电子称实验报告
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精度控制
转换公式 试验要求将被测量转换为实际物理量，即转换公式。具体计算方
法如下： 本电子称量程为 0g-400g 在此选定 0g、100g、200g 三个点作为试验量，经试验测得 0g 对
应 AD 转换值分别为 2835、2734、2791、2797、2882、2807；100g 对应 AD 转换值分别为 5100、5198、4993、5143、5133、5139；200g 对应 AD 转换值分别为 7514、7517、7463、7340、7667、7537；对应 均值分别为 2807、5117、7506。
初始化
Text1.Text = 0
Text5.Text = 0
Timer1.Enabled = True
Else
mMsg = MsgBox("软件启动 AD 错误", vbOKOnly)
Timer1.Enabled = False
End If
Else
Command3.Caption = "开始采集"
电子秤控制系统实验
电子秤实验报告
摘要：电子秤在人们的日常生活中广为使用，带来了方便。本文介
绍一种电子秤的设计，包括全桥电路，放大电路的选择和软件的数据 采集和标定过程，其中包括电子秤界面的设计。软件编程部分采用的 是 Visual Basic 6.0，来实现接收测量（标定）和显示功能。通过多 次数据测量取平均值的方法最终达到提高精度的目的。
“已经采集数值平均值”
Text5.Text = n
“已经采集次数”
Else
Text3.Text = Text3.Text
“采集次数达到后保持不变”
End If
Test = Pci6011_SoftADSetChn(0, 0)
Tes = Pci6011_SoftADStart(0)
Te = Pci6011_SoftADRead(0, pval1(0))
G KC
(1 2 R1 R F1
) KCMRR
电子秤控制系统实验
原理图与电路图
打开综合测控实验台主机箱电源，给全桥电路供以+5V 直流电 源，由于电桥的输出信号微弱，需接放大电路将其信号放大，这里 选择三运放高共模抑制比放大电路。电路图如下所示：
将 U0 接实验箱上智能直流电压表，通过调节 Rp1 使输出电压在 0-5V 范围内。我选取了秤空载时电压表显示 3.94V 时作为测量初始值。逐 一添加砝码并记录电压表的变化，共测量三次，记录数据如下：
通过这次课程的学习与操作，我的知识面不但得到了拓展，我的 动手能力也得到了大幅的提高。此外我还懂得了遇到问题要冷静分 析；懂得了怎样与同学更好的沟通、合作、互助共同解决问题。我希 望以后还能有更多的机会参与到这种实践中来。
来自百度文库
Timer1.Enabled = False
End If
End Sub
Private Sub Command4_Click()
“采集平均值转化为实际重量”
Text2.Text = Int(((Val(Text3.Text)-2807) / 2344) * 100) & "g"
End Sub
电子秤控制系统实验
R7 R3
Uic CMRR
GUid CUic
其中，G 是整个放大器对差模信号的增益：
G (1 2 R 1 ) R 7 R F1 R 3
KC 是整个放大器对共模信号的增益： KCMRR 是运算放大器 N3 的共模抑制比。
KC
R7 R3
1 CMRR
整个放大器的共模抑制比：
K CMR
Private Sub Timer1_Timer()
Text1.Text = (pval1(0) - 1200) * 100 + 6000 “当前瞬时采集值”
If n < b Then
n=n+1
m = m + (pval1(0) - 1200) * 100 + 6000
Text3.Text = m / n
入失调电流及输入偏置电流小，并且漂移小，稳定性好。其共模抑制
比大，能适于在大的共模电压的背景下对微小差值信号进行放大。
图中改变电位器 RF1 的阻值，则可以改变对差模信号的放大倍数；
R5，RF2，R6 用于调零，当 R1=R2, R3=R4，R7=R8 时
则 UO
R7 R3
(1 2 RRF11)Uid
“已经采集次数”
Else
Text3.Text = Text3.Text
“采集次数达到后保持不变”
End If
电子秤控制系统实验
控制程序流程图：
变量声明 打开设备
关闭设备
标定（确定转 换公式）
输入采集数 n 开始采集数据
自动采集当 前值
实时显示采 集数据平均 值
当采集数到 达 n 时，结 束采集值
输出实际重 量
mTest = Pci6011_Close(mDevHandle) If mTest Then
mMsg = MsgBox("设备关闭正确", vbOKOnly) Timer1.Enabled = False Else mMsg = MsgBox("设备关闭出错", vbOKOnly) Timer1.Enabled = False End If End Sub
Private Sub Command3_Click()
“采集数据”
If Command3.Caption = "开始采集" Then “若点击开始采集按钮，则打
Test = Pci6011_SoftADSetChn(0, 0)
开 AD 转化并采集数据”
Tes = Pci6011_SoftADStart(0)
设备要求：
金属箔式应变片——全桥测量电路，ZK-6 测控电路板中 U16 三 运放高共模抑制比放大电路，智能直流电压表（精度在 mv）,5v 直流 电压源，计算机，VB6.0，PCI 数据采集卡（VBTEST6011），导线若 干。
硬件设计：
本实验是由金属箔式应变片——全桥测量电路和三运放高工共 模抑制比放大电路共同构成硬件部分。
电子秤控制系统实验
电子秤实时显示界面：
关键程序
Dim mDevHandle As Long “变量声明” Dim sVersion As String Dim pval2(0 To 128) As Long Dim Test, mMsg, Te, Tes As Boolean Private Sub Command1_Click() “打开设备”
mTest = Pci6011_Open(0) If mTest Then
mMsg = MsgBox("设备成功的被打开", vbOKOnly) Else
mMsg = MsgBox("打开设备出错", vbOKOnly) End If
电子秤控制系统实验
End Sub
Private Sub Command2_Click() “关闭设备”
次数 1
2
3
均值
砝码
0
3.94
3.94
3.94
3.940
1
3.98
3.99
3.98
3.983
2
4.03
4.03
4.02
4.026
3
4.07
4.08
4.07
4.073
4
4.12
4.13
4.12
4.123
5
4.16
4.17
4.17
4.166
6
4.21
4.22
4.21
4.213
7
4.25
4.26
4.25
4.253
取 n 次采集平均值作为最终测试量，n 值由用户决定，本实验中 n 值大于 150 时，测量精度在 1%。主要程序如下：
If n < b Then
n=n+1
m = m + (pval1(0) - 1200) * 100 + 6000
Text3.Text = m / n
“已经采集数值平均值”
Text5.Text = n
金属箔式应变片是一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件 的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的
机械装置将被测量转化成弹 性元件的变形，然后由电阻应 变片将弹性元件的变形转换 成电阻的变化，再通过测量电 路将电阻的变化转换成电压 或电流变化信号输出。
电子秤控制系统实验
应变片全桥测量电路中，将应力方向相同的两应变片接入电桥对
关键字：电子秤 传感器 放大电路 Visual Basic 6.0
任务分析：
在硬件部分设计实现连接电路信号放大电路，要求根据选择的传 感器输出范围，将信号放大到数据采集量程范围（0-5V），滤波后输 入数据采集卡，输出信号要准确稳定。软件部分设计数据采集程序， 并调试通过，最终经过标定后可以准确的实时显示被测物的质量。
8
4.30
4.30
4.29
4.296
9
4.34
4.35
4.33
4.340
10
4.40
4.40
4.38
4.393
电子秤控制系统实验
秤的输出线性图
由图可知该秤的输出线性很好。
自动采集信号
利用时钟插件自动开启 AD 转换并采集被测值，时间间隔为 500ms,数据存入文本框 text1 中，因为电压随重量变化范围小（硬件 上每 20 克重量物体电压变化约为 0.046 伏），为了增强显示变化效果， 先将 AD 转换值减去一个常数（经试验，1200 较合适）再乘以固定值， 其值为 100，相关程序为 Text1.Text = (pval1(0) - 1200) * 100
End Sub
实验总结：
在近一个星期的认真实验动手操作中，我收获了很多东西，首先 在实际应用的角度巩固了理论课中学到的知识，其次通过与伙伴的合 作，也锻炼了我的沟通互助方面的能力。还有就是做软件设计的时候 锻炼了我的耐心和冷静的分析的能力。
硬件电路的选取对于我来讲比较简单，在《工程测试》和《测控 电路》中学到的知识刚好可以用到这里；具有挑战性的是 VB 编程(在 线调试),在经过无数次的更改后终于实验成功。
边，相反的应变片接入电桥邻边。当应变片初始阻值：R1＝R2＝R3＝
R4，其变化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4 时，其桥路输出电压Uo≈(△
R／R)E＝KεE。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性得到改善。 三运放高共模抑制比放大电路又称测量放大器、仪表放大器等。
它的输入阻抗高，易于与各种信号源相匹配。它的输入失调电压和输
电子秤控制系统实验
实际 1
2
3
4
5
6
平均
重量
值
0g
2835 2734 2791 2797 2882 2807 2807
100g 5100 5198 4993 5143 5133 5139 5117
200g 7514 7517 7463 7340 7667 7537 7506
100g 对应采集变化量为（7506-5117-2807）/2=2344 所以转换公式 G=(x-2807)/2344 x 100g 初次采集被测值存在波动性，如不采取措施将产生较大误差。在 此采用均值法得到平均值作为输入量。具体如下：
Te = Pci6011_SoftADRead(0, pval1(0))
If Test And Tes And Te Then
Command3.Caption = "停止采集"
m=0
“m 指的是当前采集数的总
n=0
和，n 指的是当前已经采集次数”
b = Val(Text4.Text)
Text3.Text = 0
转换公式 试验要求将被测量转换为实际物理量，即转换公式。具体计算方
法如下： 本电子称量程为 0g-400g 在此选定 0g、100g、200g 三个点作为试验量，经试验测得 0g 对
应 AD 转换值分别为 2835、2734、2791、2797、2882、2807；100g 对应 AD 转换值分别为 5100、5198、4993、5143、5133、5139；200g 对应 AD 转换值分别为 7514、7517、7463、7340、7667、7537；对应 均值分别为 2807、5117、7506。
初始化
Text1.Text = 0
Text5.Text = 0
Timer1.Enabled = True
Else
mMsg = MsgBox("软件启动 AD 错误", vbOKOnly)
Timer1.Enabled = False
End If
Else
Command3.Caption = "开始采集"
电子秤控制系统实验
电子秤实验报告
摘要：电子秤在人们的日常生活中广为使用，带来了方便。本文介
绍一种电子秤的设计，包括全桥电路，放大电路的选择和软件的数据 采集和标定过程，其中包括电子秤界面的设计。软件编程部分采用的 是 Visual Basic 6.0，来实现接收测量（标定）和显示功能。通过多 次数据测量取平均值的方法最终达到提高精度的目的。
“已经采集数值平均值”
Text5.Text = n
“已经采集次数”
Else
Text3.Text = Text3.Text
“采集次数达到后保持不变”
End If
Test = Pci6011_SoftADSetChn(0, 0)
Tes = Pci6011_SoftADStart(0)
Te = Pci6011_SoftADRead(0, pval1(0))
G KC
(1 2 R1 R F1
) KCMRR
电子秤控制系统实验
原理图与电路图
打开综合测控实验台主机箱电源，给全桥电路供以+5V 直流电 源，由于电桥的输出信号微弱，需接放大电路将其信号放大，这里 选择三运放高共模抑制比放大电路。电路图如下所示：
将 U0 接实验箱上智能直流电压表，通过调节 Rp1 使输出电压在 0-5V 范围内。我选取了秤空载时电压表显示 3.94V 时作为测量初始值。逐 一添加砝码并记录电压表的变化，共测量三次，记录数据如下：
通过这次课程的学习与操作，我的知识面不但得到了拓展，我的 动手能力也得到了大幅的提高。此外我还懂得了遇到问题要冷静分 析；懂得了怎样与同学更好的沟通、合作、互助共同解决问题。我希 望以后还能有更多的机会参与到这种实践中来。
来自百度文库
Timer1.Enabled = False
End If
End Sub
Private Sub Command4_Click()
“采集平均值转化为实际重量”
Text2.Text = Int(((Val(Text3.Text)-2807) / 2344) * 100) & "g"
End Sub
电子秤控制系统实验
R7 R3
Uic CMRR
GUid CUic
其中，G 是整个放大器对差模信号的增益：
G (1 2 R 1 ) R 7 R F1 R 3
KC 是整个放大器对共模信号的增益： KCMRR 是运算放大器 N3 的共模抑制比。
KC
R7 R3
1 CMRR
整个放大器的共模抑制比：
K CMR
Private Sub Timer1_Timer()
Text1.Text = (pval1(0) - 1200) * 100 + 6000 “当前瞬时采集值”
If n < b Then
n=n+1
m = m + (pval1(0) - 1200) * 100 + 6000
Text3.Text = m / n
入失调电流及输入偏置电流小，并且漂移小，稳定性好。其共模抑制
比大，能适于在大的共模电压的背景下对微小差值信号进行放大。
图中改变电位器 RF1 的阻值，则可以改变对差模信号的放大倍数；
R5，RF2，R6 用于调零，当 R1=R2, R3=R4，R7=R8 时
则 UO
R7 R3
(1 2 RRF11)Uid
“已经采集次数”
Else
Text3.Text = Text3.Text
“采集次数达到后保持不变”
End If
电子秤控制系统实验
控制程序流程图：
变量声明 打开设备
关闭设备
标定（确定转 换公式）
输入采集数 n 开始采集数据
自动采集当 前值
实时显示采 集数据平均 值
当采集数到 达 n 时，结 束采集值
输出实际重 量
mTest = Pci6011_Close(mDevHandle) If mTest Then
mMsg = MsgBox("设备关闭正确", vbOKOnly) Timer1.Enabled = False Else mMsg = MsgBox("设备关闭出错", vbOKOnly) Timer1.Enabled = False End If End Sub
Private Sub Command3_Click()
“采集数据”
If Command3.Caption = "开始采集" Then “若点击开始采集按钮，则打
Test = Pci6011_SoftADSetChn(0, 0)
开 AD 转化并采集数据”
Tes = Pci6011_SoftADStart(0)
设备要求：
金属箔式应变片——全桥测量电路，ZK-6 测控电路板中 U16 三 运放高共模抑制比放大电路，智能直流电压表（精度在 mv）,5v 直流 电压源，计算机，VB6.0，PCI 数据采集卡（VBTEST6011），导线若 干。
硬件设计：
本实验是由金属箔式应变片——全桥测量电路和三运放高工共 模抑制比放大电路共同构成硬件部分。
电子秤控制系统实验
电子秤实时显示界面：
关键程序
Dim mDevHandle As Long “变量声明” Dim sVersion As String Dim pval2(0 To 128) As Long Dim Test, mMsg, Te, Tes As Boolean Private Sub Command1_Click() “打开设备”
mTest = Pci6011_Open(0) If mTest Then
mMsg = MsgBox("设备成功的被打开", vbOKOnly) Else
mMsg = MsgBox("打开设备出错", vbOKOnly) End If
电子秤控制系统实验
End Sub
Private Sub Command2_Click() “关闭设备”
次数 1
2
3
均值
砝码
0
3.94
3.94
3.94
3.940
1
3.98
3.99
3.98
3.983
2
4.03
4.03
4.02
4.026
3
4.07
4.08
4.07
4.073
4
4.12
4.13
4.12
4.123
5
4.16
4.17
4.17
4.166
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4.21
4.22
4.21
4.213
7
4.25
4.26
4.25
4.253
取 n 次采集平均值作为最终测试量，n 值由用户决定，本实验中 n 值大于 150 时，测量精度在 1%。主要程序如下：
If n < b Then
n=n+1
m = m + (pval1(0) - 1200) * 100 + 6000
Text3.Text = m / n
“已经采集数值平均值”
Text5.Text = n
金属箔式应变片是一种利用电阻材料的应变效应将工程结构件 的内部变形转换为电阻变化的传感器。此类传感器主要是通过一定的
机械装置将被测量转化成弹 性元件的变形，然后由电阻应 变片将弹性元件的变形转换 成电阻的变化，再通过测量电 路将电阻的变化转换成电压 或电流变化信号输出。
电子秤控制系统实验
应变片全桥测量电路中，将应力方向相同的两应变片接入电桥对
关键字：电子秤 传感器 放大电路 Visual Basic 6.0
任务分析：
在硬件部分设计实现连接电路信号放大电路，要求根据选择的传 感器输出范围，将信号放大到数据采集量程范围（0-5V），滤波后输 入数据采集卡，输出信号要准确稳定。软件部分设计数据采集程序， 并调试通过，最终经过标定后可以准确的实时显示被测物的质量。
8
4.30
4.30
4.29
4.296
9
4.34
4.35
4.33
4.340
10
4.40
4.40
4.38
4.393
电子秤控制系统实验
秤的输出线性图
由图可知该秤的输出线性很好。
自动采集信号
利用时钟插件自动开启 AD 转换并采集被测值，时间间隔为 500ms,数据存入文本框 text1 中，因为电压随重量变化范围小（硬件 上每 20 克重量物体电压变化约为 0.046 伏），为了增强显示变化效果， 先将 AD 转换值减去一个常数（经试验，1200 较合适）再乘以固定值， 其值为 100，相关程序为 Text1.Text = (pval1(0) - 1200) * 100
End Sub
实验总结：
在近一个星期的认真实验动手操作中，我收获了很多东西，首先 在实际应用的角度巩固了理论课中学到的知识，其次通过与伙伴的合 作，也锻炼了我的沟通互助方面的能力。还有就是做软件设计的时候 锻炼了我的耐心和冷静的分析的能力。
硬件电路的选取对于我来讲比较简单，在《工程测试》和《测控 电路》中学到的知识刚好可以用到这里；具有挑战性的是 VB 编程(在 线调试),在经过无数次的更改后终于实验成功。
边，相反的应变片接入电桥邻边。当应变片初始阻值：R1＝R2＝R3＝
R4，其变化值ΔR1＝ΔR2＝ΔR3＝ΔR4 时，其桥路输出电压Uo≈(△
R／R)E＝KεE。其输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性得到改善。 三运放高共模抑制比放大电路又称测量放大器、仪表放大器等。
它的输入阻抗高，易于与各种信号源相匹配。它的输入失调电压和输
电子秤控制系统实验
实际 1
2
3
4
5
6
平均
重量
值
0g
2835 2734 2791 2797 2882 2807 2807
100g 5100 5198 4993 5143 5133 5139 5117
200g 7514 7517 7463 7340 7667 7537 7506
100g 对应采集变化量为（7506-5117-2807）/2=2344 所以转换公式 G=(x-2807)/2344 x 100g 初次采集被测值存在波动性，如不采取措施将产生较大误差。在 此采用均值法得到平均值作为输入量。具体如下：
Te = Pci6011_SoftADRead(0, pval1(0))
If Test And Tes And Te Then
Command3.Caption = "停止采集"
m=0
“m 指的是当前采集数的总
n=0
和，n 指的是当前已经采集次数”
b = Val(Text4.Text)
Text3.Text = 0