称量电子秤系统研究论文

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1、称量电子秤系统研究毕业论文第一章引言生产、贸易、运输和日常生活都离不开称量电子秤，由于其具有快速、准确、直观等优点而在许多领域逐步取代机械杠杆秤。电子配料秤作为计量配料的主要设备广泛用于化工、冶金、食品等工业生产流程中。自动配料系统采用分次配料式的称量控制方式，用以控制几种原料的投入量、累计重量以及控制从称量漏斗中定量放出原料等。由MCS-51系列单片机作为控制核心的电子配料秤，具有更强的功能和更高的称量精度。1.1方案论证本系统基于51系列单片机来实现，因为系统需要大量的控制液晶显示和键盘。不宜采用大规模可编程逻辑器件：CPLD、FPGA来实现。（因为

2、大规模可编程逻辑器件一般是使用状态机方式来实现，即所解决的问题都是规则的有限状态转换问题。本系统状态较多，难度较大。）另外系统没有其它高标准的要求，我们最终选择了80C51通用的比较普通单片机来实现系统设计。内部带有8KB的程序存储器，在外面扩展了32K数据存储器，以满足系统要求。由于设计中传感器的选择很重要直接影响这测量结果和精度，所以在传感器的选择上很注重，因为该设计中传感器测量对象是重力故以下对几种常见电阻式传感器加以介绍。电阻式传感器通过电阻参数的变化来达到非电量电测的目的。这是一种将被测信号的变化换成电阻值的变化，然后再经过相关测量电路处理后，

3、在终端仪器、仪表上显示或记下被测量变化状态的测量装置。由于各种电阻材料在受到被测量作用时转换成电阻参数变化的机理各不相同，因而在电阻式传感器中就形成了许多种类。再次仅以电位器式电阻传感器、应变式电传感器和压阻式电感器做比较。1.2电阻式传感器介绍电阻式传感器具有典型代表的有电位器式传感器、应变式电阻传感器和压阻式传感器。现对该三种电阻进行介绍如下：（1）电位器式电阻式传感器：36电阻电位式传感器是由于被测量的变化而导致了电位器阻值变化。其工作原理是基于均匀界面导体的电阻计算公式:电阻=导体电阻率×导体的长度÷导体的截面积。通过被测量量改变电阻丝的长度，即

4、移动电刷的位置，则可实现位移与点组间的线性变换。电位器式传感器由骨架、电阻丝和电刷（活动触电）等组成。电刷有回转轴、滑动触电元件以及其他被测量相连接的机构来驱动。一般对电阻丝的要求是电阻率大、温度系数小，表面要有防腐措施、柔软、强度高。此外，要求能方便地锡焊或电焊以及在端部易镀铜镀银，熔点要高以免在高温下发生蠕变。对骨架材料要求形状稳定，表面绝缘电阻高，有较好的散热能力。电刷结构上往往反映出电位器的噪声电平。只有当电刷与电阻丝配合恰当、触电有较好的抗氧化能力、接触电压小、有一定的接触压力时，才能使噪声降低。否则，电刷可能成为引起整栋噪声的声源。采用高固有

5、频率的电刷结构，效果较好。电位器式传感器具有结构简单、成本低、输出信号大、精度高、性能稳定等优点，在实际使用中电位器式电阻传感器的输出端是接负载的，所以很容易产生非线性的误差。而且存在着电噪声大、寿命短等缺点。（2）应变式电阻传感器：36电阻应变片式传感器具有悠久的历史，也是目前应用比较广泛的传感器之一。将电阻应变片粘贴在各种弹性敏感元件上，加上相应的测量电路就可以检测位移、加速度、力、力矩等参数变化，电阻应变片式电阻应变片式传感器的核心器件。这种传感器具有结构简单、使用方便、性能稳定可靠，易于自动化、多点同步测量、远距离测量和遥测等特点，并且测量的灵敏

6、度、速度都很高，无论是静态测量还是动态测量都很适用。电阻应变片主要有金属应变片和半导体应变片两类。金属片又有丝式、箔式、薄膜式之分。金属电阻应变片是由敏感栅、基片、覆盖层和引线等部分组成，其核心部分是敏感栅，敏感栅由高电阻率的电阻丝排列成栅状，并粘贴在绝缘的基片上，上面粘贴起保护作用的覆盖层，两端焊接引出导线。其中丝式应变片敏感栅制作简单，性能稳定，成本低，易粘贴。薄膜式应变片灵敏度高，易于实现批量生产，特别是它可以直接制作在弹性敏感元件上，形成测量元件或传感器。金属电阻应变片受力后电阻变化主要是由于尺寸变化引起的，而半导体材料的应变片在受力后电阻变化主

7、要是由于电阻率的变化引起的。所以相比金属式应变片半导体式的应变片其测量灵敏度高是主要优点。但相比金属应变片，其测量非线性误差大，电阻温度系数大，容易产生温度误差。电阻应变片式传感器在实际使用时，除了应力变化会导致应变片电阻值发生变化外，温度变化也会使应变片的电阻值发生变化。产生的原因主要来自两个方面：一是因温度变化引起的应变片敏感栅的电阻变化及附加变形；二是因被测物体材料的线膨胀系数不同，使应变片产生附加应变。消除此干扰的方法主要有自补偿法和桥路补偿法。（3）压阻式传感器：为了改进金属丝和箔式电阻应变片应变丝的灵敏系数小这一不足，在20世纪50年代末出现

8、了体型半导体应变片和扩散性电阻应变片。它的突出优点是灵敏度高，尺寸小，横向效应也