1、目目 录录 第 1 章 课程设计简介1 1.1 设计要求1 1.2 要求分析 1 第 2 章 总体设计 .2 2.1 压力测量仪框图 .2 2.2 原理.2 恒压源供电不能消除温度影响。.4 第 3 章 模块电路设计 5 3.1 电桥测量电路 .5 3.2 模数转换6 3.3 放大电路 7 第 4 章 硬件电路设计 8 4.1 模数转换器.8 4.2 金属箔应变片.9 第五章 电路调试与说明 . 11 心得体会 12 参考文献 13 附录 系统原理图 . 14 1 第第 1 1 章章 课程设计简介课程设计简介 1.1 1.1 设计要求设计要求 (1) 设计一个电子天平，量程为 0 1.999K
2、g，传感器采用 悬臂梁式的称重传感器（悬臂梁上贴有应变片） 。显示电路采用共 阳极数码管。3 位半 A/D 转换电路。 (2) 安装、调试电路。首先对电路进行调零、定标，然后再 对电路进行稳定性、漂移（零漂、温漂） 、重复性、线性等参数的 测试和分析。 1.2 1.2 要求分析要求分析 压力测量仪设计在于其精度高、显示时间快、操作方便、易 读数、价格低廉等优点。此次设计通过使用电桥测量传感器采集 模拟信号，仪用放大电路对微弱信号进行放大，送入 MC14433A/D 转换器进行模数转换，然后进行 BCD 码的译码，再经驱动电路送 入 LED 显示电路显示，完成了压力测量仪的基本设计。能够实现 对
3、 0 到 1.999Kg 物体的测量。 需掌握金属箔应变片组成的称重传感器的正确使用方法、放 大电路、A/D 转换电路等 2 第第 2 2 章章 总体设计总体设计 2.1 2.1 压力测量仪框图压力测量仪框图 2.2 2.2 原理原理 压力测量仪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。 (1) 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 R1，R2，R3 和 R4，其中两对角点 AC 接电源电压 USL=E（+10V）
4、 ，另两个对角点 BD 为桥路的输出 USC，桥臂电阻为应变电阻。 R1R4=R2R3时，电桥平衡，则测量对角线上的输出 USC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 3 失去平衡，则测量对角线上有输出，USC0。 (2) 放大系统 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。 为了准确测量，放大系统设计时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。 (3) 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，该数字量由显示器显示。显示器可以选用数码管或液晶 显示器 (4) 传感器供电电源 有恒压源与恒流源 对于恒压源供电：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
