测控技术与仪器专业
《传感器技术》课程设计任务书
淮阴工学院电子与电气工程学院
2014年06月
专业方向课程设计
课题： 电阻应变式电子称
班 级 测控1111 学生姓名 金梦磊 学号 1111203115 指导教师 张青春
淮阴工学院电子与电气工程学院
目录
1.系统方案设计 1.1 概述 1.2 检测原理 1.3 系统原理框图 2.系统硬件设计 2.1 传感器选择及其特性 2.2 测量电路 2.3 信号采集电路 2.4 单片机及外围电路 2.5 总体电路图 3.系统软件设计 3.1 软件设计方法 3.2 软件流程图 3.3 软件清单及说明 4.系统调试与验证 4.1 调试过程
4.2调试结果（仿真结果）截图 4.3 误差分析
5．课程设计体会与总结
附录：1、参考资料 2、元器件表
基于电阻式应变片式传感器的电子称设计
`
1.系统方案设计
1.1概述
随着时代的进步和科技的发展，电子称已经成为现代生活中不可或缺的一部分。无论是做生意确定货物的重量，还是菜市场买菜看斤看两，还是没事减肥看看自己体重有没有减少，我们都需要使用称量道具，电子称以其便携，准确等优点占据着市场。
早期的电子称是通过模拟电路实现的，其抗干扰能力不足，准确也比较低。现在的电子称都是通过微控制器，采用数字信号的方式，这样就克服了以前的缺点，还可以实现键盘控制以及超额报警等更能。在学习了传感器，单片机，测控电路几门课程之后，我们可以自己设计出一个电子称了。
在我的设计中，我将采用电阻式应变片传感器进行测量，并采用放大器对传感器转换出的电压信号进行放大、达到A/D转换器输入电压的要求，采用8位A/D转换器将放大器产生的模拟信号转换成数字信号，单片机将接收到的数字处理后显示在4个数码管上（量程为0-1.999kg，所以只需要4个数码管），还需要蜂鸣器进行超量程报警，led灯显示电源的通断，两个拨位开关实现电源通断的控制，以及单片机的复位功能。 1.2检测原理
电阻式应变片传感器是通过电阻的应变效应进行测量。
所谓的电阻应变效应就是指具有规则外形的金属导体或半导体材料在外力作用下产生应变而其电阻值也会产生相应的改变，这一物理现象称为“电阻应变效应“。
将电阻应变式传感器的电阻变化转换成电压或电流信号，在应用中一般采用电桥电路作为测量电路。电桥电路具有结构简单、灵敏度高，测量范围宽、线性度好且易实现温度补偿等优点。
电桥电路的工作方分为单臂、双臂和全桥三种，单臂工作输出信号最小，线性、稳定性较差；双臂输出是单臂的两倍，性能有所改善；全桥工作时的输出时单臂的四倍，性能最好。因此，为了得到较大的输出电压信号一般都采用双臂或者全桥工作。本课题采用全桥工作，其示意图如下：
图1-1 应变片全桥实验原理图
图中R1，R2，R3，R4为应变片，同侧应变片接在相对的两个桥臂上，异侧的应变片接在相邻的两个桥臂。W1和r组成电桥调平衡网络，在没有压力的情况下电桥的输出理论为零，供电桥直流电源±4V。