结束之后我对传感器有了更进步的了解。应变片传感器反应不时很灵敏,所以在取数据的时候还要稍微等会,而我做出来的电子称精度也达到,这个精度已经相当好了,可以测出很小的重量变化。同时我在调试电路时发现个问题就是,这次我做的系统结果会产生很大的漂移,这对测量结果又很大的影响,这就是电路中需要改进的地方。附录附录二附录三附录四附录附录软件仿真图附录五源程序清单电压换算并扩大倍和数码管为选声明时钟数据输出片选延时函数延时函数,串口初始化函数设置定时器为工作方式装初值次中断开总中断开定时器中断定时器服务函数重装初值进行次采样然后把清重新计时启动定时器芯片转换模块转换函数,置高,片选无效置低,片选有效,同时输出最高位适当延迟时间等待启动大概需要内部系统时钟的两个上升沿和其后的下降沿串行数据移位输入在的下降沿读取数据保持低电平段时间等待数据读出置高,处于高阻状态,且禁止转换完成系统必须马上把置高,转换周期最大读数转十进制函数扩大倍以输出小数数码管显示函数,个位加小数点十分位百分位个位符号,电压单位主函数扫频显示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,例如传感器的应变片电阻值,灵敏系数,弹性体在额定载荷作用下产生的应变,应变电阻相对变化量为可以看出电阻变化只有,其电阻变化率只有。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。若将电桥四臂接入四片应变片,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。图全桥电路在接入四片应变片时,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,而且电压灵敏度是图全桥电路为单片工作时的倍,同时具有温度补偿作用。当和电阻相对变化定时,电桥的输出电压及其电压灵敏度与各桥臂阻值的大小无关。仪表放大器电路仪表放大器工作原理由于传感器的输出信号往往较小,必须经过放大电路进行调理放大,再进行测量。常用的放大电路可以由单运放放大器双运放放大器三运放放大器或直接由集成仪表放大器如等构成。下面以三运放构成的仪表放大器为例说明仪表放大器的工作原理及性能指标,运算放大器选择高精度运放。图管脚功能图仪表放大器工作电路图图是压力传感器的测量电路,并在仿真软件仿真测试见附录,由两个部分组成。前部分是采用三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。是电桥的调零电阻,是整个放大电路的调零电阻调整运放增益。仪表放大器因为输入阻抗高,共模抑制能力好而作为电桥的上的接线颜色分别为黄色蓝色红色白色,可用万用表测量同种颜色的两端判别,。图应变式传感器安装示意图接入电源,拨通电源开关,将实验板调节增益电位器参考图和图顺时针调节大致到中间位置,再进行仪表放大器调零,方法为将仪表放大器的正负输入端在做板时要预留插孔与地短接,调节电路板上调零电位器,输出的电压读数为零,关闭电源。注意当的位置旦确定,就不能改变电路板上的和接入电桥,接成直流全桥。检查接线无误后,接通电源。调节电桥调零电位器,使电路板的输出电压压降为零。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。显示程序的调试编写显示程序,在数码管上显示,或其它已知信息。当数码管能够正常显示则显示程序及硬件部分正确。转换程序的调试参照的数据手册,根据数据手册上的时序图编写程序,在的模拟输入端输入已知电压,经转换在数码管上显示电压值。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在调节应边桥的调零电阻时,电路输出电压不为零四个数码管显示的数字显示不正确。解决方案针对上述故障对应的解决方案重新接入应变桥的八根线路。根据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。即简称为相邻相反,相对相同的原理,发现应变桥的接线接反了。起初怀疑是虚短的问题。因为我的板子上八个段选线靠的很近。但是用万用表检查后,排除以上可能。再次检查程序。发现硬件连接的四根位选信号跟程序中定义的信号没有对应。功能测试及结果分析测试仪器应变式称重台直流稳压电源数字万用表测试结果在托接口电路。其增益可用下式表示反相放大器部分的增益可用下式表示图仪表放大器图反向放大器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。但位的芯片价格比较贵,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三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。与的具体连接线路如图所示。接电源,接地,的引脚接仪表放大器的输出端。分别接的引脚。图电路连接在读出前次数据后,马上进行电压采样,转换,转换完后就进入模式,直到再次读取数据时,芯片才会进行下次转换。也就是说,本次读出的数据是前次转换的值,读操作后就会再启动次转换,次转换所用的时间最长为。显示电路采用个共阴数码管,以动态扫描方式显示电压值,如下图示。图显示电路软件设计程序流程图初始化函数开始转换次取平均值数据转换成毫伏级电压及码转换动态显示电压值源程序清单见附录六系统调试与分析硬件调试硬件调试是整个调试步骤中第步,硬件电路的正确性,是其它各部分正常工作的先决条件。首先判断购买的各个元器件本身是否已经损坏,再则根据电路原理图仔细检查元器件是否有组装上的,诸如极性电容集成块安装方向等。再利用万用表检测各个焊点是否存在虚焊等问题,并且按照原理图部分部分的检测,着重注意走线接点之间是否存在相互间的短路开路或接错等。根据图所示,应变式传感器已经装在传感器试验台上。传感器中各应变片硬件调试软件调试综合调试故障分析与解决方案功能测试及结果分析
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