電橋?qū)嶒瀮x設(shè)計與研究

1、摘要電橋是用比較法測量各種量（如電阻、電容、電感等）的儀器。最簡單的是由四個 支路組成的電路。各支路稱為電橋的“臂”。論文設(shè)計了一種用于測量電阻的直流電橋。 測量屯橋曲屯源屯路、半橋測量電路、a/d變換器、微處理器與led等構(gòu)成。電源出高精 度的直流源提供。設(shè)計的主要意義為了設(shè)計電橋?qū)嶒瀮x，一種價格低廉的小型實驗設(shè)備，通過實驗基 本能掌握應(yīng)變片的粘貼技術(shù)和應(yīng)力應(yīng)變的測量方法，讓我們對試驗儀有更一步的了解。 設(shè)計中主要完成應(yīng)變片粘貼流程，應(yīng)用protell99軟件設(shè)計電路板圖，給出應(yīng)變計在電橋 中的各種接法等。在不同組合方式下，如何實現(xiàn)溫度補償，怎樣從復(fù)雜的變形中測量所 需要的應(yīng)變分量，以及如何

2、提高測量靈敏度。關(guān)鍵詞：直流電橋，試驗儀，應(yīng)變片，單片機目目錄第一章緒論41.1課題研究背景41.2研究的內(nèi)容及原理51.3發(fā)展與展望5第二章電橋試驗儀的硬件設(shè)計72.1直流電源的設(shè)計72.2電橋?qū)嶒瀮x輸入電路的設(shè)計82. 2. 1傳感器電路82.2.2 a/d轉(zhuǎn)換部分132.3 cpu的選擇132. 3. 1 avr單片機的工作原理132. 3. 2 atmega168 單片機152.4輸出顯示電路設(shè)計162.5 pcb的設(shè)計18第三章電橋試驗儀的軟設(shè)計193. 1扌匚編語言193. 2 protel 99se 的運用20第四章調(diào)試與分析234. 1 led 驅(qū)動234.2 a/d轉(zhuǎn)換驅(qū)動2

3、44.3 atmegal68 的指令25第五章 畢業(yè)設(shè)計總結(jié)27附錄128附錄231致謝3536參考文獻(xiàn)第一章緒論曠h持久的美國次貸危機最終傳化為嚴(yán)峻的全球性金融危機，國際金融動蕩加劇，金 融經(jīng)濟危機已經(jīng)迅速蔓延成實體經(jīng)濟危機。中國在這樣全球性經(jīng)濟蕭條的形勢卜：gi）p增 速下滑，今后一個時期我國經(jīng)濟運行面臨新的不確定因索，國民經(jīng)濟的不景氣對 直流單 臂攜帶式電橋行業(yè)影響很大，就要求我們站在全球視野的高度、把握好經(jīng)濟發(fā)展的周期、 剖析國家宏觀政策走向，對直流單臂攜帶式電橋行業(yè)市場情況具體問題具體分析，認(rèn)清形 勢、抓住機遇，合理預(yù)測直流單臂攜帶式電橋行業(yè)未來走勢，制定正確的發(fā)展規(guī)劃、及時 調(diào)整發(fā)

4、展戰(zhàn)略、積極開拓新的市場，在危機中立于不敗z地，在發(fā)展中更上一層樓。1.1課題研究背景隨著大規(guī)模集成屯路、計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，以及人工智能在測試技術(shù)方面的廣泛 應(yīng)用，傳統(tǒng)的電子測量儀器在原理、功能、精度及自動化水平等方面都發(fā)生了巨大的變化 逐步形成了一種完全突破傳統(tǒng)概念的新一代測試儀器一一智能儀器。目前，有很多的傳統(tǒng) 電子儀器已有相應(yīng)的替代產(chǎn)品，而且還出現(xiàn)不少全新的儀器類型和測試系統(tǒng)體系。在科學(xué) 技術(shù)高速發(fā)展的今犬，如何用簡單便宜，性能良好的元器件制造出對人類生活有用的產(chǎn)品, 已經(jīng)成為人們研究的主要趨勢。單片機的誕生，對各種智能儀器的產(chǎn)生和發(fā)展起到了很大的推進(jìn)作用。所謂單片機， 普遍認(rèn)為它是

5、在一塊硅片上集成了中央處理器單元（cpu）,存儲器（ram, rom, eprom） 和各種輸入、輸岀接口（定時器，計數(shù)器，并行1/0 口，串行口，a/d轉(zhuǎn)換器以及脈沖調(diào) 制器pwm等），這樣一塊芯片貝有一臺計算機的功能，因而被稱為單片微型計算機。單片機的優(yōu)點是體積小、重量輕、抗干擾能力強、對環(huán)境要求不高、價格低廉、可靠 性高、靈活性好、開發(fā)較為容易。傳感器是人類探知自然界信息的觸角。它是一種能把特定的被測量信息按一定的規(guī)律 轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸岀的器件或裝置。傳感器在本次設(shè)計實驗屮起著一個非常重要的作 用，它作為把重量等非電量的變化轉(zhuǎn)化為電量的變化并輸出的裝置，為接下來通過單片機 測量、控制

6、和顯示鋪平了道路。在本次設(shè)計中采用的是屯阻應(yīng)變式單臂屯橋傳感器。1-2研究的內(nèi)容及原理用以實現(xiàn)測試口的所運用的方式方法稱為測試技術(shù)。完成測試任務(wù)首先要搭建測 量系統(tǒng)，它是以客觀和實驗方式對客體或事件的特性或品質(zhì)加以定量描述。也就是說, 其結(jié)果必須不依賴于觀察者并以實驗為依據(jù)。數(shù)值大小必須與所描述的特性遵循相同 的規(guī)律。測試的主要目的是過程監(jiān)測，如環(huán)境溫度測量，氣體和水體積測量以及臨床 監(jiān)測。另一個目的是過程控制，例如，研究不規(guī)則形狀物體內(nèi)部的溫度分布或確定汽 車碰撞時仿真模型駕駛員齊部位的力分布。圖1-1電橋試驗儀原理框架圖在工作狀態(tài)，電源控制器分別為應(yīng)變片傳感器、led顯示器、cs5532a

7、/d轉(zhuǎn)換器、單 片機atmcgal68等提供5v電源，通過應(yīng)變片傳感器傳輸模擬量，由a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號，再通過微處理器atmega 168讀取壓力，其進(jìn)行修正處理，并在led顯示屏上顯 示氣壓和高度的具體數(shù)值。1.3發(fā)展與展望ic測試、通信測試、網(wǎng)絡(luò)測試和虛擬儀器的發(fā)展已出現(xiàn)一些新的勢態(tài)：(1) 降低測試成本成為發(fā)展ic測試的首要目標(biāo)體積更小、功能更強的芯片的需求正推動ic產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時也推動著ic設(shè)計和 測試的發(fā)展。對于系統(tǒng)芯片(soc)的測試，其成本己兒乎占芯片成本的一半。根據(jù)英特 爾公司副總裁捉岀的測試摩爾定律，未來幾年，每一品體管的硅投資成本將低于英測試成 木。因此未來ic

8、測試設(shè)備制造商面臨的最大挑戰(zhàn)是如何降低測試成木。(2) 解決異步測試問題，需要制定ip核測試標(biāo)準(zhǔn)目前，設(shè)計人員設(shè)計系統(tǒng)級ic吋，已廣泛采用將不同的ip核集成在一起的方式。這 樣可大大縮短芯片的上市時間。將不同廠商的不同ip核集成到一個器件屮可能遇到多個吋 鐘問題。如果設(shè)計師采用pci總線和rambus總線，不同的時鐘使并行測試這些ip核極為 復(fù)雜。假如這些ip核的時鐘呈整數(shù)倍關(guān)系，可選的測試方法冇很多，但是遇到它們的時鐘 不呈整數(shù)倍時，則在同一測試設(shè)備中，需耍多個時域。也就是被測器件的各引腳的工作狀 態(tài)處于異步狀態(tài)，即一-些引腳以6 6 mhz/s工作，另一些引腳以8 0 omb/s工作。因此

9、, 半導(dǎo)體測試的下一步工作就是要解決這類異步測試問題。現(xiàn)在，各ip核供貨商采用的不是 同一種可測性設(shè)計策略，對被測ip核的接入方式也各不相同。因此，需要制定ip核接入 標(biāo)準(zhǔn)和可測性設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。（3）提高測試模擬ic的速度另一個要解決的測試問題是如何發(fā)展可測性設(shè)計、內(nèi)置自測試和其它數(shù)字測試技術(shù), 以滿足器件的模擬測試。從上市的吋間的觀點來看，這可能是關(guān)鍵問題。ic測試設(shè)備制造 商能解決以gb/s工作的數(shù)字電路和高速串行通信端口的測試問題。但測試混合信號器件中 模擬部分的難度就很大。一些器件可能是數(shù)字器件，但具冇模擬特性。如局威網(wǎng)接口電路。 這種電路的測試很復(fù)朵、費時、難以實現(xiàn)。今后，ic測試設(shè)備制

10、造商的另一個任務(wù)就是要 提高這類器件的測試速度。（4）采用開放式結(jié)構(gòu)，適應(yīng)通信測試的需求通信測試儀器制造商正面臨新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)和更短的產(chǎn)品壽命周期的挑戰(zhàn)。許多通 信設(shè)備制造商將向市場推岀采用無線因特網(wǎng)等新技術(shù)的產(chǎn)品。他們一邊推出新產(chǎn)品，一邊 設(shè)計性能更高的新產(chǎn)品。因此，它們需要測試儀器廠商提供易于升級的測試儀器，以適應(yīng) 采用最新技術(shù)的通信設(shè)備的測試需求。所以，這類通信儀器將廣泛采用開放式結(jié)構(gòu)設(shè)計、 模塊化和靈活的硬件與軟件結(jié)構(gòu)。（5）開發(fā)適應(yīng)高速網(wǎng)測試的網(wǎng)絡(luò)測試儀隨著網(wǎng)絡(luò)速率的捉高，測試儀器捕捉網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)越來越困難?，F(xiàn)有的測試儀器在測試 高速率的網(wǎng)絡(luò)時已不是很有效，甚至采用大容量的緩沖器，也不能

11、獲得真實的數(shù)據(jù)。這就 迫切需要儀器生產(chǎn)廠商研制具冇實時濾波能力的測試儀器。這樣可以把與故障冇關(guān)的數(shù)據(jù) 存儲下來，并進(jìn)行實吋分析。這種具有實吋濾波和內(nèi)部專家系統(tǒng)的儀器不但能對數(shù)據(jù)進(jìn)行 分析，還能對網(wǎng)絡(luò)的故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位。第二章電橋試驗儀的硬件設(shè)計2. 1直流電源的設(shè)計三段穩(wěn)壓管也稱三端穩(wěn)壓集成電路，電子產(chǎn)品屮常見到的三端 穩(wěn)壓 集成電路冇 止電壓輸出的78 xx系列和負(fù)電壓輸出的79xx系列。顧名思義，三端ic是指這 種穩(wěn)壓用的集成電路只冇三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它 的樣子象是普通的三極管，to- 220的標(biāo)準(zhǔn)封裝，也有9013樣子的t0-92封裝。用 78/79系列三端穩(wěn)壓

12、ic來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、 過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，i且價格便宜。該系列集成穩(wěn)壓 ic型號中的78或79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如7806表示 輸出電壓為正6v, 7909表示輸出電壓為負(fù)9v。有吋在數(shù)字78或79后面還有一個m 或l,如78m12或79l24,用來區(qū)別輸出電流和封裝形式等，其屮78l調(diào)系列的最 大輸出電流為100ma , 78m系列最大輸出電流為1a, 78系列最大輸出電流為1. 5a。 它的封裝也冇多種。塑料封裝的穩(wěn)壓電路具冇安裝容易、價格低廉等優(yōu)點，因此用得 比較多。79系列除了輸出電壓為負(fù)。引出腳排列

13、不同以外，命名方法、外形等均與 78系列的相同。因為三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作屮經(jīng)常采用。注意三端集成穩(wěn) 壓電路的輸入、輸出和接地端絕不能接錯，不然容易燒壞。一般 三端集成穩(wěn)壓電路 的最小輸入、輸岀電壓差約為2v,否則不能輸出穩(wěn)定的電壓，一般應(yīng)使電壓差保持 在4-5v,即經(jīng) 變壓器變壓，二極管整流，電容器濾波后的電壓應(yīng)比穩(wěn)壓值高一些。（如圖2-1為兩系列的電壓輸出。）圖2-2屮的引腳號的標(biāo)注方法是按照引腳電位從高到低的順序標(biāo)注的，引腳為 最高電位，腳為最低電位，腳居中。從圖中可以看出，不論78系列。還是79 系列，腳均為輸出端。對于78正壓系列，輸入是最高電位，為腳，地端為最低

14、電位，為腳。對于79負(fù)壓系列，輸入為最低電位，口然是腳，而地端為最高電 位，為腳，輸出為中間電位，為腳。)0(7sxxhi1 :耳 gndl.wwm圖2-178、79系列的電壓輸出1 3 2地1 3 2輸入1 3 2 地1 3 2 輸入此外，還應(yīng)注意，散熱片總是和最低電位的第腳相連，這樣在78系列中，散 熱片和地相連而在79系列屮，散熱片和輸入端相連接。用萬用表判斷三端穩(wěn)壓器的 方法與三極管的判斷方 法相同，三端穩(wěn)壓器類似于大功率三極管。圖2-2三端穩(wěn)壓器（78、79系列）管腳的序號判斷2.2電橋?qū)嶒瀮x輸入電路的設(shè)計2.2.1傳感器電路傳感器中的電阻應(yīng)變片貝有金屬的應(yīng)變效應(yīng)，即在外力作用卜產(chǎn)生

15、機械形變，從 而使電阻值隨之發(fā)生相應(yīng)的變化。屯阻應(yīng)變片主要有金屬和半導(dǎo)體兩類，金屬應(yīng)變片 有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的 兒十倍）、橫向效應(yīng)小等優(yōu)點。1. 應(yīng)變片的概念應(yīng)變片是一種重耍的測量皺感元件，它有很多品種系列。長的有幾百毫米，短的只有 0.加m,有單片、中測量應(yīng)力，但也口j以做成各種類型的傳感器,如壓力傳感器、加速度計、 線位移傳感器等?？跍y電阻應(yīng)變片有無折痕斷絲等缺陷，有缺陷的應(yīng)變片不能貼。用數(shù)字 萬用表測量應(yīng)變片電阻值大小。同一電橋中各應(yīng)變片之間阻值相差不得大于0. 5歐姆。2應(yīng)變片的測量原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)電阻應(yīng)變片工作原理是基于金屬導(dǎo)體的應(yīng)

16、變效應(yīng)，即金屬導(dǎo)體在外力作用下發(fā)生機械 變形吋，其電阻值隨著所受機械變形(伸長或縮短)的變化而發(fā)生變化象。變化值和應(yīng)變片 粘貼的構(gòu)件表面的應(yīng)變成正比，最后通過測量電路和轉(zhuǎn)換電路，輸出相應(yīng)的電壓和電流。當(dāng) 試件受力在該處沿電阻絲方向發(fā)生線變形時，電阻絲也隨著一起變形(仲長或縮短)，因 而使電阻絲的電阻發(fā)生改變(增大或縮小)。金屬電阻應(yīng)變片分為絲式、箔式和薄膜式三種。上例中為絲式。金屬箔式應(yīng)變 片的敏感柵，則是用柵狀金屬箔片代替柵狀金屬絲。金屬箔柵采用光刻技術(shù)制造, 適用于大批量生產(chǎn)。(圖2-3為電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu))保護(hù)片金屬箔敏感tl基底圖2-3電阻應(yīng)變片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)3. 應(yīng)變片的選型1、應(yīng)變片

17、的粘貼工藝流程(1)應(yīng)變片選型一 (2)膠粘劑選擇一(3)構(gòu)件打磨一(4)表面清洗一(5)畫線定位一(6)應(yīng) 變片清洗涂敷底膠應(yīng)變片粘貼一加熱固化一(10)貼片質(zhì)量檢查一(11)引線 連接一仃2) 質(zhì)量檢查一 (13)常溫及溫度性能補償一仃4)質(zhì)量檢查一(15)性能測試一(16) 防護(hù)處理。2、應(yīng)變片的選型應(yīng)變片種類較多，大系列有高糟度應(yīng)變片(用于0. 02級傳感器生產(chǎn))，通用應(yīng)變片 (可歸納為工程測量類)，特姝用途應(yīng)變片(高溫、水下等)，本文主要對工程測量用片作介紹。1）通用應(yīng)變片用材有：酚醛-縮醛基底，康銅箔為敏感材料，其全密封結(jié)構(gòu)可溫度 自補償，其柔韌性好，粘貼方便；聚酰亞胺基底，康銅箔

18、敏感柵，全密封結(jié)構(gòu)，可溫度自 補償，其延仲率高，耐濕熱性好，溫度范圍寬（可用于150c范圍內(nèi)）；紙浸縮醛樹脂基底， 康銅箔皺感柵，其基底柔軟，粘貼方便，可用于復(fù)合材料和混凝土材料。2）用戶在購買應(yīng)變片時，應(yīng)根據(jù)被測構(gòu)件材料選擇應(yīng)變片，選片時應(yīng)注意溫度自補 償系數(shù)，這是因為在無任何外力作用下，不受約束的試件上的應(yīng)變片在環(huán)境溫度發(fā)生變化 時，其電阻值也隨之改變，不同材料其變化值不同，根拯這個變化值，應(yīng)變片生產(chǎn)中采用 了一種稱z為溫度自補償系數(shù)修正的工藝。購買應(yīng)變片時，應(yīng)注意溫度自補償系數(shù)號，如 9：用于鈦合金，10：用于合金鋼、馬氏體不銹鋼和沉淀硬化型不銹鋼，16：用于奧氏體 不銹鋼和銅基材，23

19、：鋁材料，27：用于鎂合金。3）一般的工程測試或教學(xué)實驗選片電阻值可在120350q范圍。4）選片時應(yīng)遵循試驗或應(yīng)用條件：1、應(yīng)用精度、環(huán)境條件。2、試件大小、貼片面 積、安裝條件。3、使用條件、功耗大小、最大允許電壓。4、試件材料類型、工作溫度范 臥3、應(yīng)變片粘貼工藝1）應(yīng)變片的選擇根據(jù)測試要求所選擇的應(yīng)變片應(yīng)符合指標(biāo)，外觀應(yīng)無破損，無銹斑，無皺折，無短路， 電阻值與標(biāo)稱值誤差應(yīng)0. 5% （通常應(yīng)變儀自動平衡范圍1%標(biāo)稱電阻）。2）應(yīng)變片的表面處理應(yīng)變片在使用前，應(yīng)使用絲、綢紡織品浸無水乙醇擦洗，用微熱烘干裝置烘干（燈泡、 紅外線、電吹風(fēng)）。3）被測物表面的處理要使應(yīng)變片粘貼牢固，需要對被

20、測結(jié)構(gòu)的表而進(jìn)行處理（機械與化學(xué)），處理的范圍 約為應(yīng)變片面積的35倍。首先清除表面的油污、銹斑、涂料、氧化膜鍍層等，打磨材 料可選用200#400#的砂紙，并打出與貼片方向呈45°角的交叉條紋，用丙酮粗擦后用 無水乙醇精擦，擦洗時要順向單一方向進(jìn)行，待烘、吹干后貼片。4）底膠的處理精度要求較高的結(jié)構(gòu)物（如傳感器制造）在粘貼前要打底膠，底膠一般采用與貼片膠 相同的粘接劑，在粘接效杲好并絕緣阻值足夠的而提卜，底膠越薄越好。5）應(yīng)變片粘貼1膠粘劑膠粘劑的種類甚多，如環(huán)氧、聚按酯、硫化硅橡膠、502等，應(yīng)根據(jù)粘貼 環(huán)境、條件選用不同粘貼劑，要了解粘貼劑自身的物理、化學(xué)特性及固化條件。2粘貼

21、粘貼前用劃針劃出貼片位置，線不應(yīng)劃到應(yīng)變片下方，劃線后再做清洗。 貼片時耍擺止應(yīng)變片位置，刷膠均勻，用膠量合理，貼片后蓋上聚四弒乙烯薄膜，用手指 沿應(yīng)變片軸線方向均勻滾壓應(yīng)變片，以排除多余膠液和氣泡，一般以34個來回為宜， 并注意應(yīng)變片位置。3清洗對被貼結(jié)構(gòu)物、應(yīng)變片、粘貼工具的清洗是為了保證粘貼效果和絕緣電阻， 從而保證測試精度。6）固化1大部分粘接劑都需要固化（502快速膠是特例），固化條件是：溫度、壓力、時間。 加溫是因為大部分粘貼劑需要高溫固化。固化方法舉例：如環(huán)氧膠粘劑：加壓0.1 0. 3mpa,升溫至135°c,保溫2小時，然后降溫到室溫卸壓，再升溫至165°

22、c,保溫2小 時，后降溫至常溫。2固化條件主耍是制造傳感器廠商及精密測試所使用的方法。在動態(tài)測試中，大部 分測試現(xiàn)場的環(huán)境較差，加之超大的構(gòu)件，短促的時間，給固化帶來影響，工程應(yīng)用中常 使用快干的粘貼劑（如502膠）來解決這個問題。建議用戶盡可能創(chuàng)造良好的貼片條件， 盡可能按貼片基本要求操作，從而使測試精度得以保證（如線性度、重復(fù)性）。4、測試貼片工作結(jié)束，待粘貼劑固化以后，應(yīng)檢查應(yīng)變片，如阻值是否正確，絕緣是否合格 （電阻應(yīng)在ix 1011 q左右）。5、應(yīng)變片的焊接及粘貼后的防護(hù)1）應(yīng)變片焊接時間不可太長，焊線引線盡量選擇柔軟導(dǎo)線，延長電纜應(yīng)有一定彈性 空間，不要直接拉動應(yīng)變片焊點。焊接后

23、，應(yīng)用無水乙醇擦洗應(yīng)變片及焊點。2）安裝好的應(yīng)變片可用703硅膠覆蓋，以防止用水及空氣中有害氣體侵蝕（對薄片 被測物應(yīng)慎重，因為硅膠固化后冇一定強度，會影響測試精度）。3）應(yīng)用攝子夾持應(yīng)變片操作，以保證工藝衛(wèi)生。4. 應(yīng)變片的電橋輸出壓力傳感器包括利用壓阻效應(yīng)制造出來的壓阻式壓力傳感器，利用壓電效應(yīng)制造出來 的壓電式壓力傳感器、利用應(yīng)變效應(yīng)制造的應(yīng)變式壓力傳感器等，木文僅以壓阻式壓力傳感器為例，說明其測試原理。壓阻式壓力傳感器芯體如圖2-4, rl, r2, r3, r4是4片電 阻片，當(dāng)受外力作用時，電阻片rl, r3亦受拉伸作用電阻增大，r2, r4電阻減小，這樣 外力f的作用使4個電阻片

24、電阻值發(fā)生變化。傳感器上的電阻rl, r2, b3, r4接成圖2-5 所示的直流橋路。cd兩端接穩(wěn)壓電源e, ab兩端為電橋電壓輸岀端，輸岀電壓為u0,如圖7。圖2-4傳感器芯休圖2-5平衡條件下的電橋根據(jù)電工學(xué)原理，可導(dǎo)出當(dāng)輸入端加有電壓/吋，電橋的輸出電壓為二炳-巒 口0 （&+小3+心廠當(dāng)久"時，電橋處于平衡狀態(tài)。因此，電橋的平衡條件為&r嚴(yán)re。當(dāng)處于平衡的電橋中各橋臂的電阻值分別有風(fēng)、m訝114的變化時，可近似地求得 電橋的輸出屯壓為4 i & r2 r.心丿由此可見，應(yīng)變電橋有一個重要的性質(zhì)：應(yīng)變電橋的輸出電壓與相鄰兩橋臂的 電阻變化率z差、相對

25、兩橋臂電阻變化率z和成正比。對于平衡電橋，如果相鄰兩 橋臂的電阻變化率大小相等、符號相同，或相對兩橋臂的電阻變化率大小相等、符號相反，則電橋?qū)⒉粫淖兤淦胶鉅顟B(tài)，即保持如=°。如果電橋的四個橋臂均接入相同的應(yīng)變片，則有u ° =（6_6+6_£4）式中，®6分別為接入電橋四個橋臂的應(yīng)變片的應(yīng)變值。若5=一£2=5= 一仏=£ ,則電橋的輸出電壓為u° = ku£2.2.2 a/d轉(zhuǎn)換部分a/d轉(zhuǎn)換的作用是將時間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為時間離散、幅值也離散的 數(shù)字信號，因此，a/d轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)過取樣、保持、量化

26、及編碼4個過程。在實際電路中, 這些過程有的是合并進(jìn)行的，例如，取樣和保持，量化和編碼往往都是在轉(zhuǎn)換過程屮同時 實現(xiàn)的。vccr1 -avv 100 lufc ainthe*"po.lufllnff20pf-ewly1ainhain2*ainlain2-v ac2vkilr* vref-dgndvd*a0/csalsdi0sc2sdo0sc1sclkcs5532191817161514_cs hsdi hsdo11sclk4"73100.1uf c7hhii20pfad轉(zhuǎn)換部分圖2-6 cs5532的原理圖如圖2-6所示，通過引腳1、引腳2,將壓力傳感器所得的氣壓數(shù)據(jù)進(jìn)行模

27、數(shù) 轉(zhuǎn)換；而通過引腳20將溫度傳感器測所得的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。引腳9、10 是晶振連接端。引腳11 14和atmcgal68.h相應(yīng)的引腳相連，從而將所得的數(shù) 據(jù)進(jìn)行軟件補償修正。2. 3 cpu的選擇23. 1 avr單片機的工作原理avr單片機是新一代的基于risc精簡指令集的單片機，risc計算機是九十年 代才開始流行的和以往的c1rc計算機相比指令簡單，機器執(zhí)行效率高?，F(xiàn)代的計 算機一般都是基于多級流水線設(shè)計的。risc計算機也不例外，這使得risc計算機 具有在單個吋鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條指令的能力。對于通用的risc微處理器，一般應(yīng) 用在大型的工作站上，其他主要應(yīng)用在微控制器領(lǐng)域。如

28、八位、十六位、三十二位 單片機。avr單片機具有非常好的c語言代碼效率，內(nèi)部的三十二個工作寄存器都和alu 相連，這些寄存器和傳統(tǒng)的累加器具有相同的功能，不同的是它們有32個，在一 個時鐘周期內(nèi)avr可以把寄存器文件中的任意兩個寄存器轉(zhuǎn)到算術(shù)邏輯單元執(zhí)行一 次運算，并且把結(jié)果寫回寄存器文件中，當(dāng)數(shù)據(jù)保存在32個寄存器當(dāng)中，在任意 一個算術(shù)指令z間沒有必耍把數(shù)據(jù)移入或移出存儲器。一些寄存器可以組成16位 的指針用于高效的訪問數(shù)據(jù)。對于大的存儲器，16位的指針口j以和第三個8位的寄 存器組成24位的指針用于訪問高達(dá)64k的未分頁的數(shù)據(jù)空間。一般情況下，沒必 要用匯編語言去開發(fā)avr單片機（除非對時

29、間有特別的要求）。at40系列微控制器 都帶有片內(nèi)flash程序存儲區(qū)，月.都支持isp （ in-system-programming）系統(tǒng)在線 編程（mega器件支持self-programming）. 大多數(shù)的avr器件都含有片內(nèi)的 rrprom數(shù)據(jù)存儲器。avr器件的可編程i/o 口都是雙向口，可以設(shè)置為輸入、輸 出、或是高阻態(tài)。每個i/o 口對應(yīng)有3個端口地址（如a 口，右porta和pina3 個端口）。avr單片機是高速歐入式單片機它具有以下特點：1、avr單片機具有預(yù)取指令功能，即在執(zhí)行一條指令時，預(yù)先把下一條指令取 進(jìn)來，使得指令可以在一個吋鐘周期內(nèi)執(zhí)行。2、多累加器型，數(shù)據(jù)

30、處理速度快。avr單片機具有32個通用工作寄存器，相當(dāng) 于冇32條立交橋，可以快速通行。3、中斷響應(yīng)速度快。avr單片機有多個固定中斷向量入口地址，可快速響應(yīng)中 斷。其次，avr單片機耗能低。對于典型功耗情況，wdt關(guān)閉吋為100na,更適用于 電池供電的應(yīng)用設(shè)備。有的器件最低1.8 v即可工作。再次，avr單片機保密性能好。它具冇不可破解的位加密鎖lock bit技術(shù)，保 密位單元深藏于芯片內(nèi)部，無法用電了顯微鏡看到。4、avr單片機的i/o 口是真正的i/o 口，能正確反映t/0 口輸入/輸出的真實 情況。工業(yè)級產(chǎn)品,具有大電流（灌電流）1040 ma,可直接驅(qū)動可控硅scr或繼電器, 節(jié)

31、省了外圍駆動器件。5、avr單片機內(nèi)帶模擬比較器，i/o 口可用作a/d傳換，可組成廉價的a/d傳換器。atmcga48/8/16等器件具有8路10位a/d。6、部分avr單片機町組成零外設(shè)元件單片機系統(tǒng)，使該類單片機無外加元器件 即可工作，簡單方便，成木又低。7、avr單片機可重設(shè)啟動復(fù)位，以提高單片機工作的可靠性。有看門狗定時器 實行安全保護(hù)，可防止程序走亂（飛），捉高了產(chǎn)品的抗干擾能力。2. 3. 2 atmega168 單片機atmegal68是基于avr增強型risc結(jié)構(gòu)的低功耗8位cmos微控制器。它主要有以下 特性：1 高性能、低功耗的8位avr®微處理器。2. 先進(jìn)的

32、risc結(jié)構(gòu)：有131條指令，大多數(shù)指令的執(zhí)行時間為單個時鐘周期；32 x 8通用工作寄存器；全靜態(tài)操作；工作于16 mhz時性能高達(dá)16 mtps；只需兩個時鐘周 期的硬件乘法器，擦寫壽命：10000次；具有獨立鎖定位的可選boot代碼區(qū)，通過片上 boot程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程，真正的同時讀寫操作；512字節(jié)的eepr0m,擦寫壽命：100000 次；1k字節(jié)的片內(nèi)sram ,可以對鎖定位進(jìn)行編程以實現(xiàn)用戶程序的加密。3. 外設(shè)特點：兩個貝有獨立預(yù)分頻器和比較器功能的8位定時器/計數(shù)器；一個貝 冇預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的16位定時器/計數(shù)器；具有獨立振蕩器的實時計數(shù) 器rtc；六通道pw

33、m, 8路10位adc （tqfp與mlf封裝），6路10位adc（ pdip封裝）； 可編程的串行usart接口，可工作于主機/從機模式的spi串行接口；面向字節(jié)的兩線 串行接口，具冇獨立片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器；片內(nèi)模擬比較器，引腳電平變化 可引發(fā)中斷及喚醒mcu。4. 特姝的微控制器特點：上電復(fù)位以及可編程的掉電檢測；經(jīng)過標(biāo)定的片內(nèi)rc振蕩 器，片內(nèi)/外屮斷源；五種休眠模式：空閑模式、adc噪聲抑制模式、省電模式、掉電模 式和standby模式。5. 1/0 口與封裝：23個可編程的1/0 口線，32引腳tqfp封裝 與32引腳mlf封 裝。6. 工作電壓:atmegal68v：

34、1.8 - 5. 5v； atmegal68： 2. 7 - 5. 5v7. 工作速度等級:atmegal68v: 0 - 2 mhz 1. 8 - 5. 5v , 0-8 mhz 2.4-5. 5v； atmegal68: 0-8 mhz 2. 7 - 5. 5v, 0 - 16 mhz 4. 5 - 5. 5v8. 極低功耗：正常模式：1 mhz , 1.8v: 300ua 32 mhz , 1.8v: 20ua（包括振蕩器）；掉電模式：1.8v , 0. 5uao9opop.7)pg(0.7|pep .6 adqe.jjavccarefgndresetxtxqi.2|圖2-7 atmeg

35、al68結(jié)構(gòu)圖2. 4輸出顯不電路設(shè)計具有4個8位1/ 0 口 po、pl、p2、p3共32條1/ 0線。其屮p3 口為雙功 能口，按需要優(yōu)先作為外中斷中請、定時器/計數(shù)器輸入、串行數(shù)拯接收和發(fā)送、外部 ram讀和寫選通。在我們設(shè)計的電腦控制管理系統(tǒng)中，除了手機與主機串行通信、空調(diào) 隨室溫動換檔及看門狗電路外，一個重要的部分是鍵盤和顯示器。在電路設(shè)計中除鍵盤 顯示外其它功能共使用t/ 0線9位，而系統(tǒng)中需32鍵的鍵盤、26位l ed和4位 七段數(shù)碼顯示，若鍵盤采用矩陣連接需12條1/ 0線，余下的1/ 0線若不添加芯片是 無法完成系統(tǒng)顯示要求的。圖2-8給出了 8個led和一個數(shù)碼管的電路連接

36、圖.koy& gledo(ya% zled,-n-bk2wa嚴(yán)cled彈ds pleg嚴(yán)egled計fkey”led6-|-gle6嚴(yán)dppo.opo.3p0.4po.5p0.6po.7po.27d 0 dpp1.0p2.0p2.4圖2-8 8個led和一個數(shù)碼管的電路單片機系統(tǒng)屮，顯示器顯示方式分動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示，靜態(tài)顯示具有顯示穩(wěn)定，節(jié) 省cpu時間的特點，但通常要由硬件芯片實現(xiàn)，成本高。動態(tài)顯示則采用逐位點亮掃描 顯示方式，只要正確調(diào)整點亮?xí)r間和間隔時間以及導(dǎo)通電流，就可得到亮度較高較穩(wěn)定 的顯示。動態(tài)顯示主要依靠軟件實現(xiàn)，可節(jié)省硬件。木系統(tǒng)設(shè)計為獲較高性價比，采用定 時中斷動

37、態(tài)掃描顯示。32位led也是以8位一列矩陣形式排列，以p2 口的4位i/o 作列選線，p2 口的另外4位1/0線作4位七段數(shù)碼管位選。數(shù)碼顯示芯片為f3407ax , 其面板如圖2-9所示。要求dpi、dp5(dp6)、dp8、dp9及數(shù)碼管應(yīng)根據(jù)需要顯示， 在此，巧妙地將dpi、dp5 (6)、dp7、dp8作為數(shù)碼管的dp端，用八個8位數(shù)據(jù)則 可滿足顯示要求。需r rdp3odig3 dig.4dp5dp8dp6 dp7 dp10d1gj dig.2圖2-9顯刀弋而板2. 5 pcb的設(shè)計pcb布局模擬電路和數(shù)字電路在元件布局和布線方法上有許多相同和不同z處模擬 電路中，由于放犬器的存在，

38、由布線產(chǎn)生的極小噪聲電壓，都會引起輸出信號的嚴(yán)重失真； 在數(shù)字電路中,ttl噪聲容限為0. 4廠0. 6v, cmos噪聲容限為(0. 3045)vcc,故數(shù)字電路具 有較強的抗干擾的能力。良好的電源和地總線方式的合理選擇是電路可靠工作的重要保證, 相當(dāng)多的干擾源是通過電源和地線產(chǎn)生的，其中地線引起的噪聲干擾最大。(圖為pcb設(shè)計 流程)圖2-10 pcb設(shè)計流程第三章電橋試驗儀的軟設(shè)計3. 1匯編語言匯編語言是一種功能很強的程序設(shè)計語言，也是利用計算機所有硬件特性并能 直接控制硬件的語言。匯編語言，作為一門語言，對應(yīng)于高級語言的編譯器，需要一 個“匯編器”來把匯編語言原文件匯編成機器可執(zhí)行的

39、代碼。高級的匯編器如masm, tasm等等為我們寫匯編程序提供了很多類似于高級語言的特征，比如結(jié)構(gòu)化、抽象 等。在這樣的環(huán)境屮編寫的匯編程序，有很大一部分是面向匯編器的偽指令，已經(jīng)類 同于高級語言?，F(xiàn)在的匯編環(huán)境己經(jīng)如此高級，即使全部用匯編語言來編寫windows 的應(yīng)用程序也是可行的，但這不是匯編語言的長處。匯編語言的長處在于編寫高效且 需要對機器硬件精確控制的程序。大多數(shù)情況下linux程序員不需要使用匯編語言，因為即便是駛件驅(qū)動這樣的底 層程序在linux操作系統(tǒng)屮也可以用完全用c語言來實現(xiàn)，再加上gcc這一優(yōu)秀的編 譯器目前已經(jīng)能夠?qū)ψ罱K生成的代碼進(jìn)行很好的優(yōu)化，的確有足夠的理由讓我

40、們可以 暫時將匯編語言拋在一邊了。但實際情況是linux程序員有時述是需要使用匯編，或 者不得不使用匯編，理由很簡單：精簡、高效和libc無關(guān)性。假設(shè)要移植linux到 某一特定的嵌入式硬件環(huán)境下，首先必然面臨如何減少系統(tǒng)大小、提高執(zhí)行效率等問 題，此吋或許只有匯編語言能幫上忙了。匯編語言直接同計算機的底層軟件其至硬件進(jìn)行交互，它具冇如下一些優(yōu)點：1. 能夠直接訪問與硬件相關(guān)的存儲器或i/o端口；2. 能夠不受編譯器的限制，對生成的二進(jìn)制代碼進(jìn)行完全的控制；3. 能夠?qū)﹃P(guān)鍵代碼進(jìn)行更準(zhǔn)確的控制，避免因線程共同訪問或者硬件設(shè)備共享引 起的死鎖；4. 能夠根據(jù)特定的應(yīng)用對代碼做最佳的優(yōu)化，捉高運行

41、速度；5. 能夠最大限度地發(fā)揮硬件的功能。同時還應(yīng)該認(rèn)識到，匯編語言是一種層次非常低的語言，它僅僅高于直接手工編 寫二進(jìn)制的機器指令碼，因此不可避免地存在一些缺點：1編寫的代碼非常難懂，不好維護(hù)；2. 很容易產(chǎn)生bug,難于調(diào)試；3. 只能針對特定的體系結(jié)構(gòu)和處理器進(jìn)行優(yōu)化；4開發(fā)效率很低，時間長且單調(diào)。匯編語言的特點：1. 面向機器的低級語言，通常是為特定的計算機或系列計算機專門設(shè)計的。2保持了機器語言的優(yōu)點，具有直接和簡捷的特點。3可有效地訪問、控制計算機的各種碩件設(shè)備，如磁盤、存儲器、cpu、i/o端 口等。4目標(biāo)代碼簡短，占用內(nèi)存少，執(zhí)行速度快，是高效的程序設(shè)計語言。5經(jīng)常與高級語言配

42、合使用，應(yīng)用十分廣泛?？傊畢R編語言在在計算機語言發(fā)展屮扮演著不可替代的角色。3. 2 protel 99se 的運用protel 99se是應(yīng)用于windows9x/2000/nt操作系統(tǒng)下的eda設(shè)計軟件，采用設(shè) 計庫管理模式，可以進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，具有很強的數(shù)據(jù)交換能力和開放性及3d模擬功 能，是一個32位的設(shè)計軟件，可以完成電路原理圖設(shè)計，印制電路板設(shè)計和可編程 邏輯器件設(shè)計等工作，可以設(shè)計32個信號層，16個電源一地層和16個機加工層。1) protel 99se 的組成：按照系統(tǒng)功能來劃分，protel99se主要包含以下2大部分。1、電路工程設(shè)計部分(1) 電路原理設(shè)計部分(advan

43、ced schematic 99)：電路原理圖設(shè)計部分包括電 路圖編輯器(簡稱sch編輯器)、電路圖零件庫編輯器(簡稱schlib編輯器)和各種 文本編輯器。木系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路原理圖；更新和修改電路 圖零件庫；查看和編輯冇關(guān)電路圖和零件庫的各種報表。(2) 印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)(advanced pcb 99)：印刷電路板設(shè)計系統(tǒng)包括印刷電 路板編輯器(簡稱pce編輯器)、零件封裝編輯器(簡稱pcblib編輯器)和電路板組 件管理器。本系統(tǒng)的主要功能是：繪制、修改和編輯電路板；更新和修改零件封裝;管理電路板組件。(3) 自動布線系統(tǒng)(advanced route 99)：木

44、系統(tǒng)包含一個基于形狀(shape-based) 的無柵格自動布線器，用于印刷電路板的自動布線，以實現(xiàn)pcb設(shè)計的自動化。2、電路仿真與pld部分(1) 電路模擬仿真系統(tǒng)(advanced sim 99)：電路模擬仿真系統(tǒng)包含一個數(shù)字/ 模擬信號仿真器，可提供連續(xù)的數(shù)字信號和模擬信號，以便對電路原理圖進(jìn)行信號模 擬仿真，從而驗證其正確性和可行性。(2) 可編程邏輯設(shè)計系統(tǒng)(advanced pld 99)：可編程邏輯設(shè)計系統(tǒng)包含一個有 語法功能的文本編輯器和一個波形編輯器(waveform)。本系統(tǒng)的主要功能是；對邏 輯電路進(jìn)行分析、綜合；觀察信號的波形。利用pld系統(tǒng)可以最大限度的精簡邏輯部

45、件，使數(shù)字電路設(shè)計達(dá)到最簡化。(3) 高級信號完整性分析系統(tǒng)(advanced integrity 99)：信號完整性分析系統(tǒng) 提供了一個精確的信號完整性模擬器，可用來分析pcb設(shè)計、檢查電路設(shè)計參數(shù)、實 驗超調(diào)量、阻抗和信號諧波要求等。2) protel 99se的功能特性：1、開放式集成化的設(shè)計管理體系2、超強功能的、修改與編輯功能3、強大的設(shè)計自動化功能3) protel 99se 設(shè)計流程:protel 99se 流程圖第四章調(diào)試與分析4. 1led指令ldirl8,$06；打開lcdcallcommclrr2clrr3dir27,$01ldir29, $01ldir26, $0cst

46、x+, r2stx+, r2dir26,$00；顯示ldirl6, $lfstx+, rl6ldirl6, $lbstx+, rl6dirl6,$0e ；estx+, rl6ldirl6, $lc丫 ；lstx+, rl6ldirl6, $lc丫 ；lstx+, rl6ldirl6, $00;0stx+, rl6calldisl;rcalldcdy4. 2 a/d轉(zhuǎn)換指令adoo:sbicpinb,sdo；a/d轉(zhuǎn)換是否結(jié)束？rjmpadoo；n0,等待轉(zhuǎn)換結(jié)束sbiportd, scsldirl6, $82；啟動0通道轉(zhuǎn)換口增益校驗cbiportd, scsrcallwbytcadol:sb

47、icpinb, sdo；a/d轉(zhuǎn)換是否結(jié)束？rjmpadol；n0,等待轉(zhuǎn)換結(jié)束sbiportd, scsldirl6, $91;啟動1通道轉(zhuǎn)換自偏移校驗cbiportd, scsrcallwbyteadlo:sbicpinb, sdom/d轉(zhuǎn)換是否結(jié)束？rjmpadlo；n0,等待轉(zhuǎn)換結(jié)束sbiportd, scsldirl6, $92;啟動1通道轉(zhuǎn)換h增益校驗cbiportd, scsrcallwbvteadl 1:sbicpinb, sdo；a/d轉(zhuǎn)換是否結(jié)束？rjmpad 11；n0,等待轉(zhuǎn)換結(jié)束sbiportd, scssetbldr2, 4bldr2, 5idi r26, $54l

48、di rl6, $ao st x+, rl6ldi rl6, $86st x+, rl6ldi rl6,$01st x+, rl6inc r26clr rl6；偏移量二0st x+, rl6st x+, rl6st x+, rl6sei4. 3 atmegal68 的指令 include，zd:program filesatmelavr studioappnotesml68def. inc cseg org$00rjmpf330 org$024rjmpsioorg$50f330:lditemp, 0;設(shè)置堆棧outspl,templditemp, 4outsph, tempsbiddrd, s

49、d;rs-232處于工作狀態(tài)cbiportd, sdsbiddrd, scssbiportd, scs;設(shè)置cs5532 cs引腳輸出sbiddrb, sdi;設(shè)置cs5532 sdi引腳輸出“0”sbiddrb, sclk;設(shè)置cs5532 sclk引腳輸岀“0cbiddrb,sdosbiportb, sdo;設(shè)置cs5532 sdo引腳輸入上拉sbiddrc, clcd;置 ht1621 /cs 為輸出sbi portc, clcdsbi ddrc, rlcd;置 i1t1621 /rd 為輸出 “1”sbi portc, rlcdsbi ddrc, wlcd;置 ht1621 /wr 為

50、輸出sbi portc, wlcdsbi ddrc, died;置 ht1621 tada 為輸出 “1”sbi portc, diedidi rl6,$47;設(shè)置模擬口 pa7：參考內(nèi)部avcc,左對齊，7通道sts admux, rl6lditemp, 0stsubrroh, templditemp, 23;設(shè)置串行口，波特率19200（時鐘3. 6864mzi1）stsubrrol, temp; ubrr波特率積存器lditemp, $20stsuesroa, templditemp, $98;0001, 1000.置rx完，tx完中斷，接收，發(fā)送使能stsucsrob, temp;發(fā)送

51、，接收數(shù)撫8位。uart控制寄存器ucrlditemp, $86stsucsroc,templdi譏&$02;打開 ht1621callcommldirl8,$52;lcd 1/3 偏置，4 背極callcommldirl&$30;啟動在片振蕩器callcomm第五章畢業(yè)設(shè)計總結(jié)2個月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，想著自己即將畢業(yè)，心里有種說不出的感覺。畢業(yè) 設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。在選題時，每 個人都會在自己在選題的選比較簡單的，容易做的，更希望的是指導(dǎo)老師很好說話，可是 我覺得，學(xué)校之所以要在學(xué)生畢業(yè)時，讓學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計，目的就是讓學(xué)生能

52、夠獨立能夠 完成一項任務(wù)，而不是敷衍行事。學(xué)習(xí)這事就是個長期積累的事，在以后的工作、生活屮 都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高門己知識和綜合素質(zhì)。當(dāng)自己拿到課題后，查資料就是唯一的準(zhǔn)備工作了，在網(wǎng)上，圖書館，我認(rèn)為不管是 通過哪種方式查的資料都是有利用價值的。在沒見指導(dǎo)老師前，我也只能做這些，找的太 零碎，對自己不是很滿意，后然通過老師的指導(dǎo)，和推介的書籍資料后，就開始有點眉目 了，對所選的題目也冇了進(jìn)一步的了解。在經(jīng)過一個月的努力，到了屮期檢查，由丁我只 面向于不斷的找資料，而忘了整理，結(jié)杲連電路圖還沒設(shè)計完好，老師提醒我要抓緊，當(dāng) 時確實有些失落，找的資料又太零碎，沒冇一點連貫性，后來指導(dǎo)老師建議

53、我去網(wǎng)上找找 相關(guān)論文，看看他們的論文格式和寫作方法等等，在自己的搜集下，論文終于開始慢慢行 成，最終順利完成了畢業(yè)論文。我也期待著畢業(yè)答辯能夠順利通過。在這次畢業(yè)設(shè)計中，也促進(jìn)我我跟同學(xué)的冇好關(guān)系，同學(xué)z間互相幫助，冇什么不懂 的大家在一起商量，雖然每個人的課題都不一樣，但有的也有一定的聯(lián)系，所以在這里非 常感謝幫助我的同學(xué)。在此，我更要感謝我的指導(dǎo)老師對我悉心的指導(dǎo)，也感謝學(xué)校給我們這樣的鍛煉機會。 在整個畢業(yè)設(shè)計過程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工 作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活冇非常重要的影響。而且大大捉高了動手的 能力，使我充分體會到了只有實踐才

54、能學(xué)到得更多。雖然這個畢業(yè)設(shè)計還不是很完善，但 是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最人收獲和財富，讓我受益匪淺。負(fù)載功率對電橋靈敏度的影響實驗一.實驗?zāi)康?. 了解電橋工作原理，并熟悉其基本結(jié)構(gòu)和應(yīng)用2 研究惠斯通電橋靈敏度與外電路輸岀功率的關(guān)系3.通過實驗了解負(fù)載功率對電橋靈嫩度的影響圖i二.實驗原理圖1為惠斯通電橋測電阻的電路圖心為待測電阻，心為調(diào)節(jié)電阻(稱比較 臂)，心為比例電阻(稱比例臂)，e為電 源(內(nèi)阻r), g為檢流計,r為限流電阻。當(dāng) 電橋達(dá)平衡時，有l(wèi) = - = k(1)rs r?在已平衡的電橋中，當(dāng)比例臂r2偏離實際值4r時，檢流計的指針偏離平衡位置的格 數(shù)問ad

55、,則定義電橋的靈敏度s為：5=a/?從(2)式中可以看出，檢流計的指針偏轉(zhuǎn)的格數(shù)越多，即ad越大，屯橋的靈敏度也 就越高；電橋的靈敏度越高，對電橋平衡的判斷就越容易準(zhǔn)確，測量結(jié)果的準(zhǔn)確度也就越 高。實驗中使用的檢流計系磁電式儀表，它是利用通電線圈在永磁體的磁場中受力矩作用 發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理制成的。它偏傳的角度與負(fù)載功率的平方根成正比，當(dāng)負(fù)載功率達(dá)到最大 值時，電橋的靈皺度也是最高的。根據(jù)直流電橋等效電路的計算原理，從屯源的兩端向屯橋的方向看，電橋平衡吋的等 效輸入電阻ri為叫/?,=心& + rsr?(3)rx + & rs + r?krs kr2由公式（1） rx = krs , r、= kr? 代入（3）式得:krs