單片機(jī)的壓力檢測系統(tǒng)

內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）PAGEPAGE1題目：基于單片機(jī)的智能壓力檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的智能壓力檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要壓力是工業(yè)生產(chǎn)過程中的重要參數(shù)之一。壓力的檢測或控制是保證生產(chǎn)和設(shè)備安全運(yùn)行必不可少的條件。實(shí)現(xiàn)智能化壓力檢測系統(tǒng)對工業(yè)過程的控制具有非常重要的意義。本設(shè)計(jì)主要通過單片機(jī)及專用芯片對傳感器所測得的模擬信號進(jìn)行處理,使其完成智能化功能。介紹了智能壓力傳感器外圍電路的硬件設(shè)計(jì),并根據(jù)硬件進(jìn)行了軟件編程。本次設(shè)計(jì)是基于STC89C52單片機(jī)的測量與顯示。是通過壓力傳感器將壓力轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)過運(yùn)算放大器進(jìn)行信號放大，送至24位A／D轉(zhuǎn)換器，然后將模擬信號轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以識別的數(shù)字信號，再經(jīng)單片機(jī)轉(zhuǎn)換成LED顯示器可以識別的信息，最后顯示輸出。而在顯示的過程中通過鍵盤，向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸入各種數(shù)據(jù)和命令，讓單片機(jī)系統(tǒng)處于預(yù)定的功能狀態(tài)，顯示需要的值。本設(shè)計(jì)的最終結(jié)果是，將軟件下載到硬件上調(diào)試出來了需要顯示的數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入的模擬信號發(fā)生變化的時(shí)候，通過A/D轉(zhuǎn)換后，LED將顯示不同的數(shù)值。關(guān)鍵詞:壓力；STC89C52單片機(jī)；壓力傳感器；A/D轉(zhuǎn)換器；LED顯示；

緒論1.1研究背景近年來，隨著微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，他的應(yīng)用在人們的工作和日常生活中越來越普遍。工業(yè)過程控制是計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。其中由單片機(jī)構(gòu)成的嵌入式系統(tǒng)已經(jīng)越來越受到人們的關(guān)注?，F(xiàn)在可以毫不夸張的說，沒有微型計(jì)算機(jī)的儀器不能稱為先進(jìn)的儀器，沒有微型計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)不能稱其為現(xiàn)代控制系統(tǒng)的時(shí)代已經(jīng)到來。壓力測量對實(shí)時(shí)監(jiān)測和安全生產(chǎn)具有重要的意義。在工業(yè)生產(chǎn)中，為了高效、安全生產(chǎn)，必須有效控制生產(chǎn)過程中的諸如壓力、流量、溫度等主要參數(shù)。由于壓力控制在生產(chǎn)過程中起著決定性的安全作用，因此有必要準(zhǔn)確測量壓力。為了測到不同位置的壓力值，本次設(shè)計(jì)為基于單片機(jī)智能壓力測量系統(tǒng)。通過壓力傳感器將需要測量的位置的壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號，再經(jīng)過運(yùn)算放大器進(jìn)行信號放大，送至8位A／D轉(zhuǎn)換器，然后將模擬信號轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以識別的數(shù)字信號，再經(jīng)單片機(jī)轉(zhuǎn)換成LED顯示器可以識別的信息，最后顯示輸出。基于單片機(jī)的智能壓力檢測系統(tǒng)，選擇的單片機(jī)是基于STC89C52單片機(jī)的測量與顯示，將壓力經(jīng)過壓力傳感器變?yōu)殡娦盘?，再通過三運(yùn)放放將電信號放大為標(biāo)準(zhǔn)信號為0-5V的電壓信號，然后進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，我們所采樣的A/D轉(zhuǎn)換器為ADC0832，ADC0832為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32μS，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過DI數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。正常情況下ADC0832與單片機(jī)的接口應(yīng)為4條數(shù)據(jù)線，分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時(shí)并未同時(shí)有效并與單片機(jī)的接口是雙向的，所以電路設(shè)計(jì)時(shí)可以將DO和DI并聯(lián)在一根數(shù)據(jù)線上使用。為了提高單片機(jī)系統(tǒng)I/O口線的利用效率,利用單片機(jī)AT87C51的串行口和串行移位寄存器74LS164擴(kuò)展輸出多位LED顯示.鍵盤是單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話的常用輸入設(shè)備。我們通過鍵盤，向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸入各種數(shù)據(jù)和命令，亦可通過使用鍵盤，讓單片機(jī)系統(tǒng)處于預(yù)定的功能狀態(tài)。要想實(shí)現(xiàn)壓力的顯示需硬件與軟件配合，最終調(diào)試出來。1.2基于單片機(jī)的智能壓力檢測的原理本次設(shè)計(jì)是以單片機(jī)組成的壓力測量，系統(tǒng)中必須有前向通道作為電信號的輸入通道，用來采集輸入信息。壓力的測量，需要傳感器，利用傳感器將壓力轉(zhuǎn)換成電信號后，再經(jīng)放大并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后才能由計(jì)算機(jī)進(jìn)行有效處理。然后用LED進(jìn)行顯示，而鍵盤的作用是改變輸入量的系數(shù)的。它的原理圖如圖1.1所示。壓力壓力傳感器放大器顯示單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換鍵盤圖1.1壓力測量儀表原理方框圖我們這次主要做的是A/D轉(zhuǎn)換，單片機(jī)鍵盤和顯示，我們選用的A/D轉(zhuǎn)換器是ADC0832，單片機(jī)為STC89C52，鍵盤為4乘4的鍵盤，顯示為4位數(shù)碼管顯示。根據(jù)硬件電路編程，調(diào)試出來并顯示結(jié)果。1.2.1壓力的概念壓力是工業(yè)生產(chǎn)中的重要參數(shù)之一，為了保證生產(chǎn)正常運(yùn)行，必須對壓力進(jìn)行測量和控制，但需說明的是，這里所說的壓力，實(shí)際上是物理概念中的壓強(qiáng)，即垂直作用在單位面積上的力。在壓力測量中，常用絕對壓力、表壓力、負(fù)壓力或真空度之分。所謂絕對壓力是指被測介質(zhì)作用在容器單位面積上的全部壓力，用符號pj表示。用來測量絕對壓力的儀表稱為絕對壓力表。地面上的空氣柱所產(chǎn)生的平均壓力稱為大氣壓力，用符號pq表示。用來測量大氣氣壓力的儀表叫氣壓表。絕對壓力與大氣壓力之差。稱為表壓力，用符號pb表示。即pb=pj-pq。當(dāng)絕對壓力值小于大氣壓力值時(shí)，表壓力為負(fù)值（即負(fù)壓力），此負(fù)壓力值的絕對值，稱為真空度，用符號pz表示。壓力是工業(yè)生產(chǎn)中的重要參數(shù)，如高壓容器的壓力超過額定值時(shí)便是不安全的，必須進(jìn)行測量和控制。在某些工業(yè)生產(chǎn)過程中，壓力還直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，如生產(chǎn)合成氨時(shí)，氮和氫不僅須在一定的壓力下合成，而且壓力的大小直接影響產(chǎn)量高低。此外，在一定的條件下，測量壓力還可間接得出溫度、流量和液位等參數(shù)。1643年，意大利人托里拆利首先測定標(biāo)準(zhǔn)的大氣壓力值為760毫米汞柱，奠定了液柱式壓力測量儀表的基礎(chǔ)。1847年，法國人波登制成波登管壓力表，由于結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用，很快在工業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用，一直是常用的壓力測量儀表。二十世紀(jì)上半葉出現(xiàn)了遠(yuǎn)傳壓力表和電接點(diǎn)壓力表，從而解決了壓力測量值的遠(yuǎn)距離傳送和壓力的報(bào)警、控制等問題。60年代以后，為適應(yīng)工業(yè)控制、航空工業(yè)和醫(yī)學(xué)測試等方面的要求，壓力測量儀表日益向體積輕巧、耐高溫、耐沖擊、耐振動(dòng)和數(shù)字顯示等方向發(fā)展。1.2.2測量壓力的意義壓力是過程生產(chǎn)中四大重要參數(shù)之一，它在檢測生產(chǎn)過程能否完全可靠正常運(yùn)行的重要參數(shù)指標(biāo)，尤其在化工生產(chǎn)過程中壓力這一參數(shù)更顯得尤為重要。在化工生產(chǎn)過程中，壓力即影響物料平衡，也影響化學(xué)反應(yīng)速速，是標(biāo)志生產(chǎn)過程能否正常進(jìn)行的重要參數(shù)。安全生產(chǎn)的需要，從確保安全生產(chǎn)的角度，壓力檢測也是非常重要的。如：確保壓力容器內(nèi)的壓力在安全指標(biāo)之內(nèi)，確保易燃易爆介質(zhì)的壓力不超標(biāo)。在其他工業(yè)生產(chǎn)中壓力檢測于控制也非常重要。?？梢姷揭恍┕I(yè)裝置上都有壓力表。如：汽包壓力,當(dāng)壓力過高容易爆炸，壓力低動(dòng)力不足；還有爐膛壓力；一般維持在0mmH2O,高了爐門縫冒煙塵，低了膛內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓降低溫度。若維持在10mmH2O，節(jié)能20%。壓力也是間接測量物位的手段，用孔板測量流量僅能產(chǎn)生差壓，而這個(gè)差壓考壓力檢測的方法來測取才能最終求出流量。液面的高度可以靠測取壓力的大小來表示?？傊?，壓力檢測是一般成產(chǎn)過程所不可缺少的環(huán)節(jié)，只有按工藝要求保持壓力的穩(wěn)定，才能維持生產(chǎn)的正常進(jìn)行。所以壓力準(zhǔn)確測量在實(shí)際過程是非常重要的。第二章基于單片機(jī)的智能壓力檢測系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1壓力傳感器2.1.1壓力傳感器的選擇壓力傳感器是壓力檢測系統(tǒng)中的重要組成部分，由各種壓力敏感元件將被測壓力信號轉(zhuǎn)換成容易測量的電信號作輸出，給顯示儀表顯示壓力值，或供控制和報(bào)警使用。力學(xué)傳感器的種類繁多，如\o"電阻"電阻應(yīng)變片\o"壓力傳感器"壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片\o"壓力傳感器"壓力傳感器、壓阻式\o"壓力傳感器"壓力傳感器、電感式\o"壓力傳感器"壓力傳感器、\o"電容"電容式\o"壓力傳感器"壓力傳感器諧振式\o"壓力傳感器"壓力傳感器及\o"電容"電容式加速度傳感器等。而電阻應(yīng)變式傳感器具有悠久的歷史。由于它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、使用方便、性能穩(wěn)定、可靠、靈敏度高動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、適合靜態(tài)及動(dòng)態(tài)測量、測量精度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此是目前應(yīng)用最廣泛的傳感器之一。電阻應(yīng)變式傳感器由彈性元件和電阻應(yīng)變片構(gòu)成，當(dāng)彈性元件感受到物理量時(shí)，其表面產(chǎn)生應(yīng)變，粘貼在彈性元件表面的電阻應(yīng)變片的電阻值將隨著彈性元件的應(yīng)變而相應(yīng)變化。通過測量電阻應(yīng)變片的電阻值變化，可以用來測量位移加速度、力、力矩、壓力等各種參數(shù)。2.1.2金屬電阻應(yīng)變片的工作原理應(yīng)變式壓力傳感器是把壓力的變化轉(zhuǎn)換成電阻值的變化來進(jìn)行測量的，應(yīng)變片是由金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體制成的電阻體，是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感\(zhòng)o"器件"器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。\o"電阻"電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬\o"電阻"電阻應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片兩種。金屬\o"電阻"電阻應(yīng)變片又有絲狀應(yīng)變片和金屬箔狀應(yīng)變片兩種。通常是將應(yīng)變片通過特殊的粘和劑緊密的粘合在產(chǎn)生力學(xué)應(yīng)變基體上，當(dāng)基體受力發(fā)生應(yīng)力變化時(shí)，\o"電阻"電阻應(yīng)變片也一起產(chǎn)生形變，使應(yīng)變片的阻值發(fā)生改變，從而使加在\o"電阻"電阻上的電壓發(fā)生變化。這種應(yīng)變片在受力時(shí)產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進(jìn)行放大，再傳輸給處理電路（通常是A/D轉(zhuǎn)換和CPU）顯示或執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其阻值隨壓力所產(chǎn)生的應(yīng)變而變化。金屬\o"電阻"電阻應(yīng)變片的工作原理是吸附在基體材料上應(yīng)變\o"電阻"電阻隨機(jī)械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象,俗稱為\o"電阻"電阻應(yīng)變效應(yīng)。對于金屬導(dǎo)體，如圖2.1所示，一段圓截面的導(dǎo)線的金屬絲,設(shè)其長為L,截面積為A（直徑為D）,原始電阻為R，金屬導(dǎo)體的\o"電阻"電阻值可用下式表示：R=ρL∕A(2.1)式中：ρ——金屬導(dǎo)體的\o"電阻"電阻率（Ω·cm2/m）S——導(dǎo)體的截面積（cm2）L——導(dǎo)體的長度（m）圖2.1金屬電阻絲應(yīng)變效應(yīng)當(dāng)金屬絲受到軸向力F而被拉伸或壓縮產(chǎn)生形變,其電阻值會(huì)隨之變化,通過對（2.1）式兩邊取對數(shù)后再取全微分得:（2.2）式中為材料軸向線應(yīng)變,且跟據(jù)材料力學(xué),在金屬絲單向受力狀態(tài)下,有(2.3)式中μ為導(dǎo)體材料的泊松比。因此,有(2.4)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),金屬材料電阻率的相對變化與其體的相對變化間的關(guān)系為(2.5)式中,c為常數(shù)(由一定的材料和加工方式?jīng)Q定)將式(2.5)代入(2.4),且當(dāng)ΔR=R時(shí),可得(2.6)式中，k=(1+2μ)+c(1-2μ)為金屬絲材料的應(yīng)變靈敏系數(shù)。上式表明,金屬材料電阻的相對變化與其線應(yīng)變成正比。這就是金屬材料的應(yīng)變電阻效應(yīng)。電阻變化率△R/R的表達(dá)式為：K=ΔR/Rμ/ε，式中μ—材料的泊松系數(shù)；ε—應(yīng)變量。當(dāng)金屬絲受外力作用時(shí)，其長度和截面積都會(huì)發(fā)生變化，從上式中可很容易看出，其\o"電阻"電阻值即會(huì)發(fā)生改變，假如金屬絲受外力作用而伸長時(shí)，其長度增加，而截面積減少，\o"電阻"電阻值便會(huì)增大。當(dāng)金屬絲受外力作用而壓縮時(shí)，長度減小而截面增加，\o"電阻"電阻值則會(huì)減小。只要測出加在\o"電阻"電阻的變化（通常是測量\o"電阻"電阻兩端的電壓），即可獲得應(yīng)變金屬絲的應(yīng)變情。2.1.3電阻應(yīng)變片的基本結(jié)構(gòu)電阻應(yīng)變片主要由四部分組成。如圖2.2所示,電阻絲是應(yīng)變片敏感元件;基片、覆蓋片起定位和保護(hù)電阻絲的作用,并使電阻絲和被測試件之間絕緣;引出線用以連接測量導(dǎo)線。圖2.2電阻應(yīng)變片的基本結(jié)構(gòu)2.1.4電阻應(yīng)變片的測量電路應(yīng)變片可以將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻的變化，為了顯示于記錄應(yīng)變的大小，還要將電阻的變化再轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化，因此需要有專用的測量電路，通常采用直流電橋和交流電橋。電橋電路的工作原理由于應(yīng)變片的電橋電路的輸出信號一般比較微弱，所以目前大部分電阻應(yīng)變式傳感器的電橋輸出端與直流放大器相連，如圖2.3所示。圖2.3直流電橋設(shè)電橋的各臂的電阻分別為R1R3R2R4它們可以全部或部分是應(yīng)變片。由于直流放大器的輸入電阻比電橋電阻大的多，因此可將電橋輸出端看成開路，這種電橋成為電壓輸出橋，輸出電壓U0為U0=（2.7）由上式可見：若R1R3=R2R4，則輸出電壓必為零，此時(shí)電橋處于平衡狀態(tài)，稱為平衡電橋。平衡電橋的平衡條件為：R1R3=R2R4應(yīng)變片工作時(shí)，其電阻變化ΔR，此時(shí)有不平衡電壓輸出。（2.8）由式（2.8）表明：ΔR《R1時(shí)，電橋的輸出電壓于應(yīng)變成線性關(guān)系。若相鄰兩橋臂的應(yīng)變極性一致，即同為拉應(yīng)變活壓應(yīng)變時(shí)，輸出電壓為兩者之差，若不同時(shí)，則輸出電壓為兩者之和。若相對兩橋臂的極性一直，輸出電壓為兩者之和，反之則為兩者之差。電橋供電電壓U越高，輸出電壓U0越大，但是，當(dāng)U大時(shí)，電阻應(yīng)變片通過的電流也大，若超過電阻應(yīng)變片所允許通過的最大工作電流，傳感器就會(huì)出現(xiàn)蠕變和零漂。基于這些原因可以合理的進(jìn)行溫度補(bǔ)償和提高傳感器的測量靈敏度。非線性誤差及溫度補(bǔ)償由式（2.8）的線性關(guān)系是在應(yīng)變片的參數(shù)變化很小，極ΔR《R1的情況下得出的，若應(yīng)變片承受的壓力太大，則上述假設(shè)不成立，電橋的輸出電壓應(yīng)變之間成非線性關(guān)系。在在這種情況下，用按線性關(guān)系刻度的儀表進(jìn)行測量必然帶來非線性誤差。為了消除非線性誤差，在實(shí)際應(yīng)用中，常采用半橋差動(dòng)或全橋差動(dòng)電路，如圖2.4所示，以改善非線性誤差和提高輸出靈敏度。UU(a)半橋差動(dòng)電路（b）全橋差動(dòng)電路圖2.4差動(dòng)電橋圖2.4（a）為半橋差動(dòng)電路，在傳感器這中經(jīng)常使用這種方法。粘貼應(yīng)變片時(shí)，使兩個(gè)應(yīng)變片一個(gè)受壓，一個(gè)受拉。應(yīng)變符號相反，工作時(shí)將兩個(gè)應(yīng)變片接入電橋的相鄰兩臂。設(shè)電橋在初始時(shí)所示平衡的，且為等臂電橋，考慮到ΔR=ΔR1=ΔR2則得半橋差動(dòng)電路的輸出電壓為（2.9）由上式可見，半橋差動(dòng)電路不僅可以消除非線性誤差，而且還使電橋的輸出靈敏度提高了一倍，同時(shí)還能起到溫度補(bǔ)償?shù)淖饔?。如果按圖2.4（b）所示構(gòu)成全橋差動(dòng)電路同樣考慮到ΔR=ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4時(shí)得全橋差動(dòng)電路的輸出電壓為（2.10）可見，全橋的電壓靈敏度比單臂工作時(shí)的靈敏度提高了4倍非線性誤差也得到了消除，同時(shí)還具有溫度補(bǔ)償?shù)淖饔茫撾娐芬驳玫搅藦V泛的應(yīng)用。2.2信號放大電路2.1.2放大器的選擇被測的非電量經(jīng)傳感器得到的電信號幅度很小，無法進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，必須對這些模擬電信號進(jìn)行放大處理。為使電路簡單便于調(diào)試，本設(shè)計(jì)采用三運(yùn)算放大器，因?yàn)樵诰哂休^大共模電壓的條件下，儀表放大器能夠?qū)芪⑷醯牟罘蛛妷盒盘栠M(jìn)行放大，并且具有很高的輸入阻抗。這些特性使其受到眾多應(yīng)用的歡迎，廣泛用于測量壓力和溫度的應(yīng)變儀電橋接口、熱電耦溫度檢測和各種低邊、高邊電流檢測。2.2.4三運(yùn)放大電路本次設(shè)計(jì)的放大器采用了三運(yùn)放，因?yàn)樗哂懈吖材Ｒ种票鹊姆糯箅娐?。它由三個(gè)集成運(yùn)算放大器組成，如圖2.5所示。2.5三運(yùn)放高共摸抑制比放大電路其中A1和A2為兩個(gè)性能一致(主要指輸入阻抗，共模抑制比和增益)的同相輸入通用集成運(yùn)算放大器，構(gòu)成平衡對稱差動(dòng)放大輸入級，A3構(gòu)成雙端輸入單端輸出的輸出級，用來進(jìn)一步抑制A1和A2的共模信號，并適應(yīng)接地負(fù)載的需要。由于每個(gè)放大器求和點(diǎn)的電壓等于施加在各自正輸入端的電壓，因此，整個(gè)差分輸入電壓現(xiàn)在都呈現(xiàn)在RG兩端。因?yàn)檩斎腚妷航?jīng)過放大后（在A1和A2的輸出端）的差分電壓呈現(xiàn)在R5，RG和R6這三只電阻上，所以差分增益可以通過僅改變RG進(jìn)行調(diào)整。這種連接有另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一旦這個(gè)減法器電路的增益用比率匹配的電阻器設(shè)定后，在改變增益時(shí)不再對電阻匹配有任何要求。如果R5＝R6，R1＝R3和R2＝R4，則VOUT=(VIN2－VIN1)(1＋2R5/RG)（R2/R1）。由于RG兩端的電壓等于VIN，所以流過RG的電流等于VIN/RG，因此輸入信號將通過A1和A2獲得增益并得到放大。然而須注意的是對加到放大器輸入端的共模電壓在RG兩端具有相同的電位，從而不會(huì)在RG上產(chǎn)生電流。由于沒有電流流過RG（也就無電流流過R5和R6），放大器A1和A2將作為單位增益跟隨器而工作。因此，共模信號將以單位增益通過輸入緩沖器，而差分電壓將按〔1＋（2RF/RG）〕的增益系數(shù)被放大。這也就意味著該電路的共模抑制比相比與原來的差分電路增大了〔1＋（2RF/RG）〕倍。

在理論上表明，得到所要求的前端增益（由RG來決定），而不增加共模增益和誤差，即差分信號將按增益成比例增加，而共模誤差則不然，所以比率〔增益（差分輸入電壓）/（共模誤差電壓）〕將增大。因此CMR理論上直接與增益成比例增加，這是一個(gè)非常有用的特性。

最后，由于結(jié)構(gòu)上的對稱性，輸入放大器的共模誤差，如果它們跟蹤，將被輸出級的減法器消除。這包括諸如共模抑制隨頻率變換的誤差。2.3A/D轉(zhuǎn)換器模擬量輸入通道的任務(wù)是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。能夠完成這一任務(wù)的器件稱之為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡稱A/D轉(zhuǎn)換器。本次設(shè)計(jì)的中A/D轉(zhuǎn)換器的任務(wù)是將放大器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換位數(shù)字量進(jìn)行輸出。2.3.1A/D轉(zhuǎn)換模塊器件選擇HX711是一款專為高精度電子秤而設(shè)計(jì)的24位A/D轉(zhuǎn)換器芯片。與同類型其它芯片相比，該芯片集成了包括穩(wěn)壓電源、片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器等其它同類型芯片所需要的外圍電路，具有集成度高、響應(yīng)速度快、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。降低了電子秤的整機(jī)成本，提高了整機(jī)的性能和可靠性。該芯片與后端MCU芯片的接口和編程非常簡單，所有控制信號由管腳驅(qū)動(dòng)，無需對芯片內(nèi)部的寄存器編程。輸入選擇開關(guān)可任意選取通道A或通道B，與其內(nèi)部的低噪聲可編程放大器相連。通道A的可編程增益為128或64，對應(yīng)的滿額度差分輸入信號幅值分別為±20mV或±40mV。通道B則為固定的64增益9