电子初级技能培训论文-电子秤.docx

电子初级技能培训2 论文

论文题目： 电子秤

指导老师：

学生姓名：

学 号:

专 业：　　 通信技术　

2016年 03月 20日
摘要

本论文主要阐述了基于电阻式应变片设计的电子秤，通过应变片和弹性元件将机械构件的应变或应力转换为电阻的微小变化再进行电量测量的装置。电子秤在我们日常生活中使用广泛，它将检测与转换技术、计算机技术信息处理、数字技术等技术综合一体的现代新型称重仪器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，广泛应用于电子称以及各种新型结构的测量装置。应变式传感器具有以下优点:
（1） 测量范围宽、精度高，如测量力可达10-1～106N、 0.05% F.S，测量压力可达10～1011Pa、0.1% F.S，测量应变可达με～kμε级；
（2） 动态响应好，一般电阻应变片响应时间为10-7s， 半导体式应变片响应时间达10-11s；
（3）结构简单，使用方便，体积小，重量轻；品种多，价格低， 耐恶劣环境， 易于集成化和智能化。
电阻应变片传感器通过调节放大器的放大倍数，并采用 A/D转换器，通过A/D转换电路把接收到的模拟信号转换成数字信号，传送到显示电路，最后由显示电路显示数据。这种电子称具有精确度高，操作简单，性能稳定 ，价格低廉，成本低，制作简单等优点。

关键词 电子秤　电子应变片 A/D转换器 数码管显示

Abstract

This paper expatiate on This paper mainly describes the electronic scale based on the resistance strain gauge, through the strain gauge and elastic element to the mechanical components of the strain or stress is converted to a small change in resistance and then the power measurement device. Electronic scales are widely used in our daily life, it will detect and conversion technology, computer technology, information processing, digital technology, such as the integration of modern new weighing instrument. The resistance strain sensor is one of the most widely used in sensors. It is widely used in the measurement of the electronic scale and various kinds of new structures. Strain sensor has the following advantages:
(1) a wide measurement range, high precision, such as measuring up to 10-1 to 106N, 0.05% F. s, was measured at pressures up to increase 10 ~ 1011Pa, 0.1% F. s, strain measurement can reach Mu epsilon ~ k Mu epsilon. (2) good dynamic response, general strain response time is 10-7s, the semiconductor strain gauge response time of 10-11s;
(3) the structure is simple, easy to use, small size, light weight, many varieties, low prices, poor environment, easy integration and intelligent. Resistance strain sensor chip through the adjustment of the amplifier amplification, and the A / D converter, through the A / D conversion circuit to receive the analog signal is converted into digital signal, is sent to the display circuit, finally by the display circuit to display the data. The electronic scale has high accuracy, simple operation, stable performance, low price, low cost, has the advantages of simple production etc...

KEY WORD Electronic scale electronic strain gauge A/D converter digital tube display

四川工程职业技术学院论文（设计）　　　　　 　　　　　　　　　 电子秤的设计与制作
目录

第一章 绪 言
第一节 研究历史
一、研究周期
在电子秤设计中我们用了四周将其设计制作出来，其中包括了电源电路设计、放大电路设计、超载报警电路、定时电路等。
（一）第一周期
电子秤电源电路的设计
第一阶段
……
（1）步骤一：
……
A.作者情况：……
a.作者简历：……
计算各种建筑物基础的沉降是岩土工程领域的一个基本问题，通常用分层总和法计算沉降，但传统的分层总和法有以下一些缺点…
如图1，设基础底面以下压缩层计算深度范围内土层共有m层，…，则最终沉降量为

图1 沉降计算剖面

计算结果见表1。

表1计算结果表

规范方法
本文方法
单桩承载力（kN）
3120
3108
A
0.0356
0.035
R(i)
0.875
0.875

11

第二节
2.1课题意义
电子秤具有称重精确度高，简单实用，携带方便成成本低，制作简单，测量准确，分辨率高，不易损坏和价格便宜等优点。是家庭购物使用的首选其电路构成主要有测量电路，差动放大电路，A/D转换，显示电路。其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，广泛应用于电子秤以及各种新型结构的测量装置。而差动放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D转换器对输入信号电平的要求。A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模数转换，然后把数字信号输送到显示电路中去，最后由显示电路显示出测量结果。
2.2课题设计方案
利用由电阻应变式传感器组成的测量电路测出物质的重量信号，以模拟信号的方式传送到A/D转换器。其次，由A/D转换电路把由差动放大器电路把传感器输出的微弱信号进行一定倍数的放大，然后送A/D转换电路中。再由A/D转换电路把接收到的模拟信号转换成数字信号，传送到显示电路，最后由显示电路显示数据。

电源电路
光控报警
数码管显示
AD转换器
放大电路
应变片传感器

去皮、清零

第三节

第四节……
……

第二章测量电路
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。
第一节应变式传感器的工作原理
电阻应变片的工作原理
金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上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。金属导体的电阻值可用下式表示：
ρ=LS 式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω·cm2/m） S——导体的截面积（cm2） L——导体的长度（m）
我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变情况。

任何在线性范围内变形的弹性体，当其受力发生变形时，长度将发生改变，产生应变，这种效应称为应变效应。长度的相对变化称为应变，用ε表示，ε=ΔL/L，其中L是原始长度，ΔL是变化量。利用电阻应变片将应变转化为电阻变化的传感器通称为应变式传感器。
应变式传感器的工作原理是，机械弹性结构体受力变形时产生应变效应，这种应变效应由电阻应变片完成检测，应变片的电阻变化再由电桥完成信号的转换，并最终输出与弹性体受力成对应关系的电信号。
金属丝的原始长度是L，半径r，受力F作用后长度为L+ΔL，半径为r-Δr。
根据金属丝的电阻计式 ρ=LS, 由R的全微分得到R的相对变化，表达式如下：
ΔRR=ΔLL-ΔSS+ΔρRρ

式中：ΔL/L是长度的相对变化，即应变ε；ΔS/S是截面积的相对变化；Δρ/ρ是电阻率的相对变化。　
对于金属丝的变形，有
ΔSS=2ΠrΔrΠr²=Δrr=-2μΔll
式中：μ为泊松比，它反映了金属丝变形后长度的相对变化ΔL/L和半径的相对变化Δr/r之间的比例关系，如对于钢材，μ=0.285。
将式(2-2)代入式(2-1)，得 (2-3)
电阻的相对变化对应于应变的灵敏度系数定义为
（2-4）
所以金属丝的灵敏度系数为 (2-5)

第二节电源电路设计
……在电路设计时我们主要用到了+5V、+12V、-5V、-12V电压，因此我们使用7805/7812/7905/7912这四种三端稳压原件，具体的设计图如下：

结束语

完成情况：……。
所得收获：在这次为期四个星期的专用周当中，对我的影响挺大的，从对电路的茫然到最后设计制作出我们的电子秤是一步步成长的过程，亦所谓的不付出便不会有收获。当然，如果没有老师、同学们的帮忙我们不会顺利的完成电子秤。因此，我很感激曾经帮助过我们的老师、同学！

谢辞

在整个毕业设计中，我得到了指导老师＊＊＊老师的热心指导和帮助，…………………

参考文献

[1]高大钊主编，土力学与基础工程[M]，北京：中国建筑工业出版社，1998.9：49-55.
[2]陈正汉.非饱和土的应力状态与应变状态变量.第七届土力学及基础工程学术会议论文集[C].北京：中国建筑工业出版社，1994.9：186-191.
……

1. 基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究
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94. 基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计
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