文獻(xiàn)綜述-基于電阻應(yīng)變片的智能稱重系統(tǒng)

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1、蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附件：文獻(xiàn)綜述文獻(xiàn)綜述11電子 (1116405012) 邵葉雯（蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院）1. 課題背景稱重傳感器與電子衡器數(shù)字化是九十年代電子衡器發(fā)展最突出的熱點(diǎn),電子技術(shù)的飛躍進(jìn)步,單片機(jī)的普及與推廣,為電子衡器提高性能、稱量自動(dòng)和智能化作出了貢獻(xiàn);微電子、信息、智能卡等高新技術(shù)更加速了衡器數(shù)字化、智能化、微型化、微功耗的進(jìn)程。由于單片機(jī)本身的嵌入式軟件技術(shù)及大規(guī)模集成電路等特點(diǎn),具有三電一體化(機(jī)電、電子、微電子)高新技術(shù)的衡器產(chǎn)品便會(huì)應(yīng)運(yùn)而生,制造工藝的簡(jiǎn)化、產(chǎn)品成本的降低、利潤(rùn)空間的增大,將會(huì)掀起新一輪衡器制造技術(shù)的革命與競(jìng)爭(zhēng)。1近年來(lái),我國(guó)衡器行業(yè)的數(shù)字

2、式稱重傳感器的應(yīng)用發(fā)展較快,一些獨(dú)具遠(yuǎn)見(jiàn)的外資企業(yè)與國(guó)內(nèi)企業(yè)制造商均把目光瞄向了這一極具生命力的產(chǎn)品上來(lái)。不少企業(yè)把稱重系統(tǒng)中原本放在稱重儀表內(nèi)的放大與A/D電路,前置于稱重傳感器罩殼內(nèi)或接線盒內(nèi)就稱其為智能化。22. 研究目的與現(xiàn)狀2.1. 研究目的和意義SBC（Smart Bitrate Control） 系列智能化稱重傳感器重傳感器中的智能化成為研究熱點(diǎn)，包論等先進(jìn)數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行各種補(bǔ)償和能上的完善。3傳感器的發(fā)展趨勢(shì)造工藝水平的提高，芯片集成度越來(lái)越水平不斷提升，先進(jìn)數(shù)據(jù)處理算法的不網(wǎng)絡(luò)化、微型化方向發(fā)展，歸結(jié)起來(lái)，高穩(wěn)定性平的提高，器件的性能不斷提升，加上微處理器的運(yùn)算能力越來(lái)越強(qiáng)

3、，理誤差的各種前沿方法不斷涌現(xiàn)。4本文設(shè)計(jì)了一個(gè)電阻應(yīng)變式的稱重傳感器。電阻應(yīng)變式稱重傳感器是基于這樣一個(gè)原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。?，再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)（電壓或電流），從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過(guò)程。5電阻應(yīng)變式傳感器是目前應(yīng)用最廣泛的傳感器之一，已廣泛地應(yīng)用于航空、機(jī)械、電力、化工、建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域中的力、壓力、力矩以及位移、加速度等參數(shù)的測(cè)量。目前，無(wú)論在數(shù)量上還是在應(yīng)用領(lǐng)域上，與其他傳感器相比都具有重要的地位。62.2. 研

4、究現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題隨著人們生活水平的提高，對(duì)于稱重儀的要求也越來(lái)越高。分析近年來(lái)電子衡器對(duì)稱重傳感器的新要求，不難得出小型化，集成化，多功能化和智能化將是稱重傳感器的重要特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。72.2.1研究現(xiàn)狀國(guó)外的智能稱重儀的電路設(shè)計(jì)中的放大電路采用OPA227和OPA228系列放大器，結(jié)合低噪聲與精度高和寬的帶寬，設(shè)計(jì)出的稱重儀需要交流和精密直流性能。8國(guó)外的學(xué)者也在設(shè)計(jì)中應(yīng)用了ADG819/ADG820，其特點(diǎn)是精度高、低功耗、便于攜帶、靠電池供電。9隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行業(yè)對(duì)電子衡器的需求不斷增加，極大的促進(jìn)了稱重傳感器技術(shù)的發(fā)展。80年代中期到90年代中期，是我國(guó)稱重傳感器技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展

5、，品種和規(guī)格迅速增加，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的十年。不少?gòu)S家都改進(jìn)或增加工藝裝備、檢測(cè)儀表，購(gòu)置智能溫度補(bǔ)償裝置和靈敏度溫度補(bǔ)償設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)10。90年代中期稱重傳感器生產(chǎn)企業(yè)增加到160多個(gè)，年產(chǎn)量200多萬(wàn)只。除滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求外，十余個(gè)企業(yè)開始小批量出口，呈現(xiàn)出較好的發(fā)展勢(shì)頭。112.2.2 存在的主要問(wèn)題1.結(jié)構(gòu)類型偏少，品種規(guī)格不全，特種用途產(chǎn)品奇缺。122.準(zhǔn)確度等級(jí)較低，C3級(jí)成功率不高。3.穩(wěn)定性和可靠性較差，返修率高，工作壽命低。4.產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、工程化水平和企業(yè)產(chǎn)業(yè)化程度較低，產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)的均一性差。135.創(chuàng)新產(chǎn)品和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品少，低水平重復(fù)產(chǎn)品多，貼牌加工、直接出

6、口產(chǎn)品少。3. 課題途徑及步驟本課題將基于電阻應(yīng)變片的智能稱重系統(tǒng)作為研究課題，主要任務(wù)及目標(biāo)為：熟悉和掌握該系統(tǒng)主要使用電阻應(yīng)變片、電橋電路、放大及A/D轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)稱重，結(jié)合單片機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、計(jì)算與顯示。14在實(shí)際使用中，由于受到原材料及制造工藝、安裝方法、使用條件及外部環(huán)境的影響，很容易發(fā)生故障，影響電子衡器計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確及穩(wěn)定的運(yùn)行。因此,了解稱重傳感器的基本原理及故障原因，熟練掌握故障的分析判斷技術(shù)，是快速準(zhǔn)確地處理電子衡器的故障，保證其準(zhǔn)確、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。15課題實(shí)施主要分為：資料收集及當(dāng)前研究現(xiàn)狀分析、電路設(shè)計(jì)、軟件仿真、電路板的焊接與調(diào)試、數(shù)據(jù)分析處理、撰寫報(bào)告等幾個(gè)階段

7、。 4. 可能遇到的問(wèn)題及應(yīng)變措施1.問(wèn)題：利用ISIS professional畫電路圖較為薄弱，對(duì)于Keil C51軟件的使用不是很熟練。擬采取措施：向?qū)熣?qǐng)教，進(jìn)一步熟悉算法，掌握Keil C51、ISIS professional等開發(fā)工具。2.問(wèn)題：電阻應(yīng)變片隨著溫度的變化會(huì)引起誤差。擬采取措施：設(shè)計(jì)差動(dòng)全橋電路。3.問(wèn)題：產(chǎn)生共模信號(hào)及其他干擾信號(hào)擬采取措施：在放大電路以及檢波電路設(shè)計(jì)時(shí)，我分別采用同相串聯(lián)雙運(yùn)放高共模抑制比放大電路，和整流型相敏檢波電路。參考文獻(xiàn)1 陳日興.數(shù)字式稱重傳感器的智能化功能演變與發(fā)展綜述J.中國(guó)計(jì)量,2011,23(1):1-4.2 汪顯衛(wèi).基于HX7

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