1、基于電阻應變片的體重秤班級：自動化132602班 姓名：田小杰學號:2013260302231.1數字電子秤簡介 電子秤采用現代傳感器技術、電子技術和計算機技術一體化的電子稱量裝置，才能滿足并解決現實生活中提出的“快速、準確、連續、自動”稱量要求，同時有效地消除人為誤差，使之更符合法制計量管理和工業生產過程控制的應用要求。1.2 數字電子秤的基本原理 數字電子秤一般由以下5部分組成：傳感器、信號放大系統、模數轉換系統、顯示器、和量程切換系統。其原理圖如圖（1）所示。 圖（1） 電子秤的測量過程實際是通過傳感器將被測物體的重量轉換成電壓信號輸出，

2、放大系統把來自傳感器的微弱信號放大，放大后的電壓信號經過模數轉換把模擬信號轉換成數字量，數字量通過顯示器顯示重量。課程設計說明書 2.1 傳感器 電子秤傳感器的測量電路通常使用橋式測量電路，它將應變電阻值的變化轉換為電壓或電流的變化，這就是傳感器輸出的電信號。電橋電路有四個電阻，其中任何一個都可以是電阻應變片電阻，電橋的一個對角線接入工作電壓U，另一個對角線為輸出電壓Uo。其特點是：當四個橋臂電阻達到相應的關系時，電橋輸出為零，或則就有電壓輸出，可利用靈敏檢流計來測量，所以電橋能夠精確地測量微小的電阻變化。 測量電路是電子秤設計電路中是一個重要的環節，在

3、制作的過程中應盡量選擇好元件，調整好測量的范圍的精確度，以避免減小測量數據的誤差。全橋測量電橋圖（其中V0輸出為02mv） 激勵電壓: 9VDC12VDC     ；  靈敏度: 2±0.1mV/V 輸入阻抗: 405±10       ；      輸出阻抗: 350±3    

4、;              極限過載范圍: 150%        ；      安全過載范圍: 120% 使用溫度范圍: -20+60 電阻應變片淘寶賣家：2.2 三運放大電路 本次課程設計中，需要一個放大電路，我們將采用三運放大電路，主要的元件

5、就是三運放大器。在許多需要用A/D轉換和數字采集系統中，多數情況下，傳感器輸出的模擬信號都很微弱，必須通過一個模擬放大器對其進行一定倍數的放大，才能滿足A/D轉換器對輸入信號電平的要求，在此情況下，就必須選擇一種符合要求的放大器 圖（3）三運放大電路結構圖    為使系統產生的誤差更小，傳統上，設計秤重、測力、轉矩及壓力測量系統時，輸出的數據更精確廣泛采用全橋接電阻傳感器的方法。本設計采用全橋測量電路。大多數橋接傳感器都要求較高的激勵電壓（通常為10 V），同時輸出較低的滿量程差動電壓，約為2 mV/V。傳感器的輸出通常由儀表放大器加

6、以放大2.3間接比較型模式轉換器A/D （1）雙積分ADC簡介 間接比較型A/D轉換器是先將模擬信號電壓變換為相應的某種形式的中間信號，然后再將這個中間信號變換為二進制代碼輸出。雙積分式ADC就是一種首先將輸入的模擬信號變換成與其成正比的時間間隔，然后再在這段時間間隔內對固定頻率的時鐘脈沖信號進行計數的A/D轉換器，所獲得的計數值就是正比于輸入模擬信號的數字量。 雙積分AD電路由積分器、比較器、計數器、參考電壓源、電子切換開關、邏輯控制及CP信號幾部分組成，原理框圖和積分波形如圖（4）示。圖（5）所示為雙積分AD原理圖，圖中S0，S1為模擬開關，控制邏輯包括一個n

7、為計數器，附加觸發器Fc，模擬開關驅動電路L0，L1及門G1，G2等。 轉換開始前，令轉換控制信號Vs=0計數器和附加觸發器均置0，S0閉合，電容器充分放電，V01=0。當Vs=1以后,S0斷開，A/D轉換開始。分下面兩個階段：1) 通過2次積分將Vi轉換成相應的時間間隔。轉換開始時t=0,S1與Vi接通， 2) Vi通過R對C充電，積分器輸出電壓負向線性變化，積分器對Vi在0t1時間積分。 當t=t1時, 式中，Vi為0t1時的輸入模擬電壓的值。 3) 量化編碼階段。利用計數器對已知的時鐘脈沖計數至t2，完成A/

8、D轉換。從t=t1開始，S1與參考電壓VREF接通，通過R對C反向充電，V01逐漸上升，經t2t1時間間隔，V0=0。   因為VREF和t1為定值，所以T2與Vi成正比，即將Vi變換為與它成正比的時間間隔。 在T2階段，將CP（周期為Tc）送入計數器計數，   圖（5）雙積分A/D裝換器原理圖 由此可見，計數器計數所獲得的數字量正比于輸入模擬電壓。 雙積分A/D轉換器工作波形如圖（6）所示。它具有工作性能穩定的優點，輸出數字量與積分器時間常數無關，對干擾（如工頻干擾等）有很強的抑制作用，但該電路轉換速度低。2.4

9、 CT74LS290計數器介紹 由雙積分A/D裝換器轉換出的數字脈沖進入CT74LS290計數器中進行計數進位計算其工作原理如下 當輸入第 1 9 個脈沖時，百分位片計數；十分位片、個位片、十位片的 CP0 未出現脈沖下降沿，因而保持計數“0”狀態不變； 當輸入第 10 個脈沖時，百分位片返回計數 “0”狀態，其 Q3 輸出一個下降沿使十位片計數 “1”，因此輸出讀數 為 Q3¢Q2¢Q1¢Q0¢

10、 Q3 Q2 Q1 Q0  = 00010000，即計數 “0.10”。 當輸入第 11  19 個脈沖時，仍由百分位片計數，而十分位片保持 “1”不變，即計數為“11  19”；當輸入第 20 個脈沖時，個位片返回計數“0”狀態，其 Q3 輸出一個下降沿使十位片計數“2”，即計數為“0.20”。以后以次類推。 當輸入第101109個脈沖時，十分位片計數；個位片的 CP0

11、60;未出現脈沖下降沿，因而保持計數“0”狀態不變； 當第110個脈沖時，十分位片返回計數 “0”狀態3Q¢¢輸出一個下降沿使個位片計數 “1”， 因此輸出讀數為 321032103210QQQQQQQQQQQQ¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢¢=000100000000，即計數“1.00” 當輸入第111119個脈沖時，仍由十分位片計數，而個位片保持 “1”不變，即計數為“111 &#

12、160;119”； 當輸入第120 個脈沖時，十分片返回計數“0”  狀態3Q¢¢輸出一個下降沿使十位片計數“2”，即計數為“2.00”。以后以次類推。 由個位向十位進位時步驟和上面一樣。 綜上所述，該電路構成 10000 進制四位異步加法計數器。圖（7）計數器工作原理圖2.5 集成二進制七段譯碼驅動器介紹  ¢輸出的信號分別進入集成二進制七段譯碼驅動器中，集成二進制七段譯碼驅動器的使用端BI/RBO、LT和RB的功能如下所述： 消隱（滅燈）：輸

13、入BI在低電平時有效。當BI為低電平時，不論其余輸入狀態如何，所有輸出無效，數碼管七段全暗，無顯示?？捎脕硎癸@示的數碼閃爍，或與某一信號同時顯示。在譯碼時，BI應接高電平或懸空（TTL）。 燈測試（試燈）：輸入LT在低電平時有效。在BI/RBO為高電平的情況下，只要LT為低電平，無論其輸入時什么狀態，所有輸出全有效，數碼管七段全亮。可用來檢驗數碼管、譯碼器和有關電路有無故障。在譯碼時，LT應接高電平或懸空（TTL）。 脈沖消隱（動態滅燈）：輸入RBI高電平或懸空（TTL）時，對譯碼器無影響。在BI和LT全為高電平的情況下，當RBI為低電平時，若輸入的數碼是十進制的零，即0000，則七段全暗，不加以顯示；若輸入的數碼不是十進制的零，則照常顯示。 顯示數碼時，有些零可不顯示。例如，003.80中百位的零可不顯示，則十  位的零也可不顯示。小數點后第二位的零，如不考慮有效數字的零稱為冗余零。 脈沖消隱輸入RBI為低電平，就可使冗余零消隱。 脈沖消隱（動態滅燈）：輸出RBO和消隱輸入BI共用一個管腳，當它用作輸出端時，與RBI配合，共同使冗余零消隱。以3位的十進制的零是否要顯示，取決于百位是否為零，有否顯示。這就將要用圖（8）電路中的RBO進行判斷。在RBI