电子秤报告

测控技术与仪器专业

《传感器技术》课程设计任务书课题：电阻应变式电子秤

班级测控

学生姓名学号

指导教师张青春

淮阴工学院

电子与电气工程学院

2015年 6月

目录1.系统方案设计

1.1 概述

1.2 系统方案框图

2.工作原理

2.1 检测原理

2.2 传感器选择

2.3 测量电路介绍

2.4 误差分析与修正

(1)系统误差

(2)随机误差

3.系统软件设计

3.1 软件设计方法

3.2 测试系统流程图

3.3 系统软件

4.系统调试与验证

5.课程设计体会与总结

附录：1、参考资料 2、元器件表

基于电阻式应变片式传感器的电子秤设计

1.系统方案设计

1.1概述

电子秤作为现代生活中不可或缺的一部分，在各行各业显现出其测量准确，测量速度快，易于实时测量和监控的巨大优点，并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量秤，成为测量领域的主流产品。

本文设计的电子秤以单片机为核心控制部件，用C 语言作为编程语言来进行软件设计，以全桥压力传感器作为压力感受部件,制作出一套测量范围在0～

1.999kg ，最小分度值为0.001kg 的电子秤。压力传感器输出的电量是模拟量，数值比较小达不到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，A/D 转换的结果才能送单片机进行数据处理并显示。其数据显示部分采用LCD 显示，成本低且能很好地实现所要求的功能。

1.2系统原理框图

本高精度电子秤系统可分为单片机控制电路、A/D 转换电路、复位电路、传感器、时钟电路、LCD 显示、滤波电路等几部分，其系统组成如图1所示。

图1 系统组成框图

电子秤的测量过程是把重量这种非电参数转换电参数即电压，并通过信号调节电路进行放大，把微弱的电压信号，mV 级的转换成V 级的电压信号，再通过A/D 转换器将电信号转换成数字信号送给单片机处理，单片机实现软件清零，软件调整，软件控制等功能，对A/D 转换器发送的信息进行处理，送入LCD 显示电路，由显示电路输出测量结果。整个系统实现了用单片机来控制输出，在线性度的确定过程中，需要对程序进行反复的修改，最终实现设计的要求。

2.工作原理

2.1检测原理

电阻式应变片传感器是通过电阻的应变效应进行测量。

系统通过传感器将压力这种物理量转化为电信号，即传感器内部的电阻应变片感应到压力后，电阻发生微小变化，通过全桥测量电路将电阻的微小变化转化成电压的微小变化，ADC0832将信号调整到A/D 能采集的范围，然后由A/D 进行采集转换，接着把采集到的8位高低电平通过DOUT 送到单片机进行处理，单片机处理后，把数字信号输送到显示电路中，由显示电路输出测量结果。

2.2传感器的选择

本课题采用电阻式应变片传感器，因为其在小重量的测量上具有较好的线性关系。并且该传感器是我们最熟悉的一种，上课和实验都接触到，比较了解， 单片机 传

感

器 滤波电路

LCD 显示电路 复位电路

时钟电路 A/D 转换电路

设计起来比较容易。

我们选择具有过载保护的SP20C-G51，内部惠斯顿电桥具有抑制温度变化的影响，抑制干扰等特点。其工作原理图如下图所示：

图2全桥应变式传感器

其输出电压为：

E out =R

2

×R

4

/(R

2

+R

4

)×（△R

1

/R

1

+△R

2

/R

2

+△R

3

/R

3

+△R

4

/R

4

）×E

in

在传感器实验课上，我们研究了电阻应变式压力传感器的输入和输出关系。通过研究我们实验中测量的数据，我们发现：输入的重量和经放大器放大的电桥输出电压值成线性关系。其结果如下表所示：

表1-1应变片全桥特性实验数据

重量

（g）

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

电压

（mv）

-11 -31 -33 -46 -59 -72 -85 -97 -110 -124

从实验数据可以看出重量和电压的线性关系，我们只需要通过调整电路、运算电路、显示电路将测量的重量和显示的数值的线性系数求出来，就可以在数码管上显示出物体的重量。

2.3测量电路介绍

2.3.1 STC89C52单片机性能介绍

STC89C52是一种低功耗、高性能8位微控制器，具有8K的可编程flash存储器[5]。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。内512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHZ，6T/12T可选。片上flash允许程序存储器在线可编程，也适于常规编程器[6]。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统上可编程闪烁存储单元，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供灵活、有效的解决方案。