数字电子秤的中期报告.doc

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1、毕业设计中期检查报告题目数字电子秤的制作学生姓名姚鹏飞学号所在院(系)电气工程学院专业班级自控093班指导教师李娟2013年4月25日中期报告对于中期报告，按照前面的开题报告中的要求内容，即完成整个系统的软件和硬件的基本结构与设计。现就硬件部分的设计作如下说明：一，电子秤的基本结构：电子秤是利用物体的重力作用来确定物体质量（重量）的测量仪器，也可用来确定与质量相关的其它量大小、参数、或特性。不管根据什么原理制成的电子秤均由以下三部分组成：（1）承重、传力复位系统它是被称物体与转换元件之间的机械、传力复位系统，又称电子秤的秤体，一般包括接受被称物体载荷的承载器、秤桥结构、吊挂连接部件

2、和限位减振机构等。(2)称重传感器即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。按照称重传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、声表面谐振式）或是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。对称重传感器的基本要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好的线性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小；能在较差的工作条件下工作；有较好的频响特性；稳定可靠。(3)测量显示和数据输出的载荷测量装置即处理称重传感器信号的电子线路（

3、包括放大器、模数转换、电流源或电压源、调节器、补尝元件、保护线路等）和指示部件（如显示、打印、数据传输和存贮器件等）。这部分习惯上称载荷测量装置或二次仪表。在数字式的测量电路中，通常包括前置放大、滤滤、运算、变换、计数、寄存、控制和驱动显示等环节。二，电子秤的工作原理：当被称物体放置在秤体的秤台上时，其重量便通过秤体传递到称重传感器，传感器随之产生力－电效应，将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系(一般成正比关系)的电信号(电压或电流等)。此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模/数（A/D）器进行转换，数字信号再送到微处器的CPU处理，CPU不断扫描键盘和各种功能开关，根

4、据键盘输入内容和各种功能开关的状态进行必要的判断、分析、由仪表的软件来控制各种运算。运算结果送到内存贮器，需要显示时，CPU发出指令，从内存贮器中读出送到显示器显示，或送打印机打印。一般地信号的放大、滤波、A/D转换以及信号各种运算处理都在仪表中完成。三，总体方案论证：3.1设计的主框图：单片机液晶显示压力传感A/D转换3.2传感器的选择电阻应变式传感器是将被测量的力，通过它产生的金属弹性变形转换成电阻变化的原件。由电阻应变片和测量线路两部分组成。常用的电阻应变片有两种：电阻丝应变片和半导体应变片，本设计中采用的是电阻丝应变片，为获得高电阻值，电阻丝组成网状，并贴在绝缘的基片上，电

5、阻丝两端引出导线，线栅上面粘有覆盖层，起保护作用。电阻式应变片也会有误差，产生的因素很多，所以测量时我们一定要注意，其中温度的影响最重要，环境温度影响电阻值变化的原因主要是：A．电阻丝温度系数引起的。B．电阻丝与被测元件材料的线膨胀系数的不同引起的。对于因温度变化对桥接零点和输出，灵敏度的影响，即使采用一批应变片，也会因为应变片之间稍有温度特性只差而引起误差，所以对要求精度较高的传感器，必须进行补偿，解决的方法是在被贴的基片上采用适当温度系数的自动补偿骗，并从外部对它加以适当的补偿。非线性误差是传感器图形中最重要的一点。产生非线性误差的原因很多，一般来说主要是由结构设计决定，通过线

6、性补偿，也可得到改善。滞后和蠕变是关于应变片及粘合剂的误差。由于年合计为高分子材料，其特性随温度变化较大，所以城中传感器必须在规定的温度范围内使用。全桥测量电路中，将受力性质相同的两应变片接入电桥对边，当应变片初始阻值：R1=R2=R3=R4,其变化值△R1=△R2=△R3=△R4时，其桥路输出电压Uout=KEε。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差和温度误差均得到改善。由于条件有限，这里使用了一个电子称的电阻应变式传感器。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，另外一个对角线为输出电压U0。其特点是：当四个桥壁电阻达到相

7、应关系时，电桥输出为零，或则就有电压输出，可利用灵敏检流计来测量，所以电桥能够精确地测量微笑的电阻变化。测量电阻是电子称设计电路中是一个重要环节，我们在制作的过程中应尽量选择好原件，调整好测量的范围的精确度，以避免减小测量数据的误差。全桥测量电桥图它由电阻应变片电阻R1、R2、R3、R4组成测量电桥，R1=R2=R3=R4=350Ω，加热丝阻值为50Ω左右，测量电桥的电源由稳压电源Uin供给。3.3控制部分的方案选择本设计由于要求必须使用单片机作为系统的主控制器,而且