂梁式M6PL2bhEbh2EPi24L问题：传感器的输出随载荷的位置而改变。双孔平行梁式为了改善悬臂梁的特性，在提高动特性的同时也增加灵敏度，将梁做成各种形状，以改变其应力分布并增强刚度，双孔梁就是其屮有代表性的-•种。PMMl双孔梁的结构如图所示，在板状梁上育两个孔，在梁的端部育集屮力作用时，孔内承受弯曲变形。将应变片粘贴在如图所示处，皿变片处于相反的应力区内，当R1和R2的变形为拉伸时，

5、R3和R4为压缩变形，四个应变片组成差动电桥，输出特性的线性度好。另外，这种梁的刚度比单梁好，故动态特性好，滞后小。根据应力分布图可以看出，受力点位置变化时，一孔的弯矩增加，另一孔的弯矩减小，可在桥路内白动补偿，从而提高了传感器精度，使用时对力点位置的要求也有所降低。问题：1）为什么开孔？o二E*£=M/WW反应灵敏度。开孔面积越小，W越小，灵敏度越人。2）如何保证输出与载荷位置无关?电桥输出为：12344PL1M4EWEWEWEWukPL2LI]Wlb(H3-1PL2MEWPL1MPL2M23EWEWukui4EWuiukPL2MPLIMPL2MPL1M2EWPL2WP[]Wlb(I

6、I3-D3)[]L2h6IIPD3)[]L2h6Hlb(H3-D3)P[]h6Hg结论：电桥输出与载荷位置无关!适合量程：小量程。对于平行梁有最人允许应力［］估计[1=设材料h二55mm,L二30mm,H=20mm,肓径D二15mm,则m=取材料应力［。W350X10Pa,可求得m二490.5kg,则对于这样一•个悬臂梁最人可测人约490.5kg的物体，所以测量60血物体完全可以。电阻式丿应变传感器的精度不仅仅与电阻应变片的应变输出精度有关，还与应变片的粘贴丁艺密切相关，因此，正确的粘贴T艺对保证粘贴质量，提高测试精度关系很人。正确的粘贴工序要包括：）、'i.变片检杳、丿皿变片农血处f

7、I!、）、'i.变片的粘贴、h'z变片的粘贴质量检杳、引出线的处理、应变片的防潮处理等。粘贴工序的每一•步均需认真处理、严格操作，这样才能保证粘贴质量。1、应变片检杳根据要求而选川应变片，要做外观和电阻值的检查，对精度要求较高的需求，还应复测应变片的灵敏度系数和横向灵敏度。（1）外观检杳检杳线栅或箔栅的排列是否整齐均匀，是否有造成短路、断路的部位或有锈蚀痕迹，引出线是否焊接牢固，上下基底是否有破损等。（2）电阻值检杳经过外观检杳并合格的应变片，