燕山大学
课 程 设 计 说 明 书
题目： 电子秤的设计 学院（系）： 电气工程学院 年级专业： 12级 学 号：
学生姓名： 指导教师： 教师职称：
燕山大学《传感器原理与设计》课程设计任务书
院（系）：电气工程学院 基层教学单位：仪器科学与工程系
学生姓学 号 名 设计题 电子秤的设计 目 设 计 技 术 参 选择传感器设计并制作电子秤 1）量程0~1.999Kg 2） 弹性元件可选用悬臂梁 专业（班级） 12级 数 设 计 1. 理论设计方案及论证 要 求 2. 传感器结构设计、理论分析、参数计算 3. 完成恒流源、转换电路、放大电路的设计，利用Protel或EWB等有关工具 软件绘制电路原理图，或对电路进行仿真，或进行制作调试。 4. 提交课程设计说明书 周1：收集资料及拟定设计方案 工 周2～周4：测量电路设计、放大电路、A/D转换电路作 设计 计 周5～周6：单片机电路与程序、显示部分设计 划 周日：撰写设计说明书，准备答辩。 参 1. 唐文彦 《传感器》（第4版）机械工业出版社 2007年 考 2. 李科杰 《新编传感器技术手册》国防工业出版社 2002年 资 3. 其他：传感器原理、接口电路、设计手册类参考书 料 指导教师基层教学单位主任 签字 签字 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
2014年 12月日 12
摘要
称重技术是日常生活不可获缺的技术，随着科学技术的发展，称重技术和称重装置也获得了广泛的发展。基于电阻应变传感器的电子称以其制作简单、成本低、量程大、精度高等优点，得到了广泛的应用和发展。
电阻应变式传感器是以电阻应变效应为基本原理的电阻式传感器。它由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成，可根据具体测量要求设计成多种结构形式。弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形，并使附着其上的电阻应变计一起变形。电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化，从而可以测量力、扭矩、位移等多种物理量。
本文介绍了一种基于电阻应变式的称重传感器的电子秤的设计，其中包括惠斯通全桥电路的设计和搭建、OP07组成的放大电路的设计、AD7705组成的模数转换电路以及转换后数字采集和显示的实现。详细叙述了该称重传感器的参数设计，并验证其可行性。
关键字：传感器、电阻应变、差动电桥、放大电路、AD转换
目录
第1章 概论 ...................................................... 0
1.1 调研的意义 ............................................... 0
1.1.1 课题背景 ............................................ 0 1.1.2 调研意义 ............................................ 0 1.2 研究现状 .................................................. 0
1.2.1 国内外电子称的研究现状和发展趋势 .................... 0 1.2.2 典型电子称产品举例 .................................. 1 1.3 为电子称设计进行的准备 .................................... 1 第2章 电子称的具体设计方案 ...................................... 2
2.1 敏感元件的介绍 ............................................ 2
2.1.1 电阻应变片的工作原理 ................................ 2 2.1.2 弹性元件 ............................................ 4 2.2 匹配电路的设计 ............................................ 5
2.2.1 元器件选择与功能描述 ................................ 5 2.2.2 测量电路的设计 ...................................... 5 2.2.3 差动放大电路单元 .................................... 6 2.2.4 A/D转换单元 ........................................ 7 2.2.5数据处理与显示部分 .................................. 8
第3章 仿真电路 .................................................. 8
3.1仿真电路的建立 ............................................ 8 3.2仿真电路结果分析 .......................................... 9 第4章 体会与收获 ............................................... 11 参考文献 ........................................................ 11
第1章 概论
1.1
调研的意义
1.1.1 课题背景
电子称重技术是从50年代中期电子技术深入到衡器的辅助测量技术，从60年代初出现了机电结合电子衡器开始，迅速发展成为一门新兴技术，它是集传感器技术、微电子技术、计算机控制及测试技术、机械制造自动化技术为一体的综合技术，是现代称重计量和控制系统工程的重要技术基础。应用电子称重技术开发的电子称重系统具有广阔的领域和较强的渗透性。 1.1.2 调研意义
在我们生活中经常都需要测量物体的重量，于是就用到称。随着计量技术和电子技术的发展，纯机械结构的杆秤、台称、磅秤等称量装置逐步被淘汰。电子称量装置如电子称、电子天平等以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。电子称向提高精度和降低成本方向发展的趋势引起了对低成本、高性能模拟信号处理器件的增加。其中电阻应变式传感器电子称在各个领域得到广泛应用。研究和设计完善电子称可以使现代化技术应用于生活，使国民生活更加方便、快捷、智能化。
1.2 研究现状
1.2.1 国内外电子称的研究现状和发展趋势
国内电子称量技术基本达到国际上20世纪90年代中期的水平，少数产品的技术已处于国际领先水平。国内的电子称市场中，1009左右量程的电子称精度一般为0.019。在研究方法上，电子称量系统的工作原理一般是将作用在承载器上的质量或力的大小通过压力传感器转换为电信号，并通过处理电路实现该信号。随着技术的发展，电子秤的制造技术及应用得到了新的发展，电子秤技术从静态称重向动态称重发展：计量方法从模拟测量向数字测量发展；测
电子称的设计传感器
