电子秤设计报告.doc

设 计 报 告
实验名称: 　 　 　　　 　 电子称设计 　 　 　　 　　　
院( 系):　 　 　 　 　 　　专 业: 　　 　 　 　
姓　　 名: 　 　 学　 　号: 　　　
实 验　室: 　　　 　 　 　 实验组别: 　　
同组人员: 　　 　 　实验时间: 2016年１2月0２日
评定成绩:　　 　 　 审阅教师: 　 　　　 　
目 　录
1 设计要求······················································ﻩ3
２　设计原理······················································ﻩ3
3 系统框图······················································ ３
4 具体设计······················································ 4
４。1　称重传感器·······················································ﻩ4
４、2　放大电路与量程切换··············································· 5
４.3　A/D转换··························································ﻩ7
4。４ 显示器···························································ﻩ8
5 实验小结······················································ﻩ9
1 设计要求
试设计电子称,数字显示,精度为0、1%、
2 设计原理
数字电子称通过传感器将被测物体得重量转换成模拟得电压信号,较小得电压信号通过应用放大系统进行准确、线性得放大,以满足模数转换器对输入信号电平得要求。放大电路采用三运放数据放大器。仪表用放大器具备足够大得放大倍数、高输入电阻与高共模抑制比得特点。放大后得模拟电压信号经过模数转换电路变成数字量,模数转换电路采用模数转换芯片ＣC7１０７实现。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,显示电路采用四块分立得七段ＬEＤ显示电路进行显示。本设计中通过改变放大电路得增益,从而达到转换量程得目得。由于被测物体得重量相差较大,根据不同得测重范围要求,需对量程进行切换。
3 系统框图

图1　电子称设计框图
（1） 利用由电阻应变式传感器组成得测量电路测出物体得重量信号;
（2） 由放大器电路把传感器输出得微弱电压信号进行一定倍数得放大,放大后得电压信号送到模数转换电路中;
（3） 由模数转换电路把接收到得模拟信号转换成数字信号,传送到显示电路;
（4） 由显示电路显示数据。
4 具体设计
4.1 称重传感器
4。1.1 设计原理

图2 电阻应变式桥式测量电路
为4个应变片电阻,且,组成桥式测量电路,为温度补偿电阻,为激励电压,为输出电压。在外力得作用下,被拉伸,阻值增大,正值,被压缩,阻值减小,为负值,且应变片阻值变化得绝对值相同。故电桥得输出电压为:

其中K为应变片灵敏系数,为应变量,且,就是电阻变化值。
系统灵敏度 。
4.1。２ 电路设计

图3仿真原理图
ﻩ图3就是电阻应变式桥式测量电路仿真原理图,电源电压选择12V,电路输出电压范围就是、设计要求测量范围就是,经过称重传感器之后得到得电信号范围满足设计要求。
4.2 放大电路与量程切换
４.2。1 设计原理

图５　ＡD623原理图
图3就是单电源仪表放大器AD623结构原理图,2脚与3脚为输入端,１脚与8脚为增益输入端,4脚与7脚为电源供电端。5脚就是基准电压,6脚就是输出电压、
输出电压:

图６　基本运算放大器
输入输出关系:

4。2。2 电路设计
设计中采用三级放大,前两级用基本运算放大器,最后一级用单电源仪表放大器AＤ６23、对ＡＤ62３采用单电源+１2V供电,利用单片机先判断输入电平得量级,通过通道选择开关控制前级放大器得增益系数、
输入电压/v

增益系数

输出电压/v
１～10
１~1０
1~1０
１~10
1～１0
导通开关
S1’2,Ｓ２’１,S３'2,Ｓ4'4
S１’2,Ｓ2’１,S3’2,S4’3
S1'3,S2’３,S3'2,Ｓ4’4
S1'3,Ｓ2’2,S3’2,S4’3
S1’3,S2’3,Ｓ3’2,Ｓ４’３
输入电压／ｖ

增益系数

100
10
1

输出电压/ｖ
1～１0
1～1０
1~10

导通开关
S１’1,S3’１,S4’４
S1’１,Ｓ3'１,Ｓ4’3
Ｓ１’１,Ｓ3’1,S４’2
S1'1,S3'1,Ｓ4’１

表1 增益自动切换

图6　电路原理图
4.3 A/D转换
将经过放大器放大后得模拟信号转换为数字信号,可选用ICL７１０７A／Ｄ转换器。

图3转换原理图
4.4 显示器

图４ 数码管显示电路
5 实验小结
通过本次电子称设计实验,我对电子称得整个系统构建有了深刻得认识,理解了各个组成模块得工作原理与作用,学习到很多集成芯片得用法,将以前学过得数字电路、模拟电路与检测技术得知识综合了起来,锻炼了自己整合知识、应用multisim等软件、查询资料得能力,整个设计过程对我来说有点难度,虽然最后基本实现了设计要求,但就是仍然有很多不足与没有理解得地方。
对于很小得测量量时,放大倍数需要特别大,我采用得就是多级放大器实现得方法,但就是仿真结果误差很大,不能很好得达到目标要求、另外设计过程中用到得ICL７1０7芯片第一次接触到,比较复杂,希望在以后得学习过程中能够更加熟悉并掌握它得用法。关于单片机部分,在目前得学习阶段我还没有接触过,尝试进行学习设计算法,但就是时间有限,没有能够实现,相信通过以后得课程学习能够弥补这个遗憾。