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测试技术课程设计 报告书 姓 名 李马超 学 号 院、系、部 电气系 专 业 电气工程及其自动化 目 录 1 课程设计任务书 1 2 概述 2 2.1 系统组成框图 3 2.2 电阻应变片重力测试原理 3 3 电阻应变片重力测试系统的单元电路介绍 3 3.1 电阻应变片传感器选型及介绍 4 3.2 电阻应变器传感器测量电路 5 3.3 A/D转换器 5 3.3.1 ADC0809内部逻辑结构 6 3.3.2引脚结构 6 4 基于单片机的设计 6 4.1 单片机的硬件电路图 7 4.2 程序设计 8 设计总结 9 参考文献 10 1 课程设计任务书 题　目 电阻应变片重力测试 学生姓名 李马超 学号班级 0810-6 专业 电气工程及其自动化 承担指导任务单位 指导教师 姓名 张飞雄 是否制作实物 是 一、主要内容 利用两组电阻应变片传感器制作一个可以测量物体重量的装置。 二、基本要求 1. 实现基本功能 2．画出相应的测量电路和测试程序。 3. 完成3000字设计报告 三、主要技术指标（或研究方法） 工作电压 220v 电阻应变片传感器的原理应用 等臂直流电桥（双差动） 教研室主任签字 时　间 2011 年　12 月 25 日 2 概述 2.1 系统组成框图 电阻应变式传感器是应用广泛的传感器之一。将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上，可构成测量位移、加速度、力、力矩、压力等各种参数的电阻应变式传感器。 电阻应变式传感器具有结构简单，使用方便，性能稳定、可靠，易于实现测试过程自动化和多点同步测量、远距测量和遥测，灵敏度高，测量速度快，适合静态、动态测量，可以测量多种物理量等诸多优点，已广泛应用于航空、机械、电力、化工、建筑等领域。 本课题采用的是以8051系列的AT89C2051单片机为核心开发电阻应变片重力测试的系统。系统硬件原理框图如图1-1： 系统框图如图2-1所示，电阻应变式传感器采集到重力信号传送给LM324集成运算放大器， LM324集成运算放大器是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电共用外，四组运放相互独立。 电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。 dR/R=Ks*ε 其中，Ks为材料的灵敏系数，其物理意义是单位应变的电阻变化率，标志着该类丝材电阻应变片效应显著与否。ε为测点处应变，为无量纲的量，但习惯上仍给以单位微应变，常用符号με表示。 由此可知，金属丝在产生应变效应时，应变ε与电阻变化率dR/R成线性关系，这就是利用金属应变片来测量构件应变的理论基础。 3 电阻应变式传感器重力测试系统的单元电路介绍 3.1 电阻应变式传感器的介绍、结构和类型 电阻应变式传感器（straingauge type transducer ）以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器。电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成，可根据具体测量要求设计成多种结构形式。弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形，并使附着其上的电阻应变计一起变形。电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化，从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。-1 电阻应变片的基本结构 1-基底;2-敏感栅;3-覆盖层;4-引线 3.2 电阻应变式传感器的测量电路 常规的电阻应变片K值很小，约为2，，机械应变度约为0.0001—0.001.所以,电阻应变片的电阻变化范围为0.0005—0.1欧姆，所以测量电路应当能精确测量出很小的电阻变化，在电阻应变片传感器中做常用的是桥式测量电路。 桥式测量电路有四个电阻，其中任何一个都可以是电阻应变片电阻，电桥的一个对角线接入工作电压U，另一个对角线为输出电压U0，。起特点是：当四个桥臂电阻达到相应的关系时，电桥输出为零，或则就有电压输出，可利用灵敏检流计来测量，所以电桥能够精确的测量微小的电阻变化。 电路图如下图所示： 其中R1=R2=R3=R4=350Ω 3.3 A/D转化器(ADC0809) A/D0809是一个带有8路=位A/D转换器，8路多路开关以及微处理兼容的控制逻辑CMOS组件。 3.3.1ADC0809的内部逻辑结构: 3.3.2引脚结构: 3.3.3 ADC0809应用说明 1）ADC0809内部带有输出锁存器，可以与8051直接相连。 2）初始化时，使ST和OE