便攜式電子秤的設(shè)計(jì)

1、電子電路綜合實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告便攜式電子秤的設(shè)計(jì)班 級(jí): 20110821 學(xué) 號(hào): 2011082102 姓 名: 鄧為丹 指導(dǎo)老師: 張文旭 實(shí)驗(yàn)日期: 2013年5月成 績(jī): 信息與通信工程學(xué)院一、任務(wù)要求手提電子稱具有稱重精確度高，簡(jiǎn)單實(shí)，攜帶方便成本低，制作簡(jiǎn)單，測(cè)量準(zhǔn)確，分辨率高，不易損壞和價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，是家庭購物使用的首選。本設(shè)計(jì)主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)LED或LCD顯示的便攜式電子稱。二、設(shè)計(jì)要求極其指標(biāo) 1、稱重范圍為20g2kg; 2、堅(jiān)定分度值：級(jí)（檢定分度值在一百到一千之間）； 3、顯示分辨力：1g; 4、采用電阻應(yīng)變式傳感器檢測(cè)物體重； 5、采用模擬數(shù)字電路構(gòu)建系統(tǒng)，完成主要電

2、路設(shè)計(jì)，包括了傳感器電路，差動(dòng)放大電路，A/D轉(zhuǎn)換電路以及顯示電路等； 6、顯示電路采用LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示；三、方案設(shè)計(jì)與論證1、方案一 首先，利用由電阻應(yīng)變式傳感器組成的測(cè)量電路測(cè)出物質(zhì)的重量信號(hào)。其次，由差動(dòng)放大器電路把傳感器輸出的微弱信號(hào)進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，然后送入A/D轉(zhuǎn)換電路中。再由A/D轉(zhuǎn)換電路把接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳送到顯示電路，最后由顯示電路顯示數(shù)據(jù)。 電阻應(yīng)變式傳感器就是將被測(cè)物理量的變化轉(zhuǎn)換成電阻值的變化 , 再經(jīng)相應(yīng)的電路轉(zhuǎn)化為電壓差值。我們用電阻應(yīng)變式傳感器E350-ZAA作為測(cè)量電路的核心。差動(dòng)放大電路將由測(cè)量電路傳過來的電壓差值放大，再將放大電壓傳送給

3、A/D轉(zhuǎn)換電路。本模塊我們采用INA114AP做為核心元件。A/D轉(zhuǎn)換電路主要采用ICL7107將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并通過LED數(shù)碼管顯示。方案一優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：本設(shè)計(jì)無復(fù)雜的程序，由硬件搭建，各部分分工明確。在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試及故障查詢時(shí)可分級(jí)測(cè)試。缺點(diǎn)：芯片成本較高，無拓展功能。2、方案二： 稱重傳感器根據(jù)壓力的變化提供相應(yīng)的線性變化的電信號(hào)，該電信號(hào)經(jīng)過高精度差動(dòng)放大器放大。輸入給雙積分型模數(shù)轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)可直接由單片機(jī)以串行方式讀入。 單片機(jī)選用STC89C51型單片機(jī)，P0口定義為輸出口，其中P0.0P0.6輸出要顯示數(shù)據(jù)的段碼。P1口中的P1.0P1.3也定義為輸出

4、，顯示輸出數(shù)據(jù)的位碼。顯示器用動(dòng)態(tài)掃描。方案二優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：與方案1不同的是，A/D轉(zhuǎn)換器后面利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)顯示控制，該方案具有較好的控制性和靈活性。比如在顯示壓力的同時(shí)，還可以通過單片機(jī)的其他管腳輸出信號(hào)以達(dá)到的功能的擴(kuò)展。缺點(diǎn)：系統(tǒng)的組成模塊相對(duì)較多，在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)較多問題。單片機(jī)的編程時(shí)將會(huì)需要大量的時(shí)間，對(duì)系統(tǒng)的標(biāo)定比較困難。3、方案三：壓力傳感器實(shí)現(xiàn)壓電轉(zhuǎn)換，將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。經(jīng)過高精度差動(dòng)放大器放大后，輸入給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，由該數(shù)字信號(hào)控制編碼器的編碼，從而控制數(shù)碼管顯示。方案三優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：本設(shè)計(jì)無復(fù)雜的程序，由硬件搭建，各部分分工明確。在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試及

5、故障查詢時(shí)可分級(jí)測(cè)試。缺點(diǎn)：數(shù)碼管與編碼器的電路比較繁雜，在實(shí)際焊接中容易因?yàn)槎搪坊蛱摵付霈F(xiàn)問題。 4、方案四： 本設(shè)計(jì)方案采用了電容傳感器，利用參考電容進(jìn)行測(cè)量補(bǔ)償，并利用555多諧振蕩器將電容變化量轉(zhuǎn)換成頻率的變化量。定時(shí)器采用了ICM7556，該芯片是CMOS型定時(shí)器，具有最大負(fù)載電流小，功耗低的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)選擇器采用SN74HC157，是具有公共選通輸入端的四2選1數(shù)據(jù)選擇器，只用其中一組數(shù)據(jù)選擇。數(shù)據(jù)選擇端由單片機(jī)控制，其中單片機(jī)選用PIC16F877。方案四優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：本方案用電容作為敏感元件，更加靈敏，且運(yùn)用定時(shí)器，數(shù)據(jù)選擇器等使結(jié)果更加精確，并且有鍵盤開關(guān)。缺點(diǎn)：使用芯片多，

6、成本高，對(duì)編程能力及芯片的理解運(yùn)用能力有很高要求。5、4種方案設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)比較及方案的選擇：優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)方案一易于檢查、模塊最少、電路簡(jiǎn)單功能單一方案二有較強(qiáng)的控制性和靈性、擴(kuò)展能力強(qiáng)成本高、制作困難方案三易于檢查模塊較多、電路復(fù)雜、功能單一方案四靈敏，精確，拓展能力強(qiáng)成本高、對(duì)芯片理解運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)鑒于本實(shí)驗(yàn)僅要求實(shí)現(xiàn)一個(gè)普通功能的電子秤，沒對(duì)其有更高的要求，所以方案二和方案四并不是十分合適，它們的制作流程過于復(fù)雜，難以調(diào)試，且成本較高。所以這里并不采用方案二和方案四。對(duì)于方案三，它的電路連接與方案一相比較為復(fù)雜。且功能模塊也較多，沒有方案一易于調(diào)試。成本也相對(duì)較高。這里也不采用。由上表可知選取方案一

7、最為合適，其制作流程相對(duì)簡(jiǎn)單，并可完成實(shí)驗(yàn)所要求指標(biāo)，但其他方案可適用于其他領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)要求。綜上，本次實(shí)驗(yàn)選擇了設(shè)計(jì)方案一為最終的設(shè)計(jì)方案。四、單元電路設(shè)計(jì)與分析1、電阻應(yīng)變式傳感器電路電阻應(yīng)變式傳感器可將被測(cè)物理量的變化轉(zhuǎn)換成電阻值的變化 , 再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路而最后顯示或記錄被測(cè)量值的變化。在這里，我們用電阻應(yīng)變式傳感器作為測(cè)量電路的核心。并應(yīng)根據(jù)測(cè)量對(duì)象的要求，恰當(dāng)?shù)剡x擇精度和范圍度。1) 電阻應(yīng)變式傳感器的組成以及原理：電阻應(yīng)變式傳感器簡(jiǎn)稱電阻應(yīng)變計(jì)。當(dāng)將電阻應(yīng)變計(jì)用特殊膠劑粘在被測(cè)構(gòu)件的表面上時(shí)，則敏感元件將隨構(gòu)件一起變形，其電阻值也隨之變化，而電阻的變化與構(gòu)件的變形保持一定的線性關(guān)

8、系，進(jìn)而通過相應(yīng)的二次儀表系統(tǒng)即可測(cè)得構(gòu)件的變形。通過應(yīng)變計(jì)在構(gòu)件上的不同粘貼方式及電路的不同聯(lián)接，即可測(cè)得重力、變形、扭矩等機(jī)械參數(shù) 2）電阻應(yīng)變式傳感器的測(cè)量電路：圖5 電阻應(yīng)變式傳感器的測(cè)量電路電阻應(yīng)變片的電阻變化范圍為0.00050.1歐姆。所以測(cè)量電路應(yīng)當(dāng)能精確測(cè)量出很小的電阻變化，在電阻應(yīng)變傳感器中做常用的是橋式測(cè)量電路。 橋式測(cè)量電路有四個(gè)電阻，電橋的一個(gè)對(duì)角線接入工作電壓E，另一個(gè)對(duì)角線為輸出電壓Uo。其特點(diǎn)是：當(dāng)四個(gè)橋臂電阻達(dá)到相應(yīng)的關(guān)系時(shí)，電橋輸出為零，否則就有電壓輸出，可利用靈敏檢流計(jì)來測(cè)量，所以電橋能夠精確地測(cè)量微小的電阻變化。 測(cè)量電橋如圖5所示。它由箔式電阻應(yīng)變片電

9、阻R1、R2、R3、R4組成測(cè)量電橋，測(cè)量電橋的電源由穩(wěn)壓電源E供給。物體的重量不同，電橋不平衡程度不同，指針式電表指示的數(shù)值也不同?；瑒?dòng)式線性可變電阻器RP1作為物體重量彈性應(yīng)變的傳感器，組成零調(diào)整電路，當(dāng)載荷為0時(shí)，調(diào)節(jié)RP1使數(shù)碼顯示屏顯示零。這里若考慮系統(tǒng)高穩(wěn)定性，可選用E350ZAA的2kg稱重傳感器。E350ZAA表示圖形如下：圖6 E350ZAA實(shí)物圖型由圖可知上下各貼一個(gè)電阻應(yīng)變片，組成半橋測(cè)量電路，記兩個(gè)電阻應(yīng)變片分別是R1、R4設(shè)計(jì)時(shí)要求：R1=R2=R3=R4=R; R5=R6;R1=R4=R傳感器輸出的電壓為：U=14E(R1R1+R4R4)=E*R2R2、差動(dòng)放大電路

10、：本次設(shè)計(jì)中，要求用一個(gè)放大電路，即差動(dòng)放大電路，主要的元件就是差動(dòng)放大器。在許多需要用A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字采集的單片機(jī)系統(tǒng)中，多數(shù)情況下，傳感器輸出的模擬信號(hào)都很微弱，必須通過一個(gè)模擬放大器對(duì)其進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，才能滿足A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)電平的要求，在此情況下，就必須選擇一種符合要求的放大器。儀表儀器放大器的選型很多，我們這里使用一種用途非常廣泛的放大器，就是典型的差動(dòng)放大器INA114AP。它只需高精度和幾只電阻器，即可構(gòu)成性能優(yōu)越的儀表用放大器。廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)控制、儀器儀表、電氣測(cè)量等數(shù)字采集的系統(tǒng)中。本設(shè)計(jì)中差動(dòng)放大電路結(jié)構(gòu)圖如下：圖7 差動(dòng)放大電路結(jié)構(gòu)圖放大倍數(shù)的推導(dǎo)過程：I=

11、Vi1-Vi2R7VO=(R8+R7+R6)=(1+2R8R7)ViAvf=1+2R8R7在此情況下，就必須選擇一種符合要求的放大器。儀表儀器放大器的選型很多，在這里使用一種用途非常廣泛的放大器，就是典型的差動(dòng)放大器INA114AP。它只需高精度和幾只電阻器，即可構(gòu)成性能優(yōu)越的儀表用放大器。其原理圖如下：圖8 放大器INA114AP原理圖3、A/D轉(zhuǎn)換及顯示電路：A/D轉(zhuǎn)換的作用是進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，把接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出。在選擇A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，先要確定A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)，該設(shè)計(jì)運(yùn)用的是雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器ICL7107，A/D轉(zhuǎn)換誤的位數(shù)確定與整個(gè)測(cè)量控制系統(tǒng)所需測(cè)量控制的范圍和精度有關(guān)

12、，系統(tǒng)精度涉及的環(huán)節(jié)很多，包括傳感器的變換精度，信號(hào)預(yù)處理電路精度A/D轉(zhuǎn)換器以及輸出電路等。1）ICL7107雙積分型的A/D轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)：ICL7107是31/2位雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器，屬于CMOS大規(guī)模集成電路，它的最大顯示值為士1999，最小分辨率為100uV，轉(zhuǎn)換精度為0.05±1個(gè)字。能直接驅(qū)動(dòng)共陽極LED數(shù)碼管，不需要另加驅(qū)動(dòng)器件，使整機(jī)線路簡(jiǎn)化，采用±5V兩組電源供電，并將第21腳的GND接第30腳的IN 。在芯片內(nèi)部從V+與COM之間有一個(gè)穩(wěn)定性很高的2.8V基準(zhǔn)電源，通過電阻分壓器可獲得所需的基準(zhǔn)電壓VREF 。能通過內(nèi)部的模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)零和自動(dòng)極性

13、顯示功能。輸入阻抗高，對(duì)輸入信號(hào)無衰減作用。整機(jī)組裝方便，無需外加有源器件，配上電阻、電容和LED共陽極數(shù)碼管，就能構(gòu)成一只直流數(shù)字電壓表頭。噪音低，溫漂小，具有良好的可靠性，壽命長(zhǎng)。芯片本身功耗小于15mw（不包括LED）。不設(shè)有一專門的小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。使用時(shí)可將LED共陽極數(shù)數(shù)碼管公共陽極接V+.可以方便的進(jìn)行功能檢查。2）ICL7107引腳功能 V+和V-分別為電源的正極和負(fù)極。A1-G1,A2-G2,A3-G3：分別為個(gè)位、十位、百位筆畫的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，依次接個(gè)位、十位、百位LED顯示器的相應(yīng)筆畫電極。AB4：千位筆畫驅(qū)動(dòng)信號(hào)。接千位LEO顯示器的相應(yīng)的筆畫電極。POL：液晶顯示器背面公共

14、電極的驅(qū)動(dòng)端，簡(jiǎn)稱背電極。Oscl-OSc3 ：時(shí)鐘振蕩器的引出端，外接阻容或石英晶體組成的振蕩器。第38腳至第40腳電容量的選擇是根據(jù)下列公式來決定：fosl=0.45/RC COM ：模擬信號(hào)公共端，簡(jiǎn)稱“模擬地”，使 用時(shí)一般與輸入信號(hào)的負(fù)端以及基準(zhǔn)電壓的負(fù)極相連。TEST ：測(cè)試端，該端經(jīng)過500歐姆電阻接至邏輯電路的公共地，故也稱“邏輯地”或“數(shù)字地”。當(dāng)其接高電平時(shí)數(shù)碼管全亮。VREF VREF- ：基準(zhǔn)電壓正負(fù)端。CREF：外接基準(zhǔn)電容端。INT：27是一個(gè)積分電容器，必須選擇溫度系數(shù)小不致使積分器的輸入電壓產(chǎn)生漂移現(xiàn)象的元件IN和IN- ：模擬量輸入端，分別接輸入信號(hào)的正端和負(fù)

15、端。AZ：積分器和比較器的反向輸入端，接自動(dòng)調(diào)零電容CAz 。BUF：緩沖放大器輸出端，接積分電阻Rint。 3） ICL7107的工作原理雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器ICL7107是一種間接A/D轉(zhuǎn)換器。它通過對(duì)輸入模擬電壓和參考電壓分別進(jìn)行兩次積分，將輸入電壓平均值變換成與之成正比的時(shí)間間隔，然后利用脈沖時(shí)間間隔，進(jìn)而得出相應(yīng)的數(shù)字性輸出。它的原理性框圖如圖2所示，它包括積分器、比較器、計(jì)數(shù)器，控制邏輯和時(shí)鐘信號(hào)源。積分器是A/D轉(zhuǎn)換器的心臟，在一個(gè)測(cè)量周期內(nèi)，積分器先后對(duì)輸入信號(hào)電壓和基準(zhǔn)電壓進(jìn)行兩次積分。比較器將積分器的輸出信號(hào)與零電平進(jìn)行比較，比較的結(jié)果作為數(shù)字電路的控制信一號(hào)。時(shí)鐘信號(hào)源的

16、標(biāo)準(zhǔn)周期Tc 作為測(cè)量時(shí)間間隔的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。它是由內(nèi)部的兩個(gè)反向器以及外部的RC組成的。其振蕩周期TC=2RCln1.5=2.2RC。4、LED顯示電路顯示部分可以將處理得出的信號(hào)在顯示器上顯示，讓人們直觀的看到被測(cè)體的質(zhì)量。本實(shí)驗(yàn)采用LED數(shù)碼管，LED數(shù)碼管具有功耗低的特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)中LED顯示電路采用4個(gè)1位的共陽數(shù)碼管，型號(hào)：LG5011BSR 圖9 共陽數(shù)碼管原理圖要點(diǎn)：1）辨認(rèn)引腳：芯片的第一腳，是正放芯片，面對(duì)型號(hào)字符，然后，在芯片的左下方為第一腳。2）關(guān)鍵點(diǎn)的電壓：芯片第一腳是供電，正確電壓是DC5V。第36腳是基準(zhǔn)電壓，正確數(shù)值是100mV，第26引腳是負(fù)電源引腳，正確電壓數(shù)值是

17、負(fù)的，在-3V至-5V都認(rèn)為正常，但是不能是正電壓，也不能是零電壓。芯片第31引腳是信號(hào)輸入引腳，可以輸入±199.9mV的電壓。在一開始，可以把它接地，造成“0”信號(hào)輸入，以方便測(cè)試。3）注意芯片27,28,29引腳的元件數(shù)值，它們是0.22uF,47K,0.47uF阻容網(wǎng)絡(luò)，這三個(gè)元件屬于芯片工作的積分網(wǎng)絡(luò)，不能使用磁片電容。芯片的33和34腳接的104電容也不能使用磁片電容。4）注意接地引腳：芯片的電源地是21腳，模擬地是32腳，信號(hào)地是30腳，基準(zhǔn)地是35腳，通常使用情況下，這4個(gè)引腳都接地。5）比例讀數(shù)：把31腳與36腳短路，就是把基準(zhǔn)電壓作為信號(hào)輸入到芯片的信號(hào)端，這時(shí)候

18、，數(shù)碼管顯示的數(shù)值最好是100.0，通常在99.7-100.3之間，越接近100.0越好。這個(gè)測(cè)試是看看芯片的比例讀數(shù)轉(zhuǎn)換情況，與基準(zhǔn)電壓具體是多少毫伏無關(guān)，也無法在外部進(jìn)行調(diào)整這個(gè)讀數(shù)。如果差的太多，就需要更換芯片了。ICL7107的引腳圖及典型電路以及各電阻電容參數(shù)如圖11所示：圖10 ICL7107的引腳圖及典型電路五、 安裝調(diào)試及測(cè)量數(shù)據(jù)分析1、 測(cè)試儀器與設(shè)備（1）萬用表 （2）電源：EM1712 DC （3）標(biāo)準(zhǔn)重物（砝碼）2、 電阻應(yīng)變式傳感器電路按電路圖焊接好箔式電阻應(yīng)變片E350ZAA與調(diào)零電路。在E350ZAA兩端加上+5V電壓，用萬用表測(cè)量輸出端信號(hào)，當(dāng)應(yīng)變片上不受力時(shí)調(diào)

19、節(jié)平衡電路中的RP1，使得傳感器輸出差分信號(hào)（綠線和白線）電壓為零。在應(yīng)變電阻傳感器上放質(zhì)量不同的重物，記錄輸出電壓信號(hào)。由于實(shí)驗(yàn)室中只有3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)400g重物，因此連同不放重物時(shí)只能得到傳感器電路3組輸入輸出數(shù)據(jù)，見下表：重物質(zhì)量（g）04008001200輸出電壓（mV）00. 81.52.1表1 傳感器所放重物質(zhì)量與輸出電壓信號(hào)關(guān)系由表格可知：輸出電壓信號(hào)與傳感器所承受質(zhì)量近似成正比。3、差動(dòng)放大電路單元安裝及數(shù)據(jù)測(cè)量在INA114P的1、8兩個(gè)引腳跨接10k電位器RG,焊接之前使用萬用表測(cè)得阻值為1.29k。所有焊點(diǎn)焊好后將4腳接-5V，7腳接+5V，5腳接地，然后從2、3腳給輸入信號(hào)，

20、注意正負(fù)極性，測(cè)量6腳與5腳之間的輸出信號(hào)。測(cè)出一組輸出數(shù)據(jù)如下表所示：VIN(mV)0.51.52.53.55.0VO（mV）19.560.299.1140.5199表2 差動(dòng)發(fā)達(dá)電路輸入與輸出關(guān)系表圖11 差動(dòng)放大電路VO-VIN曲線將Y軸截距設(shè)為0后可從圖表中得出擬合直線斜率為39.882。根據(jù)差動(dòng)放大電路放大倍數(shù)理論公式G=1+50kRG可算得理論放大倍數(shù)為39.76，實(shí)際值與理論值的誤差約為0.31%。4、A/D轉(zhuǎn)換電路及數(shù)碼管顯示單元電路的安裝及數(shù)據(jù)測(cè)量將A/D轉(zhuǎn)換電路及數(shù)碼管顯示電路焊接好后，對(duì)此部分電路進(jìn)行測(cè)試：將1腳接+5V電壓，26腳接-5V電壓，21腳30腳短接并接地，調(diào)

21、節(jié)畫的那個(gè)變阻器RP3阻值使36腳電壓即參考電壓為100mV。將輸入端36腳加入100mV模擬電壓，即把31腳與36腳短路，實(shí)驗(yàn)中觀察到此時(shí)數(shù)碼管顯示在98.6與98.7間跳動(dòng)，離正常范圍99.7-100.3雖有一些差距，但芯片狀況良好，可以使用。5、整體電路安裝及數(shù)據(jù)測(cè)量將各單元電路按照原理電路圖焊接起來組成整體電路，將+5V電源、-5V電源以及地端分別接在便攜式電子秤系統(tǒng)電路的響應(yīng)輸入端。調(diào)試過程如下：1）首先在秤體上無負(fù)載時(shí)調(diào)整RP1，使顯示器準(zhǔn)確顯示零。2）在秤體上放置400g重物，再調(diào)整Rp2，使數(shù)碼管顯示400。3）將重物拿下，觀察數(shù)碼管是否顯示在0附近。若相差超過20則繼續(xù)調(diào)節(jié)R

22、P1至0左右。4）重新進(jìn)行2、3步驟，知道數(shù)碼管顯示質(zhì)量誤差在20g以內(nèi)，越精確越好。5）將3個(gè)400g的標(biāo)準(zhǔn)砝碼置于傳感器上，測(cè)試并記錄下不同重量的測(cè)試值，并記錄下此時(shí)差放6腳對(duì)地的電壓：標(biāo)準(zhǔn)重量（g）04008001200測(cè)試顯示數(shù)值-0034048031197相對(duì)誤差0.99%0.37%0.25%6腳對(duì)地電壓值2.8mV40.3mV79.8mV119.5根據(jù)表中所測(cè)量記錄的實(shí)際數(shù)據(jù)可以計(jì)算出電子稱的誤差：Xmax=4gr=XmaxXn*100=0.99六、結(jié)果分析1、數(shù)據(jù)分析：（1） A/D轉(zhuǎn)換及LED顯示電路的調(diào)試部分，數(shù)碼管顯示為986-97，與1000接近，符合要求；（2） 放大電

23、路調(diào)試部分，放大倍數(shù)為：39.882，理論值為：39.76，誤差為（39.882-39.76）/39.76=0.31%；（3） 整體調(diào)試部分，最大誤差約為0.99%。按照100mV與示數(shù)1000的對(duì)應(yīng)關(guān)系,可知實(shí)際測(cè)試的數(shù)據(jù)與實(shí)際重量基本符合，其相對(duì)誤差較小，基本符合要求。2、 誤差分析：（1）電阻應(yīng)變式傳感器本身存在誤差，變化不靈敏，懸掛重物取消后需要恢復(fù)時(shí)間。其次其本身有重力，不同情況下放置支持點(diǎn)不同零輸入顯示不同。（2）放大器放大倍數(shù)不穩(wěn)定，使顯示有波動(dòng)以及放大器的零點(diǎn)漂移。實(shí)驗(yàn)用的ICL7107芯片存在一定的系統(tǒng)誤差。（3）所用元件與標(biāo)稱值之間存在誤差。（4）焊接過程的操作帶來的誤差。

24、（5）外界噪聲的干擾。（6）測(cè)試時(shí)使用萬用表測(cè)量誤差。 3、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及解決辦法：（1）進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換及LED顯示電路的調(diào)試時(shí)36管腳無法調(diào)至100mV，顯示屏上也無法顯示出1000。首先檢查7107外圍電路是否正確，在第一次檢查中未發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤；其次，檢查芯片是否有問題，更換正確芯片后問題仍然存在，說明我的電路焊接上確實(shí)有問題；最后，我又排查了一遍電路，發(fā)現(xiàn)36管腳的滑動(dòng)變阻器進(jìn)行了虛焊，重新焊接后，故障解除。（2）在調(diào)試時(shí)，INA114的輸出電壓始終不變，無論怎么改變RP2都沒有效果，這個(gè)值已經(jīng)超出了測(cè)試范圍，然后還是檢查電路，最終是因?yàn)殡娢黄鱎P2損壞，整個(gè)RP2短路，已無調(diào)節(jié)作用。（

25、3）LED數(shù)碼管顯示時(shí)有b2和b3不亮，我以為是電路焊接錯(cuò)誤，經(jīng)過兩邊排查，沒有發(fā)現(xiàn)焊接錯(cuò)誤，最終發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管和插座的接觸不良導(dǎo)致，將數(shù)碼管插至某個(gè)角度和位置時(shí)才會(huì)發(fā)光。七、心得體會(huì)：本次實(shí)驗(yàn)，我完成了一個(gè)小型電子秤，電子稱的構(gòu)造并不難，但完成的過程卻并不容易，因此在成功完成時(shí)很欣喜。電子秤是由四個(gè)部分緊密連接在一起的。因此，只有充分了解有關(guān)集成芯片、傳感器以及各部分之間的關(guān)系才能達(dá)到要求。首先是傳感器的精密度，它將直接影響電子秤的稱重準(zhǔn)確度。課程設(shè)計(jì)時(shí)由于傳感器發(fā)出的信號(hào)不是很穩(wěn)定，所以稱重時(shí)數(shù)碼管有一定范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)跳動(dòng)。如果使用精密度較高的傳感器，效果會(huì)好的多。其次是數(shù)據(jù)采集處理階段，此階段是對(duì)傳感器發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行量化、采集，主要分為信號(hào)放大、采集，然后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。該階段需注意的地方是對(duì)傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大時(shí)，應(yīng)選取合適的運(yùn)算放大電路。最好是預(yù)先計(jì)算好應(yīng)放大