燕山大学传感器 电阻应变式传感器.pptVIP

主讲人： 制作人：五散人 日期：2014.11.13 基于电阻应变式传感器的电子称设计 一、电子秤介绍 二、系统设计 三、材料准备 四、参考资料 目录 本组设计的电子秤是通过传感器将被测物体的重量转换成电压信号输出，放大系统把来自传感器的微弱信号放大，放大后的电压信号经过模数转换把模拟信号转换成数字量，数字量通过显示器显示重量。 一、电子秤介绍 2.1传感器模块 2.1.1理论设计 采用如右图实物图所示的结构，用两片锯条，一端固定，一端粘合组成测微位移悬臂梁，应变片分别贴在两锯条表面上。 二、系统设计 2.1.2测量电路计算 1目测1.目测电阻应变片有无折痕.断丝等缺陷，有缺陷的应变片不能粘贴。 2.用数字万用表测量应变片电阻值大小。同一电桥中各应变片之间阻值相差不得大于0.5欧姆 2.1.3应变片的选择与粘贴 受于材料限制，应变片的粘贴采用以下步骤 1、将眼镜清洗液喷到纱布上，擦测试零件，去除油污。 2、取出应变计，用胶布将导线固定在盒子上。去掉应变计的塑料夹子， 用透明胶布将应变计和导线粘在一起，去掉固定导线的胶纸 3、用砂纸，在粘贴面来回打磨12次。白纸垫在零件下面。 4、再将眼镜清洗液喷到纱布上，将纱布叠成小块在表面朝一个方向擦一次， 再用另一块纱布朝相反方向擦一次，扔掉纱布。换一张白纸。 5、用铅笔、直尺划出贴应变片的位置。 6、用棉签轻轻擦掉铅笔划的线，将纱布叠成小块在表面朝一个方向擦一 次。 7、将502胶水涂在贴应变片的区域，用硬纸板轻轻刮均匀。 8、现在迅速用透明胶带将应变计对准粘贴位置贴上，注意导线方向 9、晾置10分钟，将引线与端子进行焊接， 用胶带固定 2.1.3应变片的选择与粘贴 1 灵敏系数—标称灵敏系数 小于同种材料金属丝的林敏系数，原因是应变片的横向效应与粘贴胶带来应变传递失真 2应变极限指在一定的温度下，指示应变值与真实应变的相对差值不超过规定值（一般为10％）时的最大真实应变值 2.1.4电阻应变片主要技术参数 εj 真实应变εg 指示应变εi 100% 1 90% 最大工作电流 应变片不因电流产生的热量而影响测量精度所允许通过的最大电流。静态测量时，最大工作电流为25mA；在动态测量时，可达75～100mA。 机械滞后 应变片粘贴在被测试件上，当温度恒定时，其加载特性与卸载特性不重合，即为机械滞后。 零漂 对于粘贴好的应变片，当温度恒定时，不承受应变时，其电阻值随时间增加而变化的特性，称为应变片的零点漂移。 产生的原因：敏感栅通电后的温度效应；应变片的 内应力逐渐变化；粘结剂固化不充分等。 蠕变 如果在一定温度下，使应变片承受恒定的机械应变，其电阻值随时间增加而变化的特性称为蠕变。一般蠕变的方向与原应变量的方向相反。 产生的原因：由于胶层之间发生“滑动”，使力传到 敏感栅的应变量逐渐减少。 注意粘贴流程与实用标定 。 在许多需要用A/D转换和数字采集系统中，多数情况下，传感器输出的模拟信号都很微弱，必须通过一个模拟放大器对其进行一定倍数的放大，才能满足A/D转换器对输入信号电平。 在这里，我们选用仪表放大器INA126 该芯片内部采用差动输入，共模抑制比高，差模输入阻抗大，增益高，精度也非常好，并且具有体积小，功耗低，精度高，噪声，输入偏置电流低及外部借口简单等特点 2.2信号放大模块2.2.1放大电路选取 2.2.2放大器原理及结构图 内部电路原理图 外部接线图 2.3.1 A/D转换模块的选择 1、A/D 转换器的位数。A/D 转换器决定分辨率的高低 2、A/D 转换器的转换速率。积分型的转换速率低，转换时间从几豪秒到几十毫秒，只能构成低速A/D 转换器，一般用于压力、温度及流量等缓慢变化的参数测试。逐次逼近型属于中速A/D 转换器，转换时间为纳秒级，用于个通道过程控制和声频数字转换系统。 3、是否加采样/保持器。 4、A/D 转换器的有关量程引脚。有的A/D 转换器提供两个输入引脚，不同量程范围内的模拟量可从不同引脚输入。 5、A/D 转换器的启动转换和转换结束。 2.3A/D转换模块 3.2.2LM311工作原理 （1）双积分ADC简介 间接比较型A/D转换器是先将模拟信号电压变换为相应的某种形式的中间信号，然后再将这个中间信号变换为二进制代码输出。双积分式ADC就是一种首先将输入