設(shè)計一種電子稱

1、 設(shè)計一種電子稱（量程01.999kg）系統(tǒng)方案設(shè)計1.1 概述 稱重技術(shù)自古以來就被人們所重視，作為一種計量手段，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、科研、交通、內(nèi)外貿(mào)易等各個領(lǐng)域，與人民的生活緊密相連。經(jīng)過多年的發(fā)展，電子稱總的發(fā)展趨勢是小型化、模塊化、集成化、智能化；其技術(shù)性能趨向是速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高；其功能趨向是稱重計量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性。電子稱采用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)一體化的電子稱量裝置，同時有效地消除人為誤差，使之更符合法制計量管理和工業(yè)生產(chǎn)過程控制的應(yīng)用要求。本課程設(shè)計的電子秤是利用全橋測量原理，通過對電路輸

2、出電壓和標(biāo)準(zhǔn)重量線性關(guān)系，建立具體的數(shù)學(xué)模型，將電壓量綱V改為重量綱kg即成為一臺原始電子秤。其中測量電路中最主要的元器件就是電阻應(yīng)變式傳感器。電阻應(yīng)變式傳感器是傳感器中應(yīng)用最多的一種，本設(shè)計采用全橋測量電路，使系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差更小，輸出的數(shù)據(jù)更精確。而三運放大電路的作用就是把傳感器輸出的微弱的模擬信號進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，以滿足A/D轉(zhuǎn)換器對輸入信號電平的要求。A/D轉(zhuǎn)換的作用是把模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后把數(shù)字信號輸送到顯示電路中去，最后由顯示電路顯示出測量結(jié)果。1.2 系統(tǒng)方案框圖電子秤的測量過程實際是通過傳感器將被測物體的重量轉(zhuǎn)換成電壓信號輸出，放大系統(tǒng)把來自傳感器的微弱信

3、號放大，放大后的電壓信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，數(shù)字量通過顯示器顯示重量。顯示電路（LED）A/D轉(zhuǎn)換電路（雙積分）三運放大電路放大信號電阻應(yīng)變式傳感器輸出信號顯示電路（LED）A/D轉(zhuǎn)換電路（雙積分）三運放大電路放大信號電阻應(yīng)變式傳感器輸出信號 系統(tǒng)方案框圖 工作原理2.1 檢測原理 當(dāng)被稱物體放置在電子秤的稱臺上時，起重量便通過稱體傳遞給稱重傳感器，傳感器隨之產(chǎn)生力-電效應(yīng)，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被稱物體重量成一定函數(shù)（一般成正比關(guān)系）關(guān)系的電信號（電壓或電流），此信號經(jīng)放大電路放大、濾波后傳達(dá)給A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號經(jīng)一定的電路進(jìn)行輸出顯示。由于本次課設(shè)我們使用的是硬件

4、電路，采用芯片TC7107，這個芯片是3位半的ADC轉(zhuǎn)換芯片，一般的萬用表上使用的芯片，很經(jīng)典的雙積分AD，帶顯示驅(qū)動，可以直接把顯示數(shù)碼管與芯片連接進(jìn)行顯示，電路結(jié)構(gòu)比使用單片機(jī)來做簡單得多，原理也清楚明了。2.2 傳感器選擇本次設(shè)計采用的是電阻應(yīng)變式傳感器。電阻應(yīng)變式傳感器組成及原理如下：組成： 電阻應(yīng)變式傳感器簡稱電阻應(yīng)變計。由電阻應(yīng)變片和測量線路兩部分組成。當(dāng)將電阻應(yīng)變計用特殊膠劑粘在被測構(gòu)件的表面時，則敏感元件將構(gòu)件一起變形，其電阻值也隨之變化，而電阻的變化與構(gòu)件的變形保持一定的線性關(guān)系，進(jìn)而通過相應(yīng)的二次儀表系統(tǒng)即可測得構(gòu)件的變形。通過應(yīng)變計在構(gòu)建上的不同粘貼方式及電路的不同聯(lián)接，

5、即可測得重力、變形、扭矩等主要參數(shù)。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)計中采用的是電阻絲應(yīng)變片，為獲得高電阻值，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。原理： 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。電阻應(yīng)變式稱重傳感器是基于這樣一個原理：彈性體在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，便粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化，再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變換轉(zhuǎn)換為電信號，從而完成將外力變換為電信號的過程。注意： 電阻應(yīng)變片也會有誤差，產(chǎn)生的因素很多，所以測量時我們

6、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。對于因溫度變化對橋接零點和輸出，靈敏度的影響，即使采用同一批應(yīng)變片，也會因應(yīng)變片之間稍有溫度特性之差而引起誤差，所以對要求精度較高的傳感器，必須進(jìn)行溫度補償。應(yīng)變式傳感器結(jié)構(gòu)示意圖2.3 測量電路介紹 電子秤傳感器的測量電路通常使用橋式測量電路，它將應(yīng)變電阻值的變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化，這就是傳感器輸出的電信號。電橋電路有四個電阻，其中任何一個都可以是電阻應(yīng)變片電阻，電橋的一個對角線接入工作電壓U，另一個對角線為輸出電壓Uo。其特點是：當(dāng)四個橋臂電阻達(dá)到相

7、應(yīng)的關(guān)系時，電橋輸出為零，或則就有電壓輸出，可利用靈敏檢流計來測量，所以電橋能夠精確地測量微小的電阻變化。它由電阻應(yīng)變片電阻R1、R2、R3、R4組成測量電橋，R1R2R3R4350，加熱絲阻值為50左右，測量電橋的電源由穩(wěn)壓電源Uin供給。 全橋測量電橋圖電阻應(yīng)變片組成的傳感器是把機(jī)械應(yīng)變轉(zhuǎn)換成R/R，而應(yīng)變電阻的變化一般都很微小，例如傳感器的應(yīng)變片電阻值120，靈敏系數(shù) K=2，彈性體在額定載荷作用下產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)?000，應(yīng)變電阻相對變化量為：R/R = K= 21000106 =0.002 由上式可以看出電阻變化只有0.24，其電阻變化率只有0.2%。這樣小的電阻變化既難以直接精確測量，

8、又不便直接處理。因此，必須采用轉(zhuǎn)換電路，把應(yīng)變計的R/R變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化，但是這個電壓或電流信號很小，需要增加增益放大電路來把這個電壓或電流信號轉(zhuǎn)換成可以被A/D轉(zhuǎn)換芯片接收的信號。我們將采用三運放大電路，主要的元件就是三運放大器。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都很微弱，必須通過一個模擬放大器對其進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，才能滿足A/D轉(zhuǎn)換器對輸入信號電平的要求，在此情況下，就必須選擇一種符合要求的放大器。 三運放大電路結(jié)構(gòu)圖 測量電路是電子秤設(shè)計電路中是一個重要的環(huán)節(jié)，我們在制作的過程中應(yīng)盡量選擇好元件，調(diào)整好測量的范圍的精確度，以避免減小

9、測量數(shù)據(jù)的誤差。2.4 誤差分析與修正（1）系統(tǒng)誤差 系統(tǒng)誤差主要來自于零點漂移，為使系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差更小，傳統(tǒng)上，設(shè)計秤重、測力、轉(zhuǎn)矩及壓力測量系統(tǒng)時，輸出的數(shù)據(jù)更精確廣泛采用全橋接電阻傳感器的方法，因此本設(shè)計采用全橋測量電路。大多數(shù)橋接傳感器都要求較高的激勵電壓，同時輸出較低的滿量程差動電壓，約為2mV/V。傳感器的輸出通常由儀表放大器加以放大。再加上Rw，就可以調(diào)節(jié)零點漂移，達(dá)到溫度補償?shù)男Ч?，實驗室溫度大體恒定，調(diào)好后一季的時間內(nèi)可以保持不變。 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)

10、值也不同?；瑒邮骄€性可變電阻器Rw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，調(diào)節(jié)Rw。但在調(diào)好后，在稱重時不能再改變它，以免產(chǎn)生誤差。（2）隨機(jī)誤差 電阻應(yīng)變片也會有誤差，產(chǎn)生的因素很多，所以測量時我們一定要注意，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。對于因溫度變化對橋接零點和輸出，靈敏度的影響，即使采用同一批應(yīng)變片，也會因應(yīng)變片之間稍有溫度特性之差而引起誤差，所以對要求精度較高的傳感器，必須進(jìn)行溫度補償。由于惠斯登電橋具諸如抑制溫度變化的影響，抑制干擾，補償方便等優(yōu)點，所以采用惠更斯測量

11、電路精度高、溫度特性好、工作穩(wěn)定等優(yōu)點，廣泛用于各種結(jié)構(gòu)的動、靜態(tài)測量及各種電子秤的一次儀表。該稱重傳感器主要由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線等組成，其工作原理下圖所示： 全橋測量電路中，將受力性質(zhì)相同的兩應(yīng)變片接入電橋?qū)?，?dāng)應(yīng)變片初始阻值：R1R2R3R4，其變化值R1R2R3R4時，其橋路輸出電壓UoutKE。其輸出靈敏度比半橋又提高了一倍，非線性誤差和溫度誤差均得到改善。3.系統(tǒng)軟件設(shè)計3.1 軟件設(shè)計方法 軟件設(shè)計采用的是虛擬儀器Proteus，首先繪制流程圖，然后查找所需要的元件，熟悉虛擬儀器Proteus的使用方法，接下來便可根據(jù)設(shè)計的硬件電路進(jìn)行軟件仿真設(shè)計了。包括設(shè)置電路圖紙、放置

12、元器件、調(diào)整元器件的布局、連接導(dǎo)線。利用軟件的搜索功能在元件庫中找到需要的元件，放置到圖紙的合適位置，并分別設(shè)置好各個元器件的參數(shù)，再在需要的位置放置圖形文本框，最后將各個元器件連接起來，這樣原理圖就繪制完成了。然后對所繪制的電路原理圖進(jìn)行檢查，如有錯誤就要作進(jìn)一步的調(diào)整與修改，以保證原理圖準(zhǔn)確無誤。并在繪制原理圖結(jié)束后，保存原理圖文件并在Proteus下進(jìn)行仿真，實現(xiàn)相應(yīng)功能。3.1.1 A/D轉(zhuǎn)換電路部分 A/D轉(zhuǎn)換電路部分由TC7107實現(xiàn)，由于TC7107和ICL7107的引腳圖和工作原理相同，我們在這里用ICL7107代替TC7107進(jìn)行介紹。（1）TC7107引腳圖及功能特點：TC

13、7107引腳圖特點： ICL7107是31/2位雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器，屬于CMoS大規(guī)模集成電路，它的最大顯示值為士1999，最小分辨率為100uV，轉(zhuǎn)換精度為0.05士1 個字。 能直接驅(qū)動共陽極LED數(shù)碼管，不需要另加驅(qū)動器件，使整機(jī)線路簡化，采用士5V兩組電源供電，并將第21腳的GND接第30腳的IN 。 在芯片內(nèi)部從V+與COM之間有一個穩(wěn)定性很高的2.8V基準(zhǔn)電源，通過電阻分壓器可獲得所需的基準(zhǔn)電壓VREF 。 能通過內(nèi)部的模擬開關(guān)實現(xiàn)自動調(diào)零和自動極性顯示功能。 輸入阻抗高，對輸入信號無衰減作用。 整機(jī)組裝方便，無需外加有源器件，配上電阻、電容和LED共陽極數(shù)碼管，就能構(gòu)成一只直流

14、數(shù)字電壓表頭。 噪音低，溫漂小，具有良好的可靠性，壽命長。 芯片本身功耗小于15mw（不包括LED）。 不設(shè)有一專門的小數(shù)點驅(qū)動信號。使用時可將LED共陽極數(shù)數(shù)碼管公共陽極接V+。 可以方便的進(jìn)行功能檢查。(2)ICL7107主要電氣參數(shù)V和V-分別為電源的正極和負(fù)極。au-gu,aT-gT,aH-gH：分別為個位、十位、百位筆畫的驅(qū)動信號，依次接個位、十位、百位LED顯示器的相應(yīng)筆畫電極。Bck：千位筆畫驅(qū)動信號。接千位LEO顯示器的相應(yīng)的筆畫電極。PM：液晶顯示器背面公共電極的驅(qū)動端，簡稱背電極。Oscl-OSc3 ：時鐘振蕩器的引出端，外接阻容或石英晶體組成的振蕩器。第38腳至第40腳電

15、容量的選擇是根據(jù)下列公式來決定： Fosl = 0.45/RCCOM ：模擬信號公共端，簡稱“模擬地”，使 用時一般與輸入信號的負(fù)端以及基準(zhǔn)電壓的負(fù)極相連。TEST ：測試端，該端經(jīng)過500歐姆電阻接至邏輯電路的公共地，故也稱“邏輯地”或“數(shù)字地”。VREF VREF- ：基準(zhǔn)電壓正負(fù)端。CREF：外接基準(zhǔn)電容端。INT：27是一個積分電容器，必須選擇溫度系數(shù)小不致使積分器的輸入電壓產(chǎn)生漂移現(xiàn)象的元件。IN和IN- ：模擬量輸入端，分別接輸入信號的正端和負(fù)端。AZ：積分器和比較器的反向輸入端，接自動調(diào)零電容CAz 。如果應(yīng)用在200mV滿刻度的場合是使用0.47F，而2V滿刻度是0.047F。

16、BUF：緩沖放大器輸出端，接積分電阻Rint。其輸出級的無功電流( idling current )是100A，而緩沖器與積分器能夠供給20A的驅(qū)動電流，從此腳接一個Rint至積分電容器，其值在滿刻度200mV時選用47K，而2V滿刻度則使用470K。工作原理ICL7107A/D轉(zhuǎn)換器原理 雙積分模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的原理比較簡單，當(dāng)輸入電壓為Vx時，在一定時間T1內(nèi)對電量為零的電容器C進(jìn)行恒流（電流大小與待測電壓Vx成正比）充電，這樣電容器兩極之間的電量將隨時間線性增加，當(dāng)充電時間T1到后，電容器上積累的電量Q與被測電壓Vx成正比；然后讓電容器恒流放電（電流大小與參考電壓Vref成正比），這樣電容器

17、兩極之間的電量將線性減小，直到T2時刻減小為零。所以，可以得出T2也與Vx成正比。如果用計數(shù)器在T2開始時刻對時鐘脈沖進(jìn)行計數(shù)，結(jié)束時刻停止計數(shù)，得到計數(shù)值N2，則N2與Vx成正比。 Qo= (1) Vo=-=- (2) Vo+=0 （3）把（2）式代入上式，得： T2=Vx (4)從（4）式可以看出，由于T1和Vref均為常數(shù)，所以T2與Vx成正比。若時鐘最小脈沖單元為,則，代入（4），即有： N2= Vx (5) 對于ICL7107，信號積分階段時間固定為1000個,即N1的值為1000不變。而N2的計數(shù)隨Vx的不同范圍為01999，同時自動校零的計數(shù)范圍為29991000，也就是測量周期

18、總保持4000個不變。即滿量程時N2max=2000=2*N1,所以Vxmax=2Vref，這樣若取參考電壓為100mV，則最大輸入電壓為200mV；若參考電壓為1V，則最大輸入電壓為2V。ICL7107和外圍器件連接圖 ICL7107芯片與外圍器件的連接圖所示。圖中它和數(shù)碼管相連的腳以及電源腳是固定的，所以不加詳述。芯片的第32腳為模擬公共端，稱為COM端；第36腳Vr+和35腳Vr-為參考電壓正負(fù)輸入端；第31腳IN+和30腳IN-為測量電壓正負(fù)輸入端； Cint和Rint分別為積分電容和積分電阻，Caz為自動調(diào)零電容，它們與芯片的27、28和29相連，用示波器接在第27腳可以觀測到前面所

19、述的電容充放電過程，該腳對應(yīng)實驗儀上示波器接口Vint；電阻R1和C1與芯片內(nèi)部電路組合提供時鐘脈沖振蕩源，從40腳可以用示波器測量出該振蕩波形，該腳對應(yīng)實驗儀上示波器接口CLK，時鐘頻率的快慢決定了芯片的轉(zhuǎn)換時間以及測量的精度。下面是這些參數(shù)的具體作用： Rint為積分電阻，它是由滿量程輸入電壓和用來對積分電容充電的內(nèi)部緩沖放大器的輸出電流來定義的，對于ICL7107，充電電流的常規(guī)值為Iint=4uA，則Rint=滿量程/4uA。所以在滿量程為200mV，即參考電壓Vref=0.1V時，Rint=50K,實際選擇47K電阻；在滿量程為2V，即參考電壓Vref=1V時，Rint=500K,實

20、際選擇470K電阻。Cint=T1*Iint/Vint,一般為了減小測量時工頻50HZ干擾，T1時間通常選為0.1S ，具體下面再分析，這樣又由于積分電壓的最大值Vint=2V，所以：Cint=0.2uF,實際應(yīng)用中選取0.22uF。 對于ICL7107，38腳輸入的振蕩頻率為：f0=1/(2.2*R1*C1)，而模數(shù)轉(zhuǎn)換的計數(shù)脈沖頻率是f0的4倍，即Tcp=1/(4*f0)，所以測量周期T=4000*Tcp=1000/f0，積分時間（采樣時間）T1=1000*Tcp=250/fo。所以fo的大小直接影響轉(zhuǎn)換時間的快慢。頻率過快或過慢都會影響測量精度和線性度，同學(xué)們可以在實驗過程中通過改變R1

21、的值同時觀察芯片第40腳的波形和數(shù)碼管上顯示的值來分析。一般情況下，為了提高在測量過程中抗50HZ工頻干擾的能力，應(yīng)使A/D轉(zhuǎn)換的積分時間選擇為50HZ工頻周期的整數(shù)倍。3.1.2 放大電路部分 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都很微弱，必須通過一個模擬放大器對其進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，才能滿足A/D轉(zhuǎn)換器對輸入信號電平的要求，在此情況下，就必須選擇一種符合要求的放大器。該系統(tǒng)使用的模數(shù)轉(zhuǎn)換的輸入量是應(yīng)是0到1.999V。為了測量準(zhǔn)確，放大系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)保證輸入級是高阻，輸出級是低阻，系統(tǒng)應(yīng)具有很高的抑制共模干擾的能力，系統(tǒng)的放大倍數(shù)應(yīng)根據(jù)被測物體的重

22、量對應(yīng)傳感器的輸出量，然后把傳感器的輸出量按一定的比例相應(yīng)放大，如果測量的重量相差較遠(yuǎn)，可以設(shè)置量程轉(zhuǎn)換來切換量程，切換量程，切換量程電路有手動和自動兩種。放大電路3.1.3 顯示部分顯示部分由4個七段顯示器實現(xiàn)，從而控制顯示器的工作，從左至右依次是高位到低位的顯示。數(shù)碼管分為共陰極和共陽極兩種，單片機(jī)中常使用LED模塊構(gòu)成N位LED顯示器。本課程設(shè)計中因為我們的量程為01.999kg，所以采用四位顯示。 數(shù)碼管與A/D轉(zhuǎn)換電路的連接3.2 測試系統(tǒng)流程圖開始開始放大器放大信號放大器放大信號讀A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)讀A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù) 數(shù)碼管顯示稱重數(shù)值（不超過數(shù)碼管顯示稱重數(shù)值（不超過1

23、.999kg）結(jié)束結(jié)束說明：（1）利用由電阻應(yīng)變式傳感器組成的測量電路測出物體的重量信號。（2）由放大器電路把傳感器輸出的微弱電壓信號進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，放大后的電壓信號送到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路中。（3）由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路把接收到的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳送到顯示電路。（4）由電路顯示數(shù)據(jù)。3.3 系統(tǒng)軟件ProteusProteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/

24、12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。Proteus可提供的仿真元器件資源：仿真數(shù)字和模擬、交流和直流等數(shù)千種元器件，有30多個元件庫。提供的仿真儀表資源 ：示波器、邏輯分析儀、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器、信號發(fā)生器、模式發(fā)生器、交直流電壓表、交直流電流表。理論上同一種儀器可以在一個電路中隨意的調(diào)用。除了現(xiàn)實存在的儀器外，Proteus還提供了一個圖形顯示功能，可以將線路上變化的信號，以圖形的方式實時地顯示出來，其作用與示波器相似，但功能更多。這些虛擬儀器儀表具有理想的參數(shù)

25、指標(biāo)，例如極高的輸入阻抗、極低的輸出阻抗。這些都盡可能減少了儀器對測量結(jié)果的影響。另外Proteus提供了比較豐富的測試信號用于電路的測試。這些測試信號包括模擬信號和數(shù)字信號。因此此次設(shè)計我們采用Proteus進(jìn)行仿真。將所設(shè)計的電子稱硬件電路用Porteus 實現(xiàn)。4.系統(tǒng)調(diào)試與驗證 首先，由于傳感器測量范圍是1-1.999Kg,其輸出信號只有0-10mv左右，而A/D轉(zhuǎn)換的輸入應(yīng)為0V-1。99V,d對應(yīng)顯示0-1.999kg，當(dāng)量為1mv/g,因此要求放大倍數(shù)約為200倍。其次，在電路中還應(yīng)有調(diào)零和增益的環(huán)節(jié)，才能保證電子稱沒有承重時顯示零讀數(shù)，測壓力時讀數(shù)正確反映被測壓力。 之前沒有接

26、觸過Proteus，所以在使用Proteus連接硬件電路圖時遇到了不少問題，比如元件的查找，因為元器件都是英文的，所以我們必須對應(yīng)的在網(wǎng)上查找，還有器件間的連接也花費了不少時間。不過重要的是最后的調(diào)試過程，由于對Proteus不太了解，并不知道有的電容不能隨便改電容值，所以畫的時候也沒在意，把一些電容的電容值改變了，電氣規(guī)則檢查的時候一大串錯誤，只能一個一個把電容重新搜索，等電氣檢查無誤后在對新參數(shù)調(diào)試。雖然之前對TC7107的一些參數(shù)進(jìn)行了分析，但是了解的并不清楚，連接上也出現(xiàn)了錯誤，后來仔細(xì)查找資料，得知芯片的第一腳，是正放芯片，面對型號字符，然后，在芯片的左下方為第一腳。也可以把芯片的缺

27、口朝左放置，左下角也就是第一腳了。知道了第一腳之后，按照反時針方向去走，依次是第2至第40引腳，芯片第一腳是供電，正確電壓是dc5v 。第36腳是基準(zhǔn)電壓，正確數(shù)值是 100mv，第 26 引腳是負(fù)電源引腳，正確電壓數(shù)值是負(fù)的，在3v 至5v 都認(rèn)為正常，但是不能是正電壓，也不能是零電壓。芯片第 31 引腳是信號輸入引腳，可以輸入 199.9mv 的電壓。在一開始，可以把它接地，造成0信號輸入，以方便測試。檢查與TC7107進(jìn)行連接的一些電容電阻基本沒出現(xiàn)問題，接下來就是前端的輸入了，我們首先采用10K的滑動變阻器和一個放大倍數(shù)為五的運放進(jìn)行輸入和輸出的對比，采集一系列輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察分析

28、，得出他們之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)放大倍數(shù)并不是理想的，量程與我們課設(shè)的要求也有出入，之后，我們保持放大倍數(shù)不變改變滑動變阻器的阻值一次又一次觀察分析，知道達(dá)到理想狀態(tài)為止，最后得出量程為0-1.999kg。通過改變滑動變阻器的阻值，顯示值相應(yīng)變化。仿真結(jié)果如下：課程設(shè)計體會與總結(jié) 這次課程設(shè)計的課題是根據(jù)具體要求設(shè)計一種電子稱，主要目的在于通過解決一個實際問題，鞏固和加深在我們在傳感器技術(shù)課程中所學(xué)的理論知識和實驗技能，基本掌握非電量自動檢測系統(tǒng)的一般設(shè)計方法，提高自動檢測系統(tǒng)的設(shè)計和創(chuàng)新實踐能力。雖然報告中只反映了一種設(shè)計方法，實際上在課程設(shè)計中我們還考慮了一種由單片機(jī)實現(xiàn)電子稱功能的方案，鑒于剛

29、剛進(jìn)行完單片機(jī)課程設(shè)計，于是決定學(xué)習(xí)一種新的方法，也就是本次設(shè)計中使用到的虛擬儀器Proteus。由于是第一次接觸Protues，因此我們通過在網(wǎng)上學(xué)習(xí)如何安裝，如何使用該軟件花了不少時間。經(jīng)過學(xué)習(xí)我們發(fā)現(xiàn)Protues在課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計，乃至于學(xué)生走向就業(yè)，都是一個非常重要的實踐環(huán)節(jié)。因為Protues提供了實驗室無法相比的大量的元器件庫，提供了修改電路設(shè)計的靈活性、提供了實驗室在數(shù)量、質(zhì)量上難以相比的虛擬儀器、儀表，因而也提供了培養(yǎng)學(xué)生實踐精神、創(chuàng)造精神的平臺。所以如果不是此次的傳感器課程設(shè)計，我們可能至今還沒有接觸到這個軟件，從而使我們又掌握了一門新軟件的使用。從此次傳感器課程設(shè)計，我們初定設(shè)計方案到查找資料，學(xué)習(xí)軟件，仿真調(diào)試的過程中出現(xiàn)了許多的問題，但這一過程卻讓我們收獲頗多。之前我們對傳感器技術(shù)的了解僅限于書本上的知識，雖然老師在課上也常給我們舉生活中的應(yīng)用，但是傳感器技術(shù)對于我們而言還是比較生疏的。然而，此次課程設(shè)計，我們