实用电子秤的设计与制作

实用电子秤的设计与制作一、课程设计任务1．设计框图利用传感器与检测技术实验室已有的应变式称重台，将四片应变片采用全桥形式接入测量电路，经过运放 OP07 组成的仪表放大器放大，再由串行模数转换芯片 TLC2543 进行 A/D 转换，转换结果送入单片机STC12C5A60S2，通过74LS244 驱动四位数码管显示。仪表放大器的输出需经采集卡采集，经过虚拟仪器软件分析，得到较好的线性度和灵敏度后，才能再送入AD 芯片进行转换。系统框图如图 1 所示。图 1 电子秤系统框图2．基本要求(1) 掌握金属箔式应变片的应变效应。(2) 掌握单臂、半桥和全桥电路的工作原理和性能。(3) 利用 multisim 仿真软件，确定仪表放大器设计方案；应用运放 OP07 设计三运放仪表放大器，确定电路元器件具体参数；在通用板上制作电路板。(4) 仪表放大器增益可调，放大倍数自行确定；应变电桥和放大电路应具有调零功能。(5) 能够利用 C51 单片机编写正确程序，调试电路板，采集放大器的输出电压，并显示。(6) 考虑 A/D 分辨率为 20mV，要求灵敏度不低于 40mV/20g。(7) 利用虚拟仪器采集测量电路的输出电压至电脑中，并分析数据。要求非线性误差小于 1.50%。二、设计总体要求1．认真阅读本设计任务书，了解本设计的任务和要求。2．认真复习《传感器与检测技术》和《单片机原理与应用》课程中有关应变式传感器和 A/D 转换、数码管显示的有关内容。3．适当查阅一些与设计有关的参考资料，鼓励同学创新。4．利用 protues7.1 画出系统完整电路图，包括仪表放大器和单片机系统两大部分。5．特别要注意焊接装配的质量，认真搞好焊接装配工艺，焊接完毕后一定要细心检查有无错误、错焊元件、焊接点与接地点短路等。在焊接装配完成后，要认真检查部件的焊接情况，在与电路图反复对照确属无误后，方可接上直流电源，特别要注意电源接法。6．精心调测，尽量得到较高的灵敏度和较低的非线性误差。7．认真地写出设计报告，要做到理论与实际相结合，通过设计中的计算、装配、调测，巩固理论，验证理论，书写设计报告是一个从感性认识向理性认识发展的过程，也时考察同学们在本设计中有无收获以及收获大小的标志。三、采用应变片称重的基本原理电阻应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器，传感器由在弹性元件上粘贴电阻应变敏感元件构成。当被测物理量作用在弹性元件上时，弹性元件的变形引起应变敏感元件的阻值变化，通过转换电路转换成电量输...