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上海亞津電子科技發布時間：18-08-2115:43我們經常會遇到去測量小質量物體的重量問題，特別是在我們的日常生活當中。還記得那些傳統的桿秤雖然可以解決這樣的一個問題，但是它不方便攜帶，而且效率也不高，顯示很不直觀而且測量精度低；話說機械式的彈簧秤也可以解決這一問題，但是它的慣性大，固有頻率低、靈敏度也不高，測量精度也不高。隨著現在的微計算機技術、集成電路技術、傳感器技術的進步及更新，電子秤獲得了迅猛的發展，它功能齊全、顯示直觀、準確度高、反應靈敏、使用方便等特點。為了解決小質量的物體的稱重問題，如果能有一個體積小、重量輕、便于攜帶、可數字顯示的電子秤的話，肯定會廣受大家的歡迎。現在這種電子秤已經廣泛運用到了市場中，那我們就說一下這種稱重范圍在05kg的袖珍電子秤的設計問題吧一、方案設計袖珍電子秤的結構原理是從傳感器→放大器→AD轉換器→CPU→顯示器。設計袖珍電子秤的主要任務是稱重的測力傳感器的選擇。能實現測力的傳感器種類很多,要實現稱重及數顯,關鍵是要把力(重力)信號轉換成電信號來測量,其方法主要分為2類:一類是直接法,即利用壓磁式傳感器、壓電式傳感器、壓阻式傳感器直接將信號轉換成電信號;另一類是間接法,即以彈性元件作為敏感器,將拉、壓力轉變為應變、位移或頻率,再用應變傳感器、位移傳感器或頻率傳感器把應變、位移或頻率轉變為電量。綜合比較各種傳感器的情況,在此選用間接法的應變式力傳感器。二、傳感器裝置設計應變式力傳感器的工作原理：是將應變片粘貼到受力的力敏型彈性元件上,當彈性元件受力產生變形時,應變片產生相應的應變,轉化成電阻變化,從而引起測量電路的電壓變化,通過測量輸出電壓的數值,再通過換算即可得到所測量物體的重量。由于袖珍電子秤要求體積小,稱量范圍不大,精度和角偶一致性高,傳感器與顯示器一體化等特點,故選用雙孔懸臂平行梁應變式承重傳感器。其特點是:精度高、易加工、結構簡單緊湊、抗偏載能力強、固有頻率高,其典型結構如圖2所示。圖2 雙孔懸臂梁傳感器結構示意圖應變片選用由柵狀金屬泊粘貼在絕緣基片上構成的金屬泊式應變片,電阻應變片感受的機械應變量一般為10-6~10-2mm,隨之而產生的電阻變化率也大約在10-6~10-2數量級之間,這樣小的電阻變化用一般的電阻測量儀表很難測出,必須采用一定形式的測量電路將微小的電阻變化率轉變成電壓或電流的變化,才能用二次儀表顯示出來。橋式測量電路能夠滿足這一要求。圖3 橋式測量電路在稱重傳感器中,R1,R2,R3,R44個應變片電阻組成的橋式測量電路如圖3所示。Rm為溫度補償電阻,e為激勵電壓,V為輸出電壓。圖3橋式測量電路若不考慮Rm,在應變片電阻變化之前,電橋輸出電壓為V=(R1R1+R2-R4R3+R4)e由于橋臂起始電阻全等,即R1=R2=R3=R4=R,所以V=0。當應變片電阻R1,R2,R3,R4變為R+ΔR1,R+ΔR2,R+ΔR3,R+ΔR4時,電橋的輸出電壓變為V=(R+ΔR1R+ΔR1+R+ΔR2-R+ΔR4R+ΔR3+R+ΔR4)e經推導、整理并忽略高次項可得V=e4(ΔR1R-ΔR2R+ΔR3R-ΔR4R)也就是說,電橋輸出電壓的變化與各臂電阻變化率的代數和成正比。如果4個橋臂應變片的靈敏系數k相同,且ΔRR=kε。則上式又可寫成V=ek4(ε1-ε2+ε3-ε4)上式表明,電橋的輸出電壓和4個橋臂的應變片所感受的應變量的代數和成正比。這就是利用橋式電路測量應變量的工作原理。在應變式稱重傳感器中,4個應變片分別貼在彈性梁的4個敏感部位,傳感器受力作用后的變形情況如圖4 所示。圖4 傳感器受力作用后的變形情況在力的作用下,R1和R3被拉伸,阻值增大,ΔR1和ΔR3為正值,R2和R4被壓縮,阻值減小,ΔR2和ΔR4為負值。若應變片阻值變化的絕對值相同,即ΔR1=ΔR3=+ΔR或ε1=ε3=+εΔR2=ΔR4=-ΔR或ε2=ε4=-ε因此V=ek4(ε1-ε2+ε3-ε4)=ek44ε=ekε圖4傳感器受力后變形示意圖若考慮Rm,則電橋輸出電壓變為V=(R+ΔR2R-R-ΔR2R)(RR+2Rm)e=RR+2RmΔRRe=RR+2Rmkεe令Su=Ve,則Su=RR+2RmkεSu稱為傳感器系數或傳感器輸出靈敏度。文章來源于網絡，希望對你們有所幫助，版權歸原作者所有，我們下次再會。

關鍵字標籤：工業吊秤