LED显示的电子秤设计.doc

: : : 14参考文献 15课设体会 16附录1电路原理图 17附录2程序清单 18基于LED显示的电子称的设计马寅彪沈阳航空工业学院自动化学院摘要:本文设计的电子秤以单片机为主要部件,用汇编语言进行软件设计,硬件则以半桥传感器为主,测量0~500g电子秤,随时可改变上限阈值,并达到阈值报警的功能。本课程设计的电子秤以单片机为主要部件,利用单臂电桥测量原理,通过对电路输出电压和标准重量的线性关系,建立具体的数学模型,将电压量纲(V)改为重量纲(g)即成为一台原始电子秤。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,本设计采用单臂电桥测量电路,使系统产生的误差更小,输出的数据更精确。ADC0809A/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关键词:单臂电桥;AD转换;,微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代,使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化,并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统,使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。做为重量测量仪器,智能电子秤在各行各业开始显现其测量准确,测量速度快,易于实时测量和监控的巨大优点,并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量称,成为测量领域的主流产品。总体方案设计本设计由以下四部分组成:电阻应变传感器、信号放大系统、模数转换系统、显示器。其原理图如下所示。测量过程是把被测物体的重量通过传感器将重量信号转化为电压信号输出,放大系统把来自传感且微弱信号放大,放大后的电压信号经过模数转换把模拟量转换成数字量,数字量通过数字显示器显示重量。传感器的测量电路我们选用单臂电桥测量电路,应变电阻作为桥臂电阻接在电桥电路中。无压力时,电桥平衡,输出电压为零;有压力时,电桥的桥臂电阻值发生变化,电桥失去平衡,有相应电压输出。,通过它产生的金属弹性变形转换成电阻变化的元件。由电阻应变片和测量线路两部分组成。常用的电阻应变片有两种:电阻丝应变片和半导体应变片,本设计中采用的是电阻丝应变片,为获得高电阻值,电阻丝排成网状,并贴在绝缘的基片上,电阻丝两端引出导线,线栅上面粘有覆盖层,起保护作用。电阻应变片也会有误差,产生的因素很多,所以测量时我们一定要注意,其中温度的影响最重要,环境温度影响电阻值变化的原因主要是:电阻丝温度系数引起的。电阻丝与被测元件材料的线膨胀系数的不同引起的。对于因温度变化对桥接零点和输出,灵敏度的影响,即使采用同一批应变片,也会因应变片之间稍有温度特性之差而引起误差,所以对要求精度较高的传感器,必须进行温度补偿,解决的方法是在被粘贴的基片上采用适当温度系数的自动补偿片,并从外部对它加以适当的补偿。非线性误差是传感器特性中最重要的一点。产生非线性误差的原因很多,一般来说主要是由结构设计决定,通过线性补偿,也可得到改善。 滞后和蠕变是关于应变片及粘合剂的误差。由于粘合剂为高分子材料,其特性随温度变化较大,所以称重传感器必须在规定的温度范围内使用。图2应变式传感器安装示意图单臂电桥测量电路中,将一个应变片接入电桥对边,当应变片初始阻值:R1=R2=R3=R4,其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4时,其桥路输出电压Uout=KEε/