虛擬稱重儀設(shè)計實驗報告

虛擬稱重儀設(shè)計試驗報告試驗報告一、試驗室名稱：虛擬儀器試驗室二、試驗工程名稱：壓力測量和虛擬稱重儀設(shè)計試驗三、試驗學(xué)時：50學(xué)時四、試驗原理：硬件局部：虛擬電子稱重儀總體方案設(shè)計重物或砝碼多位數(shù)碼管壓力傳感器試驗電路板測量放大電路A/D轉(zhuǎn)換和掌握EPP接口計算機(jī)試驗箱重物或砝碼多位數(shù)碼管壓力傳感器試驗電路板測量放大電路A/D轉(zhuǎn)換和掌握EPP接口計算機(jī)試驗箱1虛擬電子稱重儀原理框圖稱重傳感器的工作原理及變換關(guān)系。秤盤秤盤緊固螺釘F應(yīng)變片R2引線 應(yīng)變片R1支撐快秤盤支撐快應(yīng)變片R3底板應(yīng)變片R4彈性梁2試驗中使用的稱重傳感器構(gòu)造2性元件。在彈性元件上粘上一組應(yīng)變片形組成應(yīng)變電橋，四片應(yīng)變片分別粘貼在梁的上、3W、R1 234R、R34

受壓縮，阻值減小，電橋因橋臂電阻的變化而失去平衡，輸出與荷重成正比的電壓信號,其輸出電壓與重力W的關(guān)系為：U KW1 1式中K1為重力傳感器的轉(zhuǎn)換系數(shù)，K1E G其單位為mV/Kg。G是5Kg，靈敏度系數(shù)約為1mV/V，橋壓U為10V。3全橋電路稱重儀的誤差。傳輸系數(shù)產(chǎn)生變化〔K K K等，以及由于環(huán)境因素的直接影響，作用于每類部件1、 2、 31上的無用量為u〔稱重傳感器輸出的零位及其溫度漂移等、u2(放大器輸入的失調(diào)電壓及1、u3〔A/D轉(zhuǎn)換器輸入的零位及漂移等，它們最終都會影響輸出量。WK1UWK1U1K2KN3K1K2K3NWu1u2u34電子稱重儀的誤差模型壓力傳感器測量放大電路設(shè)計與原理壓力傳感器承受10V1mV/V，則滿量程輸出10mV,本試驗A/D12A/D7109，其輸入范圍±4.096VA/D輸入范圍，要330倍左右〔10%的超量程力量。所以可承受典型的三運(yùn)放儀器放大器，選擇適當(dāng)增益電阻，完成稱重傳感器的放大調(diào)理。A/D轉(zhuǎn)換電路A/D量的根底，是構(gòu)成虛擬電子稱重儀必需具備的最根本、最核心的功能。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換的要求。本試驗承受ILC7109雙積分A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)展實現(xiàn)。計算機(jī)接口掌握電路在本試驗中，ILC7109A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號通過一個25芯的EPP并行接口將EPP接口所使用的協(xié)議是一種與標(biāo)準(zhǔn)并行口兼容且能完成雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議。軟件局部：利用LabVIEW圖形化軟件開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)虛擬電子秤設(shè)計。四、試驗?zāi)康模和ㄟ^介紹壓力傳感器和虛擬稱重儀工作原理及性能指標(biāo)，要求在把握工作原理的根底上，完成總體設(shè)計方案、局部硬件電路設(shè)計和連線；要求把握LabVIEW軟件的根本設(shè)計方調(diào)、測試、校準(zhǔn)。五、試驗內(nèi)容：試驗內(nèi)容、技術(shù)指標(biāo)設(shè)計試驗方案，分析工作原理，計算電路參數(shù)；了解壓力傳感器的輸輸出靈敏度、零點(diǎn)不平衡輸出、輸入電阻、輸出電阻、非線性、重復(fù)性等技術(shù)指標(biāo)。3..LabVIEW開發(fā)平臺上實現(xiàn)要求的虛擬電子秤設(shè)計：(1)、測量范圍：0～5Kg，精度±0.5％、計算機(jī)表盤指針顯示和數(shù)字顯示重量，有日期和時間顯示。、可扣除零點(diǎn)。對設(shè)計好的虛擬電子秤進(jìn)展測試，記錄測試數(shù)據(jù)和處理分析；撰寫試驗報告。六、試驗器材：SJ-8002B電子測量試驗箱 1臺EPP接口線。 1根計算機(jī)(具有運(yùn)行windows2023和圖形化控件的力量) 1臺標(biāo)準(zhǔn)砝碼1kg 5個稱重傳感器〔1mv/v0.1%0.1%〕1個放大電路板 1塊七、試驗設(shè)計步驟：虛擬稱重儀總體方案設(shè)計分析稱重功能由用戶軟件定義。重物或砝碼多位數(shù)碼管壓力傳感器試驗電路板測量放大電路A/D轉(zhuǎn)換和掌握EPP接口計算機(jī)試驗箱〔對應(yīng)質(zhì)重物或砝碼多位數(shù)碼管壓力傳感器試驗電路板測量放大電路A/D轉(zhuǎn)換和掌握EPP接口計算機(jī)試驗箱9虛擬電子稱重儀原理框圖測量放大電路設(shè)計、連線、調(diào)試試驗中承受的放大電路如下：-5VUi1UA1OP07+5VR1A

10k

R10

10kA1R3A1R3

+5VRUGRUR4 R5 R6

o1

10k

UoutUB1

120

300B3 B

620Uo2U10k

R810k

R910k

-5V

OP07R2+5VOP07UA2Ui2-5V

10稱重調(diào)理試驗板電路圖中，A1和A2形成輸入級，由歐姆定律得：U Uo1

(RR1

R)(UG

U )/Ri2 GR

RRRR

中所選用的電阻。G 3 4 5 6RR1

，則U Uo1

2R(1R1G

)(Ui1

U )i2A3形成輸出級，其輸出為：U

R 10U

R(R 9

R) 10 U R7

R，R8

R 10

out

R 7R

R(RR)10 8 9

o2則差動放大器A3的輸出為：U

out

10(UR 7

U )o1所以，U

out

A(Ui1

U i2

R 2RR10(1 1)RR7 GR

2R，得A(1 1)7 10 RG在試驗板電路中，對應(yīng)上述公式，有R7

R10k，RR8 9

10k，RR1

10kR3

R4

〔120ΩR5

〔300ΩR6

〔620Ω〕取值所對應(yīng)增167，67，33330SJ-8002B試驗箱，則它們分別與試驗箱A/D轉(zhuǎn)換器輸入放大器增益擋×2，×5，×10330倍增益。虛擬稱重儀前面板設(shè)計11所示〔在電壓表根底上增加局部〕11虛擬稱重儀的前面板虛擬稱重儀軟件設(shè)計和編程總體軟件設(shè)計的流程圖如下：EPP初始化上電開關(guān)是否按下？EPP初始化上電開關(guān)是否按下？NY測量子VI是否調(diào)零？Y置換零點(diǎn)值N計算重量顯示N是否退出？Y完畢12軟件流程圖說明：①EPP口初始化。VI7109AD轉(zhuǎn)換。為了減小誤差，子VI中實行算術(shù)平均值濾波的方法。③零點(diǎn)電壓子VI：由于傳感器中存在零點(diǎn)漂移，蠕變等現(xiàn)象，因此，7109轉(zhuǎn)化得到的7109轉(zhuǎn)化出的電壓值，作為零點(diǎn)保存在文檔中。④電壓值轉(zhuǎn)化為重量值：由于傳感器輸出線性度較好0.1%F，即我們可以用一個一次方程W=K1*(V-K0)〔K0是調(diào)零后保存的零點(diǎn)電壓值，K1是標(biāo)定系數(shù)〕來表示重量大小稱重傳感器得到其零點(diǎn)電壓值K0,然后通過加載標(biāo)準(zhǔn)砝碼得到該傳感器的標(biāo)定值K1,就可以得到方程中的兩個系數(shù)，從而實現(xiàn)了電壓值和重量值之間的