基于应变片的电子秤设计课件.ppt

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1、基于应变片的电子秤设计背景介绍在我们生活中经常都需要测量物体的重量，于是就用到秤，但是随着社会的进步、科学的发展，我们对其要求操作方便、易于识别。随着计量技术和电子技术的发展，传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰，电子称量装置电子秤、电子天平等以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。方案的设计硬件设计软件设计结尾目录设计任务基于应变片的电子秤设计，称重范围0～10Kg,满量程量误差不大于0.005Kg，同时具有自动去皮计算物重，并能计价，具有键盘、显示功能。要求：

2、(1)结构示意图(考虑粘贴方式及温度补偿)(2)信号采集及处理电路(3)单片机控制及程序设计，要求自动去皮计算物重，并能计价，具有键盘、显示电路方案设计首先是通过压力传感器采集到被测物体的重量并将其转换成电压信号。输出电压信号通常很小，需要通过前端信号处理电路进行准确的线性放大。放大后的模拟电压信号经A/D转换电路转换成数字量被送入到主控电路的单片机中，再经过单片机控制译码显示器，从而显示出被测物体的重量。电子秤的实现过程：方案设计根据设计要求按照模块化的设计思想该系统可分为：方案设计压力传感器信

3、号放大部分A/D转换单片机键盘控制LED显示压力传感器将质量变化转换为微弱的电压信号将微弱的电压信号经过滤波，消除噪声干扰，放大到一定程度的稳定的电压信号完成输入单价，系统开启，设置，清零，去皮等控制实现显示：单价、质量、金额等信息实现系统的控制将电压信号转换为数字信号供单片机处理方案设计传感器的选择目前能实现压力测量的传感器件大致有：压电传感器、电容传感器、电阻应变片传感器压电传感器：高内阻、小功率。功率小，输出的能量微弱，电缆的分布电容及噪声干扰影响输出特性，这对外接电路要求很高。所以不适合作

4、为电子秤的敏感原件。电容传感器：小功率、高阻抗。由于电容的特性受几何尺寸限制，不可以做的很小。而且初始电容小，电缆电容、线路的杂散电路所构成的寄生电容影响很大。所以也不适合作为电子秤的敏感原件。电阻应变片传感器：应用和测量范围广，分辨力和灵敏度高，精度较高结构轻小，对试件影响小，对复杂环境适应性强，可在高温、高压、强磁场等特殊环境中使用，频率响应好。易商品化，使用方便，便于实现远距离、自动化测量。所以我们选用电阻应变片式传感器作为电子秤的敏感元件方案设计电阻应变片式传感器电阻应变片把机械应变信号转

5、换为△R/R后，由于应变量及相应电阻变化一般都很微小，难以直接精确测量，且不便处理。因此，要采用转换电路把应变片的△R/R变化转换成电压或电流变化。其转换电路常用测量电桥。忽略电源的内阻时，由分压原理有：=电桥平衡：R1R3=R2R4若差动工作：0方案设计前级放大电路部分：采用专用仪表放大器，如：AD620，INA126等。此类芯片内部采用差动输入，共模抑制比高，差模输入阻抗大，增益高，精度也非常好，且外部接口简单。AD620仪表放大结构图通过改变可变电阻R3的阻值，来改变放大器的增益。放大器的计

6、算公式如下：G=49.4KΩ/R3+1AD620具有体积小，功耗低，精度高，噪声低，和输入偏置电流偏低的特点。其最大输入偏置电流为20nA，这一参数反应了他的高输入阻抗。AD620在外接电阻R0时，可实现1到1000内的任意增益，工作电源范围为+-2.3到+-18V，最大电源电流为1.3mA，最大输入失调电压为125uV，频带宽度为120Khz（在G=120）方案设计A/D转换模块：A/D转换器选用的原则：A/D转换器的分辨率应比系统允许引用误差高一倍以上强抗干扰性要具有采样/保持器精度要求：A/

7、D转换器误差应在3g以下12位A/D精度：10Kg/4096=2.44g14位A/D精度：10Kg/16384=0.61g；考虑到其他部分所带来的干扰，12位的A/D转换器无法满足要求。所以我们需要选择14位或者精度更高的A/D转换器。方案设计逐次逼近式A/D转换器：一般具有采样/保持功能。采样频率高，功率比较低，是理想的高速、高精度、省电等优点。但考虑到本次所转换的信号为一慢变信号。逐次逼近型A/D转换器的快速的优点不能很好的发挥双积分型A/D转换器：虽然速度较慢，但转换精度高（如：ICL713

8、5），具有精确的差分输入。其输出阻抗高，可自动调零，具有超量程信号，全部输出与TTL电平兼容。双积分型A/D转换器具有很强的抗干扰能力。对正负对称的工频干扰信号积分为零，所以对50HZ的工频干扰抑制能力特强，对高于工频干扰（例如噪声电压）也具有良好的滤波作用。只要干扰电压的平均值为零，对输出就不产生影响。尤其对本系统，缓慢变化的压力信号，很容易受到工频信号的影响。故而采用双积分型A/D转化器可大大降低对滤波电路的要求。作为电子秤，系统对AD转换速度要求并不高，精度上14位的A/D足