如何设计电子弹簧秤?将非电量转化为电量
如何设计电子秤?将非电量转化为电量????这里关键的是如何将力转变成为电信号。可以用一片钢条贴上电阻应变片(力敏电阻)实现在 钢条受力弯曲时电阻发生变化,再将电阻接在电桥的一个臂上,使通电的电桥输出一个与受力相对应的电信号。再将这个电信号进行处理转换并显示。就构成了电子称。
原件:压力传感器、A/D芯片、单片机、显示器,以及构建电路的电阻和芯片。
原理:利用压力传感器采集因压力变化产生的电压信号,经过电压放大电路放大,然后再经过模数转换器转换为数字信号,最后把数字信号送入单片机。单片机经过相应的处理后,当前所称物品的重量,通过显示器显示。
实际放大电路跟仿真的会有些出入,需要自己调节电阻阻值从而达到放大要求。
至于电子秤,还需要很多部件……秤体、称重仪表……这个就更复杂了。
电子秤选择各项技术指标满足准确度要求的称重传感器是保证电子秤质量的关键。电子秤线性度、蠕变、空载温度系数及灵敏度温度系数是称重传感器的重要指标。对于每一个批量的称重传感器必须按照国家有关标准要求的取样率进行抽样检查和高低温实验。
2、电子秤的非线性补偿
电子秤经模数转换后的数字量和施加在电子秤上的重量应是线性关系。生产过程中进行准确度标定时,使用内部的计算机程序进行单点校正。按照理想直线计算出数字与重量的斜率后存储在存储器中。这就无法克服称重传感器和积分器产生的非线性误差。采用多点校正,用多条直线来逼近一条曲线有效地减少了非线性误差又不增加硬件成本。例如,1/3000准确度的电子秤采用3点校正,1/5000准确度的电子秤采用5点校正。
3、电子秤电路的温度系数
理论分析和实验证明输入放大器的输入电阻和反馈电阻的温度系数是影响电子秤灵敏度温度系数的重要因素,必须选择温度系数是5×10-6的金属膜电阻。对于生产的每一台电子秤必须进行高温测试。对于某些温度系数少量超差的产品可以用温度系数小于25×10-6的金属膜电阻进行补偿。高温测试的同时对产品进行了温度老化,提高了产品的稳定性。
| (1)物体所受的重力为G=mg, 由作用力和反作用力的关系可知,物体对托盘的压力F=G=mg, 由对托盘每施加1N的压力,弹簧的长度就会缩短a,可知弹簧的弹力与伸长量成正比. 所以滑动触头向下移动的距离△L=mga (2)电压表在使用时必须并联到被测物体上,且滑动触头指在最上端时,电压表的示数为零;所以符合要求的电压表位置如图:
(3)测物体质量为m时,滑动变阻器滑片P上方电阻丝的电阻值为: R′=
由图可知:电阻R 0 和滑动变阻器串联, 由欧姆定律得,电路中的电路: I=
滑片P上方电阻丝两端的电压,即电压表的示数为: U′=IR′=
答:(1)质量为m的物体,可使滑动触头向下移动的距离为mga; (2)电压表的位置如图; (3)电压表的示数U 表 与待测物体质量m之间的关系式为U′=
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首先要检查机械部件,看有无变形、卡碰、错位、间隙不正常等问题。
在解决了机械部件的问题之后,首先校准零点,然后要用标准砝码压四角,调偏载。偏载调试完毕,再加载接近满量程的标准砝码校准量程。
这样,电子秤就会计量精准了。
∴托盘上放质量为m的物体时,轻弹簧的缩短量△l,则有:
| F |
| l |
| mg |
| △l |
| mg |
| F |
∵滑动变阻器的总电阻为R、总长度为L,
∴此时滑片P上方电阻丝的电阻:
Rx=
| R |
| L |
| R |
| L |
| mg |
| F |
| mglR |
| FL |
由电路图可知,滑片的移动不能改变电路中的总电阻,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴电路中的电流:
I=
| U |
| R+R0 |
电压表示数:
U=IRx=
| U |
| R+R0 |
| mglR |
| FL |
| UmglR |
| (R+R0)FL |
(2)这样改动不好,理由是:这个电路中,电压表示数大反而表示所测物体的质量小.
答:(1)电压表的示数U与待测物体质量m之间的关系式为U=
| UmglR |
| (R+R0)FL |
(2)这样改动不好,理由是:这个电路中,电压表示数大反而表示所测物体的质量小.