傳感器應(yīng)用(共5頁(yè))

1、傳感器與檢測(cè)技術(shù)試驗(yàn) 電子稱(chēng)設(shè)計(jì) 電 子 線 路 課 程 設(shè) 計(jì)題 目: 電子稱(chēng)的設(shè)計(jì)(shj)作 者 姓 名： . 學(xué) 號(hào)： . 學(xué) 院： 機(jī)械(jxi)與電子工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 指導(dǎo)(zhdo)教師姓名： . 2015年12月20日電子秤的設(shè)計(jì)(shj)一、實(shí)驗(yàn)(shyn)類(lèi)型設(shè)計(jì)(shj)性實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?了解電子秤的工作原理。2選擇一種傳感器，設(shè)計(jì)一種電子秤測(cè)量系統(tǒng)。3對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定。4將該測(cè)量系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用于測(cè)量，作性能分析。、三、實(shí)驗(yàn)條件利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件：實(shí)驗(yàn)臺(tái)、各種傳感器、各種傳感器模塊以及其它器件。四、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)電子秤，可以通過(guò)構(gòu)造電路將物

2、體質(zhì)量和指示表中數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)，即使兩者呈一定的線性關(guān)系；而建立兩者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系就需利用傳感器將非電量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量，可簡(jiǎn)單通過(guò)圖表示。方案一：電阻應(yīng)變式稱(chēng)重傳感器：是把電阻應(yīng)變計(jì)粘貼在彈性敏感元件上，然后以適當(dāng)方式組成電橋的一種將力（重量）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的轉(zhuǎn)換元件。方案二：電容式稱(chēng)重傳感器：是把被稱(chēng)物體重量轉(zhuǎn)換為電容器容量變化的一種傳感器，它是以各種不同類(lèi)型的電容量作為轉(zhuǎn)換元件，實(shí)際是一個(gè)具有可變參數(shù)的電容器。電容式傳感器由于它存在輸出特性的非線性、寄生電容和分布電容對(duì)靈敏度和稱(chēng)重精度的影響、傳感器聯(lián)接電路比較復(fù)雜等原因，直接影響到它的可靠性，所以限制了它的應(yīng)用。近些年來(lái)由于集成電路特別是微處理

3、技術(shù)的發(fā)展，可將電子線路緊靠傳感器的極板以減小電纜分布電容的影響，并可利用微處理技術(shù)對(duì)電容式傳感器的溫度特性和非線性進(jìn)行補(bǔ)償，所以電容式傳感器在電子稱(chēng)重技術(shù)中的應(yīng)用又得到了重視，在國(guó)內(nèi)已出現(xiàn)了可與電阻應(yīng)變式傳感器電子秤準(zhǔn)確度相比的電容式臺(tái)秤和電容式吊秤等產(chǎn)品。方案三：應(yīng)變式傳感器特性(txng)實(shí)驗(yàn)：電阻(dinz)絲在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形時(shí)，其電阻值發(fā)生變化，這就是電阻應(yīng)變效應(yīng)，描述電阻應(yīng)變效應(yīng)的關(guān)系式為：R/R=K，式中R/R為電阻(dinz)絲電阻相對(duì)變化，K為應(yīng)變靈敏系數(shù)，=l/l為電阻絲長(zhǎng)度相對(duì)變化。金屬箔式應(yīng)變片就是通過(guò)光刻、腐蝕等工藝制成的應(yīng)變敏感組件，如圖1-1所示，四個(gè)金屬

4、箔應(yīng)變片分別貼在彈性體的上下兩側(cè)，彈性體受到壓力發(fā)生形變，應(yīng)變片隨彈性體形變被拉伸，或被壓縮。應(yīng)變傳感器安裝圖單臂電橋接線圖通過(guò)這些應(yīng)變片轉(zhuǎn)換被測(cè)部位受力狀態(tài)變化、電橋的作用完成電阻到電壓的比例變化，如圖1-2所示R5、R6、R7為固定電阻，與應(yīng)變片一起構(gòu)成一個(gè)單臂電橋，其輸出電壓Uo= （1-1）E為電橋電源電壓，R為固定電阻值，式1-1表明單臂電橋輸出為非線性，非線性誤差為L(zhǎng)=。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與操作步1應(yīng)變傳感器上的各應(yīng)變片已分別(fnbi)接到應(yīng)變傳感器模塊左上方的R1、R2、R3、R4上，可用萬(wàn)用表測(cè)量(cling)判別，R1=R2=R3=R4=350。2差動(dòng)放大器調(diào)零。從實(shí)驗(yàn)臺(tái)接入15

5、V電源，檢查無(wú)誤(ww)后，合上實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源開(kāi)關(guān)，將差動(dòng)放大器的輸入端Ui短接并與地短接，輸出端Uo2接數(shù)顯電壓表（選擇2V檔）。將電位器Rw3調(diào)到增益最大位置（順時(shí)針轉(zhuǎn)到底），調(diào)節(jié)電位器Rw4使電壓表顯示為0V。關(guān)閉實(shí)訓(xùn)臺(tái)電源。（Rw3、Rw4的位置確定后不能改動(dòng)）3按圖1-2連線，將應(yīng)變式傳感器的其中一個(gè)應(yīng)變電阻（如R1）接入電橋與R5、R6、R7構(gòu)成一個(gè)單臂直流電橋。4加托盤(pán)后電橋調(diào)零。電橋輸出接到差動(dòng)放大器的輸入端Ui，檢查接線無(wú)誤后，合上主控臺(tái)電源開(kāi)關(guān)，預(yù)熱五分鐘，調(diào)節(jié)Rw1使電壓表顯示為零。5在應(yīng)變傳感器托盤(pán)上放置一只砝碼，讀取數(shù)顯表數(shù)值，依次增加砝碼和讀取相應(yīng)的數(shù)顯表值，直到200

6、g砝碼加完，計(jì)下數(shù)顯表值，后來(lái)砝碼再?gòu)?00g依次減小，記下對(duì)應(yīng)的電壓值，填入下表1-1，關(guān)閉電源。重量（g）020406080100120140160180200電壓（mV）0.022.044.5670590.7112.8135.1157.5180.3202.6224.1電壓（mV）1.523.345.268.291.5114.1136.3158.2180.5201.8224.11-14）按上所述過(guò)程，對(duì)傳感器進(jìn)行正反行程往復(fù)循環(huán)多次測(cè)試，將得到的輸出輸入測(cè)試數(shù)據(jù)用表格列出或作出曲線；重量（g）020406080100120140160180200電壓（mV）0.122.545.267.090.0112.4134.0156.8179.8201.3224.8電壓（mV）0.622.544.767.389.8112.5135.5158.0179.5202.1224.8重量（g）020406080100120140160180200電壓（mV）0.022.545.067.990.7114.2136.6158.4180.8203.2226.3電壓（mV）4.025.847.769.792.0114.8137.8159.5181.5203