自动检测与转换技术 教学课件 ppt 作者 罗振成 张桂枝 主编 杨兴 郭俊杰 副主编检测1.ppt

问题1：什么是电子秤？种类，应用 问题2：怎样工作？ 问题3：信号如何处理？ 问题4：什么是标定？ 问题5：任何定参数？ 问题6：电子秤的使用注意问题. 知识准备： 知识1：什么是电子秤？ 电子秤是利用电磁平衡原理对货物进行称重的自动化称重设备，通过传感器的力电转换，经称重仪表处理来完成对货物的重量计量设备。 知识2：工作原理 知识3：电阻应变片 1、工作原理 电阻应变片的基本工作原理是导体或半导体受到机械力的作用时电阻阻值发生变化。1856年开尔文报道了这一效应。 对式进行微分可得： 设A=πr2，r为电阻丝半径，代入上式得 式中，dl/l=ε为单位应变；dr/r为电阻丝径向相对变化，它与dl/l之间的关系为 式中ν－电阻丝材料的泊松比。 dρ/ρ反映了电阻丝的电阻率的相对变化，它与电阻丝纵向所受的应力σ有关： 式中，π1－纵向压阻系数 ；E－材料的弹性模量 分析： 影响电阻值变化的因素：电阻丝长度的变化 电阻丝面积的变化 压阻效应的作用 。 电阻值的相对变化与应变成正比，因此通过测量应变dl/l=ε便可测量电阻变化dR/R，这便是应变片的 原理。S为应变片系数或灵敏度,金属电阻丝的灵敏度常在1.7~4.0之中，常用的金属材料有银、铬镍合金、或铁镍合金等。 2、种类金属丝式应变片的结构 金属箔式应变片： 应变片在未经安装也不受外力情况下，于室温下测得的电阻值 电阻系列：60、120、200、350、500、1000Ω 4、应变片的粘贴 常用的粘接剂：环氧树脂、酚醛树脂等； 高温下：专用陶瓷粉末等无机粘接剂。 对粘接剂的要求：保证粘接面有足够的强度、绝缘性能、抗蠕变、以及温度变化范围等。 使用粘接方法的温度范围：-249℃～816℃ 对超高温度来说，常要采用焊接技术来进行连接。 应变片粘贴步骤： (1)去污：采用手持砂轮工具除去构件表面的油污、漆、锈斑等，并用细纱布交叉打磨出细纹以增加粘贴力 ，用浸有酒精或丙酮的纱布片或脱脂棉球擦洗。（2）贴片： 在应变片的表面和处理过的粘贴表面上，各涂一层均匀的粘贴胶 ，用镊子将应变片放上去，并调好位置，然后盖上塑料薄膜，用手指揉和滚压，排出下面的气泡 （3）测量 ：从分开的端子处，预先用万用表测量应变片的电阻，发现端子折断和坏的应变片 （4）焊接 将引线和端子用烙铁焊接起来，注意不要把端子扯断 （5）固定焊接后用胶布将引线和被测对象固定在一起，防止损坏引线和应变片 5、应变片的信号处理 直流电桥 当电桥后面接放大器时, 电桥输出端看成开路.电桥的输出式为： 采用等臂电桥，即R1= R2= R3=R4=R 。此时式可写为 存在的问题与解决：非线性误差及其补偿 全桥差动电路 如果上述电路处理不能满足需要应该怎么处理？ 上述电路的输出为双端输出如何变成单端输出？ 6、典型应变花及传感器 荷重传感器应用估算 例 现用图所示的荷重传感器铭牌上得到F m=100?103N，KF= 2mV/V所示的荷重传感器称重。当桥路电压为6V时，测得桥路的输出电压为24mV，求被测荷重为多少吨。 解 根据式得Uom=24mV。被测荷重 产品功能：9）、超载保护功能：所称物品超出最大称量时电子秤发出声音报警并显示警告。10）、电源欠压警告：蓄电池欠压时，电子秤显示电池符号，此时必须充电。11）、智能充电：交流充电时，电子秤充电灯显示充电状态，由红色变为绿色时完成充电。12）、选配功能：本电子秤可以配接RS-232接口[联接电脑和打印机]，可以外接报警灯。 2、电子秤传感器性能 7、实践 1）、整体设计框架及原理图 2）各部分电路设计 电阻应变式传感器的测量电路 常用的桥式测量电路如图。 桥式测量电路有四个电阻，电桥的一个对角线接入工作电压E，另一个对角线为输出电压Uo。其特点是：当四个桥臂电阻达到相应的关系时，电桥输出为零，否则就有电压输出，可利用灵敏检流计来测量，所以电桥能够精确地测量微小的电阻变化。 2）放大电路 典型的差动放大器如下图所示，只需高精度LM358和几只电阻器，即可构成性能优越的仪表用放大器。广泛应用于工业自动控制、仪器仪表、电气测量等数字采集的系统中。 3）A/D转换电路 4）显示电路 5、电路调试 1）首先在秤体自然下垂已无负载时连接电路。 2）对放大电路调零，对测量电路调零 3）放置标准砝码，观察数字直流表的数值并记录4）重新进行3步骤，观察10组数据。 5）数据处理计算灵敏度 拓展知识： 1、电子秤的性能指标 产品功能：1）、精确称重： 电子秤开机时显示自检，回零后就可以正常称重。2