应变式称重传感器设计

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1、太原理工大学现代科技学院《传感器原理与应用》课程设计设计名称应变式称茧传感器设计专业班级测控11-2学号2011101471姓名李玉壁同组人王鑫王海平设计H期2015年1月太原理工大学现代科技学院课程设计任务书专业班级测控11-2学生姓名李玉堃课程名称传感器原理及应用设计名称应变式称重传感器设计设计周数1.5周设计任务主要主耍性能指标（量程0-1kg）设计参数设计内容设计要求应变式称重传感器的选择；工作原理设计；分类与结构设计；测量电路设计主要参考资料[1]陶宝祺.电阻应变式传感器.北京：国防工业出版社，19

2、93[2]刘迎春、叶湘滨.传感器原理与应用.长沙:国防科技大学出版社，2006[3]单成祥.传感器的理论与设计基础及其应用.北京:国防工业川版社，1999学生提交归档文件按任务书要求进行课程设计，并撰写课程设计说明15。注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封而一任务书一说明书一图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。应变式称重传感器设计摘要粘贴式电阻应变计广泛应用于当今高精度测力与称重传感器的制造中。本篇文章为帮助称重传感器设计者计算出称重传感器

3、尺寸人小，从而为获得唯一需要的输出作了充分的准备。设计者既吋以运用冇限元分析法经计算机程序（如果可能）來确定称重传感器所需要的尺寸，或运用本文所提供的公式來计算此尺寸。通过某些假设得出的这些计算公式，另外还冇电阻应变计的特性、应力形式、材料特征以及机械加工的偏差都会导致计算结果的一定误差。在批量制造称重传感器前，应制造几个样机进行组装、测试和标定。在某些工业中，如航天工业也许只需要一次性的称重传感器，为决定其非线性、重复性和滞后等误差，在使用前对其进行标定是十分蜇要的。当计算机被应用于数据处理吋，非线性、零点

4、漂移及灵敏度变化，是很容易修正的。如果称重传感器在使用时要经历强烈的温度变化和外部附加载荷的影响，我们应进行试验并测量出这些影响量所造成的误差。如果某部分结构（如接头、销子、压杆）用来测量或是被用作称重传感器吋，标定和测试就尤为重要了。称電传感器设计包括许多方面，这里对其制造生产不予讨论，例如，需要对电阻应变计安装技术知识的全血了解，一些电阻应变计制造商提供技术资料的同时，还应提供电阻应变计安装的分类等。关键词：传感器，电阻应变式，称重@录_Toc22559第一章方案设计5第二章传感器设计52.1传感器的选择

5、52.1.1电阻应变式传感器62.2设计射斤62.2.1应变片的测量电路62.2.2前级放大器部分82.2.3A/D转换模块92.2.4控制模块102.2.5显示模块102.2.6键盘输入102.2.7电源模块112.2.8本部分总结112.3电路原理图122.3.1弹性元件的选择132.3.2信号转换放大部分132.3.3A/D转换部分（ICL7315）142.3.4单片机控制部分16第三章软件设计163.1主程序流程图16第四章课设小结18参考文献19第一章方案设计首先是通过压力传感器釆集到被测物体的重暈

6、弁将其转换成电压信号。输出电压信号通常很小，需要通过前端信号处理电路进行准确的线性放大。放大I?的模拟电压信号经A/D转换电路转换成数字量被送入到主控电路的单片机屮，再经过单片机控制译码显示器，从而显示出被测物体的重量。我们的设计原则是：采用模块化的设计方法，各模块、部分也尽量应用集成芯片，这样及保证了精度有可使设计简单化。按照设计的基木要求，系统可分为三大模块，数据采集模块、控制器模块、人机交互界面模块。其屮数据采集模块由压力传感器、信号的前级处理和A/D转换部分组成。转换后的数字信号送给控制器处理，巾控制

7、器完成对该数字暈的处理，驱动显示模块完成人机间的信息交换。图1一1电子秤校块没计图第二章传感器设计2.1传感器的选择传感器的定义：能感受规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出倍号的器件或装置。通常传感器由敏感元件和转换元件组成。其中敏感元件指传感器屮能直接感受被测量的部分，转换部分指传感器屮能将敏感兀件输出量转换为适丁传输和测景的电信号部分。传感器的静态特性是指对静态的输入信号，传感器的输出量与输入量2间所具育相互关系。因力这时输入量和输出量都和时间无关，所以它们之间的关系，即传感器的静态特性可用-•个不

8、含吋间变量的代数方程，或以输入量作横坐标，把与其对应的输出量作纵坐标而岡出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数宥：线性度、灵敏度、迟滞、重复性、漂移等O目前对于压力测量的传感器件大致宥：压电传感器、电容传感器、电阻应变片传感器等。2.1.1电阻应变式传感器电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效放，将各种力学量转换为电信号的结构型传感器。电阻应变片式电阻应变式传感器的核心元件，其工作原理是基于