壓變式傳感器課程設(shè)計

電控學(xué)院傳感器原理及應(yīng)用課程設(shè)計題目：電阻應(yīng)變式稱重報警器院（系）：電氣與控制工程學(xué)院專業(yè)班級：自動化xxxx班姓名：xxx學(xué)號：xxxxxxxx指導(dǎo)教師：王黨樹201x年x月xx日1、前言稱重傳感器是知識密集、技術(shù)密集和技巧密集型的高技術(shù)產(chǎn)品。研制和生產(chǎn)所涉及的內(nèi)容多、離散大，技術(shù)密集程度高，邊緣學(xué)科色彩濃，是多種學(xué)科相互交叉、相互滲透的結(jié)晶。稱重傳感器是一種將質(zhì)量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y量的電信號輸出的裝置。用傳感器先要考慮傳感器所處的實際工作環(huán)境，這點對正確選用稱重傳感器至關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命，乃至整個衡器的可靠性和安全性。在稱重傳感器主要技術(shù)指標(biāo)的基本概念和評價方法上，新舊國標(biāo)有質(zhì)的差異。

隨著技術(shù)的進(jìn)步,由稱重傳感器制作的電子衡器已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè),實現(xiàn)了對物料的快速、準(zhǔn)確的稱量，特別是隨著微處理機的出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)過程自動化程度化的不斷提高，稱重傳感器已成為過程控制中的一種必需的裝置，從以前不能稱重的大型罐、料斗等重量計測以及吊車秤、汽車秤等計測控制，到混合分配多種原料的配料系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝中的自動檢測和粉粒體進(jìn)料量控制等，都應(yīng)用了稱重傳感器。目前，稱重傳感器幾乎運用到了所有的稱重領(lǐng)域。電阻應(yīng)變式稱重傳感器，是通過把一種被測量(質(zhì)量)轉(zhuǎn)換成另外一種被測量(輸出)來測量質(zhì)量的力傳感器，其工作原理是：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。?，再經(jīng)相應(yīng)的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號的過程。2、方案設(shè)計2.1方案比較直接放大：將傳感器輸出信號直接通過放大器放大。電路設(shè)計簡單，受溫度影響大。差分放大：將傳感器輸出信號通過差分放大電路放大。電路設(shè)計較復(fù)雜，受溫度影響小，有效抑制零點漂移。直接輸出電壓：易將報警電路燒毀。電壓比較器：準(zhǔn)確調(diào)節(jié)報警電壓。2.2方案選擇采用差分放大電路和雙電壓比較器3、硬件設(shè)計本設(shè)計的電阻應(yīng)變式稱重報警儀的系統(tǒng)原理框圖介紹如下所示：主要由稱重傳感器YZC-1B、OP07運算放大器、雙電壓比較器LM393、聲光報警器裝置和附件電路組成。稱重傳感器YZC-1B電源聲光報警器LM393電壓比較OP07差分放大稱重傳感器YZC-1B電源聲光報警器LM393電壓比較OP07差分放大3.1傳感器調(diào)理電路YZC-1B稱重傳感器主要參數(shù)：額定載荷：3,5,8,10,15,20,25,30,35,40,45kg絕緣電阻：≥5000MΩ工作溫度范圍：-40～+80℃靈敏度：2.0±0.002mv/v安全過載：150%F.S綜合誤差：±0.02%F.S極限過載：200%F.S蠕變：±0.02%F.S推薦激勵電壓：10～12V(DC)零點平衡：±1%F.S最大激勵電壓：15V零點溫度影響：±0.02%F.S/10℃密封等級：IP67輸出溫度影響：±0.02%F.S/10℃材質(zhì)：鋁合金輸入電阻：405±5Ω電纜：線長：0.3～3m；直徑：￠4mm輸出電阻：350±3Ω輸入+：紅；輸入-：黑；輸出+：綠；輸出-：白3.2放大電路本次設(shè)計電路放大器采用OP07同相比例放大器，我們采用的是雙電源+5V和-5V供電，放大倍數(shù)為1000倍，比較器采用的是LM393電壓比較器，當(dāng)同相輸入端的電壓大于電位器設(shè)定的基準(zhǔn)電壓時，輸出高電平。OP07管腳圖：3.3報警電路LM393原理及管腳圖:LM393是雙電壓比較器集成電路。輸出負(fù)載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內(nèi)的任何電源電壓上，不受Vcc端電壓值的限制.此輸出能作為一個簡單的對地SPS開路(當(dāng)不用負(fù)載電阻沒被運用)，輸出部分的陷電流被可能得到的驅(qū)動和器件的β值所限制.當(dāng)達(dá)到極限電流(16mA)時，輸出晶體管將退出而且輸出電壓將很快上升。工作溫度范圍:0°C--+70°CSVHC(高度關(guān)注物質(zhì)):NoSVHC(18-Jun-2010)器件標(biāo)號:393工作電源電壓范圍寬，單電源、雙電源均可工作，單電源:2~36V，雙電源:±1~±18V;消耗電流小，ICC=0.8mA;輸入失調(diào)電壓小，VIO=±2mV;共模輸入電壓范圍寬，VIC=0~VCC-1.5V;輸出與TTL，DTL，MOS，CMOS等兼容;輸出可以用開路集電極連接"或"門;聲光報警電路是由蜂鳴器和發(fā)光二極管組成的，用轉(zhuǎn)換電路的輸出端作為聲光報警電路的使能信號輸出端。為了提高聲光報警電路的驅(qū)動能力均加有反向驅(qū)動器同時為了保證電路可靠工作加了限流電阻。其中蜂鳴器我們采用+5伏直流蜂鳴器，其屬于無源蜂鳴器，內(nèi)部封裝有音頻振蕩電路只要外加+5直流電源電壓即可起振發(fā)聲。當(dāng)采集到的瓦斯?jié)舛瘸^預(yù)先設(shè)定的上限值時，系統(tǒng)發(fā)出聲光報警信號4、調(diào)試電路檢查電路焊接有無虛焊、斷點火斷路的情況，用萬用表測量傳感器在加上不同質(zhì)量的重物時所產(chǎn)生的輸出電壓與放大電路的輸出電壓是否成線性關(guān)系，測量放大器輸出對地電壓并調(diào)節(jié)Rp，使比較器門限電壓與輸出相等。給電路板提供+5V的穩(wěn)壓電源，觀察電源指示燈——紅色的發(fā)光二級管是否發(fā)光，如果指示燈不亮，則用萬用表檢查電源電路是否導(dǎo)通，如果是導(dǎo)通的，則可能是指示燈的管腳接反，導(dǎo)致指示燈損壞，另外一個原因可能是在焊接的過程中存在虛焊。電源接通后，對LM339進(jìn)行測試。用萬用表測量LM393是否約有+5V輸入電壓，通過這樣可以檢查電源模塊是否正常工作。電源部分結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試簡單，很快就能讓此模塊正常工作。然后通過電平給發(fā)光二極管一個高電平，觀察二極管是否發(fā)光，再送一個低電平觀察是否熄火，按照這樣的方法測試，最后得到結(jié)果如預(yù)期所示：高電平亮，低電平滅。如同測試發(fā)光二極管一樣，測試蜂鳴器的方法相同，最后得出預(yù)期的結(jié)果：高電平響，低電平不響。5、心得體會通過這次實習(xí)，我獲益良多。我們這次做的是稱重報警器，這個傳感器相對其他的較為困難，運算放大器相對其他較多，過程也復(fù)雜。我們在老師的指導(dǎo)下最終制作出了傳感器。課程設(shè)計的重要性不言而喻課程設(shè)計是一個重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計使我們了解到一些實際與理論之間的差異。通過課程設(shè)計不僅可以鞏固專業(yè)知識，為以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)，而其還可以培養(yǎng)和熟練使用資料，運用工具書的能力，把我們所學(xué)的課本知識與實踐結(jié)合起來，起到溫故而知新的作用。課程設(shè)計誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時也提升我的眼界，鍛煉了我的能力，使我對課程設(shè)計有了新