数字电子秤详细原理教程

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第一级输出UO2-UO1 =（1+ 差模增益Kd=
R1+R2 RP
） i2—Ui1） （U
R1+R2 UO2-UO1 =1+ Ui2-Ui1 RP
即：在A1A2性能一致，第一级 的差动输出只与差模输入电压 有关，无共模输出
U 整个放大器的输出：O=UO2 R6 R6+R4 1+R5/R3 —UO1R5/R3
由于应变片存在工艺上的问题，在没有受到压力 时，四个应变片的阻值不可能完全一样。再者由 于秤盘自身的重量引起的应变片形变，所以在没 有放重物的时候，输出端的电压可能不为0，所 以我们通过外加电路，以调节零点。
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传感器部分外接几个电阻用以调节零点
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有什么问题 吗？
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希望同学们有所收获 Thank you！
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+5
R 15 R
调 零 电 16 位 器
R 13
OUT
R 14
-5
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二、仪表放大器
三Βιβλιοθήκη Baidu放高共模抑制比放大电路
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仪表放大器把关键元件集成在放大器内部 特点 ：高共模抑制比、高输入阻抗、低噪声、低线性误 差、低失调漂移，增益设置灵活和使用方便等。 用途 ：数据采集、传感器信号放大、高速信号调节、医 疗仪器和高档音响设备等方面。 与运算放大器不同之处是运算放大器的闭环增益是由反 相输出端与输出端之间连接的外部电阻决定，而仪表放 仪表放 大器则使用与输入端隔离的内部反馈电阻网络。 大器则使用与输入端隔离的内部反馈电阻网络。仪表放 大器的2个差分输入端施加输入信号， 大器的2个差分输入端施加输入信号，其增益即可由内部 预置， 预置，也可由用户通过引脚内部设置或者通过与输入信 号隔离的外部增益电阻置。 号隔离的外部增益电阻置。
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三、量程切换电路
原理： 通过电阻的分压达到量程切换的作 用。（通过调节电位器，达到十倍 分压）
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在没有按下开关的时候，5、6脚导通； 按下开关的时候，4、6脚导通。调节R23分 压，切换量程。
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根据现有元器件，我们可以用单运放LM741（通用型）和 OP07（精密型），集成四运放LM324和单片集成芯片AD620 为核心，设计出四种仪表放大器电路方案。 现在分别介绍如下：
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三运放高共模抑制比放大电路计算 运放高共模抑制比放大电路计算
。
Ui1
IR + A1 RP
UO1 R3 R1 R7 R2 R8 UO2 R4 +
R5
A3
。
UO
。
Ui2
+
A2
IR
U o2 - U i2 U i1 - U o1 U i2 - U i1 = = = R2 R1 Rp
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—数字电子秤— IR
改进形式：Ui1
。
Ui2
+ A1
UO1 R3 R1 RP R7 RP1 R8 UO2 R4 +
R5
A3
。
UO
。
+
R2 A2
R6
R7、R8和RP可补偿电阻的不对称 结论：为了获得高的共模抑制能力，A1和A2要对 称，漂移要小；A3的共模抑制比要高，R3 和R4，R5和R6要配对，精度要在0.1%以内
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为了提高电路的抗共模干扰能力和抑制漂移， 由上下对称原则，选取R1=R2，R3=R4，R5=R6
UO=（UO2—UO1）R5/R3 第二级差模增益 2R1 = —（1+ ） R5/R3 （Ui1—Ui2） RP 主 要 取 决 于 CMRR1×CMRR2 二 运 放 本 身 CMRRⅠ = 第一级的共模抑制比： 即 与 各 运 放 |CMRR1—CMRR2| 本身的CMRR 第二级的电阻不 R6 成 正 比 , 与 匹配引起共模增益： KC3= — R5/R3 1+R5/R3 R6+R4 其差值成反比 考虑最坏情况,配对 电阻为上下偏差时： CMRRR =Kd3/KC3 ≈ [1+Kd3]/4δ 整个放大器： 第二级共模 抑制比为： 2010-12-31 CMRRⅡ= CMRRR×CMRR3 CMRRR+CMRR3 KdCMRRⅡ×CMRRⅠ CMRR = KdCMRRⅡ+CMRRⅠ 9 整个放大器的输出： 整个放大器的输出
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通用型运放LM741或精密运放OP07组成三运放仪 表放大器电路形式
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注：我们的电子称采用的是集成四运 放LM324设计的仪表放大电路。
LM324设计的仪表放大电路特点： 4个功能独立的运放集成在同一个集成芯片 里，这样可以大大减少各运放由于制造工 艺不同带来的器件性能差异；采用统一的 电源，有利于电源噪声的降低和电路性能 指标的提高，且电路的基本工作原理不变。
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仪表放大器电路的构成及原理
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构成：两级差分放大器电路 原理：运放A1，A2为同相差分输入方式 同相输入 ：可以大幅度提高电路的输入阻抗，减小电路对微弱 输入信号的衰减。 差分输入 ：可以使电路只对差模信号放大，而对共模输入信号 只起跟随作用，使得送到后级的差模信号与共模信号 的幅值之比(即共模抑制比)得到提高。 这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中，在共模抑 制比要求不变情况下，可明显降低对电阻R3和R4，Rf和R5的精 度匹配要求从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有 更好的共模抑制能力。 在R1=R2，R3=R4，Rf=R5的条件下 图1电路的增益为：G=(1+2R1／Rg)(Rf／R3)。 由公式可见，电路增益的调节可以通过改变Rg阻值实现。
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简要介绍LM324
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以一个四运放集成电路LM324 为核心实现
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R6
A1、A2入抗一致，共模 抑制比和增益一致，都为 同相输入，A3为双入单出
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R1 R1 U o1 = 1 + U i2 U i1 Rp Rp R2 R U o2 = 1 + U i2 - 2 U i1 Rp Rp 7 核技术与自动化工程学院－ －核技术与自动化工程学院－
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一、传感器部分
直流全桥差动电路
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我们已经知道，可以利用金属电阻应变片 金属电阻应变片 的电阻应变效应用于测重。通常采用桥式 的电阻应变效应 电路做成的传感器，而其中全桥灵敏度最 高。所以电子称的传感器部分采用直流全 直流全 按照对臂同性、 桥（按照对臂同性、邻臂异性的原则连接 ），以保证取得较好的灵敏度。