《测试技术课程设计》报告书
《基于Lab View的电子秤设计》
课设报告书
学 院： 机 电 学 院 学 号： 姓 名： 同 组 人：
指导老师：
提交日期： 2017 年 6 月 12 日
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《测试技术课程设计》报告书
目录
一、概述 ................................................................................................. 1 二、功能需求分析 ................................................................................. 1 三、系统设计 ......................................................................................... 1 四、技术实现 ....................................................................................... 12 五、课程设计问题及解决方法 ............................................................ 13 六、心得体会 ....................................................................................... 13
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《测试技术课程设计》报告书
一、概述
电阻应变片是基于应变效应制作的，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化。可直接作为测量传感元件，将电阻应变片接成电桥形式，当钢梁受到外力产生形变时，电桥内各电阻值将发生变化，产生相应的不平衡输出。
本次课程设计的目的，是掌握传感器的组成和基本原理、基本概念和分析方法、并具备构造、调试和工程设计传感器的能力。了解labview软件的使用方法，并利用软件构建信号分析程序和前面板。
二、功能需求分析
（1） 量程0～1.5Kg，应变式传感器的结构设计； （2） 电路设计，差分放大电路；
（3） 程序设计，包括信号处理程序和前面板。
三、系统设计
其电路构成主要有测量电路，差动放大电路。其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，广泛应用于电子秤以及各种新型结构的测量装置。而差动放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足NI数据采集卡的输入要求，将信号输入进电脑进行进一步分析。
原理流程图如下：
全桥测量电路 信号放大电 路 NI数据采集卡 Labview处理与显示 1、测量电路
电阻应变式传感器简称电阻应变计。当将电阻应变计用特殊胶剂粘在被测构件的表面上时，则敏感元件将随构件一起变形，其电阻值也随之变化，而电阻的变化与构件的变形保持一定的线性关系，进而通过相应的二次仪表系统即可测得构件的变形。通过应变计在构件上的不同粘贴方式及电路的不同联接，即可测得重力、变形、扭矩等机械参数
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本次设计采用的是全桥测量电路，电阻应变式传感器就是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化 , 再经相应的测量电路而最后显示或记录被测量值的变化。在这里，我们用电阻应变式传感器作为测量电路的核心。并应根据测量对象的要求，恰当地选择精度和范围。
全桥电路原理如图：
图1 全桥电路原理图
Ug?E(R2??RR4??R?)
R1??R?R2??RR3??R?R4??R可设定R1=R2=R3=R4，此时：
Ug?E?R R这就是电阻桥式电路的输出，也就是由压力转换而来的电信号,计算验证，全桥电路的灵敏度是单臂电桥的四倍。
电阻应变片的电阻变化范围为0.0005—0.1欧姆。所以测量电路应当能精确测量出很小的电阻变化，在电阻应变传感器中做常用的是桥式测量电路。 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：
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?电路的选择
考虑到本次课设所制作的电子称传感器输出电压非常小，灵敏度为1.0±0.15mV/V。因此我们选用仪表放大电路，也是差分放大的一种。电路原理图如下：
其中，在电阻满足条件R1=R2，R3=R4，R5=Rf时，增益G与阻值的关系为： G=(1+2R1/Rg)Rf/R3
?电路的特点与优势
● 高共模抑制比
共模抑制比(CMRR) 则是差模增益( A d) 与共模增益( Ac) 之比,即:CMRR = 20lg | Ad/ Ac | dB ;仪表放大器具有很高的共模抑制比，CMRR 典型值为 70～100 dB 以上。
● 高输入阻抗
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