用悬臂梁式称重传感器设计一个电子天平
一种高精度悬臂梁式电子秤的研制
Ａｂｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ：Ｗ ｉ ｔ ｈ ｒ ｅ ｇａ ｒ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎｉ ｃ ｓ ｃ ａ ｌ ｅ ｓ ｐ ｒ ｏ ｂｌ ｅ ｍｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ １ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎｉ ｃ ｓ ｃ ａ ｌ ｅ ｃ ａ ｎｔ ｉ ｌ ｅ ｖｅ ｒ ｂ ｅ ａ ｍ， ｗｅ ｉ ｇｈｉ ｎｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏｄ ａ ｎ ｄ ｕｎｉ ｔ ａ ｒ ｙ ｆ ｕ ｎｃ ｔ ｉ ｏ ｎ， ｔ ｈｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｐｒ ｏｐ ｏ ｓ ｅ ｓ ａ ｄｅ ｓ ｉ ｇｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｃ ａ ｎ ｔ ｉ ｌ ｅ ｖｅ ｒ ｂｅ ａ ｍ ｔ ｙｐ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎｉ ｃ ｓ ｃ ａ ｌ ｅ
一款简易电子秤的设计
一款简易电子秤的设计文章介绍一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤的设计与制作。
系统主要分为单片机模块、传感与A/D模块、按键模块、显示模块等。
该电子秤可以数字显示被称物体的重量，且称重误差在要求范围之内，并可以设置单价（元/克），可计算物品金额并实现金额累加，且具有去皮功能，去皮范围不超过100g。
测试表明各项指标都符合设计任务要求。
标签：电阻应变片；A/D转换；LED一、设计要求设计并制作一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤，电子秤的结构要求铁质悬臂梁固定在支架上，支架高度不大于40cm，支架及秤盘的形状与材质不限。
悬臂梁上粘贴电阻应变片作为称重传感器。
具体要求：（1）电子秤可以数字显示被称物体的重量，单位克（g）。
（2）电子秤称重范围5.00g～500g；重量小于50g，称重误差小于0.5g；重量在50g及以上，称重误差小于1g。
（3）电子秤可以设置单价（元/克），可计算物品金额并实现金额累加。
（4）电子秤具有去皮功能，去皮范围不超过100g。
二、方案论证（一）显示方案选择方案一：采用LCD液晶显示。
优点：控制方法简单；缺--点：显示内容有限，有些功能需要分页显示。
方案：采用LED显示。
优点：显示内容较多，多项功能可同时显示；缺点：控制稍复杂。
考虑两个方案的优缺点，在本系统中采用方案二。
（二）传感器设计方案本设计采用电阻应变片和铁质悬臂梁自制称重传感器。
设计过程中，用不同厚度的铁片，以及改变桥式连接的电阻应变片的相对位置，分别制作了多个传感器进行试验，最终选定灵敏度最好的进行系统联调。
（三）系统方案最终确定的系统由单片机系统、称重传感器、A/D转换模块、键盘模块、LED 显示模块等构成，调试时需外接一个电源。
三、理论分析与计算（一）电阻应变式称重传感器当传感器不受载荷时，弹性敏感元件不产生应变，粘贴在其上的应变片不发生变形，阻值不变，电桥平衡，输出电压为零；当传感器受力时，即弹性敏感元件受载荷P时，应变片就会发生变形，阻值发生变化，电桥失去平衡，有输出电压。
称重传感器制作的便携式电子手提秤
称重传感器制作的便携式电子手提秤这里介绍的便携式电子手提秤具有称重精度高、简单实用、携带方便、成本低等特点，很适合家庭购物使用。
工作原理本装置由称重传感器、放大电路、A/D转换和液晶显示电路四部分组成，电路如图所示。
图中E为9V叠层电池，R1~R4为称重传感器的4片电阻应变片，R5、R6与RPI组成零件调整电路，当载荷为零时，调节RPI使液晶显示屏显示零。
IC1、IC2为双运放集成电路LM358中的两个单元电路。
A1、A2组成了一个对称的同相放大器，A／D转换器采用了7106双积分型A／D转换器。
液晶显示屏采用3-1/2液晶显示片。
根据手提秤的特点，传感器应该选用S型称重传感器，但是S型称重传感器成品的价格较高，为了降低成本，可用半成品CHBL3型双孔悬臂梁称重传感器进行改制。
CHBL3型传感器以双孔悬臂梁作为弹性体，弹性体上贴四片箔式电阻应变片R1~R4。
小量程称重传感器常采用双孔悬臂梁传感器，它的结构和接线如图所示。
如果载荷P安放在秤盘上，载荷P简化为作用在弹性元件端部的一个力偶M，如图所示。
这种传感器的特点是载荷P准S型传感器安放在任何位置都不影响输出值。
根据这一特点，我们只要稍作修改就可以制成一个准S型传感器，修改后的结构如图所示。
从图中可以看出，重力P的中心在中线上，这样S型传感器安放在手提秤的外壳中，重力P的中心也在外壳的铅垂中心线上。
改装后的准S型传感器的电桥输出电压为V0。
放大电路与7106的连接图如图所示，A1和A2组成对称型同相放大电路，输入电阻很高。
由于结构对称，在输出端它们的温度漂移被相互抵消。
A／D转换器7106是一个双积分型的A／D转换器。
该转换器精度高，它带有输出译码器，可直接驱动液晶显示器。
7106与液晶显示器被设计成一个量程为200mV的电压表。
便携式电子手提秤的量程为skg，称重传感器在5kg时的输出约为4.6mV。
图为A／D转换与液晶显示驱动的原理图。
目前，台式电子秤在商业贸易中的使用已相当普遍，但存在较大的局限性：体积大、成本高、需要工频交流电源供应、携带不便、应用场所受到制约。
基于单片机和传感器的电子秤系统教学设计与实现
0 引言单片机MCU是将计算机的中央处理器CPU、数据存储器RAM、指令存储器ROM、定时计数器和输入输出I/O接口、中断控制器、模数转化器、数模转换器、调制解调器等部件集成在一片芯片上，内部硬件结构和指令系统是针对自动控制应用而设计的，所以单片机又称为单片微型计算机SCM。
单片机从系统角度发展方面经历了三个阶段，第一阶段为SMC、第二阶段为MCU、第三阶段为片上系统SOC，从数据处理角度经历了四位机、八位机、十六位机、三十二位机、六十四位机,目前市面上主流机型位八位和十六位的微控制器MCU，在本设计中采用八位的单片机STC89C51。
传感器是一种转换装置，将感受到的被测量按照一定规律转换成可用输出信号，即把非电信号转换成电信号，便于传输和控制，一般由敏感元件、转换元件、测量电路和辅助电源等部分组成，是自动控制系统和自动检测系统中不可缺少的元件，在本设计中使用双孔悬壁梁式电阻应变传感器实现重量测量。
1 任务描述利用电阻应变片称重传感器和电子秤专用HX711A/D转换器芯片，结合单片机STC89C51应用，制作性价比高的电子台秤，主要适用于居民小区菜市场的小商贩。
通过将敏感元件（弹性体）、转换元件（电阻应变片）、信号调理电路集于一体，实现称重数据显示，并进行标定，本设计的电子台称指标要求达到国家计量标准计量III级，称重范围0—25Kg，分辨力为1g。
2 任务分析2.1 电阻应变片传感器的选择采用分辨力高、灵敏度高、频率响应好的双孔悬壁梁式电阻应变传感器实现重量测量。
使用过程中考虑秤台本身重量、工作过程摆放物体冲击、振动、超重等因素，所以实际使用的传感器量程必须大于额定称重量25Kg。
为了满足设计需求，同时具有一定的冗余量，该设计选择HL-B1-30Kg悬臂梁称重传感器，精度为0.01%。
2.2 电子秤专用A/D转换器芯片的选择要求传感器最大量程达30Kg和分辨力为1g，这就要求模块输出位数至少为13位，8位精度的PCF8591无法满足as 1 g, and has the function of pricing, trading information for vendors and customers provide the most direct and convenient for buyers and sellers trade, reduce fraud on both sides.To achieve this goal, this design USES the microcontroller STC89C51 control and choose 24 precision HX711 electronic scale special A/D module, LCD display screen choose JLX12864G - 085 - P LCD module. The choice of simple circuit complete, the design of components is cost-effective, stable performance, convenient operation, parameters conform to the requirements of the measurement, has the characteristics of ultra range audible and visual alarm automatically, has a strong market application value.Key words: resistance strain gage;MCU;HX711;audible and visual alarm项目基金：全国农业职业教育“十三五”规划课题（2016-135-Y-200）。
杠杆原理做的天平小秤，轻松秤出厨房调料克重
杠杆原理做的天平小秤，轻松秤出厨房调料克重生活中测量物品质量经常需要用到秤，现在大家用的都是电子秤啦。
你知道电子秤出来之前，人们是怎么测量
物品质量吗？今天跟着爆爆一起亲手制作一个天平小秤，来看看天平秤是怎么测量物品质量的吧！
材
料
双面胶 / 天平尺 / 立柱 / o形圈塑料线 / 小碟 / 底座 / 砝码 /指针/ 铜丝 / 挂钩 / 小轴
步
骤
-1-
立柱安插在底座上
-2-
用双面胶把指针固定在天平尺的中间位置，要求与天平尺保持垂直
-3-
把铜线对折折断，分别用铜丝把挂钩和三根塑料线保持相等的距离扎接
-4-
用三根塑料线头分别穿过小碟上的三个小孔挂住小蝶
-5-
用O形圈调整天平直至天平平衡
-6-
现在开始用砝码去秤取想要的盐的质量吧
原
理
天平是一种等臂杠杆。
天平是一种衡器，是衡量物体质量的仪器。
它依据杠杆原理制成，在杠杆的两端各有一小盘，一端放砝码，另一端放要称的物体，杠杆中央装有指针，两端平衡时，两端的质量（重量）相等。
天平的发明很早。
根据纸草书的记载，早在公元前1500多年，埃及人就已经使用天平了，还有人说，这个时间还要早，大约在公元前5000年以前。
古埃及的天平虽然做的很粗糙，但是已经有了现代天平的轮廓，成为现代天平的雏形。
用称重传感器制作的数显电子秤
用称重传感器制作的数显电子秤数字电子秤是一种常见的精密仪器，它称重精确，读数方便，很受人们的欢迎，但是价格却往往让人望而却步。
毕竟和普通的秤相比，其价格要高过许多。
一次买回一个便宜的称重传感器，经过一段时间的琢磨，结合网上的资料，制作了一个使用普通的数字万用表就可以直接读取重量的电子秤，称重精度为lg，最大量程3kg。
还可以通过上面的精密多圈电位器，自己设定电子秤斜率，满足你直观的读数需要。
称重传感器本身是一个精密电阻，当重物加在上面的时候电阻就会有微小的变化，这时加在这个电阻上的电压也会有变化，不过，由于变化比较小，所以必须放大才能够测量，在该传感器自带的配套电路板中，使用了CMOS四运放LMC660AIM。
它具有高阻抗的输入缓冲级和极低的偏置电流，同时又具有126dB的电压增益，单电源供电，很适合做称重传感器的放大电路。
LMC660AIM有四个运放单元，这里只使用了一个ICla，其它三个为了防止干扰将其作为电压跟随的方式。
实际接线非常简单，只需要对配套电路板上的LMC660AIM的IC la进行电压测量就可以了，其电路图如下图。
LMC660AIM的①、②脚分别和电位器相连，再接万用表测量就可以了，电位器的作用是调整电子秤斜率的。
电路焊好以后，然后按下图的样式安装就可以了。
首先需要用合适螺丝将传感器固定在一稳定的平台上，以我的图片为例，是固定在一个磁带盒子上的，然后再在传感器的另外一头，固定一个光盘就可以做为托盘了。
然后再把万用表针插在接头里，接上电源（12V，正负无所谓，电路中还有个整流部分）．微调电位器，当电压指示在11 5.OmV的时候，则此时的斜率就是正常的O.1mV/1g（这个数据是测量得来的）。
然后需要用标准物品进行校准，最简单的方法是使用一元硬币，每个6g，你可以准备5个左右的硬币，依次加进去，检查是不是每次增加6g。
在检测完成以后，再进行大重量的实验，加上一个500g左右的重物，然后再依次加入这6个硬币，这时候应该仍然是每次增加6g。
测控电路课程设计之电子称设计
测控电路课程设计之电子秤的设计一、设计任务1、题目：电子秤的设计1．确定结构电子秤由传感器、传感器专用电源、信号放大系统、模数转换系统及显示器等五部分组成，其原理框图如指导书图4所示。
2．设计技术指标如下：1）量程为0～1.999Kg ，2）传感器可采用悬臂梁式的称重传感器（悬臂梁上贴有应变片）。
3） 显示电路采用213为A/D 转换电路、共阴级数码管。
2、设计任务1）选择传感器2）设计传感器测量电路：通常用电桥测量电路。
3）放大电路设计由于传感器测量范围是0～2Kg ，假定选择的某款传感器的灵敏度为1mV/V 、工作电压为10V ，那么其输出信号只有0-10mV 左右；而A/D 转换的输入应为0-1.999Kg ，当量为1mV/g ，因此要求放大倍数约为200倍，一般采用两级放大器。
另外，在电路设计过程，应考虑电路抗干扰环节、稳定性。
选择低失调电压、低漂移、高稳定、经济性的芯片。
最后，电路中还应有调零和调增益的环节，才能保证电子秤没有称重时显示零读数，称重时读数正确反映被秤重量。
4）模数转换及显示系统A/D 转换器可选择MC14433，也可另选。
4）供电电源：设计一个可满足本设计需求的电源。
二、设计方案1、电子秤的主要组成电子秤由传感器、传感器专用电源、信号放大系统、模数转换系统及显示器等五部分组成，其原理框图如图4所示。
图4电子秤组成框图传感器将被测物体的重量转换成电压信号输出，放大系统把来自传感器的微弱信号放大，放大后的信号经过模数转换把模拟数字量，数字量通过数字显示器显示重量。
2、方案的选用方案一：采用应变式电阻称重传感器，将被测物体的重量转换成电压信号输出，然后采用AD620差动电路放大器把来自传感器的微弱信号放大，然后将放大后的信号经过MC14433模数转换器转换成数字量，最后经过动态扫描将数字量通过数码管显示出来，显示出来的数字就是被测物体的重量。
方案二：设计以51系列单片机AT89S52为控制核心，实现电子秤的基本控制功能。
用悬臂梁式称重传感器设计一个电子天平
用悬臂梁式称重传感器设计一个电子天平1.设计思路本实验采用悬臂梁式称重传感器，所称物体产生的压力由称重传感器检测，并由传感器测量电路转化为相应的模拟电信号输出。
称重传感器输出的模拟量，数值一般很小，达不到A/D转换接收的电压范围。
所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。
然后输出信号再经由A/D转换电路转化为相应的数字量。
由于本实验采用的ICL7107是3位半双积分型A/D转换器，能直接驱动共阳极LED数码管，故不需要使用单片机进行相应的数据处理和转换，ICL7107将模拟量转换为数字量之后直接将其转化成七段LED显示所需的字型码，输入到相应的信号电极就实现了所称物重数字量的输出。
2.设计方案将电阻丝应变片粘贴到悬臂梁上合适的位置，并接入全桥测量电路，相对的桥臂受力相同，相邻的桥臂受力相反，其中一对受拉力作用，另一对受压力作用。
由于电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，从而引起电压发生变化，即电桥的输出电压反映了相应的受力状态。
利用电桥传感器测应力的变化，可以间接的测量物体的质量。
传感器测出的信号经过放大电路放大处理成为符合A/D输入范围的电信号后进入A/D转换器，最后通过芯片内部电路将转换后的数字量转化为LED可识别的七段字型码送交LED显示器显示。
压力测量仪的原理在该称重系统的设计中有着极大的应用。
其大概的原理框图主要由以下五个部分组成：传感器、传感器专用电源、信号放大系统、模数转换系统及显示器等组成。
其原理框图如图1所示：图1 压力测量仪组成框图2.1称重式传感器选择合适的满足要求的传感器是实验成功的关键，本实验选择CZL-1R称重传感器，其量程为3.0Kg，而要求的量程是0 ～ 1.999Kg，可见该传感器的超载能力为：150%，在一定范围内的超载情况下具有保护作用；灵敏度:1mV/V；温度灵敏度漂移：0.002%℃；输入阻抗：405±15Ω，输出阻抗：350±15Ω；激励电压：10V；工作温度范围：-20～+60℃。
实验1电子秤设计
实验1 电子秤设计1. 设计目的1.1掌握金属箔应变片的工作原理及应用；了解应变测量仪的工作原理及其应用。
1.2通过设计、安装、调试等实践环节，提高学生的动手能力，分析问题和解决问题的能力。
2. 实验任务2.1设计制作一个电子秤，量程为0 ～0.5 Kg，传感器采用悬臂梁式的称重传感器（悬臂梁需自行粘贴应变片）。
2.2 安装、调试电子秤系统。
首先应进行调零、标定，然后再对系统进行稳定性、漂移、重复性、线性等参数的测试和分析。
3. 实验原理当用粘帖剂将应变测量转换元件——应变片牢固粘帖在试件表面，被测试件受到外力作用长度发生变化，粘帖在试件上的应变片其电量值也随着发生△R的变化，这样就把机械量——变形转换成电量（电阻值的变化）。
这个变化量经过放大，通过A/D转换，最终变成数字读数。
图1 应变测量仪组成框图4. 实验基本器材4.1 应变片（型号：3×5 电阻值：120 ± 0.2Ω基底：纸基）4.2 数字万用表4.3 YJ–31型静态电阻应变仪4.4 悬臂梁4.5 100g砝码5. 实验要求5.1 设计方案以小组形式提出，每小组人数不应多于4人。
5.2 方案应包括系统框图、检测电路原理图、系统安装示意图，实验流程详细说明，必要的实验数据记录表格，方案应充分论证，列出选择该方案的理由。
5.3 实验最多可分为两次完成。
在设计方案时应自行合理地设定工作节点，每次实验至少完成1个工作节点。
实验前每组应有一份设计方案以备检查，检查通过方可进行实验。
5.4 小组成员实验数据可以共享，但总结报告必须独立完成。
总结报告应包括设计方案、实验数据、数据分析（如线性度、灵敏度、回差等）、实验总结。
6. 实验附件6.1 贴片工艺说明书6.1.1试件受力分析6.1.2 试件表面处理：试件表面的待测点应先用刮刀弄平整，仔细地除去漆、电镀层、锈斑、氧化皮、污垢等覆盖层。
然后用0#或1#砂布与应变片粘贴方向成45︒交叉打磨，打出一些条纹，这样可以加强胶的附着。
电子秤设计与制作
目录1设计的任务与要求 (2)1.1 设计基本概述 (2)1.2 设计要求 (2)2.方案论证与选择 (2)2.1 电子称的系统方案 (2)3压力传感器 (3)3．1应变片 (4)3．2惠斯通电桥 (4)4.放大电路 (6)5 A/D转换模块 (7)6 LCD12864显示电路 (8)7 系统电路总图及原理 (8)8 总结 (8)9. 创新创意设计以及后续开发10．参考文献 (9)附录A：元器件清单……………………………………………………………………１0应变片1．1 任务的基本概述设计并制作一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤，电子秤的结构如右图所示。
铁质悬臂梁固定在支架上，支架高度不大于40cm，支架及秤盘的形状与材质不限。
悬臂梁上粘贴电阻应变片作为称重传感器。
1.2要求（1）电子秤可以数字显示被称物体的重量，单位克（g）；（10分）（2）电子秤称重范围5.00g~500g；重量小于50g，称重误差小于0.5g；重量在50g及以上，称重误差小于1g；（50分）（3）电子秤可以设置单价（元/克），可计算物品金额并实现几种物品金额的累加；（15分）（4）电子秤具有去皮功能，去皮范围不超过100g；（15分）（5）其他。
（10分）（6）设计报告：（20分）*说明（1）铁质悬臂梁可用磁铁检验，悬臂梁上所用电阻应变片的种类、型号、数量自定。
（2）测试时以符合称重误差的砝码为重量标准。
2.方案论证2.1 电子称的系统方案电子秤系统方案：电子秤的系统流程图：被测物体→压力传感器→放大电路→AD 转换模块→51单片机（算法）←键盘↓LCD12864显示模块基本思路：所测重量经过应变片变化转换为电阻变化，再经过测量电路转化为电压变化，经过放大电路放大调节后输出显示得到所需信号。
经过对51单片机的编译，对所得信号进行运算处理，得到需要的结果并在LCD12864上显示。
MCU 的选择：基于对成本的考虑，我们采用了价格低廉的编译空间大的STC12C5A60S2芯片。
基于应变全桥的铁质悬臂梁传感器的设计与实现
基于应变全桥的铁质悬臂梁传感器的设计与实现张玉叶【摘要】当悬臂梁表面应力发生变化时,上下表面出现应力差导致梁的弯曲.利用粘贴在铁质悬臂梁上的电阻应变片构成惠斯通电桥,将构件表面的形变转化为电桥差分输出电压.自制的铁质悬臂梁传感器将差分输出经模数转换芯片HX711放大并转换为数字量,Matlab软件对称重砝码的数值与HX711的读数进行分段式曲线拟合.单片机STC12C5A60S2根据拟合关系式反算被测物体重量并实时显示.经实验验证,利用该铁质悬臂梁传感器制作的电子秤装置成本低、灵敏度高,可实现基本的称重功能,称重范围为0～500 g,此外还具有超量程报警、金额累计、去皮等功能.经过实际测量,该系统可以达到0～50 g称重范围内误差小于0.5 g,50～500 g称重范围内误差小于1 g.温漂问题可以通过校正拟合系数的方法解决,减小了系统的硬件投入.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2018(026)014【总页数】5页(P125-129)【关键词】悬臂梁;称重传感器;单片机STC12C5A60S2;拟合【作者】张玉叶【作者单位】咸阳师范学院物理与电子工程学院,陕西咸阳712000【正文语种】中文【中图分类】TN710近年来，小型悬臂梁传感器由于灵敏度高，体积小、易于阵列化等优点引起广泛关注。
悬臂梁称重传感器，通常梁的一端为不产生轴向、垂直位移和转动的固定支座，另一端为自由端。
水平固定传感器安装端，然后悬臂梁末端施力，桥阻发生变化，通过输出信号算出传感器的称重值。
常见的密封结构，受力后自动调节，安装容易，使用方便，互换性好[1]。
量程大，可用于制作各种超薄型电子汽车衡、单轨吊秤、电子秤等。
1 传感器的设计及制作电阻应变式称重传感器的原理为：悬臂梁在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在它表面的电阻应变片也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号，从而完成了将外力变换为电信号的过程。
一种新型的电子天平设计
４
占
图１ 加速度传感器测量倾角原理 图 加 速度 传感器 可 以通过测 量天 平力臂 的倾 角来判 断天 平是 否平 衡， 如果不平 衡 ， 则控 制电机对 天平 另一端施 加一定 的拉力 ， 到力臂 直 倾角为 ０ 。此 时测量电机所施拉力 ， 经过计算就可得 到被 测物体的重力 侑， 即质 量 。 本论 文所设 计的基 于 ＭＥ 加速度传感 器的电子天平 的基 本原理 ＭＳ 电是一样 的。它通 过 Ｍ Ｍ 加 速度传感 器测量力 臂 的倾 角大小 ， Ｅ Ｓ 判断 电 平 是 否 平 衡 ， 果 不 平 衡 ， 控 制 电 机 对 力 臂 进 行 平 衡 调 节 ， 达 到 如 则 在 平 衡 条件 时 ， 量托 力 Ｆ的大 小 ， 算 出重 力 Ｐ 测 计 。 整个系统 由倾角测量解 算 、 力测量 、 拉 天平 力臂角 度控制 、 重量显 示 以及机 械结构等多个模块构成。 整个系统如图 ２ 示 ： 所
一
种 新 型 昀 电 子 天 设 计
海 南省 海 军 ４ ０ 工厂遥 监控 中心 郭世 璞 ８２
［ 摘 要］ 本文设计 了一 种新型的 ，ｆ ￣平 ， Ｅｆ － 将杠杆 式天平和 电磁式 天平进行结合 ， 并采用 了ＭＥ 加 速度传感 器作 为主要 器件 ， ＭＳ 通 过 力矩平衡原理 来测量被 测物 的重量。基于 ＭＥ 加速度 传感器的电子天平具有设计新 颖、 Ｍｓ 结构简单 、 体积小 、 精度适 中的特 点 ， 对 新 型 电子 天 平 的 设 计 做 出 了一 定 的探 索和 尝试 。 ［ 关键词 ］ 加速度传感器 拉力传感器 电子天平 Ｃ８５ Ｆ ２ ０ １０ １
技 பைடு நூலகம்
离 职院 枚英语语法教学 巾学生 自主学 习雒力的 培荠
自制天平秤的原理
自制天平秤的原理天平秤是一种用来测量物体质量的仪器，它的原理是基于物体质量与所受重力之间的关系。
下面我将详细介绍天平秤的工作原理。
天平秤由两个平行的悬臂臂杆组成，每个臂杆上有一个称钩用于挂物体。
天平秤的臂杆通常是均衡的，这意味着两个臂杆的质量和长度是相等的。
在天平秤的中央，有一个支点，使得两个臂杆能够自由地旋转。
其中一个臂杆上安装了一个刻度盘，用来读取质量。
当天平秤没有物体挂在上面时，两个臂杆保持平衡，刻度盘指针指向零刻度。
然而，当我们将物体挂在其中一个臂杆上时，这个臂杆会因为物体的质量而下倾，而另一个臂杆则会相应地上倾。
这是因为物体的质量增加了下倾臂杆的重力，而上倾臂杆的重力减少了。
当臂杆不再平衡时，我们可以通过移动一个小质量的校正物体来使其平衡。
我们可以重复这个过程，直到两个臂杆再次平衡，并且刻度盘指针指向零刻度。
此时，我们可以读取刻度盘上的值，这个值就是被挂在臂杆上物体的质量。
天平秤的工作原理基于牛顿第二定律，即物体的质量与所受重力之间的关系。
根据牛顿第二定律，物体所受的重力等于物体质量乘以重力加速度。
在地球上，重力加速度约为9.8米/秒²。
在天平秤中，每个臂杆上的重力可以分解为两个分力，一个垂直向下的重力和一个水平方向的重力。
当天平秤保持平衡时，两个臂杆上的垂直向下的重力相等，并且水平方向的重力也相等。
但是，当物体挂在其中一个臂杆上时，这两个重力就不再相等，从而导致臂杆的倾斜。
为了衡量臂杆的倾斜程度，天平秤使用一个中央支点来连接两个臂杆。
这个支点允许臂杆自由地旋转，这样的话当一个臂杆下倾时，另一个臂杆就会相应地上倾。
通过调整臂杆上的校正物体的位置，可以使两个臂杆再次平衡，从而实现准确的质量测量。
总结起来，天平秤的原理是基于牛顿第二定律和物体质量与重力之间的关系。
它通过比较两个臂杆上的重力来测量物体的质量，当一个臂杆上挂有物体时，它会向下倾斜，而另一个臂杆则会相应地上倾，通过校正物体的位置，可以使两个臂杆再次平衡，从而达到准确的质量测量。
最新：简易电子秤设计说明书(内含电路图)
目录第一章设计任务 (2)1.1简述电子称国内外发展现状和发展趋势1.2电子称的优势第二章总体设计与方案选定 (4)2.1理论基础2.2基本原理第三章电路调试与实验 (5)3.1设计方案3.2方案介绍及选定3.2.1方案介绍3.2.2方案选定3.3系统各部分的设计3.3.1传感器的设计3.3.2传感器的选择3.3.3测试电路设计3.3.4主要芯片介绍3.3.5方案分析3.4调试方法和实验分析3.4.1调试方法3.4.2实验结果误差分析3.4.3设计中产生错误的分析第四章设计总结体会 (16)4.1设计总计体会附录 (17)附录1 电路附录2 PCB图第一章设计任务1.1简述电子称国内外发展现状和发展趋势国内发展50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。
60年代初期出现机电结合式电子衡器以来，经过40多年的不断改进与完善，我国电子衡器从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。
电子衡器制造技术及应用得到了新发展。
电子称重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；测量特点从单参数测量向多参数测量发展，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。
电子称重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。
国内的电子秤市场中,1009左右量程的电子秤精度一般为0.019即10mg。
在研究方法上,电子称重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,并通过控制电路来处理该电信号。
但就总体而言，我国电子衡器产品的数量和质量与工业发达国家相比还有较大差距，其主要差距是技术与工艺不够先进、工艺装备与测试仪表老化、开发能力不足、产品的品种规格较少、功能不全、稳定性和可靠性较差等。
国外发展在国际上,一些发达国家在电子称重力一面已经达到了较高的水平。
特别是在准确度和可靠性等方面有了很大的提高。
在称重传感器方面,国外电子秤产品的品种和结构又有创新,技术功能和应用范围不断扩大,1)美国Revere公司研制出PUS型具有大气压力补偿功能的拉压两用的称重传感器,用于高准确度检验平台,称重平台,准确度可达5000d。
现代(传感器)检测技术实验-实验指导书
现代(传感器)检测技术实验实验指导书目录1、THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介2、实验一金属箔式应变片——电子秤实验3、实验二交流全桥振幅测量实验4、实验三霍尔传感器转速测量实验5、实验四光电传感器转速测量实验6、实验五E型热电偶测温实验7、实验六E型热电偶冷端温度补偿实验西安交通大学自动化系2008.11THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介一、概述“THSRZ-2 型传感器系统综合实验装置”是将传感器、检测技术及计算机控制技术有机的结合，开发成功的新一代传感器系统实验设备。
实验装置由主控台、检测源模块、传感器及调理（模块）、数据采集卡组成。
1.主控台(1)信号发生器：1k～10kHz 音频信号，Vp-p=0～17V连续可调；(2)1～30Hz低频信号，Vp-p=0～17V连续可调，有短路保护功能；(3)四组直流稳压电源：+24V,±15V、+5V、±2～±10V分五档输出、0～5V可调，有短路保护功能；(4)恒流源：0～20mA连续可调，最大输出电压12V；(5)数字式电压表：量程0～20V，分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级；(6)数字式毫安表：量程0～20mA，三位半数字显示、精度0.5级，有内侧外测功能；(7)频率/转速表：频率测量范围1～9999Hz，转速测量范围1～9999rpm；(8)计时器：0～9999s，精确到0.1s；(9)高精度温度调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法，温度控制精度±0.50C。
2.检测源加热源：0～220V交流电源加热，温度可控制在室温～1200C；转动源：0～24V直流电源驱动，转速可调在0～3000rpm；振动源：振动频率1Hz～30Hz（可调），共振频率12Hz左右。
3.各种传感器包括应变传感器：金属应变传感器、差动变压器、差动电容传感器、霍尔位移传感器、扩散硅压力传感器、光纤位移传感器、电涡流传感器、压电加速度传感器、磁电传感器、PT100、AD590、K型热电偶、E型热电偶、Cu50、PN结温度传感器、NTC、PTC、气敏传感器（酒精敏感，可燃气体敏感）、湿敏传感器、光敏电阻、光敏二极管、红外传感器、磁阻传感器、光电开关传感器、霍尔开关传感器。
双孔悬臂梁式称重传感器是电子计价秤中广泛使用的传感.
双孔悬壁梁式称重传感器偏载误差分析□孟淑燕双孔悬臂梁式称重传感器是电子计价秤中广泛使用的传感器。
这种传感器的弹性体具有上下两个平行梁。
它的最大特点就是具有抗偏载的力学特性。
也就是说，弹性体的应变量ε只取决于作用在弹性体平面内且与轴线相垂直的力分量，而与其他分量无关。
（ａ）（ｂ）图２（ａ）图１双孔悬臂梁式传感器的秤重结构示意图图３（ｂ）见图１，为了便于分析，将质量为ｍ的物体放在承重盘的任意位置上。
设ｍ所受的重力为Ｐ；Ｏ点为承重盘理想的中心位置；重力Ｐ在承重盘上的作用点到ｘ轴的距离为ｅ，到ｚ轴的距离为ｓ。
应用理论力学力的平移定理可先将力Ｐ沿ｚ轴方向平移至ｘ轴上，同时，在ｙｚ平面产生一个附加力偶，力偶矩为Ｍｎ（Ｍｎ＝Ｐ・ｅ）。
再将力Ｐ平移至Ｏ点，则在ｘｙ平面内产生一个附加力偶，力偶矩为Ｍ（Ｍ＝Ｐ・ｓ）。
可以认为：这样两次平移的结果，力Ｐ、力偶矩Ｍｎ、Ｍ对传感器的共同作用与物体ｍ在任意位置时所受重力Ｐ对传感器的作用等效。
为了分析弹性体结构的抗偏载特性，下面分别分析力Ｐ在理想位置及在ｘ方向或ｚ方向偏移时，弹性体的受力情况。
１力Ｐ作用在理想位置在图１所示的结构中，可以把弹性体看作是上、下对称的平行梁式结构，该结构属于３次超静定问题。
即此结构上的未知约束反力的数目比能列出的独立静力平衡方程的数目多三个。
由理论力学可知：“限制物体某些运动的条件称为约束”。
物体与约束之间相互作用着力，约束给物体的力限制物体的某些运动。
“约束给被约束物体的力称为约束反力”。
例如单悬臂梁结构见图２（ａ），其一端固定，另一端为自由端。
当自由端作用力Ｐ时，固定端约束该梁在水平、垂直方向的移动及相对转动。
固定端给横梁的约束用约束反力Ｘ、Ｙ、Ｍ′表示。
如图２（ｂ）所示。
取坐标系ｘ０ｙ，此力系为平面一般力系，能列三个独立平衡方程来求解三个约束反力。
即：Σｘ＝０Ｘ＝０Σｙ＝０Ｙ－Ｐ＝０，Ｙ＝ＰΣＭ０＝０Ｍ′－ＰＬ＝０，Ｍ′＝ＰＬ此结构为静定结构。
双孔悬臂梁应变传感器--称重实验
吉首大学实践教学系列SERIES OF PRACTICAL TEACHING OF JISHOU UNIVERSITY学生实验报告课程名称感测技术基础实验名称双孔悬臂梁应变传感器--称重实验专业通信工程学号同组姓名实验日期2013班级姓名年月日实验预习一、实验目的1、测试悬臂梁式称重传感器。
2、熟悉传感器常用参数的计算方法。
二、实验设备直流稳压电源土 4V 、应变式传感器实验模块、称重砝码、双孔悬臂梁称重传感器、数字电压表。
三、实验原理本实验选用的是标准商用双孔悬臂梁称重传感器，灵敏度高，性能稳定，四个特性相同的应变片贴在周围，弹性体的结构决定了R1 和 R3、 R2 和 R4 的受力方向分别相同，因此将他们串联就形成差动电源。
四、主要实验步骤1、观察称重传感器弹性结构及贴片位置，链接主机与实验模块的电源连接线。
2、逐一将砝码放在传感器称重的平台上，调节增益电位。
3、记录 W 与 V 的值，并做出V-W 曲线，进行比较。
4、与双平行悬臂梁组成的全桥性能进行比较。
指导老师签字五、实验记录（根据实验步骤逐项记录关键方法，现象及结果）1、并记入下表：重量20406080100120140160 （g)电压0.04 0.07 0.10 0.14 0.18 0.21 0.25 0.28 （V）六、结果分析及问题讨论（分析实验结果与理论值之间误差产生的原因，及改善办法）1、称重传感器的电压不要随意提高。
2、注意保护传感器的引线及应变片不受损伤。
七、指导老师评语指导老师签名批阅日期。
一种新型的电子天平设计
1kg g
×
g
×
0.3%
=
0.6%
可见，由传感器以及 AD 所引起的精度误差为 0.6%。
5.结论
本论文讨论了基于单片机的一种新型电子天平的设计。本设计在
简单的力臂平衡式天平上，利用了 MEMS 重力传感器能迅速而准确测
量物体倾角的特点，并运用拉力传感器平衡重力的原理，从而通过拉力
的计算得到物体重力的数值。基于 MEMS 加速度传感器的电子天平具
3.2 语法自主学习中归纳法的运用 多采用归纳法进行语法教学有利于学生自主学习能力的培养，学 生通过对具体的语言实例比较容易找出某些语言规律，比较符合语言 习得的自然顺序，而且也有利于培养学习者积极探索的精神，启发学生 的思维活动，调动学生的主动性，形成学习的内在动机。比如学习过去 分词和现在分词的用法时： (1) interesting /interested：The book is interesting. I’m interested with the book. (2) frightening /frightened: The film was frightening. I’m frightened of the film. 学生做答案二选一比较容易，但说不清为什么。经过积累，老师可 以和学生共同总结：分词作表语时和形容词相似。现在分词表示主语 的性质，主语多为事物，强调事物对他人或外界造成的影响；过去分词 表示主语的感受或状态，主语多为人。这样学生就能比较容易理解下 面的例句： The film Titanic is really exciting. I am excited about it. exciting 表示 Titanic 对他人造成的影响；excited 表示我的主观感 受。 通过学生自己对比和分析总结出规律性的规则，印象深刻，并注意 到语法的语用功能。 4.对英语教师的要求 要想把自主学习理论自如运用到英语语法教学实践中，不是英语 老师的作用减小了，相反要真正提高高职院校学生的英语的自主学习 能力，教师的任务更重了。 首先，教师自身素质的好坏将成为培养学生自主学习能力的教学 实践成功与否的重要因素，教师要自觉进行经常性的业务学习和教学 反思，树立“终身学习”意识，注重前沿理论动态，提高教学行为。其次， 要关注学生学习策略的训练和培养，课堂也是训练学习掌握和运用学 习策略的重要场所，不要忽视学生发展情感和社会策略的训练。在进 行教学评价时，教师要把“过程性评价”和“结果性评价”相结合，尊重学 生的个体差异，综合评价学生，开放地、多角度地来系统认识和整理英 语语法课程评价的内容，从而激发学生的学习兴趣，营造轻松和谐气 氛，全面提高课堂教学效果。最后，教师要尽量做到立足课内，丰富课 外。高职院校学生课余时间较多，不断扩大接触英语国家文化的范围， 提高学生的课外阅读能力，英语语法水平自然能得到提高。
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用悬臂梁式称重传感器设计一个电子天平1.设计思路本实验采用悬臂梁式称重传感器，所称物体产生的压力由称重传感器检测，并由传感器测量电路转化为相应的模拟电信号输出。
称重传感器输出的模拟量，数值一般很小，达不到A/D转换接收的电压范围。
所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。
然后输出信号再经由A/D转换电路转化为相应的数字量。
由于本实验采用的ICL7107是3位半双积分型A/D转换器，能直接驱动共阳极LED数码管，故不需要使用单片机进行相应的数据处理和转换，ICL7107将模拟量转换为数字量之后直接将其转化成七段LED显示所需的字型码，输入到相应的信号电极就实现了所称物重数字量的输出。
2.设计方案将电阻丝应变片粘贴到悬臂梁上合适的位置，并接入全桥测量电路，相对的桥臂受力相同，相邻的桥臂受力相反，其中一对受拉力作用，另一对受压力作用。
由于电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，从而引起电压发生变化，即电桥的输出电压反映了相应的受力状态。
利用电桥传感器测应力的变化，可以间接的测量物体的质量。
传感器测出的信号经过放大电路放大处理成为符合A/D输入范围的电信号后进入A/D转换器，最后通过芯片内部电路将转换后的数字量转化为LED可识别的七段字型码送交LED显示器显示。
压力测量仪的原理在该称重系统的设计中有着极大的应用。
其大概的原理框图主要由以下五个部分组成：传感器、传感器专用电源、信号放大系统、模数转换系统及显示器等组成。
其原理框图如图1所示：图1 压力测量仪组成框图2.1称重式传感器选择合适的满足要求的传感器是实验成功的关键，本实验选择CZL-1R称重传感器，其量程为3.0Kg，而要求的量程是0 ～ 1.999Kg，可见该传感器的超载能力为：150%，在一定范围内的超载情况下具有保护作用；灵敏度:1mV/V；温度灵敏度漂移：0.002%℃；输入阻抗：405±15Ω，输出阻抗：350±15Ω；激励电压：10V；工作温度范围：-20～+60℃。
2.2传感器测量电路称重传感器的测量电路通常使用电桥测量电路，它将应变电阻值的变化转换为电压的变化，这就是可用的输出信号。
电桥电路由四个电阻组成，如图2所示：桥臂电阻R 1，R 2，R 3和R 4，其中两对角点AC 接电源电压V U SL 10=，另两个对角点BD 为桥路的输出U SC ，桥臂电阻为应变电阻。
图2 传感器电桥测量电路没有外界压力作用时，电桥平衡，则测量对角线上的输出U SC 为零。
当传感器受到外界物体重量影响时，电桥的桥臂阻值发生变化，电桥失去平衡，则测量对角线上有输出，即0≠U SC 。
2.3传感器供电电源参考图2，设四个桥臂的初始电阻相等且均为R ，当有重力作用时， 两个桥臂电阻增加△R ，而另外两个桥臂的电阻减少，减小量也为△R 。
由于温度变化影响使每个桥臂电阻均变化△RT 。
这里假设△R 远小于R ，并且电桥负载电阻为无穷大，则电桥的输出为：USC= E*(R+△R+△RT)/( R-△R+△RT +R+△R+△RT)- E*( R-△R+△RT)/( R+△R+△RT +R-△R+△RT) = E*△R/（R+△RT ）即 USC= E*△R/（R+△RT ）说明电桥的输出与电桥的电源电压E 的大小和精度有关，还与温度有关。
如果0≠∆RT ，则电桥的电源电压E 恒定时，电桥的输出与△R/R 成正比。
当△RT≠0时，即使电桥的电源电压E 恒定，电桥的输出与△R/R 也不成正比。
这说明恒压源供电不能消除温度影响。
另外，使用电压表监测传感器的供电电源(用数字万用表电压挡测量输出电压)，必须保证供给传感器的电压是恒定值，才能保证传感器的输出信号与被测量呈线性关系。
2.4放大系统首先，压力测量仪的放大系统是把传感器输出的微弱信号进行放大，放大的信号应能满足模数转换的要求。
该系统使用的模数转换是3位半A/D转换，所以放大器的输出应为0V～1.999V。
要求灵敏度为1mV/V，其输出信号只有0 ～10mV左右；而A/D转换的输入应为0V～ 1.999V，对应显示0 ～ 1.999Kg，当量为1mV/g，因此要求放大器的放大倍数约为200倍，一般运算放大器的放大倍数为100左右，故采用二级放大器阻容连接组成。
其次，为了准确测量，放大系统应保证输入级是高阻，输出级是低阻，系统应具有很高的抑制共模干扰的能力。
在电路设计过程中需要考虑电路抗干扰环节及稳定性。
尽量选择低失调电压，低漂移，稳定性高，经济性好的芯片。
电源电压为±12V。
最后，考虑到温漂，失调电压，秤盘重量，称重过程中可能产生的电路冲击和震荡等影响测量精度的实际因素，电路中还应有调零和调增益的环节，在称重前对电子天平进行反复调零，以保证电子天平在没有称重时显示零读数；并且测压力时读数正确反映被测压力。
2.5模数转换及显示系统传感器的输出信号放大后，通过模数转换器把模拟量转换成数字量，本实验中采用ICL7107三位半双积分型AD转换器来实现模数转换，芯片型号：ICL7107CPL；芯片封装：DIP40；该芯片的基本特点如下:①ICL7107是31/2位双积分型A/D转换器，属于CMoS大规模集成电路，它的最大显示值为士1999，最小分辨率为100uV，转换精度为0.05士1 个字。
②能直接驱动共阳极LED数码管，不需要另加驱动器件，使整机线路简化，采用士5V两组电源供电，并将第21脚的GND接第30脚的IN。
③在芯片内部从V+与COM之间有一个稳定性很高的2.8V基准电源，通过电阻分压器可获得所需的基准电压VREF。
④ 能通过内部的模拟开关实现自动调零和自动极性显示功能。
⑤ 输入阻抗高，对输入信号无衰减作用。
⑥ 整机组装方便，无需外加有源器件，配上电阻、电容和LED共阳极数码管就能构成一只直流数字电压表头。
⑦ 噪音低，温漂小，具有良好的可靠性，寿命长。
⑧ 芯片本身功耗小于15mw（不包括LED）。
⑨ 设有一个专门的小数点驱动信号。
使用时可将LED共阳极数码管公共端接V+.⑩ 可以方便的进行功能检查。
因为ICL7107转换器能直接驱动共阳极LED数码管，不需要另加驱动器件，使整机线路简化，所以只要在该芯片上配接LED共阳极数码管就能构成满足要求的数字显示表。
3.单元电路设计3.1传感器的测量电路图传感器的测量电路如图2所示，这里再做一点补充说明。
图中两对角点AC接标准电源U SL10+=，为保证测量的精度，可以对电压进行检测。
另两个对角点BD为桥路的输电压V出电压U SC，桥臂电阻为应变电阻。
四个桥臂的初始电阻相等且均为R，当有重力作用时，受拉的两个桥臂电阻增加△R，而另外两个受压的桥臂电阻减少，减小量也为△R。
传感器电桥测量电路考虑温度影响，电桥输出信号为USC= E*△R/（R+△RT），由于电路中设置了调零旋钮，可在称重前先对天平进行调零再称量读数，故温度对测量精度的影响可降到最低。
3.2放大电路根据要求，放大器的放大倍数应为200倍左右，故采用两级放大电路级联组成满足要求的放大器。
第一级的放大倍数为-10，第二级的放大倍数为-20，即整个电路的放大倍数为200，具体参数参看图3。
其次，在电路设计过程中必须要考虑电路的抗干扰性能和稳定性，以及低失调电压，漂移等影响因素，于是在电路中设置了调整端子。
图3中，在运算放大器的反相端接入电阻R4和电位器RP进行零点调整。
为了准确测量，该放大系统的设计遵循了保证输入级是高阻，输出级是低阻的原则，系统具有很高的抑制共模干扰的能力；电源电压为±12V和±15V。
具体的运算放大电路如下图所示：图3 由分立原件组成的放大电路3.3模数转换及显示电路本实验中采用ICL7107三位半双积分型AD转换器来实现模数转换，它能直接驱动共阳极LED数码管，不需要另加驱动器件。
故较容易构成满足要求的数字显示表，如图4所示。
对ICL7107的相关引脚功能做如下说明：V＋和V-分别为电源的正极和负极，a1-g1,a2-g2,a3-g3 依次对应从低到高前三位笔画的驱动信号，依次接各位LED显示器的相应笔画电极；Bck：最高位笔画驱动信号，接最高位LED显示器的相应笔画电极，驱动最高位显示0和1；PM：液晶显示器背面公共电极的驱动端；Oscl-OSc3：时钟振荡器的引出端，外接阻容或石英晶体组成的振荡器。
第38脚至第40脚电容量的选择是根据下列公式来决定，Fosl = 0.45/RC；COM ：模拟信号公共端，简称“模拟地”，使用时一般与输入信号的负端以及基准电压的负极相连；TEST ：测试端，该端经过500欧姆电阻接至逻辑电路的公共地；VREF＋VREF-是基准电压正负端；INT：27是一个积分电容器，必须选择温度系数小不致使积分器的输入电压产生漂移现象的元件；IN＋和IN- ：模拟量输入端，分别接输入信号的正端和负端；AZ 是积分器和比较器的反向输入端，接自动调零电容CAz，应用在2V满刻度是0.047μF；BUF 是缓冲放大器输出端，接积分电阻Rint。
其输出级的无功电流( idling current)是100μA，而缓冲器与积分器能够供给20μA的驱动电流，从此脚接一个Rint至积分电容器，其值在满刻度为2V时选用470K。
ICL7107的各管脚及相关外接电路如图4所示：图4 ICL7107的引脚及外接电路图3.3.1转换器ICL7107的工作原理双积分型A/D转换器ICL7107是一种间接A/D转换器。
它通过对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值变换成与之成正比的时间间隔，然后利用脉冲时间间隔，进而得出相应的数字量输出。
它的原理性框图如图5所示，它包括积分器、比较器、计数器，控制逻辑和时钟信号源。
积分器是A/D转换器的心脏，在一个测量周期内，积分器先后对输入信号电压和基准电压进行两次积分。
计数器对反向积分过程的时钟脉冲进行计数。
控制逻辑包括分频器、译码器、相位驱动器、控制器和锁存器。
分频器用来对时钟脉冲逐渐分频，得到所需的计数脉冲fc和共阳极LED数码管公共电极所需的方波信号fc。
译码器为BCD-7段译码器，将计数器的BCD 码译成LED数码管七段笔画组成数字的相应编码。
驱动器是将译码器输出对应于共阳极数码管七段笔画的逻辑电平变成驱动相应笔画的方波。
控制器的作用有二个：第一，识别积分器的工作状态，适时发出控制信号，使各模拟开关接通或断开，A/D转换器能循环进行。
第二，当输入电压超量限时发出溢出信号，使最高位显示“1" ，其余码全部熄灭。
锁存器用来存放A/D转换的结果，锁存器的输出经译码器后驱动LED。
图5 ICL7106A/D转换器原理3.3.2 A/D转换的测量周期它的每个测量周期分为自动调零（AZ）、信号积分（INT）和反向积分（DE）三个阶段第一阶段：转换开始前（转换控制信号VL=0) ，先将计时器清零，并接通开关S0 ，使积分电容C完全放电；第二阶段：令开关S1合到输入信号V1一侧，积分器对V1进行固定时间Tl的积分，结果为：V=-T1V1/RC，该式说明，在Tl固定条件下V0与Vl成正比；第三阶段：向令开关S1转至参考电压VREF一侧，积分器反向积分。