用電阻應(yīng)變式力傳感器制作的數(shù)顯電子秤

1、用用電阻應(yīng)變式力傳感器制作的數(shù)顯電子秤電阻應(yīng)變式力傳感器制作的數(shù)顯電子秤 摘要摘要 電阻應(yīng)變式傳感器具有測量范圍廣、精度高、誤差小和線性特性好等優(yōu)點(diǎn)，且能 在惡劣環(huán)境下工作，在力、壓力和重量測試中有非常廣泛的應(yīng)用，力傳感器具有結(jié)構(gòu) 簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點(diǎn)。所以電阻應(yīng)變式力傳感器制作的 數(shù)顯電子秤具有準(zhǔn)確度高易于制作，簡單實(shí)用、成本低廉、體積小巧、攜帶方便等特 點(diǎn)。 本文從數(shù)顯電子秤的要求分析入手，將整個(gè)系統(tǒng)分成四個(gè)部分，分析和討論了各 個(gè)部分的電路原理、控制策略、實(shí)現(xiàn)方法。詳細(xì)討論了系統(tǒng)的各種工況及信號(hào)的傳遞 情況，并得到了系統(tǒng)各個(gè)部分在不同工況的工作狀態(tài)。數(shù)顯電子秤根據(jù)

2、彈性體（彈性 元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元 件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。?，再經(jīng) 相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓或電流） ，將電信號(hào)通過數(shù)碼顯示 器顯示出來，從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過程。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 稱重傳感器；電阻應(yīng)變計(jì)；彈性體 abstractabstract the electric resistance contingency type spread feeling tool to have diagraph scope wide，accuracy gao，the erro

3、r margin be small with line characteristic good etc.advantage，and ability under the bad environment work，in the dint，pressure and the weight test have very extensive of application，the dint spread feeling tool to have structure simple，the physical volume be small，weight light，service life long etc.e

4、xcellent characteristics.so the electric resistance contingency type dint spread a feeling machine creation of number show electronics steelyard to have an accurate degree gao be easy to creation，simple practical，the cost be cheap，the physical volume be cleverly made and take convenience etc.charact

5、eristics. this text from number show the request of electronics steelyard analysis to commence，be divided into four part，analysis and discussion:the whole system each part of electric circuit principle，control strategy， realization method.detailed discussion deliver of various work condition and sig

6、nal circumstance of system，and got system part at dissimilarity work condition of work appearance.number show electronics steelyard according to flexibility body(flexibility component，sensitive beam) at outside the dint function descend a creation flexibility transform，make to glue to stick at him s

7、urface of electric resistance contingency slice(conversion component) also together with creation transform，electric resistance contingency after slice transform，it of resistivity will occurrence variety(enlarge or let up)， again through correspond of measure electric circuit this electric resistanc

8、e variety the conversion pass telecommunication number to figures display manifestation to come out for the telecommunication number(electric voltage or electric current)，thus completion will outside dint transformation is the process 4oftelecommunication number. keykey wordswords weigh to spread a

9、feeling machine；electric resistance contingency to account； an elastic body 目錄目錄 引言引言.1 1 系統(tǒng)要求系統(tǒng)要求.2 2 2 總體規(guī)劃總體規(guī)劃.3 3.1 要求.4 3.2 電阻應(yīng)變式傳感器.4 3.2.1 電阻應(yīng)變式傳感器的外形結(jié)構(gòu) .5 3.2.2 電阻應(yīng)變式傳感器的組成及工作原理 .5 3.2.3 電阻應(yīng)變式傳感器的測量電路 .7 3.3 差動(dòng)放大電路.7 4 4 a/da/d 轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換模塊.9 4.1 a/d 轉(zhuǎn)換的作用.9 4.2 a/d 器的選擇.9 5 主要硬件工作原理及選用主要硬件工作原理及

10、選用.11 5.1 電阻應(yīng)變片.11 5.2 彈性體.12 5.2.1 彈性元件的基本特性 .12 5.3 彈性體的選用.12 5.3.1 基本要求 .12 5.3.2 分類 .13 5.4 提高靈敏度的措施.15 5.5 應(yīng)變式傳感器的選用.16 5.5.1 結(jié)構(gòu)、形式的選擇 .16 5.5.2 量程的選擇 .16 5.5.3 準(zhǔn)確度的選擇 .17 5.5.4 使用環(huán)境 .17 6 6 ledled 顯示電路設(shè)計(jì)顯示電路設(shè)計(jì).18 6.1 led 顯示器結(jié)構(gòu)與原理.18 6.2 led 顯示器與顯示方式.18 7 7 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng).19 7.1 機(jī)械安裝方面.19 7.2 電氣連接方面.

11、20 8 系統(tǒng)方案總結(jié)系統(tǒng)方案總結(jié).21 結(jié)束語結(jié)束語.22 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).23 引言 稱重技術(shù)自古以來就被人們所重視。公元前，人們?yōu)榱藢?duì)貨物交換量進(jìn)行估計(jì)， 起初采用木材或陶土制作的容器對(duì)交換貨物進(jìn)行計(jì)量。以后，又采用簡單的秤來測定 質(zhì)量。據(jù)考證，世界上最古老的計(jì)量器具出土于中東和埃及，最古老的衡器和砝碼出 自于埃及。秤是最普遍，最普及的計(jì)量設(shè)備。21 世紀(jì)，電子產(chǎn)品變得越來越豐富，給 人們帶來了很多很多的方便，其中電子秤成了人們生活中不可缺少的一部分。大大小 小的市場電子秤能夠完成許多工作，為人們節(jié)省了時(shí)間，提高了工作效率。在超市里 的一臺(tái)電子秤，它能很精確的稱出商品的重量，還能去除皮

12、重，更主要的是，它其中 預(yù)存了超市里商品的單價(jià)，當(dāng)稱出商品的重量后，電子秤馬上就能算出價(jià)格，不管幾 種商品都能一一累加，最后列出清單，可以說非常的智能化，而且非常的精確。由此， 顧客在購物的時(shí)候非常的放心，商家的效益也提高了，所以有了電子秤，顧客買的放 心，商家也賣的開心了。 目前國際化的趨勢是電子秤向小型化，模塊化，集成化，智能化，其技術(shù)性能趨 向于速率高，準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性該，可靠性高等，其功能趨向是稱重計(jì)量的控制信息 和非控制信息并重的智能化電子秤。多年來，人們一直期待測量準(zhǔn)確、價(jià)格低廉的在 工業(yè)發(fā)動(dòng)化、信息化的發(fā)展。以往稱重傳感器的靈敏度、準(zhǔn)確度漸漸跟不上時(shí)代的發(fā) 展。所以稱重行業(yè)急需一

13、種能夠在稱重過程中準(zhǔn)確計(jì)量，具有極高的靈敏度，較強(qiáng)的 環(huán)境適應(yīng)能力，以及比以往傳感器更長的使用壽命。通過試驗(yàn)和創(chuàng)新電阻應(yīng)變式力傳 感器具有以上特點(diǎn)!利用電阻應(yīng)變式力傳感器制作的數(shù)顯電子秤特性好等優(yōu)點(diǎn)，且能在 惡劣環(huán)境下工作，在重量測試中有非展中起到巨大作用的電子秤投放市場。 傳感器技術(shù)是現(xiàn)代科技的前沿技術(shù)，是制造業(yè)自動(dòng)化和信息化的基礎(chǔ)。隨著工業(yè) 自常廣泛的應(yīng)用，易于制作，簡單實(shí)用、成本低廉、體積小巧、攜帶方便等特點(diǎn)。所 以這種電子秤因?yàn)槭袌龅男枰哂泻艽蟮陌l(fā)展，上升和推廣空間。 1 系統(tǒng)要求 電子秤的核心部件較為復(fù)雜，對(duì)工藝的要求很高。 （1）電阻應(yīng)變片是稱重傳感器的核心器件，其敏感柵結(jié)構(gòu)、基

14、底材料、靈敏系數(shù) 穩(wěn)定性、機(jī)械滯后、蠕變和熱輸出等技術(shù)性能直接影響稱重傳感器的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。 （2）為滿足稱重傳感器小型化、微型化的要求，特別是電子秤用能耗小、發(fā)熱低、 穩(wěn)定性好的力傳感器用大阻值應(yīng)變計(jì)需要具有：結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、準(zhǔn)確度高、頻 率響應(yīng)快、穩(wěn)定性好、工作壽命長、幾乎不用維修等特點(diǎn)。 （3）靈敏系數(shù)是電阻應(yīng)變計(jì)的重要參數(shù)，若是靈敏系數(shù)分散大，準(zhǔn)確度低。靈敏 度系數(shù) k 值的大小是由制作金屬電阻絲材料的性質(zhì)決定的一個(gè)常數(shù)，它和應(yīng)變片的形 狀、尺寸大小無關(guān)，不同的材料的 k 值一般在 1.73.6 之間；其次 k 值是一個(gè)無因次 量。 （4）電子秤的分辨力為 1 克，在 2 千克的

15、量程范圍內(nèi)調(diào)試，其測量精度要達(dá)到 0.5%。 （5）數(shù)碼顯示管要具有顯示清晰、性能穩(wěn)定、使用壽命長、價(jià)格低廉。另外，電 子秤的傳感器要選用穩(wěn)定性能好、使用壽命長、準(zhǔn)確度高、靈敏度高、價(jià)格低廉的元 件。 傳感器選用 e350zaa 箔式電阻應(yīng)變片，其常態(tài)阻值為 350o，它具有粘合情況好、 散熱能力較強(qiáng)、輸出功率較大、靈敏度高等。在工藝上可按需要制成任意形狀，易于 大量生產(chǎn)，成本低廉，尤其在常溫條件下，箔式應(yīng)變片更具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。 2 2 總體規(guī)劃總體規(guī)劃 對(duì)于電阻應(yīng)變式力傳感器制作的數(shù)顯電子秤主要有四個(gè)方面:一、電路由測量電橋， 二、差動(dòng)放大電路，三、a/d 轉(zhuǎn)換電路，四、顯示電路組成。從總

16、的方面來考慮，傳 感器的使用應(yīng)該盡量選用穩(wěn)定性能高、使用壽命長、結(jié)構(gòu)簡單，但是又必須能使稱重 準(zhǔn)確?？刂齐娐芬鶕?jù)選用的傳感器來設(shè)計(jì)，主要考慮穩(wěn)定性，抗干擾性?？刂葡到y(tǒng) 應(yīng)簡單實(shí)用，并且在稱重時(shí)能夠快速反應(yīng)、準(zhǔn)確計(jì)量?？傮w控制要考慮環(huán)境、所稱重 物體對(duì)電路的影響，在確保計(jì)量準(zhǔn)確的情況下能夠提高稱重效率?？傮w電路如圖 2-1 所示： 圖 2-1 總體電路圖 3 3 設(shè)計(jì)內(nèi)容及具體方案設(shè)計(jì)內(nèi)容及具體方案 3.13.1 要求要求 1、電阻應(yīng)變式傳感器； 2、秤重范圍為 2kg； 3、電路由測量電橋，差動(dòng)放大電路，a/d 轉(zhuǎn)換電路，顯示電路組成； 4、工作原理，首先利用由電阻應(yīng)變式傳感器組成的測量電路

17、測出物質(zhì)的重量信號(hào)， 以模擬信號(hào)的方式傳送到 a/d 轉(zhuǎn)換器。其次，由 a/d 轉(zhuǎn)換電路把由差動(dòng)放大器電路把 傳感器輸出的微弱信號(hào)進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，然后送 a/d 轉(zhuǎn)換電路中。再由 a/d 轉(zhuǎn)換 電路把接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳送到顯示電路，最后由顯示電路顯示數(shù) 據(jù)。具體方案如圖 3-1 所示： 電阻應(yīng)變 式傳感器 輸出信號(hào) 差動(dòng)放大 電路放大 信號(hào) a/d 轉(zhuǎn)換 電路（雙 積分） 顯示電路 （led） 電子秤的原理框圖如圖 3-2 所示： 圖 3-2 原理框圖 3.23.2 電阻應(yīng)變式傳感器電阻應(yīng)變式傳感器 圖 3-1 具體方案圖 稱重傳感 器輸出信 號(hào) 放大a/d 轉(zhuǎn)換cpu 顯

18、示電路 （led） 電阻應(yīng)變式傳感器是一種利用電阻應(yīng)變效應(yīng)，將力學(xué)量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器。 而電阻應(yīng)變效應(yīng)是指導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械形變時(shí)，其電阻值也發(fā) 生相應(yīng)變化的現(xiàn)象。 電阻應(yīng)變式傳感器具有精度高，性能穩(wěn)定，測量范圍寬，可制成各種機(jī)械量傳感 器；并且結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕?？稍诔蜏亍?qiáng)振動(dòng)、強(qiáng)磁場等惡劣環(huán)境下工 作等特點(diǎn)。 3.2.13.2.1 電阻應(yīng)變式傳感器的外形結(jié)構(gòu)電阻應(yīng)變式傳感器的外形結(jié)構(gòu) （a）箔式壓力 (b)柱式 (c) 懸臂梁式 (d) 橋式 (e)波紋管 圖 3-3 各種應(yīng)變式電阻傳感器的外形圖 3.3.2.2 電阻應(yīng)變式傳感器的組成及工作原理電阻應(yīng)變式傳

19、感器的組成及工作原理 測量線路兩部分組成。常用的電阻應(yīng)變片有兩種：電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片， 本設(shè)計(jì)中采用的是電阻絲應(yīng)變片如圖 3-4 所示：為獲電阻應(yīng)變式傳感器是將被測量的 力，通過它產(chǎn)生的金屬彈性變形轉(zhuǎn)換成電阻變化的元件。由電阻應(yīng)變片和得高電阻值， 電阻絲排成網(wǎng)狀，并貼在絕緣的基片上，電阻絲兩端引出導(dǎo)線，線柵上面粘有覆蓋層， 起保護(hù)作用。稱重傳感器圖如圖 3-5 所示：電阻應(yīng)變片也會(huì)有誤差，產(chǎn)生的因素很多， 所以測量時(shí)我們一定要注意，其中溫度的影響最重要，環(huán)境溫度影響電阻值變化的原 因主要是：電阻絲溫度系數(shù)引起的。電阻絲與被測元件材料的線膨脹系數(shù)的不同引起 的。對(duì)于因溫度變化對(duì)橋接零點(diǎn)和

20、輸出，靈敏度的影響，即使采用同一批應(yīng)變片，也 會(huì)因應(yīng)變片之間稍有溫度特性之差而引起誤差，所以對(duì)要求精度較高的傳感器，必須 進(jìn)行溫度補(bǔ)償，解決的方法是在被粘貼的基片上采用適當(dāng)溫度系數(shù)的自動(dòng)補(bǔ)償片，并 從外部對(duì)它加以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償。非線性誤差是傳感器特性中最重要的一點(diǎn)。產(chǎn)生非線性 誤差的原因很多，一般來說主要是由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)決定，通過線性補(bǔ)償，也可得到改善。 滯后和蠕變是關(guān)于應(yīng)變片及粘合劑的誤差。由于粘合劑為高分子材料，其特性隨溫度 變化較大，所以稱重傳感器必需在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用。 圖 3-4 金屬電阻絲式應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)圖 圖 3-5 稱重傳感器圖 3.2.3 電阻應(yīng)變式傳感器的測量電路電阻應(yīng)變式傳感器

21、的測量電路 電阻應(yīng)變片的電阻變化范圍為 0.00050.1 歐姆。所以測量電路應(yīng)當(dāng)能精確測量 出很小的電阻變化，在電阻應(yīng)變傳感器中做常用的是橋式測量電路。橋式測量電路有 四個(gè)電阻，電橋的一個(gè)對(duì)角線接入工作電壓 e，另一個(gè)對(duì)角線為輸出電壓 uo。其特點(diǎn) 是：當(dāng)四個(gè)橋臂電阻達(dá)到相應(yīng)的關(guān)系時(shí)，電橋輸出為零，否則就有電壓輸出，可利用 靈敏檢流計(jì)來測量，所以電橋能夠精確地測量微小的電阻變化測量電橋如圖 3-6 所示： u0 圖 3-6 測量電橋圖 它由箔式電阻應(yīng)變片電阻 r1、r2、r3、r4 組成測量電橋，測量電橋的電源由穩(wěn)壓 電源 e 供給。物體的重量不同，電橋不平衡程度不同，指針式電表指示的數(shù)值也

22、不同。 滑動(dòng)式線性可變電阻器 rp1 作為物體重量彈性應(yīng)變的傳感器，組成零調(diào)整電路，當(dāng)載 荷為 0 時(shí)，調(diào)節(jié) rp1 使數(shù)碼顯示屏顯示零。 3.33.3 差動(dòng)放大電路差動(dòng)放大電路 原理：一個(gè)放大電路，即差動(dòng)放大電路，主要的元件就是差動(dòng)放大器。在許多需 要用 a/d 轉(zhuǎn)換和數(shù)字采集的單片機(jī)系統(tǒng)中，多數(shù)情況下，傳感器輸出的模擬信號(hào)都很 微弱，必須通過一個(gè)模擬放大器對(duì)其進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，才能滿足 a/d 轉(zhuǎn)換器對(duì)輸 入信號(hào)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。儀表儀器放大 器的選型很多，典型的差動(dòng)放大器就是一種用途非常廣泛的儀表放大器。它只需高精 度 lm358 和幾只電阻器，即

23、可構(gòu)成性能優(yōu)越的儀表用放大器。廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)控 制、儀器儀表、電氣測量等數(shù)字采集的系統(tǒng)中。本設(shè)計(jì)中差動(dòng)放大電路結(jié)構(gòu)圖如圖 3- 7 所示： 圖 3-7 差動(dòng)放大電路結(jié)構(gòu)圖 推導(dǎo)過程： 圖 3-5 4 4 a/da/d 轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換模塊 4.14.1 a/da/d 轉(zhuǎn)換的作用轉(zhuǎn)換的作用 作用是進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，把接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出。在選擇 a/d 轉(zhuǎn) 換時(shí)，先要確定 a/d 轉(zhuǎn)換的位數(shù)，該設(shè)計(jì)運(yùn)用的是雙積分式 a/d 轉(zhuǎn)換器 icl7107，a/d 轉(zhuǎn)換誤的位數(shù)確定與整個(gè)測量控制系統(tǒng)所需測量控制的范圍和精度有關(guān)，系統(tǒng)精度涉 及的環(huán)節(jié)很多，包括傳感器的變換精度，信號(hào)預(yù)處理電路精度

24、a/d 轉(zhuǎn)換器以及輸出電 路等。 4.24.2 a/da/d 器的選擇器的選擇 一個(gè)電子秤系統(tǒng)最重要的參數(shù)是內(nèi)部分辨率、adc 動(dòng)態(tài)范圍、無噪聲分辨率、更新 速率、系統(tǒng)增益和增益誤差漂移。該系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)成比率工作方式，所以它與電源電 壓波動(dòng)無關(guān)。 intersilicl7106 和 icl7107 是高表現(xiàn)，lowpower，31/2 個(gè)數(shù)字 a/d 轉(zhuǎn)換器。被 包括在內(nèi)的是七個(gè)片段破碼器，展覽駕駛員，叁考和一個(gè)時(shí)鐘。icl7106 與一個(gè)液晶顯 示器(lcd)一起設(shè)計(jì)到接口而且包括被多重發(fā)訊的基架駕駛；icl7107 將會(huì)直接地駕駛 發(fā)出兩極管(引導(dǎo))展覽的一個(gè)器具大小光。icl7106 和

25、 icl7107 一起帶來一個(gè)高的準(zhǔn)確 性，多種變化和真實(shí)的經(jīng)濟(jì)組合。它以汽車為特色-零的對(duì)少于 10v，少于 1v/c 的 零漂流物，輸入 10pa(最大)的偏見涌流、和少于一計(jì)數(shù)的翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤。真實(shí)的差別輸入 和叁考在所有的系統(tǒng)是有用的，但是當(dāng)測定裝載細(xì)胞、緊張標(biāo)準(zhǔn)度量和其他的橋類型 轉(zhuǎn)換器的時(shí)候給設(shè)計(jì)者一個(gè)不尋常的利益。最后，單一力量的真實(shí)經(jīng)濟(jì)供應(yīng)操作 (icl7107)，使高的表現(xiàn)嵌板公尺能夠與只有 10 無源的附加一起建造完全的。其引腳 如圖 4-1 所示： 圖 4-1 cl7107 引腳圖 該電路為 cc7107，led 和 若干無源元件 組成的數(shù)字電 壓表電路。該 電路采用標(biāo)準(zhǔn) 的

26、3.5 位顯示 電路進(jìn)行顯示， 其中最高位可 以顯示千位的“1”和顯示負(fù)號(hào)。此外，由于該電路的兩個(gè)輸入端即 com 與 v+端的電位 差具有很高的穩(wěn)定性，可以作為參考電壓源。因此，可以通過分壓的方法來擴(kuò)大它的 量程。由于兩個(gè)輸入端最大承受電壓為 200mv 因此要實(shí)現(xiàn)最大值為 2000mv 的顯示可以 用以下分壓形式 (本設(shè)計(jì)所采用的）如圖 4-2 所示：利用 cc7107a/d 轉(zhuǎn)換器組裝成 3.5 位數(shù)字電壓表。 圖 4-2 3.5 位數(shù)字電壓表的外接電路 通過上面的電路可以測量最大值為 2000mv 的電壓 而在本設(shè)計(jì)中的采樣電阻為 1 歐所以被測電壓值即為被測電流值. 圖 4-3.3.

27、5 位數(shù)字 a/d 轉(zhuǎn)換原理圖 5 主要硬件工作原理及選用主要硬件工作原理及選用 電阻應(yīng)變式稱重傳感器是基于這樣一個(gè)原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外 力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形， 電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。?，再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一 電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓或電流） ，從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過程。 由此可見，電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測電路是電阻應(yīng)變式稱重傳感器中不可缺少 的幾個(gè)主要部分所以在設(shè)計(jì)完電路要對(duì)各種原件的特性進(jìn)行了解和論證下面就 rp314 對(duì)電阻應(yīng)變片、彈性體和檢測電路逐一介紹： 5.15.1 電

28、阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片 電阻應(yīng)變片是把一根電阻絲機(jī)械的分布在一塊有機(jī)材料制成的基底上，即成為一 片應(yīng)變片。他的一個(gè)重要參數(shù)是靈敏系數(shù) k。我們來介紹一下它的意義。設(shè)有一個(gè)金屬 電阻絲，其長度為 l，橫截面是半徑為 r 的圓形，其面積記作 s，其電阻率記作 ，這 種材料的泊松系數(shù)是 。當(dāng)這根電阻絲未受外力作用時(shí)，它的電阻值為 r： r=l/s（） （5 1） 當(dāng)他的兩端受 f 力作用時(shí)，將會(huì)伸長，也就是說產(chǎn)生變形。設(shè)其伸長 l，其橫截 面積則縮小，即它的截面圓半徑減少 r。此外，還可用實(shí)驗(yàn)證明，此金屬電阻絲在變 形后，電阻率也會(huì)有所改變，記作 。 對(duì)式（5-1）求全微分，即求出電阻絲伸長后，他的電阻

29、值改變了多少。我們有： r=l/s+l/ssl/s2 （52） 用式（5-1）去除式（5-2）得到 r/r=/+l/ls/s （53） 另外，我們知道導(dǎo)線的橫截面積 s=r2，則 s=2r*r，所以 s/s=2r/r （54） 從材料力學(xué)我們知道 r/r=-l/l （55） 其中，負(fù)號(hào)表示伸長時(shí)，半徑方向是縮小的。 是表示材料橫向效應(yīng)泊松系數(shù)。 把式（54） （55）代入（5-3） ，有 r/r=/+l/l+2l/l =（1+2（/）/（l/l） ）*l/l =k*l/l （5- 6） 其中 k=1+2+（/）/（l/l） (57) 式（5-6）說明了電阻應(yīng)變片的電阻變化率（電阻相對(duì)變化）和電

30、阻絲伸長率 （長度相對(duì)變化）之間的關(guān)系。 需要說明的是：靈敏度系數(shù) k 值的大小是由制作金屬電阻絲材料的性質(zhì)決定的 15 一個(gè)常數(shù)，它和應(yīng)變片的形狀、尺寸大小無關(guān)，不同的材料的 k 值一般在 1.73.6 之 間；其次 k 值是一個(gè)無因次量，即它沒有量綱。 在材料力學(xué)中 l/l 稱作為應(yīng)變，記作 ，用它來表示彈性往往顯得太大，很不 方便。 常常把它的百萬分之一作為單位，記作 。這樣，式（5-6）常寫作： r/r=k (58) 5.25.2 彈性體彈性體 5.2.15.2.1 彈性元件的基本特性彈性元件的基本特性 1變形：物體在外力作用下改變?cè)瓉沓叽缁蛐螤畹默F(xiàn)象。 2彈性：物體因受外力作用而產(chǎn)生

31、變形，外力去掉后又恢復(fù)原狀的特性。 3彈性元件：具有彈性變形特性的物體。 4彈性變形：彈性元件受外力作用而產(chǎn)生的變形。 5彈性特性：作用在元件上的外力與相應(yīng)變形（應(yīng)變、位移或轉(zhuǎn)角）之間的關(guān)系。 以托利多公司的 sb 系列稱重傳感器的彈性體為例，來介紹一下其中的應(yīng)力分布。 設(shè)有一帶有肓孔的長方體懸臂梁。 肓孔底部中心是承受純剪應(yīng)力，但其上、下部分將會(huì)出現(xiàn)拉伸和壓縮應(yīng)力。主應(yīng) 力方向一為拉神，一為壓縮，若把應(yīng)變片貼在這里，則應(yīng)變片上半部將受拉伸而阻值 增加，而應(yīng)變片的下半部將受壓縮，阻值減少。下面列出肓孔底部中心點(diǎn)的應(yīng)變表達(dá) 式，而不再推導(dǎo)。=（3q（1+）/2eb）*（b（h2-h2）+bh2）

32、/（b（h3-h3）+bh3） （5-9） 其中：q-截面上的剪力；e-揚(yáng)氏模量：泊松系數(shù)；b、b、h、h為梁的幾 何尺寸。 需要說明的是，上面分析的應(yīng)力狀態(tài)均是“局部”情況，而應(yīng)變片實(shí)際感受的是 “平均”狀態(tài)。 5.35.3 彈性體的選用彈性體的選用 彈性元件在傳感器技術(shù)中占有極其重要的地位。它首先把力、力矩或壓力轉(zhuǎn)換成 相應(yīng)的應(yīng)變或位移，然后配合各種形式的傳感元件，將被測力、力矩或壓力變換成電 量。 5.3.15.3.1 基本要求基本要求 （1）具有良好的機(jī)械特性（強(qiáng)度高、抗沖擊、韌性好、疲勞強(qiáng)度高等）和良好的 機(jī)械加工及熱處理性能。 （2）良好的彈性特性（彈性極限高、彈性滯后和彈性后效小

33、等）。 （3）彈性模量的溫度系數(shù)小且穩(wěn)定，材料的線膨脹系數(shù)小且穩(wěn)定。 （4）抗氧化性和抗腐蝕性等化學(xué)性能良好。 5.3.25.3.2 分類分類 測力傳感器常用的彈性敏感元件有柱式、懸臂梁式、環(huán)式和框式等，要根據(jù)實(shí)際 使用情況選取合適的敏感元件。本設(shè)計(jì)采用柱式如圖 5-1 所示： 圖 5-1 柱式敏感元件 應(yīng)變式傳感器常用的測量電路有單臂電橋、差動(dòng)半橋和差動(dòng)全橋，其中差動(dòng)全橋 可提高電橋的靈敏度，消除電橋的非線性誤差，還可消除溫度誤差等共模干擾。在測 量中都用 4 片應(yīng)變片組成差動(dòng)全橋如圖 5-2 所示，應(yīng)變片粘貼位置的不同會(huì)影響測量 的靈敏度和非線性誤差，必須合理選取應(yīng)變片的粘貼位置來提高測量

34、精度。 圖 5-2 差動(dòng)全橋電路 選取應(yīng)變片粘貼位置時(shí)，要把 4 片應(yīng)變片中的兩片粘貼在最大正應(yīng)變處，另兩片 放在負(fù)的最大應(yīng)變處，這樣可獲得最大的靈敏度。當(dāng)采用如圖 5-1 所示的實(shí)心柱式彈 性敏感元件，分析在自由端受力時(shí)梁感受到的應(yīng)變情況。在受力為 f 時(shí)，在圓柱體的 軸向感受到的應(yīng)變?yōu)樽畲笳龖?yīng)變，其值可由（5-1）得到。 （5-1） （5-1）中，x 為圓柱體感受到的軸向應(yīng)變，設(shè)壓縮為正，f 為施加在圓柱體上 的壓力，e 為材料彈性模量，a 為圓柱體的截面積。而在圓柱體的環(huán)向感受到的應(yīng)變?yōu)?最大負(fù)應(yīng)變，其值可由（5-2）得到。 （5-2） （5-2）中， 為圓柱體感受到的環(huán)向應(yīng)變，設(shè)壓縮為

35、正， 為材料的泊松比。 由以上分析可知，圓柱體軸向就是最大正應(yīng)變處，圓柱體的環(huán)向即為最大負(fù)應(yīng)變處。 貼片時(shí)，在軸向貼兩片應(yīng)變片，在環(huán)向貼另兩片應(yīng)變片，可獲得最大的靈敏度，貼片 方法如圖 5-4 所示。把軸向貼的應(yīng)變片 r2 和 r3 接到測量電橋中的相對(duì)橋臂上，把在 環(huán)向貼的應(yīng)變片 r1 和 r4 接到測量電橋的另一相對(duì)橋臂上，組成差動(dòng)全橋電路，可獲 得最大的靈敏度，另外還可以減小非線性誤差和溫度誤差等，采用的電橋結(jié)構(gòu)如圖 5-4 所示： 圖 5-4 電橋結(jié)構(gòu)圖 非線性誤差分析和改進(jìn)措施 當(dāng)施加作用力 f 時(shí)（壓縮） ，感受環(huán)向應(yīng)變的電阻 r1 和 r4 的阻值發(fā)生變化，式中 r0 為應(yīng)變片的

36、初始電阻值，k 為應(yīng)變片的靈敏系數(shù)。此時(shí)，感受軸向應(yīng)變的電阻 r2 和 r3 也發(fā)生變化，如（5-3）所示。 （5-3） 當(dāng)采用圖 5-2 所示的全橋差動(dòng)電路進(jìn)行測量時(shí)，輸出電壓可由（5-4）得到 (5-4) 從（5-4）中可以看出，電橋輸出電壓與被測力并不是線性關(guān)系，想獲得較大的線 性測量范圍，就要減小 kf（1）的值。可采用兩種方法，一是測量較小的力，二是 在滿足使用要求的情況下，盡量選取泊松比大的材料。 另外，在實(shí)際測量中，被測力不可能正好沿著圓柱體的軸線作用，而總是與軸線 之間有微小的角度或偏心，使得彈性體除了受縱向力作用以外，還受到橫向力和彎矩 的作用，帶來非線性誤差。為了消除橫向力

37、的影響，可采用圖 5-3 所示的承彎膜片結(jié) 構(gòu)。 圖 5-3 所采用的結(jié)構(gòu)為在傳感器剛性外殼上端面加一片極薄的膜片。由于膜片在 平面方向剛度很大，所以作用在膜片平面內(nèi)的橫向力就經(jīng)過膜片傳遞到外殼或底座， 在垂直于平面方向的膜片剛度很小，所以沿柱體軸向的變形正比于被測力。這樣，膜 片就承受了絕大部分橫向力和彎曲，消除了對(duì)測量精度的影響。 圖 5-3 5.45.4 提高靈敏度的措施提高靈敏度的措施 為提高應(yīng)變傳感器的測量靈敏度，可采用 8 片相同的應(yīng)變片，其中 4 片沿著軸向 粘貼，另外 4 片沿著環(huán)向粘貼，如圖 5-4 所示。 采用 8 片應(yīng)變片組成應(yīng)變式測力傳感器，相比 4 片應(yīng)變片組成的電橋

38、結(jié)構(gòu)，可提 高靈敏度 1 倍左右，還可以提高傳感器測量的線性特性。 由（5-4）可知，要想提高傳感器的靈敏度，可以在滿足使用要求的情況下減小橫 截面積。但要考慮橫截面積減小時(shí)，其抗彎能力減弱，對(duì)橫向干擾的敏感程度增加。 為了解決這一矛盾，在測量小集中力時(shí)，可以采用空心圓筒或承彎膜片，因?yàn)榕c實(shí)心 圓柱體相比，空心圓筒在相同橫截面積的情況下，橫向剛度大，橫向穩(wěn)定性好。 另外，彈性圓柱體的高度對(duì)傳感器的精度和動(dòng)態(tài)特性都有影響，當(dāng)高度與外徑的 比值大于 1 時(shí)，沿其中間斷面上的應(yīng)力狀態(tài)和變形狀態(tài)與其端面上作用的載荷性質(zhì)和 接觸條件無關(guān)，在實(shí)際應(yīng)用中，一般采用圓柱體的高度為外徑的 2 倍。 使用應(yīng)變式傳

39、感器測量力時(shí)，可以采用輪輻結(jié)構(gòu)彈性元件來減小非線性誤差，提 高靈敏度。 輪輻式測力傳感器由輪圈、輪轱、輪輻條和應(yīng)變片組成。如圖 5-5 所示：輪輻條 成對(duì)且對(duì)稱地連接輪圈和輪轱，當(dāng)外力作用在輪轱的上端面或者下端面時(shí)，矩形輪輻 條就產(chǎn)生平行四邊形變形，形成與外力成正比的切應(yīng)變。8 片應(yīng)變片與輻條水平中心成 45角，分別粘貼在 4 根輻條的正反兩面，并接成差動(dòng)全橋測量電路，當(dāng)被測力作用 在輪轱端面上時(shí)。沿輻條對(duì)角線縮短方向的應(yīng)變片受壓，電阻值減小，沿輻條對(duì)角線 伸長方向的應(yīng)變片受拉，電阻值增加，并且電橋的輸出電壓與被測力之間具有良好的 線性特性。且由于是按照剪切力作用原理設(shè)計(jì)的，力作用點(diǎn)位置的精度

40、對(duì)傳感器測量 精影響不大。輪輻和輪圈的剛度很大，因此過載能力很強(qiáng)，線性測量范圍比較寬。 圖 5-5 輪輻式測力傳感器 5.55.5 應(yīng)變式傳感器的選用應(yīng)變式傳感器的選用 在電子衡器中，選用何種稱重傳感器，要全面衡量。下面就稱重傳感器的結(jié)構(gòu)形 式、量程，準(zhǔn)確度等級(jí)的選擇上講述一般要考慮的幾個(gè)方面。 5.5.1 結(jié)構(gòu)、形式的選擇結(jié)構(gòu)、形式的選擇 選用何種結(jié)構(gòu)形式的稱重傳感器，主要看衡器的結(jié)構(gòu)和使用的環(huán)境條件。如要制 作低外形衡器，一般應(yīng)選用懸臂梁式和輪幅式傳感器，若對(duì)外形高度要求不嚴(yán)，則可 采用柱式傳感器。此外，衡器使用的環(huán)境若很潮濕，有很多粉塵，則應(yīng)選擇密封形式 較好的；若在有爆炸危險(xiǎn)的場合，則

41、應(yīng)選用本質(zhì)安全型傳感器；若在高架稱重系統(tǒng)中， 則應(yīng)考慮安全及過載保護(hù)；若在高溫環(huán)境下使用，則應(yīng)選用有水冷卻護(hù)套的稱重傳感 器；若在高寒地區(qū)使用，則應(yīng)考慮采用有加溫裝置的傳感器。在形式選擇中，有一個(gè) 要考慮的因素是，維修的方便與否及其所需費(fèi)用，即一旦稱重系統(tǒng)出了毛病，能否很 順利、很迅速的獲得維修器件。若不能做到就說明形式選擇不夠合適。 5.5.2 量程的選擇量程的選擇 稱重系統(tǒng)的稱量值越接近傳感器的額定容量，則其稱量準(zhǔn)確度就越高，但在實(shí)際 使用時(shí)，由于存在秤體自重、皮重及振動(dòng)、沖擊、偏載等，因而不同稱量系統(tǒng)選用傳 感器的量限的原則有很大差別。作為一般規(guī)則，可有：*單傳感器靜態(tài)稱重系統(tǒng)：固定 負(fù)

42、荷（秤臺(tái)、容器等）+變動(dòng)負(fù)荷（需稱量的載荷）（所選用的傳感器的額定載荷 x70%*多傳感器靜態(tài)稱重系統(tǒng)：固定負(fù)荷（秤臺(tái)、容器等）+變動(dòng)負(fù)荷（需稱量的載荷） 所選用的傳感器的額定載荷 x 所配傳感器的個(gè)數(shù) x70%其中 70%的系數(shù)即是考慮振動(dòng)、 沖擊、偏載等因素而加的。 需要說明的是：首先，選擇傳感器的額定容量要盡量符合生產(chǎn)廠家的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品系 列中的值，否則，選用了非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，不但價(jià)格貴，而且損壞后難以代換。其次，再 同一稱重系統(tǒng)中，不允許選用額定容量不同的傳感器，否則，該系統(tǒng)無法正常工作。 再者，所謂變動(dòng)負(fù)荷（需稱量的載荷）是指加于傳感器的真實(shí)載荷，若從秤臺(tái)到傳感 器之間的力值傳遞過程中，有倍

43、乘和衰減的機(jī)構(gòu)（如杠桿系統(tǒng)） 、則應(yīng)考慮其影響。 5.5.3 準(zhǔn)確度的選擇準(zhǔn)確度的選擇 稱重傳感器的準(zhǔn)確度等級(jí)包括傳感器的非線性、蠕變、重復(fù)性、滯后、靈敏度 等技術(shù)指標(biāo)。在選用的時(shí)候不應(yīng)該盲目追求高等級(jí)的傳感器，應(yīng)該考慮電子衡的準(zhǔn) 確度等級(jí)和成本。一般情況下，選用傳感器的總精度為非線性、不重復(fù)性和滯后三 項(xiàng)指標(biāo)的之和的均方根值略高于秤的精度。 5.5.4 使用環(huán)境使用環(huán)境 稱重傳感器實(shí)際上是一種將質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成可測量的電信號(hào)輸出裝置。用傳感 器首先要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境，這點(diǎn)對(duì)于正確選用傳感器至關(guān)重要，它 關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命，乃至整個(gè)衡器的可靠性和安 全性。

44、一般情況下，高溫環(huán)境對(duì)傳感器造成涂覆材料融化、焊點(diǎn)開化、彈性體內(nèi)應(yīng) 力發(fā)生結(jié)構(gòu)變化等問題；粉塵、潮濕對(duì)傳感器造成短路的影響；在腐蝕性較高的環(huán) 境下會(huì)造成傳感器彈性體受損或產(chǎn)生短路現(xiàn)象；電磁場對(duì)傳感器輸出會(huì)產(chǎn)生干擾。 相應(yīng)的環(huán)境因素下我們必須選擇對(duì)應(yīng)的稱重傳感器才能滿足必要的稱重要求。 6 6 ledled 顯示電路設(shè)計(jì)顯示電路設(shè)計(jì) 6.16.1 ledled 顯示器結(jié)構(gòu)與原理顯示器結(jié)構(gòu)與原理 led 顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中通常使用的 是七段 led。這種顯示塊有共陰極與共陽極兩種。共陰極 led 顯示塊的發(fā)光二極管陰極 共地。當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)

45、，發(fā)光二極管點(diǎn)亮；共陽極 led 顯示塊的 發(fā)光二極管陽極并接。 6.26.2 ledled 顯示器與顯示方式顯示器與顯示方式 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用 led 顯示塊構(gòu)成 n 位 led 顯示器。n 位 led 顯示器有 n 根 位選線和 8*n 根段選線。根據(jù)顯示方式不同，位選線與段選線的連接方法不同。段選 線控制字符選擇，位選線控制顯示位的亮，暗。led 顯示器有靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示兩種 方式。我們使用的為動(dòng)態(tài)顯示 led 動(dòng)態(tài)顯示方式。在多位 led 顯示時(shí)，為了簡化電路， 降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個(gè) 8 位 i/o 口控制，而共陰極點(diǎn)或共 陽極點(diǎn)分別由響應(yīng)的 i/o 口

46、線控制。 7 7 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 電阻應(yīng)變式稱重傳感器本身是一種堅(jiān)固、耐用、可靠的機(jī)電產(chǎn)品。但為了保證 測試精度，我們?nèi)杂性S多在使用中要注意的問題，下面列出一些基本要求。 7.17.1 機(jī)械安裝方面機(jī)械安裝方面 稱重傳感器要輕拿輕放，尤其是由合金鋁制作彈性體的小容量傳感器，任何沖 擊、跌落，對(duì)其計(jì)量性能均可能造成極大損害。對(duì)于大容量的傳感器，一般來說， 他具有較大的自重，故而要求在搬運(yùn)、安裝時(shí)，盡可能使用適當(dāng)?shù)钠鸬踉O(shè)備（如手 拉葫蘆、電動(dòng)葫蘆等。） 安裝傳感器的底座安裝面應(yīng)平整、清潔，無任何油膜，膠膜等存在。安裝底座 本身應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛性，一般要其高于傳感器本身的強(qiáng)度和剛度。 水平調(diào)整：

47、水平調(diào)整有兩方面內(nèi)容。一是單只傳感器安裝底座的底座平面要用 水平儀調(diào)整水平，另一方面是指多個(gè)傳感器的安裝底座的安裝面要盡量調(diào)整到一個(gè) 水平面上（用水準(zhǔn)儀），尤其是傳感器數(shù)多于三個(gè)的稱重系統(tǒng)中，更要注意這一點(diǎn)， 這樣做的目的是為了使各傳感器所承受的負(fù)荷基本一致。 每種稱重傳感器的加載方向都是確定的，而我們使用時(shí)，一定要在此方向上加 載負(fù)荷。橫向力、附加的彎矩、扭矩力應(yīng)盡量避免。盡量采用有自動(dòng)定位（復(fù)位） 作用的結(jié)構(gòu)配件，如球形軸承、關(guān)節(jié)軸承、定位緊固器等。他們可以防止某些橫向 力作用在傳感器上。要說明的是：有些橫向力并不是機(jī)械安裝引起的，如熱膨脹引 起的橫向力，風(fēng)引起的橫向力，及某些容器類衡器上

48、的攪拌器的振動(dòng)引起的橫向力 既不是機(jī)械安裝引起的。 某些衡器上有些必須接到秤體上的附件（如容器秤的輸料管道等），我們應(yīng)讓 他們?cè)趥鞲衅骷虞d主軸的方向上盡量柔軟一些，以防他們“吃掉”傳感器的真實(shí) 負(fù)荷合而引起誤差。 稱重傳感器周圍應(yīng)盡量設(shè)置一些 “擋板”，甚至用薄金屬板把傳感器罩起來。 這樣可防止雜物玷污傳感器及某些可動(dòng)部分而這種 “玷污”往往會(huì)使可動(dòng)部分運(yùn) 動(dòng)不爽，而影響稱重精度。系統(tǒng)有無運(yùn)動(dòng)不爽現(xiàn)象，可以用以下方法判別。即在秤 臺(tái)上加或減大約千分之一額定負(fù)荷看看稱重顯示儀是否反映，有反映，說明可動(dòng)部 分未受“玷污”。 稱重傳感器雖然有一定的過載能力，但在稱重系統(tǒng)安裝過程中，仍應(yīng)防止傳感 器的

49、超載。要注意的是，即使是短時(shí)間的超載，也可能會(huì)造成傳感器永久損壞。在 安裝過程中，若確有必要，可先用一個(gè)和傳感器等高度的墊塊代替?zhèn)鞲衅?，到最后?再把傳感器換上。在正常工作時(shí)，傳感器一般均應(yīng)設(shè)置過載保護(hù)的機(jī)械結(jié)構(gòu)件。若 用螺桿固定傳感器，要求有一定的堅(jiān)固力矩，而且螺桿應(yīng)有一定的旋入螺紋深度。 一般而言，固定螺桿因采用高強(qiáng)度螺桿。傳感器應(yīng)采用鉸合銅線（截面積約 50mm2）形成電氣旁路，以保護(hù)它們免受電焊電流或雷擊造成的危害。 傳感器使用中，必須避免強(qiáng)烈的熱輻射，尤其是單側(cè)的強(qiáng)烈熱輻射。 7.27.2 電氣連接方面電氣連接方面 傳感器的信號(hào)電纜，不和強(qiáng)電電纜線或控制線并行布置（例如不要把傳感器信

50、 號(hào)線和強(qiáng)電電源線及控制線置于統(tǒng)一管道內(nèi)）。若它們必須并行布置，那么，它們 之間的距離應(yīng)保持在 50cm 以上，并把信號(hào)線用金屬管套起來。 不管在何種情況下，電源線和控制線均應(yīng)絞合起來，和程度50 轉(zhuǎn)/米，若傳 感器信號(hào)線需要延長，則應(yīng)采用特制的密封電纜接線盒。若不用此種接線盒，而采 用電纜與電纜直接對(duì)接（錫焊端頭），則應(yīng)對(duì)密封防潮特別予以注意，接好后應(yīng)檢 驗(yàn)絕緣電阻，且要保證很高的測量精度，應(yīng)考慮采用帶有中繼放大器的電纜補(bǔ)償電 路。 所有通向顯示電路或從電路引出的導(dǎo)線，均應(yīng)采用屏蔽電纜。屏蔽線的聯(lián)接及 接地點(diǎn)應(yīng)合理。 注意：傳感器本身是 4 線制，但在接線盒換成 6 線制接法。 傳感器輸出信

51、號(hào)讀出電路不應(yīng)和能產(chǎn)生強(qiáng)烈干擾的設(shè)備（如可控硅，接觸器等） 及有可觀熱量產(chǎn)生的設(shè)備放在同一箱體中，若不能保證這一點(diǎn)，則應(yīng)考慮在它們之 間設(shè)置障板隔離之并在箱體內(nèi)安置風(fēng)扇。 用以測量傳感器輸出信號(hào)的電子線路，應(yīng)盡可能配置獨(dú)立的供電變壓器，而不 要和接觸器等設(shè)備公用同一主電源電阻的取值范圍應(yīng)注意：阻值大小，所需的驅(qū)動(dòng) 電流太大，輸出零點(diǎn)飄逸明顯，調(diào)零電路過于復(fù)雜。而電阻太大，阻抗太高抗外界 的電磁干擾能力較差。一般均為幾十歐至幾十千歐左右。應(yīng)變?cè)墓ぷ髟砘?導(dǎo)體和半導(dǎo)體的 “應(yīng)變效應(yīng)”，即當(dāng)導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值 將發(fā)生變化。 箔式應(yīng)變片的敏感柵是用厚度為 0.003-0.

52、01mm 的金屬箔經(jīng)光刻、腐蝕等工藝 制成的。優(yōu)點(diǎn)是表面積與截面積之比大，散熱條件好，能承受較大電流和較高電壓， 因而輸出靈敏度高，并可制成各種需要的形狀，所以選用這種傳感器。 8 系統(tǒng)方案總結(jié)系統(tǒng)方案總結(jié) 工作原理數(shù)顯電子秤電路原理如 圖 8-1 所示，其主要部分為電阻應(yīng)變式傳感器 r1、r2、r3、r4 及 ic2、ic3 組成的測量放大電路，和 ic1 及外圍元件組成的數(shù) 顯面板表。傳感器 r1 采用 e350-zaa 箔式電阻應(yīng)變片，其常態(tài)阻值為 350 歐姆。 測量電路將產(chǎn)生的電阻應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。ic2、ic3 將經(jīng)轉(zhuǎn)換后的弱電 壓信號(hào)進(jìn)行放大，作為 a/d 轉(zhuǎn)換器的模擬電壓輸入。 ic4 提供 1.2v 基準(zhǔn)電壓，它 同時(shí)經(jīng) r5、r6 及 rp2 分壓后作為 a/d 轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓。 3-1/2 位 a/d 轉(zhuǎn)換器 icl7107 的參考電壓輸入正端，由 rp2 中間觸頭引入，負(fù)端則由 rp3 的中間觸頭 引入。兩端參考電壓可對(duì)傳感器非線性誤差進(jìn)行適量