紫金学院测控生产实习.doc

生产实习报告 第 PAGE 9 页（共 NUMPAGES 12页） 1 引言 称重技术自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连，电子秤是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。因此，称重技术的研究和衡器工业的发展各国都非常重视。 智能电子秤是将检测与转换技术、计算机技术、信息处理、数字技术等技术综合一体的现代新型称重仪器。作为重量测量仪器，智能电子秤在各行各业开始显现其测量准确，测量快，易于实现测量和监控的巨大优点，并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量秤，成为测量领域的主流产品。 本文设计的电子秤以单片机为主要部件，用汇编语言进行软件设计，硬件则以半桥传感器为主,测量0～25kg电子秤。称重传感器输出的电量是模拟量，数值比较小达不到A/D转换接收的电压范围。所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。然后，A/D转换的结果才能送单片机进行数据处理并显示。其数据显示部分采用LCD显示，成本低且能很好地实现所要求的功能。 本文设计的电子秤虽然是一个极其简单的智能仪器，但是通过它可以更深入的了解智能仪器的工作原理以及其优异的性能。 2 电子秤工作原理 2．1 设计要求与技术指标 （1）制作一定载荷的电子秤，220VAC供电，LED显示 （2）应变片： 120欧箔式应变片 （3）信号输出范围：0-25VDC （4）用Protel设计印刷电路板 （5）称重载荷10kg （6）弹性元件材料铝合金，圆环宽度10.5mm，信号输出范围0-10V 2．2 工作原理 简易电子秤一般由传感器及其调理电路、信号放大电路、滤波电路、报警电路、AD转换电路、LED显示电路等组成。电路原理框图如图1所示。 A/D电路被测信号 A/D电路 被测信号 信号放大电路 传感器及调理电路 LED驱动电路 显示电路 报警电路 滤波电路 图1 电子秤电路原理框图 被测信号通过应变片组成传感器电桥电路接收，通过两级放大，滤波，再经过MC1433，将放大的模拟信号变成数字信号，再经过MC14511译码，经数码管显示，这就是整个电子称的工作流程。 3 电子秤的设计 3．1 电桥电路 电桥电路作为整个电子称的接收信号部分，由四个应变片组成全桥电路，当受外界作用，V01 与V02两端便产生电压差输出。图中W1为无输入时，输出调零用，整个电桥电路如图2所示。 图2. 电桥电路 3．2 电压调理电路 电路中，我们直接采用220V交流电压，经变压器、整流桥，得到我们所需要的12V DC，及5V DC.。变压电路如图3所示。 图3. 调理电路 3．3 放大电路 由于传感器输出信号微弱无法直接进行A/D转换，故需要经放大电路进行放大，试验中我们采用二级放大，第一级采用AD620，放大倍数约为十倍，第二级采用OP07，放大倍数约为5倍，放大电路如图4所示。 图4. 放大电路 放大倍数可通过电位器调节。 3．4 电路调试 首先进行电桥的调零，在没有悬挂重物时，通过调节图1中W1，使电桥输出V01 、V02两端电压输出为零。 再进行放大倍数测试，调节图4中电位器w，使输出为输入10倍左右为宜。在调节R2(图中为电阻)，调整第二级放大倍数，是整个放大电路放大倍数为50倍左右。最后测试MC14433芯片电压，如图5所示。 通过调节R15，使MC14433芯片2号引脚输出电压2V电压。作为数码管显示的基准电压，数码管显示电压 通过公式具体计算得出。 图5. MC14433电压调节 4 元件和参数选择 4．1 元器件清单 1．变压器：正负12V输出 3．应变片：BF120-3AA 4．稳压集成块: 7812、7912、7805、7905 5．插座：TJC3-4、 KF-5273-3 6．AD芯片：MC14433、DIP24封装 7．芯片MC1403 、MC14511、MC1413，DIP封装 8．LED8段显示器 9．运算放大器： OP07，μA741，AD620 10．电阻、电容、导线等 4．2 弹性元件 测力环设计：反设计 10kg 材料：合金铝环 外径：52mm 内径：48mm 厚度：2mm 宽度：10.5mm 安装孔: 4mm 4．3 应变片 1．选用应变片： 型号: BF120-3AA 电阻值: 120欧 灵敏系数: 2.12 栅长: 3mm 栅宽: 2mm 2．应变片粘贴： （1）应变片检查 ①外观检查 ②电阻值检查 （2）修整应变