传感器课程设计报告书

远东理工学院传感器课程设计小型称重系统设计姓 名：专 业： 电子信息工程 学 号：指导老师：机器人学院二 0 一七年六月二十五日目 录第 1 章绪论 11.1 选题背景 11.2 目的和意义 1第 2 章设计方案与其论述 22.1 模型建立与电路原理 22.2 电路图 4第 3 章数据图表与分析 63.1 数据图表 63.2 数据分析 7结论 8第 1 章 绪 论1.1 选题背景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、外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连。电子称重器是电子称重器中的一种，称重器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学讨论、外贸易不可缺少的计量设备，称重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，称重技术的讨论和称重器工业的进展各国都非常重视。工业生产中，称重传感器已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域，可以毫不夸地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。本实验是利用金属箔式应变片设计一个小型称重装置。硬件部分是在Multisim 中仿真设计，使用电压变化进行模拟测量物体重量从而达到实验效果。1.2 目的和意义1）掌握金属箔式应变片的应变效应，单臂、全桥电桥工作原理和性能。2）学会建立仿真模型。3）比较单臂双臂与全桥电桥的不同性能、了解其特点。4）学会使用全桥电路。5）了解物体重量与电压的关系效应。6）了解电路原理。第 2 章 设计方案与其论述2.1 模型建立与电路原理1.传感器模型的建立电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。应变片是由金属导体或半导体制成的电阻体，其阻值将随着压力所产生的变化而变化。对于金属导体，电阻变化率的表达式为：通常把单位应变所引起电阻相对变化称作电阻丝的灵敏系数，对于金属导体，其表达式为：所以： 在外力作用下,应变片产生变化,同时应变片电阻也发生相应变化。当测得阻值变化为△R时，可得到应变值 ε，根据应力与应变关系，得到应力值为式中： σ-应力,ε-应变（为轴向应变），E-材料的弹性模量。又重力 G 与应力 σ 的关系为：式中： G-重力,S-应变片截面积根据以上各式可得到：由此得出应变片电阻与重物质量的关系，即根据应变片常用的...