CU系列稱(chēng)重傳感器放大電路設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、CU系列稱(chēng)重傳感器放大電路設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)摘要CU系列稱(chēng)重傳感器應(yīng)用了電橋電路、放大電路、平移電路和A/D轉(zhuǎn)換器，具有較高的靈敏度和應(yīng)用性。本文對(duì)這種傳感器的部分電路進(jìn)行研究演示出仿真圖。稱(chēng)重傳感器是壓力測(cè)量傳感器，它常用丁靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量，壓縮形式，具有較好的精度。它的機(jī)械部分是由一整塊的金屆部分組成，所以這個(gè)基本的測(cè)量元件和它的外殼部分沒(méi)有焊接過(guò)程，從而使尺寸更小，并且加強(qiáng)了保護(hù)等級(jí)，這種點(diǎn)部測(cè)量的結(jié)構(gòu)，具有8個(gè)壓力測(cè)量，減少因負(fù)載的不完善的應(yīng)用帶來(lái)的誤差。正文中首先簡(jiǎn)單描述稱(chēng)重傳感器工作原理，且附以系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖，并介紹了各部分的功能及工作過(guò)程，并具體描述了軟件調(diào)試。其次闡述了程序的流程

2、和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。關(guān)鍵詞：電橋三運(yùn)放放大器平移電路設(shè)計(jì)題目及技術(shù)指標(biāo):CU系列稱(chēng)重傳感器如右圖所示，常用丁壓縮形式應(yīng)用中靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量。現(xiàn)該傳感器需要外配放大器，將其輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成AD轉(zhuǎn)換器所需要的電壓，AD轉(zhuǎn)換器的滿圍輸入電壓為0.53V。CU系列稱(chēng)重傳感器的技術(shù)指標(biāo)如下：標(biāo)準(zhǔn)輸出電阻425歐姆；標(biāo)準(zhǔn)電源電壓6V。1、平移電路設(shè)計(jì)平移電路的公式為:u，R,R+Ru,/<vRfRgb海*),R2、/rRc.m()(-G)RR2Rg運(yùn)算放大器的傳遞函數(shù)是一條直線方程：y=土m)db其電路結(jié)構(gòu)取決丁m和b的符號(hào)，不同的m和b的符號(hào)，可以形成4個(gè)方程，因此可以由4種不同結(jié)構(gòu)的運(yùn)放電路實(shí)現(xiàn)。

3、V ou=mV+bVou=mV一bV ou=一mV+bVou=一mV一b對(duì)丁每個(gè)方程，若要解出m和b,需要兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，就是兩組Vn和VOut,就可以聯(lián)立求解上述方程。所選可能：Vou=mV+b這種情況的電路如圖2所示。電路中的兩個(gè)0.01F的電容是去耦電容，因?yàn)閰⒖茧妷簛?lái)自電源，通常參考電壓是要放大的。由圖，使用疊加原理和如下方程：對(duì)比方程Vou=mV+b,可以得到下圖：再根據(jù)mn的值，確定電路中的電阻和Vref的值，其中:舊5如血hmOPAMP3TWIRTUAL3.3239kohrnO.OluFHWV0kahnn1O«bhrr»"：r；lOkahm.卜2.儀表放

4、大器基本工作原理運(yùn)算放大器工作原理圖：OPAlMfP_3T_V|frrllALPAMP3TVIRTUAL運(yùn)算放大器可以實(shí)現(xiàn)前一級(jí)電橋輸出的微小信號(hào)使得信號(hào)可以被電表測(cè)的。右圖為三運(yùn)放放大器電路圖，提供的更進(jìn)一步的改進(jìn)，并且已經(jīng)成為儀表放大器設(shè)計(jì)最流行的結(jié)構(gòu)。U1和U2放大器緩沖輸入電壓。由丁每個(gè)放大器的求和點(diǎn)的電壓等丁施加在各自正輸入端的電壓，因此，整個(gè)差分輸入電壓現(xiàn)在都呈現(xiàn)在RG兩端。因?yàn)檩斎腚妷航?jīng)過(guò)放大以后的差分電壓在R5R6和RG這三個(gè)電阻上，所以差分增益可以改變RG進(jìn)行調(diào)整。這種連接有另一有點(diǎn)：一旦這個(gè)減法器電路的增益用比率匹配的電阻設(shè)定后，在改變?cè)鲆媸遣辉賹?duì)電阻匹配有要求。如果R5=

5、R6R1=R3R2=R4M有：若已知電橋的輸出電壓VlN2-VN1,和所期望的被放大電壓VOUT,則帶入以上公式可設(shè)置相應(yīng)的個(gè)電阻值。其輸出電壓公式為：2RRVOUT(V|N2V|N1)(15)(2)RGR13.電橋電橋經(jīng)常用丁壓力、溫度等測(cè)量傳感器電路中。器原理是利用電橋中電阻的阻值隨物理量的變化，使得電橋產(chǎn)生不平衡電壓輸出。例如，應(yīng)變電阻在電阻變形時(shí)會(huì)改變阻值，熱電阻在溫度發(fā)生變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生阻值變化。在定電壓驅(qū)動(dòng)電橋時(shí)，根據(jù)各個(gè)橋臂電阻是否發(fā)生變化，其線性度和輸出電壓靈敏度是不同的。偵舊比“VBTehR*二<!70.，一%,史RsQe令+隊(duì)%幅啊虹虹&-=r-Fo2Y%=條竺I

6、2R%=財(cái)碧"統(tǒng)性誤差，Q.5V虹統(tǒng)性饃差：0.07"（圖4）對(duì)丁定向電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，電橋線性度和靈敏的差別如下圖:V110VR1350ohmR2350ohmR3350ohmR4350ohm電橋電路輸出電壓公式為:皂路參數(shù)計(jì)算電橋電路計(jì)算電橋選第三種情況，即一側(cè)雙橋臂變化。課程設(shè)計(jì)題目要求各橋臂電阻阻值為350Q，電橋電壓Vb=10V電阻變化值R為2%R即計(jì)算過(guò)程為：A/?=350x2%=7。=/2(*R)=0廠TJ=Ro/2(-AAzA)=-0.1K七，02放大電路部分的選擇及計(jì)算放大電路選的為三運(yùn)放電路，由公式：VOUT(Vin2Vin1)(1計(jì)算過(guò)程為:設(shè)Rio=R17=Rh=R16(i+zR3RMRlRo)=i。1. 算出：R,=450Q平移電路計(jì)算及選取如圖所示:RIiOOIrohmR510kohm計(jì)算過(guò)程為:Us=UsXi+bUUUgE+b*i-hMnP14I«1i-設(shè)Trzf='b=1.5.m=1.,代入