应变式称重系统课题论文(传感器).docVIP

应变式称重系统 学院名称： 电气信息工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 09电气 1W 姓 名： 学 号： 指导教师： 2012年3月 目录 1概述 -----------------------------------------------------------------1 1.1 引言 ---------------------------------------------------------------1 1.2 采用应变片称重的基本原理 -------------------------------------------1 1.3 组成及框图 ---------------------------------------------------------1 2 硬件电路设计 --------------------------------------------------------2 2.1 应变电桥电路 -------------------------------------------------------2 2.2 仪表放大器电路 -----------------------------------------------------3 2.3 A/D转换电路 --------------------------------------------------------5 2.4 显示电路 -----------------------------------------------------------6 3 软件设计 ------------------------------------------------------------7 3.1 程序流程图 ---------------------------------------------------------7 3.2 源程序清单 ---------------------------------------------------------7 4 系统调试与分析 ------------------------------------------------------9 4.1 硬件调试 -----------------------------------------------------------9 4.2 软件调试 ----------------------------------------------------------10 4.3 综合调试 ----------------------------------------------------------10 4.4 故障分析与解决方案 图1 系统框图 2．硬件电路设计 2.1 应变电桥电路 电阻应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻应变敏感元件构成。当被测物理量作用在弹性元件上时，弹性元件的变形引起应变敏感元件的阻值变化，通过转换电路转换成电量输出，电量变化的大小反映了被测物理量的大小。其主要缺点是输出信号小、线性范围窄，而且动态响应较差。但由于应变片的体积小，商品化的应变片有多种规格可供选择，而且可以灵活设计弹性敏感元件的形式以适应各种应用场合，所以用应变片制造的应变式压力传感器在测量力、力矩、压力、加速度、重量等参数中仍有非常广泛的应用。 应变片是最常用的测力传感元件。当用应变片测试时，应变片要牢固地粘贴在测试体表面，测件受力发生形变，应变片的敏感栅随同变形，其电阻值也随之发生相应的变化。通过测量电路，转换成电信号输出显示。 当具有初始电阻值R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。在一定应变范围内与的关系满足下式： 式中，为应变片的轴向应变。 定义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之比。 电阻应变片计把机械应变转换成后，应变电阻变化一般都很微小，例如传感器的应变片电阻值120Ω，灵敏系数K=2，弹性体在额定载荷作用下产生的应变1000，应变电阻相对变化量为：