电阻应变片范例6篇

电阻应变片

电阻应变片范文1

关键词:电阻应变式传感器、差分放大器、1602液晶

Figures based on resistance strain gauge dynamometer design

Paul Chang Bin Health Core Exhibition spend Junjie

Huanghuai College

Abstract: This paper describes the resistive strain gauge sensors based on the design of electronic measuring dynamometer and implementation. The system consists of 51 single-chip control, through the LCD screen automatically displays the measured size of grip. The circuits are measuring circuit, differential amplifier, A / D conversion, display circuit. Measurement circuit using resistive strain the power of the device to an object the size of the signal into corresponding electrical signals, electrical signals through the differential amplifier circuit will be amplified to the AD chip to identify within which can convert electrical signals into corresponding digital signals, finally measured in the liquid crystal display on the grip.

Keywords: strain sensor, a differential amplifier, 1602

一、设计任务与要求

1.1设计任务

1.设计一个数字显示握力计,可以显示出当前的力量值。

2.用数字显示被测力量。

1.2设计思路

数字显示握力计的测量过程是把被测物体的力量通过电阻式应变片传感器转换成电压信号。由于这一信号通常都很小,需要进行放大,放大后的模拟信号经由模/数芯片转换成数字量,再通过显示器显示出力量大小。

1.3工作原理

当被测物体(主要是手臂力量)使用数字显示握力计检测时,其力量使握力计弹簧变形便通过电阻应变片传感器,传感器随之产生相应的电效应,将物体的力量转换成电信号(电压或电流)。此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模/数(A/D)转换器进行转换,单片机对转换后的数字信号进行必要的判断、分析,再送到显示电路。

二、方案设计与论证

2.1整体方案

通过电阻应变片产生电压信号,经放大电路把信号放大后输入A/D转换芯片TCL2543进行A/D转换,由于此芯片可直接用于数字显示,故转换后的数字量直接用数码显示器进行显示。此方案的优点是外部电路非常简单,能实现较高的精度。

三、电子元器件的选取

3.1传感器的选择

电阻应变式传感器的优点是精度高,测量范围广,寿命长,结构简单,频响特性好,能在恶劣条件下工作,易于实现小型化、整体化和品种多样化等。

3.2运算放大器的选择

市场上有已成形的集成运算放大器,如AD620仪用放大器能直接用于该设计的放大部分,且集成芯片相对于自己用单运放搭接的运放电路具有更稳定的性能,误差更小;但集成运算放大器价格相对较高,而且自己搭接的运放电路其误差范围已经基本满足本设计的要求,所以我们选取OP07单运放搭接差分运算放大器的方式,同时一定程度上锻炼了模拟电路的实践能力。

3.3模数转换(A/D)芯片的选取

根据本课题的要求,要满足最低档位的分辨率,必须选取位数较高的A/D芯片,串行的TLC2543芯片驱动程序相对并行A/D复杂一点,但根据市场零售价格比较,该芯片是满足要求的最便宜的芯片,本着开发项目尽量缩减成本的原则我们最终选取了该芯片。

3.4显示器的选择

选取SMC1602a LCM点阵型液晶对放大以后的数据进行显示。

四、各硬件模块的具体实现方案

系统硬件包括电源模块、数据采集及放大模块、A/D转换模块、自动换档模块、数码管显示模块。

4.1电源模块

由于系统硬件有OP07,而运放电路要求正负9V电源,故此整个放大电路需要的电源可以直接用可充电的锂电池。

4.2传感器模块

电阻应变式传感器就是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化 , 再经相应的测量电路而最后显示或记录被测量值的变化。在这里,我们用电阻应变式传感器作为测量电路的核心。并应根据测量对象的要求,恰当地选择精度和范围度。

4.3、差动放大电路

数字显示握力计使用电阻应变全桥式传感器,其核心是由电阻应变计(应变片)构成的电桥电路,这类传感器具有成本低、精度高且温度稳定性好的特点。但其检测原理决定该类传感器输出电压低,要经过差分放大电路放大数百倍才能用于A/D转换。一般说来,传感器输出的电压值都非常小,基本上都是毫伏级甚至微伏级,需要外部放大电路来获得足够的增益。

仪表仪器放大器的选型很多,我们这里介绍一种用途非常广泛的仪表放大器,就是典型的差动放大器。它只需高精度OP07和几只电阻器,即可构成性能优越的仪表用放大器。广泛应用于工业自动控制、仪器仪表、电气测量等数字采集的系统中。

OP07芯片是一种低噪声,非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。由于OP07具有非常低的输入失调电压,所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。OP07同时具有输入偏置电流低和开环增益高的特点,这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。

4.4、A/D转换

在实际的测量和控制系统中检测到的常是时间、数值都连续变化的物理量,这种连续变化的物理量称之为模拟量,与此对应的电信号是模拟电信号。模拟量要输出显示,首先要经过模拟量到数字量的转换,LCM点阵型液晶才能接收、处理。

五、系统调试

5.1调试过程

(1).首先在握力计无负载时确保显示器准确显示零。

(2).然后握力臂施以不同的力量,观察显示器是否准确显示力量大小,如有偏差,采样十五次求平均值。

(3).零位稳定是影响握力计精度非常重要的因素,因受温度或其它因素影响将引起零位不稳定,这种现象称为零漂。由于零漂的影响,零输入信号时,输出可能不为零,为消除这个零位漂移值,采用零位补偿技术,零位补偿就是把这个零漂值储存起来,每一数据采集时减去这个数值,得到的数值就是消除零漂的有效信号。

六、系统功能

该数字握力计,测量范围分成四档,0~1.999Kg、0~19.99Kg、0~199.9Kg、0~1999Kg。用数字显示被测握力,小数点位置对应不同的量程显示,且具有量程自动切换功能,能适应不同层次的人群。

七、设计总结

目前,市场上的小型数显握力计很少但是其正朝着小型化、高精度、智能化方向发展。TCL2543采用较小的封装,尺寸很小,所需的器件也很少,满足了握力计小型化的需求;其内置各种控制寄存器和数据寄存器,并且可以通过SPI接口方便地控制和读取这些寄存器,满足了握力计智能化的需求。

在电子技术的课程设计中,我们花了大量的时间和精力进行资料查阅和方案论证,结合自己所学,认真解决每一个功能模块中遇到的问题。

我们还用仿真软件Proteus 6 Professional 进行某些功能模块的仿真,收到了很好的效果。

八、参考文献

[1] 张毅刚.单片机原理机应用.北京:高等教育出版社,2003.

[2] 王化祥、张淑英.传感器原理及应用.天津:天津大学出版社,2007.

[1] 阎石.数字电子技术基础部分.北京:高等教育出版社,2003.

[1] 童诗白.电子技术基础模拟部分.北京:高等教育出版社,2003.

作者简介:

常生睿(1987-),男,甘肃民勤,本科,网络工程师,专业方向:电子科学与技术;

花俊杰,男 ,25 ,河南信阳,本科,黄淮学院电子科学与工程系;

电阻应变片范文2

关键词:灵敏系数;误差;导线电阻;电阻应变片

中图分类号:TP212文献标识码:B

文章编号:1004-373X(2008)24-181-03

Error Analysis of Strain Measurement System

LI Yan,LI Xin′e,PEI Dongxing

(Key Laboratory of Instrumentation Science & Dynamic Measurement,Ministry of Education,North University of China,Taiyuan,030051,China)

Abstract:The resistance strain pressure sensor is now more widely used in the practical engineering application.The factors which affect the performance of the resistance strain pressure sensor is introduced,and then these problems that probably happen in practical applications completely and meticulously are discussed.The influence on the result of the electricity measures to test,caused by the stick quality,the nonlinear error and the length of the conducting wire,the temperature as the variations of the form of the composed bridges is analyzed.Error caused by wire resistance is modified,so measurement precision is improved greatly.The method of reducing the error in the electricity measurement to strain test is obtained.

Keywords:sensitive coefficient;error;conducting wire resistance;resistance strain gage

应变电测技术由于它适应性强,易于掌握,能在复杂的工作条件下进行大型工程结构的应力应变测量,目前已广泛应用于国防、化工、机械等部门的生产与科研工作。在进行电阻应变测量时,需要评价测量数据的可信度[1],也就是在进行试验及数据处理之前,应对电测试验中可能产生误差的因素加以分析,找出误差可能产生的原因和它们的规律,设法减小误差对测量结果的影响。

在此拟从4个方面对测试中产生的误差进行分析讨论。

1 电阻应变片灵敏系数K的变化产生的误差

电阻应变片的电阻变化率可表示为:

ΔR/R=KLεL+KBεB(1)

式(1)中:KL为电阻应变片的轴向灵敏系数;KB为电阻应变片的横向灵敏系数;εL为沿电阻应变片轴向的应变;εB为沿电阻应变片横向的应变。

由式(1)可见,电阻应变片的电阻变化率实际上是2部分的迭加,一部分是敏感栅仅受εL作用(εB=0)时的电阻变化率,另一部分是敏感栅仅受εB作用(εL=0)时的电阻变化率[2]。

式(1)又可表示为:

ΔR/R=KLεL(1+HεB/εL)(2)

式(2)中:H=KB/KL为电阻应变片的横向效应系数。令C=εB/εL,则可得:

ΔR/R=KL・εL(1+CH)(3)

对已贴片的电阻应变计,C表示横向应变与轴向应变之比,所以C由电阻应变片贴装处应变场特性和贴装方位所决定。电阻应变片的灵敏系数K是式(3)的一个特例,即:

C=εB/εL=-μ0εX/εX=-μ0

上式中:μ0为电阻应变片金属丝材料的泊松系数;εX为电阻应变片金属丝的轴向应变。

此时:

K=KL(1-μ0H)(4)

式(4)表达了一般意义下电阻应变片的灵敏系数。它表明电阻应变片表现出的对应变的灵敏度是有条件的,K值除取决于电阻应变片敏感栅的材质、形状之外,还与被测量点应力的状态和电阻应变片的贴装方位(C值)有关[3]。

2 机械滞后引起的误差确定方法

由于电阻片的特性不好,粘贴剂固化处理不好或胶层过厚,都会造成电阻片不完全服从胡克定律或稳定性差,而使电阻片产生机械滞后[4]。机械滞后的误差可从加载曲线得出,如图1所示。机械滞后对动态测量不仅会影响到所测应变得大小,而且在时间上还有滞后,这对于分析结构各部件变形的相互关系,将带来一定的影响,因此需要加以修正。可采用对被测量试件反复加卸载的办法来减小机械滞后量,一般反复3~5次即可[5]。

图1 机械滞后曲线

3 电桥非线性带来的误差

为了说明这个问题,讨论单个桥臂工作时应变与电桥输出电压的关系[6]。图2为单臂工作时的直流应变电桥原理图。其中E是供桥电压;Vo是电桥的输出电压。设R1为工作电阻,ΔR是工作片承受应变后引起的电阻增量,因应变有拉有压,所以ΔR有正负之分。

图2 单臂工作时直流应变电桥

当R1=R2=R3=R4=R时,可得出电桥的输出电压Vo为:

Vo=VAB-VBC=ΔR2(2R+ΔR)E(5)

一般,R恙R,且ΔRR=Kε(K为电阻应变片的灵敏系数,ε为应变),所以式(5)可写成:

Vo14ΔRRE=14EKε(6)

从上面的推导过程可以看出,Vo实际上与ΔRR是非线性的,只是因为ΔRR很小做了近似处理,才简化为线性关系[7]。下面讨论由式(5)到式(6)这一简化带来的误差。

由式(5)得:

Vo=ΔR4R+2ΔRE=E4・ΔRR11+12ΔRR

=E4・ΔRR1-12・ΔRR+12・ΔRR2+…(7)

比较式(6)和式(7),可得到相对非线性误差为:

γ=-12・ΔRR+12・ΔRR2+…

欤12・ΔRR=-12Kε(8)

当ε=10 000×10-6,K=2时,误差=-1%,所以,在大变形测量中误差较大,应予修正。

4 长导线引起的测量误差

由于野外工作条件所限,往往使测量仪器远离被测结构物,从而必须使用较长导线连接,由于M桥方式和连接方式不同,引起误差的大小也不同[8]。假设单根导线的电阻为r,现分别讨论如下。

4.1 单片接法

由图3可知,AB桥臂的电阻相对变化不是ΔRR,而是ΔR(R1+2r);测点处的真实应变为:ε=1K・ΔRR,而读出应变为:

ε1=1KΔR(R+2r)

=R1(R1+2r)ε(9)

图3 测量电桥的单片接线示意

也就是说仪器读数ε1应乘以(R1+2r)R1才是测点的真实应变。所以(R1+2r)R1称之为修正系数。换句话说,导线的接入降低了灵敏系数K值,其降低程度为:

ΔRR1+2r=ΔRR1・11+2rR=Kε11+2rR(10)

设降低后的灵敏系数为K′,

K′=K・11+2rR(11)

将式(11)按幂级数展开,略去高次项得:

K′K1-2rR1

所以其误差为:

γ=-2rR1(12)

4.2 半桥接法

半桥接法可以分为半桥三线制和半桥四线制,后者的修正系数及误差同单片接法。图4为半桥三线制接法,B′B间的电阻r与放大器输入阻抗相串联,所以忽略不计,其修正系数为:K′=K1-rR1,而误差为:

γ=-rR1。

从以上讨论可以看出,半桥三线接法比单片接法误差减小一半,故在同样误差下,半桥接法的导线长度比单片接法的导线长度可增加1倍[9]。

图4 半桥三线接法示意

4.3 全桥接法

图5为全桥接法,同样B′B和D′D间的电阻是与放大器阻抗串联的,可忽略不计。

图5 全桥接法示意

由于A′A和C′C的导线电阻使加到应变电桥上的桥压降低为:

VAC=RR+2rVC

也就是说使K值下降为:

K′=KRR+2rK1-2rR

所以,其误差为γ=-2γR,当导线过长,必须修正。

这里还要指出的是,温度变化除引起应变计电阻变化外,还会引起连接应变计和应变仪的连接导线电阻变化[10]。例如对于横截面积为0.5 mm2,长为15 m的铜导线,其电阻约为0.6 Ω。当温度变化5 ℃时,导线的电阻将变化0.012 Ω,灵敏系数为2.0的应变计,相当于100×10-6所引起的电阻变化。也就是说如果其他因素不变,应变仪读出100×10-6的虚假应变。可见温度变化也会导致很大的试验误差。因此,在试验时,工作和补偿应变计的连接导线应采用同一型号的电线,长度应相同,并且将它们捆扎在一起,使其受相同温度的影响,这样温度变化产生的影响也将被补偿。

参考文献

[1]周民.压力传感器灵敏度特性的研究[J].武汉船舶职业技术学院学报,2005(6):27-30.

[2]孟立凡,郑宾.传感器原理与技术.北京:兵器工业出版社,2000.

[3]梁立凯.电阻应变片测量中温度为误差的补偿方法[J].呼伦贝尔学院学报,2001(1):72-73,110.

[4]孙宇宁.应变式测力传感器的非线性误差及其校正[J].测绘信息与工程,1998(1):38-41.

[5]陶宝祺,王妮.电阻应变式传感器[M].北京:国防工业出版社,1997.

[6]张建民.传感器与检测技术[M].北京:机械工业出版社,2000.

[7]郑秀瑶,谢大吉.应力应变电测技术[M].北京:国防工业出版社,2003.

[8]徐晗,陈灼民,武松涛.电阻应变测量方法浅析[J].测试技术,2002,30(1):25-29.

[9]刘玲霞.电阻应变式测力传感器设计的应力集中原则[J].中国科技信息,2006(17):106-108.

[10]尹福炎.电阻应变计在传感器技术中的应用[J].传感器世界,1999(3):11-19.

电阻应变片范文3

笔者认真阅读了五种版本的《物理》新教材和名目繁多的练习册,特别是各地“中考”涉及滑动变阻器的试题及其参考答案,感觉受益匪浅。然而,有些答案也有商榷的必要。下面笔者就某版本新课标课文里编写的三幅“有滑动变阻器的实验题”和配套教参里给出的参考答案,陈述如下管见,希望与同行们进行探讨、交流。

例1:图片1是一位同学在连接使用滑动变阻器能够控制小灯泡亮度的实物图,他错在哪里?

教参里给出的参考答案是:“此题的目的是继续训练学生……学会用变阻器控制小灯泡亮度的连接方法”,该题的“错误是将变阻器作为一个不变的电阻串联接入电路中”。

点评:(1)由于“变阻器”包括“滑动变阻器(含‘电位器’)和电阻箱”,因此参考答案里的“变阻器”应修改为“滑动变阻器”。(2)由于“滑动变阻器有四种使用方法”,所以“学会用变阻器控制小灯泡亮度的连接方法”不是科学用语。(3)根据“电压是使电路中的电荷,发生定向移动形成电流的原因”,所以在教学中我们强调:“使用滑动变阻器,能够控制小灯泡两端的电压和通过它的电流,进而能够改变小灯泡的实际功率(即小灯泡的发光亮度)。”

新解:(1)我们认为类似上述实验题目长期被人们忽视的错误是:“实验前图中的滑片没有停留在最大阻值处”或“滑片要远离选用电阻线上的接线柱”或“要把电阻线全部串进电路中”或“让电流通过所有的电阻线”。我们的教学要求是:在图里位于电阻线中间部位滑片的左面或右面,画出“-”符号,来标明实验前滑片应停在电阻线的最左端或最右端。(2)由于题中没有指明使用滑动变阻器是采用哪种使用方法,所以该题除上述错误外,其完整的答案应有两种情况。滑动变阻器若采用的是:①“常用的电路连接方式”或“组成调压电路”的使用方法,则“滑动变阻器的接线柱选用错了”,应“上、下各选一个接线柱把它串联在电路中,且开关闭合前滑片要停留在最大阻值处”。②“组成分压电路”的使用方法,该题“小灯泡接错了,应按图1所示的电路图连接电路,且开关闭合前滑片要停留在最小阻值处”(即图中最左端)。

例2:图片2是一位同学为测量小灯泡的电阻而连的电路实物图,他错在哪里?

教参里给出的参考答案是:“设置此题的目的是对学生进行电路连接的训练,让学生学会用变阻器控制电路的电路连接方法。”“图中的错误是将变阻器的接线柱接错――同时选择上面两个接线柱接入电路,这样变阻器就失去改变电路电阻的作用。应该强调,这样有可能烧坏灯泡,因此在电路连接过程中应当避免”。

点评:在“测量小灯泡的功率”的实验里,均要求学生“使小灯泡的电压约为额定电压的1.2倍,观察小灯泡的亮度,测出(建议修改为“算出”)它的功率”。可知:“如果电源电压超过小灯泡的正常工作电压”时,不一定“烧坏灯泡”,只有“电源电压超过小灯泡正常工作的电压1.2倍时”,才“有可能烧坏灯泡”。须知:家用配电电压是250V,工业配电电压是450V,它们都是各自用电器U额的1.2倍,即使深更半夜电压是250V,家用电器也没被烧坏。

新解:当滑动变阻器是采用常用的电路连接方式时,除上述参考答案外还有:(1)开关闭合前滑片要停留在最大阻值处;(2)表■选用的接线柱的“极性”反了;(3)表■的量程应选用“0~3V”;(4)表■的量程应选用“0.0~0.6A”。

注:①根据新课标提倡的“从生活到物理,从物理到社会”的理念和市场上出售的小灯泡的规格,实验室用的小灯泡的额定电流,均没有超过0.5A的。②由于电表选用了大量程,测量值跟真实值之间的差异,实属可以纠正的错误!不属于不可避免的“误差”范畴,下同。③采用“组成分压电路”也能测量小灯泡的电阻和功率。

例3:图片3是一位同学为测量小灯泡的功率而连的电路实物图,这个电路有什么错误或不妥之处吗?应该怎样纠正?

电阻应变片范文4

模块一

电路安全计算分析

例题精讲

【例1】

如图所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻.闭合开关,当滑动变阻器的滑片在某两点间移动时,电流表的示数变化范围为0.5A~1.5A之间,电压表的示数变化范围为3V~6V之间.则定值电阻R0的阻值及电源电压分别为(

)

A.

3Ω,3V

B.

3Ω,7.5V

C.

6Ω,6V

D.

6Ω,9V

考点:

欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电路的动态分析.

解析:

由电路图可知,电阻R0与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;

当电路中的电流为0.5A时,电压表的示数为6V,

串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,

电源的电压U=I1R0+U滑=0.5A×R0+6V,

当电路中的电流为1.5A时,电压表的示数为3V,

电源的电压:

U=I2R0+U滑′=1.5A×R0+3V,

电源的电压不变,

0.5A×R0+6V=1.5A×R0+3V,

解得:R0=3Ω,

电源的电压U=1.5A×R0+3V=1.5A×3Ω+3V=7.5V.

答案:

B

【测试题】

如图所示,滑动变阻器的滑片在某两点间移动时,电流表的示数范围在1A至2A之间,电压表的示数范围在6V至9V之间.则定值电阻R的阻值及电源电压分别是(

)

A.

15

V

B.

15

V

C.

12

V

D.

12

V

考点:

欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律.

解析:

由电路图可知,电阻R与滑动变阻器R′串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;

当电路中的电流为1A时,电压表的示数为9V,

串联电路中各处的电流相等,且总电压等于各分电压之和,

电源的电压U=I1R+U滑=1A×R+9V,

当电路中的电流为2A时,电压表的示数为6V,

电源的电压:

U=I2R+U滑′=2A×R+6V,

电源的电压不变,

1A×R+9V=2A×R+6V,

解得:R=3Ω,

电源的电压U=1A×R+9V=1A×3Ω+9V=12V.

答案:

C

【例2】

如图所示电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变,定值电阻R1=5Ω,变阻器R2最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V.为保护电表,变阻器接入电路的阻值范围是(

)

A.

0Ω~10Ω

B.

0Ω~20Ω

C.

5Ω~20Ω

D.

2.5Ω~10Ω

考点:

欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电阻的串联.

解析:

由电路图可知,滑动变阻器R2与电阻R1串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路总电流,

当电流表示数为I1=0.6A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,

根据欧姆定律可得,电阻R1两端电压:

U1=I1R1=0.6A×5Ω=3V,

因串联电路中总电压等于各分电压之和,

所以,滑动变阻器两端的电压:

U2=U-U1=4.5V-3V=1.5V,

因串联电路中各处的电流相等,

所以,滑动变阻器连入电路的电阻最小:

Rmin==2.5Ω;

当电压表示数最大为U大=3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,

此时R1两端电压:

U1′=U-U2max=4.5V-3V=1.5V,

电路电流为:

I2==0.3A,

滑动变阻器接入电路的最大电阻:

Rmax==10Ω,

变阻器接入电路的阻值范围为2.5Ω~10Ω.

答案:

D

【测试题】

如图所示电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变,电阻R1=4Ω,变阻器R2的最大阻值为20Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,为了保护电表不被损坏,变阻器接入电路的阻值范围是(

)

A.

3.5Ω~8Ω

B.

0~8Ω

C.

2Ω~3.5Ω

D.

0Ω~3.5Ω

考点:

欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用.

解析:

⑴当电流表示数为I1=0.6A时,

电阻R1两端电压为U1=I1R1=0.6A×4Ω=2.4V,

滑动变阻器两端的电压U2=U-U1=4.5V-2.4V=2.1V,

所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为R小=.

⑵当电压表示数最大为U大=3V时,

R1两端电压为U3=U-U大=4.5V-3V=1.5V,

电路电流为I==0.375A,

滑动变阻器接入电路的电阻最大为R大==8Ω.

所以变阻器接入电路中的阻值范围是3.5Ω~8Ω.

答案:

A

【例3】

如图所示电路,已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻R1阻值为6Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为24Ω,电源电压为6V,开关S闭合后,在滑动变阻器滑片滑动过程中,保证电流表、电压表不被烧坏的情况下(

)

A.

滑动变阻器的阻值变化范围为5Ω~24Ω

B.

电压表的示数变化范围是1.2V~3V

C.

电路中允许通过的最大电流是0.6A

D.

电流表的示数变化范围是0.2A~0.5A

考点:

欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律;电阻的串联;电路的动态分析.

解析:

由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流.

⑴根据欧姆定律可得,电压表的示数为3V时,电路中的电流:

I==0.5A,

电流表的量程为0~0.6A,

电路中的最大电流为0.5A,故C不正确;

此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,

电路中的总电阻:

R==12Ω,

串联电路中总电阻等于各分电阻之和,

变阻器接入电路中的最小阻值:

R2=R-R1=12Ω-6Ω=6Ω,即滑动变阻器的阻值变化范围为6Ω~24Ω,故A不正确;

⑵当滑动变阻器的最大阻值和定值电阻串联时,电路中的电流最小,电压表的示数最小,此时电路中的最小电流:

I′==0.2A,

则电流表的示数变化范围是0.2A~0.5A,故D正确;

电压表的最小示数:

U1′=I′R1=0.2A×6Ω=1.2V,

则电压表的示数变化范围是1.2V~3V,故B正确.

答案:

BD

【测试题】

如图所示电路,已知电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,定值电阻R1阻值为10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω,电源电压为6V.开关S闭合后,在滑动变阻器滑片滑动过程中,保证电流表、电压表不被烧坏的情况下,下列说法中错误的是(

)

A.

电路中通过的最大电流是0.6A

B.

电压表最小示数是1V

C.

滑动变阻器滑片不允许滑到最左端

D.

滑动变阻器滑片移动过程中,电压表先达到最大量程

考点:

欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;电阻的串联.

解析:

⑴由电路图可知,当滑动变阻器的滑片位于最左端时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,

电源的电压6V大于电压表的最大量程3V,

滑动变阻器的滑片不能移到最左端;

根据欧姆定律可得,此时电路中的电流:

I==0.6A,故电路中的最大电流不能为0.6A,且两电表中电压表先达到最大量程;

⑵根据串联电路的分压特点可知,滑动变阻器接入电路中的阻值最大时电压表的示数最小,

串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,

电路中的最小电流Imin==0.1A,

电压表的最小示数Umin=IminR1=0.1A×10Ω=1V.

答案:

A

【例4】

如图,电源电压U=30V且保持不变,电阻R1=40Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为60Ω,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~15V,为了电表的安全,R2接入电路的电阻值范围为_____Ω到_____Ω.

考点:

欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;串联电路的电压规律.

解析:

⑴当电流表示数为I1=0.6A时,

电阻R1两端电压为U1=I1R1=0.6A×40Ω=24V,

滑动变阻器两端的电压U2=U-U1=30V-24V=6V,

所以滑动变阻器连入电路的电阻最小为R小==10Ω.

⑵当电压表示数最大为U大=15V时,

R1两端电压为U3=U-U大=30V-15V=15V,

电路电流为I==0.375A,

滑动变阻器接入电路的电阻最大为R大==40Ω.

所以变阻器接入电路中的阻值范围是10Ω~40Ω.

答案:

10;40.

【测试题】

如图电路中,电源电压为6V不变,滑动变阻器R2的阻值变化范围是0~20Ω,两只电流表的量程均为0.6A.当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P置于最左端时,电流表A1的示数是0.4A.此时电流表A2的示数为______A;R1的阻值______Ω;在保证电流表安全的条件下,滑动变阻器连入电路的电阻不得小于_______.

考点:

电流表的使用;并联电路的电流规律;滑动变阻器的使用;欧姆定律;电路的动态分析.

解析:

当开关S闭合,滑动变阻器的滑片P置于最左端时,R2中电流I2==0.3A,

则R1中的电流I1=I-I2=0.4A-0.3A=0.1A,R1==60Ω;

当滑片向左移动时,总电阻变大,总电流变小,由于电流表最大可为0.6A,且R1中的电流不变,

则R2中的最大电流I2′=I′-I1=0.6A-0.1A=0.5A,此时滑动变阻器的电阻R2′=

=12Ω.

答案:

0.3;60;12Ω.

模块二

电路动态分析之范围计算

例题精讲

【例5】

在如图所示的电路中,设电源电压不变,灯L电阻不变.闭合开关S,在变阻器滑片P移动过程中,电流表的最小示数为0.2A,电压表V的最大示数为4V,电压表V1的最大示数ULmax与最小示数ULmin之比为3:2.则根据以上条件能求出的物理量有(

)

A.

只有电源电压和L的阻值

B.

只有L的阻值和滑动变阻器的最大阻值

C.

只有滑动变阻器的最大阻值

D.

电源电压、L的阻值和滑动变阻器的最大阻值

考点:

欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用.

解析:

由电路图可知,电灯L与滑动变阻器串联,电流表测电路电流,电压表V测滑动变阻器两端的电压,电压表V1测小灯泡L两端的电压.

⑴当滑动变阻器接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小I=0.2A;

此时电压表V的最大U2=4V,电压表V1的示数最小为ULmin;

滑动变阻器最大阻值:R==20Ω,

灯泡L两端电压:ULmin=IRL,

电源电压:U=I(R2+RL)=0.2A×(20Ω+RL)=4+0.2RL.

⑵当滑动变阻器接入电路的阻值为零时,电路中的电流最大为I′,

此时灯泡L两端的电压ULmax最大,等于电源电压,

则ULmax=I′RL.

①电压表V1的最大示数与最小示数之比为3:2;

I′=I=×0.2A=0.3A,

电源电压U=I′RL=0.3RL,

②电源两端电压不变,灯L的电阻不随温度变化,

4+0.2RL=0.3RL,

解得:灯泡电阻RL=40Ω,电源电压U=12V,

因此可以求出电源电压、灯泡电阻、滑动变阻器的最大阻值.

答案:

D

【测试题】

在如图所示电路中,已知电源电压6V且不变,R1=10Ω,R2最大阻值为20Ω,那么闭合开关,移动滑动变阻器,电压表的示数变化范围是(

)

A.

0~6V

B.

2V~6V

C.

0~2V

D.

3V~6V

考点:

电路的动态分析.

解析:

当滑片滑到左端时,滑动变阻器短路,此时电压表测量电源电压,示数为6V;

当滑片滑到右端时,滑动变阻器全部接入,此时电路中电流最小,

最小电流为:I最小==0.2A;

此时电压表示数最小,U最小=I最小R1=0.2A×10Ω=2V;

因此电压表示数范围为2V~6V.

答案:

B

【例6】

如图所示的电路中,R为滑动变阻器,R1、R2为定值电阻,且R1>R2,E为电压恒定的电源,当滑动变阻器的滑片滑动时,通过R、R1、R2的电流将发生变化,电流变化值分别为I、I1、I2表示,则(

)

A.

当滑动片向右滑动时,有I1<I<I2

B.

当滑动片向左滑动时,有I<I1<I2

C.

无论滑动片向左还是向右滑动,总有I=I1=I2

D.

无论滑动片向左还是向右滑动,总有I>I2>I1

考点:

欧姆定律的应用;滑动变阻器的使用.

解析:

由电路图可知,R与R2并联后与R1串联,且R1>R2,

设R1=2Ω,R2=1Ω,U=1V,

电路中的总电阻R总=R1+,

电路中的电流I1=,

并联部分得的电压U并=I1×R并=,

因R与R2并联,

所以I=,

I2=;

当滑动变阻器接入电路的电阻变为R′时

I1=|I1-I1′|=,

I=|I-I′|=,

I2=|I2-I2′|=;

所以无论滑动片向左还是向右滑动,总有I>I2>I1.

答案:

D

【测试题】

如图所示的电路图,R1大于R2,闭合开关后,在滑动变阻器的滑片P从b向a滑动的过程中,滑动变阻器电流的变化量______R2电流的变化量;通过R1电流的变化量______R2电流的变化量.(填“<”“>”“=”)

考点:

欧姆定律的应用;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律.

解析:

由电路图可知,滑动变阻器与R2并联后与R1串联,

串联电路中总电压等于各分电压之和,且并联电路中各支路两端的电压相等,

R1两端电压变化与并联部分电压的变化量相等,

I=,且R1大于R2,

通过R1的电流变化量小于通过R2的电流变化量;

由欧姆定律可知,通过R1的电流减小,通过滑动变阻器的电流变小,通过R2的电流变大,

总电流减小时,R2支路的电流变大,则滑动变阻器支路的减小量大于总电流减小量,

即滑动变阻器电流的变化量大于R2电流的变化量.

答案:

>;<.

【例7】

在图甲所示电路中,电源电压保持不变,R0、R2为定值电阻,电流表、电压表都是理想电表.闭合开关,调节滑动变阻器,电压表V1、V2和电流表A的示数均要发生变化.两电压表示数随电路中电流的变化的图线如图乙所示.根据图象的信息可知:_____(填“a”或“b”)是电压表V1示数变化的图线,电源电压为_______V,电阻R0的阻值为______Ω.

考点:

欧姆定律的应用.

解析:

由电路图可知,滑动变阻器R1、电阻R2、电阻R0串联在电路中,电压表V1测量R1和R2两端的总电压,电压表V2测量R2两端的电压,电流表测量电路中的电流.

⑴当滑片P向左移动时,滑动变阻器R1连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,R0两端的电压变大,R2两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R1和R2两端的总电压变小,据此判断:图象中上半部分b为电压表V1示数变化图线,下半部分a为电压表V2示数变化图线;

⑵由图象可知:当R1和R2两端的电压为10V时,R2两端的电压为1V,电路中的电流为1A,

串联电路的总电压等于各分电压之和,

电源的电压U=U1+U0=10V+IR0=10V+1A×R0

---------①

当滑片P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,两电压表都测量电阻R1两端的电压,示数都为4V,电路中的电流最大为4A,

电源的电压U=U2′+U0′=4V+4A×R0

---------------②

由①②得:10V+1A×R0=4V+4A×R0

解得:R0=2Ω;

电源电压为:U=U1+U0=10V+IR0=10V+1A×2Ω=12V.

答案:

b;12;2.

【测试题】

如图所示的电路,电源电压保持不变.闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图线如图所示.根据图线的信息可知:________(甲/乙)是电压表V2示数变化的图象,电源电压为_______V,电阻R1的阻值为_______Ω.

考点:

欧姆定律的应用;电压表的使用;滑动变阻器的使用.

解析:

图示电路为串联电路,电压表V1测量R1两端的电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压;

当滑动变阻器的阻值为0时,电压表V2示数为0,此时电压表V1的示数等于电源电压,因此与横坐标相交的图象是电压表V2示数变化的图象,即乙图;此时电压表V1的示数等于6V,通过电路中的电流为0.6A,故电源电压为6V,.

答案:

乙,6,10.

模块三

滑动变阻器的部分串联、部分并联问题

【例8】

如图所示的电路中,AB间电压为10伏,R0=100欧,滑动变阻器R的最大阻值也为100欧,当E、F两点间断开时,C、D间的电压变化范围是________;当E、F两点间接通时,C、D间的电压变化范围是________.

考点:

欧姆定律的应用;电阻的串联.

解析:

⑴当E、F两点间断开,滑片位于最上端时为R0的简单电路,此时CD间的电压最大,

并联电路中各支路两端的电压相等,

电压表的最大示数为10V,

滑片位于下端时,R与R0串联,CD间的电压最小,

串联电路中总电阻等于各分电阻之和,

根据欧姆定律可得,电路中的电流:

I==0.05A,

CD间的最小电压:

UCD=IR0=0.05A×100Ω=5V,

则C、D间的电压变化范围是5V~10V;

⑵当E、F两点间接通时,滑片位于最上端时R0与R并联,此时CD间的电压最大为10V,

滑片位于下端时,R0被短路,示数最小为0,

则CD间电压的变化范围为0V~10V.

答案:

5V~10V;0V~10V.

【测试题】

如图中,AB间的电压为30V,改变滑动变阻器触头的位置,可以改变CD间的电压,则UCD的变化范围是(

)

A.

0~10V

B.

0~20V

C.

10~20V

D.

20~30V

考点:

串联电路和并联电路.

解析:

当滑动变阻器触头置于变阻器的最上端时,UCD最大,最大值为Umax=

=20V;当滑动变阻器触头置于变阻器的最下端时,UCD最小,最小值为Umin

=,所以UCD的变化范围是10~20V.

答案:

C

【例9】

如图所示,电路中R0为定值电阻,R为滑动变阻器,总阻值为R,当在电路两端加上恒定电压U,移动R的滑片,可以改变电流表的读数范围为多少?

考点:

伏安法测电阻.

解析:

设滑动变阻器滑动触头左边部分的电阻为Rx.电路连接为R0与Rx并联,再与滑动变阻器右边部分的电阻R-Rx串联,

干路中的电流:I=

电流表示数:I′==

由上式可知:当Rx=时,I最小为:Imin=;当Rx=R或Rx=0时,I有最大值,Imax=;

即电流表示数变化范围为:~;

答案:

【测试题】

如图所示的电路通常称为分压电路,当ab间的电压为U时,R0两端可以获得的电压范围是___-___;滑动变阻器滑动头P处于如图所示位置时,ab间的电阻值将______该滑动变阻器的最大阻值.(填“大于”“小于”“等于”)

考点:

弹性碰撞和非弹性碰撞.

解析:

根据串联电路分压特点可知,当变阻器滑片滑到最下端时,R0被短路,获得的电压最小,为0;当变阻器滑片滑到最上端时,获得的电压最大,为U,所以R0两端可以获得的电压范围是0~U.

由于并联电路的总电阻小于任何一个支路的电阻.所以滑动变阻器滑动头P处于如图所示位置时,ab间的电阻值将小于该滑动变阻器的最大阻值.

电阻应变片范文5

【关键词】 压力变送器 工作原理

压力变送器除了能将非电量转换成可测量的电量外,还具有一定的放大作用。近年来,越来越多的仪器、仪表和工业自动化领域需要进行自动控制和集中检测,所以对压力变送器的需要量增多,同时对产品的精度、稳定性和价格的要求也趋于严格。在目前国内市场上,相继出现过电阻式、扩散硅式、陶磁式压力变送器,并逐步占据了大量的市场位置。本文特意对压力变送器的工作原理进行分析,以期对大家有一些帮助。

1. 压力变送器的基本介绍

(1)基本概念。压力变送器用于检测流体的压力(实际上是压强),并进行远程信号传送,信号传送到二次仪表或者计算机进行压力控制或监测的一种自动化控制前端元件,主要由压力传感器、测量电路和过程连接件三部分组成。它能将压力传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号,以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。在国内,目前在小型自动化控制方面运用的压力变送器一般基于压阻式原理,也就是压敏电阻受压后产生电阻变化,通过放大器放大并采用标准压力标定,即可进行压力检测。(2)基本优点。第一,设置方便,可实现多点控制。如果检测出的压力信号是连续信号,就可任意设置压力,只需对电控部分进行设定。第二,可以实现压缩机运行高级控制,延长压缩机寿命。通过运用变频技术,能让压缩机运行更平稳,大量减少启动次数,延长使用周期,而且更加环保节能。第三,提供控制精度,元件可靠性更好。压力变送器的检测精度相对于压力开关高出数倍,控制精度自然就相应地得到提高,因为采用的敏感元件为非机械结构,基本上不再需要维护,能够降低损坏率。

2. 压力变送器的工作原理

2.1电阻应变片式压力变送器

(1)基本概述。电阻应变式压力变送器大信号输出,不锈钢结构,具有线性度高、迟滞误差小、温度性能好、工作稳定、量程广、耐腐蚀等特点,主要在国防和工业自动化等领域被广泛使用。它的重要组成部分是一种电阻应变片,这种敏感器件可以将被测件上的应变变化转换成为一种电信号。(2)工作原理。吸附在基体材料上,金属电阻应变片的应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象,俗称为电阻应变效应。通常情况下,是将应变片采用特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上,随着基体受力发生应力变化后,电阻应变片也一起产生形变,使应变片的阻值发生改变,从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化较小,一般这种应变片都组成应变电桥,并通过后续的仪表放大器进行放大,再传输给处理电路(通常是A/D转换和CPU)显示或执行机构。在运用时,电阻的取值范围要格外注意,阻值太小,所需的驱动电流太大,同时不断发热会致使应变片的温度过高,导致应变片的阻值变化太大,输出零点漂移明显,调零电路过于复杂。而电阻太大,阻抗太高,抗外界的电磁干扰能力就会降低。(见下图)

2.2扩散硅压力变送器

(1)基本概述。扩散硅压力变送器的压力检测元件采用进口扩散硅或者陶瓷芯体,传感器信号经高性能电子放大器转换成0-10mA或4-20mA统一输出信号。这种压力变送器可替代传统的远传压力表、霍尔元件、差动变送器,并具有DDZ-Ⅱ及DDZ-Ⅲ型变送器性能。扩散硅压力变送器具有强大的使用性能,不但能与各种型号的动圈式指示仪、数字压力表、电子电位差计配套使用,也能与各种自动调节系统或计算机系统配套使用。(2)工作原理。当介质的压力信号作用于传感器时,压力传感器就将压力信号转换成电信号,经差分放大和输出放大器放大,最后经V/A电压电流转换成与被测介质的液位压力成线性对应关系的4-20mA标准电流输出信号。

2.3陶瓷压力变送器

(1)基本概述。陶瓷材料的高弹性、抗腐蚀、抗磨损、抗冲击和振动是被大家公认的。陶瓷的工作温度范围位于-40~135℃之间,具有测量的高精度、高稳定性。电气绝缘程度>2kV,不仅输出信号强,而且能够保持长期的稳定性能。这样的高特性、低价格优势,将促使陶瓷传感器将成为以后的发展方向。(2)工作原理。抗腐蚀的陶瓷压力变送器的压力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使陶瓷膜片产生微小的形变,厚膜电阻印刷在其背面连接成一个惠斯通电桥。压敏电阻的压阻效应能够使电桥产生一个与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号,2.0/3.0/3.3mV/V的标准信号是根据压力量程的不同来标定的,可以和应变式传感器相兼容。传感器通过激光标定,具有很高的温度稳定性和时间稳定性,传感器自带温度补偿0~70℃,并可以和绝大多数介质直接接触。

3. 压力变送器工作时的注意事项

(1)变送器上切勿使用高于36V的电压,容易导致损坏。(2)变送器切勿用硬物碰触膜片,会损坏隔膜片。(3)被测介质不能结冰,否则传感器元件隔离膜片容易损伤,导致变送器破坏。(4)在测量蒸汽或其他高温介质时,其温度不应超过变送器使用时的极限温度,否则必须使用散热装置。(5)在测量蒸汽或其他高温介质时,为使变送器和管道连在一起,应使用散热管,并使用管道上的压力传至变压器。当被测介质为水蒸气时,散热管中要注入适量的水,以防过热蒸汽直接与变送器接触,致使损坏传感器。(6)在压力传输过程中,应注意几点:变送器与散热管连接处不可漏气;在打开阀门时要小心,以免被测介质直接冲击、损坏传感器膜片;必须保持管路畅通,避免管道中的沉积物弹出并损坏传感器膜片。

结语

随着对压力变送器的工作原理和注意事项的进一步深入研究,它在工业生产的运用势必越来越广泛。虽然他在在各行业中得到广泛应用,并获得必定的经济效益,但其技能水平与国外同类产物比较还有必定的距离,我国压力变送器职业仍存在一些缺点,阻止了压力变送器职业的展开,加大压力变送器的工作原理和存在问题的分析,自然就可以解决这种不良状况的存在。

参考文献:

[1] 陈广庆等;一种新型的智能压力变送器;工矿自动化;2009年第10期.

电阻应变片范文6

关键词:电子称 电阻应变传感器 AD转换

中图分类号:TH715.193 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)10-0175-01

1 电子称的功能

数字电子称重系统的核心控制部件是单片机,控制过程是首先是通过传感器采集到被测物体的重量压力,并将该非电量转换成微弱的电压信号。电压信号经过处理电路进行适度的线性放大,放大后的电压模拟信号需要通过 A/D 转换电路转换成数字量并传送入到主控单片机中。单片机对重量数字信号进行运算处理控制,计算通过液晶显示器显示被测物体的重量。物体重量测量完成后,用户可以通过系统键盘输入物品单价,系统根据重量和单价自动计算总金额并显示。

2 称重传感器

在数字电子称的设计中,传感器的精度在系统中起着决定性作用。电阻应变传感器由电阻应变片和信号测量线路两部分组成。目前使用最广的电阻应变片电阻丝应变片和半导体应变片两种。本文中选用的是电阻丝应变片型传感器。结合设计要求的称重范围,重量误差,同时还要考虑到秤台自身重量、振动的影响和冲击分量的影响,还要避免因为超重而损坏传感器,所以传感器量程必须大于额定称重的重量。我们选择的是L-PSIII型传感器,量程10Kg,精度为0.01%,满量程时误差0.002Kg。可以满足本系统的精度要求。

本设计中选用的是测量电路最常用电阻应变传感器桥式测量电路来进行信号测量。它共用两只电阻和两只应变片,分别贴在弹性粱上,通过导线连接为电桥,就可以测量电桥中电阻随重力变化导致弹性梁应变而产生的变化。应变片电阻的变化通过桥式测量电路输出电压表现出来。即桥式输出电压的变化表现出被测物体重力的变化。

3 AD转换芯片HX711

电阻应变传感器感应被测重力,输出微弱的毫伏级电压信号。该电压信号需要进行放大和转换。在设计中,选择了电子秤专用的A/D转换器芯片hx711对传感器的输出电压进行放大和A/D转换。HX711是一款高精度电子秤专用的的24 位A/D 转换器芯片,芯片内集成了稳压电源、片内时钟振荡器电路,所以HX711芯片具有集成度高、芯片的响应速度快、抗干扰性强等优点。该芯片与后端MCU 芯片的接口和编程非常简单,HX711芯片通过2线串行方式与单片机通信,HX711芯片内的所有控制信号由管脚驱动,无需对片内部的寄存器进行编程。

4 重量转换计算

4.1 传感器将重力转换为电压

传感器将重力转换为微弱电压,转换关系是满量程输出电压=激励电压乘以灵敏度2.0mv/v。比如供电电压是4.5v,乘以灵敏度2.0mv可得满量程输出9mv,即量程最大10kg重力产生9mv电压。

4.2 hx711对采集电压处理

hx711模块具有128倍信号增益,可以将电压放大128倍,然后采样输出24位的AD转换值,单片机通过指定的时序将24位的数字量数据读出。HX711的供电电压是4.5V。在4.5V的供电电压下10Kg的传感器满量程的输出电压9mV。经过放大后,最大输出电压是 576mV(4.5mV*128),经过AD转换后输出的最大数字值为是 2147483(576mV*224/4.5V)。

4.3 重量计算

单片机获取当前AD值并进行处理,需要存放在long型变量中。 因long型变量计算速率慢和存放空间多,所以可以进行处理,除以1000,缩放为int型,便于后续计算。weight=FullScale-AdVal/1000。

重量计算过程如下,假设重力为xKg(x

5 系统软件设计

系统软件设计主要包括AD采样、LCD12864显示、计算重量、判断是否超重、校准函数等几部分模块。

在系统通电后,主程序首先完成系统初始化,然后获取当前采样的AD值,并对AD值进行处理,计算出被测物体的重量,接着进行调零和定标,同时判断是否超重,超重蜂鸣器报警。最后调用液晶显示函数,计算重量进行显示。

6 结语

本文介绍了基于单片机的电子称的设计过程,并详细说明了测量信号的转换过程和处理方法,通过实践调试,能够达到预定的设计目标。但是测量的过程容易受到外界的干扰,测量中也会输出偏差较大的值,可以在软件部分采用软件滤波的方法,来补偿系统误差,从而达到系统设计精度要求。

参考文献

[1]王建华.敬大德,曹少飞.基于双悬臂梁结构的应变测量传感器研究[J].传感技术学报,2005,18(3):5-8.

[2]张毅刚.单片机原理及应用[M].北京:高等教育出版社,2003.

[3]周荷琴.微型计算机原理与接口技术[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2008.

[4]陈杰,陈绿深.传感器与检测技术[M].北京:北京理工大学出版社,1987.

[5]王洪业,传感器技术[M].长沙:湖南科学出版社,1985.