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基于電阻應(yīng)變片的電子秤系統(tǒng)設(shè)計(jì)
閱讀次數(shù)：2401 更新時(shí)間：2020-09-24
系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能是測(cè)量被稱(chēng)物體的重量并數(shù)字 顯示( 稱(chēng)重范圍 5.00g ～500g; 重量小于 50g，稱(chēng)重誤差小于0. 5g;重量在 50g 及以上，稱(chēng)重誤差小于 1g) ，可以設(shè)置單價(jià)、計(jì)算物品金額并實(shí)現(xiàn)金額累加，具有去皮功能( 去皮范圍不超過(guò) 100g) 。系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)主要在于電阻應(yīng)變片參數(shù)的精確測(cè)量。
1．系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)采用單片機(jī)，與 51 單片機(jī)相比，核心基本相同，但同樣晶振的情況下，速度是普通 51 單片 機(jī)的 8 ～12 倍。采用 OLED12864顯示屏。主動(dòng)發(fā)光，視角范圍大，反應(yīng)速度快。與普通 12864 顯示屏相比，驅(qū)動(dòng) 電壓低、能耗低。矩陣鍵盤(pán)占用單片機(jī)的端口少，節(jié)約單 片機(jī)的硬件資源，雖然電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，但 適用于要求高、功能多的系統(tǒng)。采用 A/D 轉(zhuǎn)換器 芯片。
專(zhuān)為干凈度電子秤設(shè)計(jì)，與同類(lèi)型其他芯片比較，該芯片集成了包括文雅電源、片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器等 其他同類(lèi)型芯片所需要的外圍電路。具有集成度高、響應(yīng)速度快、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。電阻應(yīng)變片采用全橋接 法。
使用全橋接法連接電阻應(yīng)變片可以成倍提高其靈敏 度，并使輸入和輸出呈線性關(guān)系。 2．應(yīng)變式傳感器的工作原理任何在線性范圍內(nèi)變形的彈性體，當(dāng)其受力發(fā)生形 變時(shí)，長(zhǎng)度將發(fā)生改變，產(chǎn)生應(yīng)變，這種效應(yīng)稱(chēng)為應(yīng)變效應(yīng)。長(zhǎng)度的相對(duì)變化稱(chēng)為應(yīng)變，用ε表示，ε = △L/L，其 中 L 是原始長(zhǎng)度，△L 是變化量。利用電阻應(yīng)變片將應(yīng) 變轉(zhuǎn)化為電阻變化的傳感器通稱(chēng)為應(yīng)變式傳感器。
此可知，應(yīng)力值σ正比于應(yīng)變 ξ，而試件應(yīng)變又正 比于電阻值的變化 dＲ，所以應(yīng)力正比于電阻值的變化。這就是應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變的基本原理。應(yīng)變式電阻組成全橋差動(dòng)電橋，當(dāng)電阻收到力的作 用時(shí)，電阻會(huì)發(fā)生形變導(dǎo)致阻值發(fā)生變化，從而使電橋失 去平衡產(chǎn)生一個(gè)輸出值，輸出值經(jīng)放大器放大后，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換送入單片機(jī)，然后由單片機(jī)分析處理顯示。
4 個(gè)電 阻應(yīng)變片接入全橋差動(dòng)電路中，在未受外力時(shí)，電橋處于 平衡狀態(tài)，其輸出為零，差動(dòng)全橋電路 Uo 與成線性關(guān)系，不存在非線性誤差，靈敏度高，還可以起到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/span>
其輸出電壓 Uo 為毫伏級(jí)別需經(jīng)放大器放大到伏級(jí)別，隨后進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換變換為數(shù)字量送入單片機(jī)，然后由單片機(jī)控制顯示 器顯示。
