越高越好,精度越高,电子秤的灵敏度越高。但的芯片价格比较贵,考虑到实验室条件,本次设计采用位串行芯片。与接线如图所示。图稳压电路图两级放大电路数字显示电路采用位共阴数码管动态显示显示电压值。统采用驱动数码管。数码管与接线如图所示。图转换电路图图数字显示电路图第章软件设计总程序模块设计在总程序中先将系统初始化,然后循环调用转换程序把转换后的数拆成码程序和数码管显示程序。程序流程图如图所示。电路模块设计当为低电平时为高阻状态。转换开始之前,必须为低电平,以确保完成转换。产生个时钟脉冲,以提供作为的的引脚输入。当为低电平时,最先出现在引脚上的信号为转换值的最高位。依次转换个数据,直至位转换完毕。程序流程图如图所示。掌握单臂半桥和全桥电路的工作原理和性能。电路仿真与参数确定。利用仿真软件,确定仪表放大器设计方案应用运放设计运放仪表放大器,确定电路元器件具体参数制作电路板。仪表放大器增益可调,放大倍数为应变电桥和放大电路应具有调零功能。利用汇编或语言编写正确程序,调试电路板,采集放大器的输出电压,并显示。考虑分辨率为,要求灵敏度不低于。数据处理及分析。利用虚拟仪器采集测量电路的输出电压至电脑中,确定系统线性度和灵敏度最小乘法,要求非线性误差小于。近年来,电子衡器已愈来愈多地参与到数据处理和过程控制之中。现代称重技术和数据系统已经成为工艺技术,储运技术,预包装技术,收货业务及商业销售领域中不可缺少的组成部分。我国的衡器在世纪年代以前还全是机械式的,年代开始发展了机电结合式的衡器。年代开始出现了称重传感器为主的电子衡器。由于称重传感器各项性能不断有新的突破。为电子秤的发展奠定了基础。国外如美国,西欧等些国家在世纪年代就出现了称重准确度的电子秤,并于年代中期约对的机械秤进行了机电结合式的电子化改造。到目前为止,电子秤的发展方兴未艾,并向着群控,程控和智能化猛进。第章任务和要求设计任务利用仿真软件,确定仪表放大器设计方案进行电路参数即增益计算,元件数值选定设计电路原理图在印制电路板焊接电路调试电路板,输出电压信号利用虚拟仪器采集测量电路的输出电压至电脑中,并分析数据。编写课程设计报告。设计要求掌握金属箔式应变片的应变效应。传感器与检测技术综合训练。当具有初始电阻值的应变片粘贴于试件表面时,试件受力引起的表面应变,将传递给应变片的敏感栅,使其产生电阻相对变化。在定应变范围内与ε的关系满足下式式中,ε为应变片的轴向应变。定义ε为应变片的灵敏系数。它表示安装在被测试件上的应变在其轴向受到单向应力时,引起的电阻相对变化与其单向应力引起的试件表面轴向应变ε之比。电阻应变片计把机械应变转换成后,应变电阻变化般都很微小,这样小的电阻变化既难以直接精确测量,又不便直接处理。因此,必须采用转换电路,把应变片计的变化转换成电压或电流变化。通常采用惠斯登电桥电路实现这种转换。若将电桥臂接入片应变片,如图所示,即两个受拉应变,两个受压应变,将两个应变符号相同的接入相对桥臂上,构成全桥差动电路。在接入片应变片时,需满足以下条件相邻桥臂应变片应变状态应相反,相对桥臂应变片应变状态应相同。可简称为相邻相反,相对相同。此时全桥差动电路不仅没有非线性误差,而且电压灵敏度为单片工作时的倍,同时具有温度补偿作用。近年来,电子衡器已愈来愈多地参与到数据处理和过程控制之中。现代称重技术和数据系统已经成为工艺技术,储运技术,预包装技术,收货业务及商业销售领域中不可缺少的组成部分。我国的衡器在世纪年代以前还全是机械式的,年代开始发展了机电结合式的衡器。年代开始出现了称重传感器为主的电子衡器。由于称重传感器各项性能不断有新的突破。为电子秤的发展奠定了基础。国外如美国,西欧等些国家在世纪年代就出现了称重准确度的电子秤,并于年代中期约对的机械秤进行了机电结合式的电子化改造。到目前为止,电子秤的发展方兴未艾,并向着群控,程控和智能化猛进。第章任务和要求设计任务利用仿真软件,确定仪表放大器设计方案进行电路参数即增益计算,元件数值选定设计电路原理图在印制电路板焊接电路调试电路板,输出电压信号利用虚拟仪器采集测量电路的输出电压至电脑中,并分析数据。编写课程设计报告。设计要求掌握金属箔式应变片的应变效应。传感器与检测技术综合训练。掌握单臂半桥和全桥电路的工作原理和性能。电路仿真与参数确定。利用仿真软件,确定仪表放大器设计方案应用运放设计运放仪表放大器,确定电路元器件具体参数制作电路板。仪表放大器增益可调,放大倍数为应变电桥和放大电路应具有调零功能。利用汇编或语言编写正确程序,调试电路板,采集放大器的输出电压,并显示。考虑分辨率为,要求灵敏度不低于。数据处理及分析。利用虚拟仪器采集测量电路的输出电压至电脑中,确定系统线性度和灵敏度最小乘法,要求非线性误差小于。图硬件系统电路结构两级放大电路本设计采用两级放大电路,由两个部分组成。前部分是采用个运放构成的仪表放大器,后面的放大器将仪表放大器的输出电压进步放大。接线如图所示。转换电路般电子秤的转换精度越高越好,精度越高,电子秤的灵敏度越高。但的芯片价格比较贵,考虑到实验室条件,本次设计采用位串行芯片。与接线如图所示。图稳压电路图两级放大电路数字显示电路采用位共阴数码管动态显示显示电压值。统采用驱动数码管。数码管与接线如图所示。图转换电路图图数字显示电路图第章软件设计总程序模块设计在总程序中先将系统初始化,然后循环调用转换程序把转换后的数拆成码程序和数码管显示程序。程序流程图如图所示。电路模块设计当为低电平时为高阻状态。转换开始之前,必须为低电平,以确保完成转换。产生个时钟脉冲,以提供作为的的引脚输入。当为低电平时,最先出现在引脚上的信号为转换值的最高位。依次转换个数据,直至位转换完毕。程序流程图如图所示。转换的工作原理般电子秤的转换精度越高越好,精度越高,电子秤的灵敏度越高。但的芯片价格比较贵,考虑到实验室条件,本次设计采用位串行芯片。是美国德州仪器公司生产的位串行转换器芯片,可与通用微处理器通过条口线进行串行接口具有片内系统时钟和软硬件控制电路,转换时间最长微秒。允许的最高转换速率为次秒。总失调误差最大为最低有效位。可用于较小信号的采样。数码管显示的工作原理采用位共阴数码管动态显示显示电压值。统采用驱动数码管。首先显示个数,然后关掉,然后显示第个数,又关掉,那么将看到连续的数字显示,轮流点亮扫描过程中,每位显示器的点亮时间是极为短暂的约,由于人的视觉暂留现象及发光极管的余辉效应,尽管实际上各位显示器并非同时点亮,但只要扫描的速度足够快,给人的印象就是组稳定的显示数据,不会有闪烁感。这就是动态显示。图两级放大电路仿真第章硬件设计电路主要结构利用传感器与检测技术实验室已有的应变式称重台,将片应变片采用全桥形式接入测量电路,经过两级放大电路放大,再由串行转换芯片进行转换,转换结果送入单片机,通过驱动位数码管显示电压值。接线如图所示。稳压电路为确保给供应稳定的电压。故设计稳压电路,如图所示。将应变电桥接入电路,调节调节电桥平衡,使电桥输出端电压为再通过调节调节电路放大增益。使第级放大倍数达到,第级放大倍数在倍之间。软件调试软件调试主要应用软件进行程序的调试,软件全面支持汇编语言,语言的编译连接调试。转换程序的调试显示程序的调试综合调试在完成了硬件和软件调试工作以后,便可进行系统的综合调试。综合调试般采用全速断点调试运行方式,在这个阶段的主要工作是排除系统中遗留的以提高系统的动态性能和精度。故障分析与解决方案故障出现情况数码管显示数值不稳定数码管显示数值为零解决方案针对上述故障对应的解决方案在主程序调用显示程序之前加了个循环,实现循环调用显示程序,便实现了数值的稳定显示。开始显示数值始终为零,然后将程序中改成,编译下载后可以稳定的显示,说明显示部分的硬件电路和程序没有问题。再测的输入电压,测出个负值,由于此处的的为,为,所以的输入电压须为正值。然后调节应变电桥电阻的位置,便实现了的输入电压为正值,数码管便可正常显示。功能测试及结果分析测试电路板,增加砝码,记录输出电压信号,利用虚拟仪器采集测量电路的输出电压至电脑中,并分析数据。测试结果分析如图所示。图测试结果分析由图可分析知,灵敏度为,非线性误差为,参照设计指标考虑分辨率为,要求灵敏度不低于。系统线性度和灵敏度最小乘法,要求非线性误差小于。本设计完全符合设计指标。总结在本次课程设计中,我花了大量的时间和精力进行资料查阅和调试电路板,结合自己所学,认真解决每个功能模块中遇到的问题。在设计各个功能模块之前,我用绘图软件进行了各个模块的绘制,并最终绘制成个总的电路原理图。但由于缺乏实践经验,电路中还有些功能不够完善,有写参数不够精确,而且抗干扰能力也不够好。总之,在这次课程实际中,我学会了怎样把自己所学的书本知识应用到实处