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1、毕业设计说明书 基于电阻应变片的称重传感器设计 班 级： 学号： 姓 名： 学 院： 专 业： 指导教师： 20XX 年 X 月 软件工程 软件学院 基于电阻应变片的称重传感器设计 摘 要 随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了 对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度 化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置。目前，称重传感器 几乎运用到了所有的称重领域。 本文设计了一个电阻应变式的称重传感器。电阻应变式称重传感器是基于这样一 个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面 的电阻
2、应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变 化（增大或减小） ，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流） ， 从而完成了将外力变换为电信号的过程。本设计的称重传感器就是利用应变片阻值的 变化量来确定弹性元件的微小应变，从而利用力，受力面积及应变之间的关系来确定 力的大小，进而求得产生作用力的物体的质量。应变片阻值的变化可以通过后续的处 理电路求得。 关键词：称重传感器，弹性体，电阻应变片 Based on the design of resistance strain gauge load cell Abstract With the progres
3、s of technology, electronic weighing apparatus made by the weighing sensor is widely used in all walks of life, to realize the rapid and accurate for material weighing, especially with the emergence of microprocessor, the constant improvement of the industrial production process automation, weighing
4、 sensor has become a necessary device in the process control. At present, apply to almost all weighing weighing sensors. In this paper, the design of a resistance strain type weighing sensor. Resistance strain type weighing sensor is based on the principle that elastomer (elastic element, sensitive
5、beam) elastic deformation under the action of external force, the resistance strain gauge on the surface of the paste in his (cell) also along with the deformation and deformation resistance strain gauge, its value will change (increase/decrease), and then through the corresponding measurement circu
6、it convert the resistance to electrical signals (voltage or current), so as to complete the process of external force transform into electrical signals. The design of the weighing sensor is the change of resistance strain gauge is used to determine the small strain of elastic element, so as to use f
7、orce, stress and strain the relationship between the area to determine the size of the force, then the force of the mass of the body. The change of the resistance strain gauge can be obtained through the subsequent processing circuit. Keywords: Weighing sensors, elastomer, resistance strain gauge 第
8、I 页 共 II 页 目 录 1 绪论.1 1.1 课题研究的背景.1 1.2 国内外发展动态.1 2 传感器的相关知识.3 2.1 传感器概念.3 2.2 传感器的工作原理.3 2.3 传感器的组成结构.5 3 电阻应变片的相关知识.7 3.1 电阻应变片的结构和工作原理.7 3.2 电阻应变效应.8 3.2.1 金属材料的电阻应变效应.8 3.2.2 电阻应变特性.8 3.2.3 应变片测试原理.9 3.3 电阻应变片的种类及材料.10 3.3.1 电阻应变片的种类.10 3.2.2 电阻应变片的材料.12 3.4 金属应变片的主要特性.13 4 电阻应变式力传感器的设计.19 4.1 柱
9、形应变式力传感器.19 4.1.1 利用拉伸与压缩应力的称重传感器.20 4.1.2 柱式称重传感器的误差来源.22 4.2 梁式力传感器.23 5 粘贴技术及稳定处理.27 5.1 应变片粘贴技术.27 5.1.1 粘结剂的选择.27 5.1.2 应变计的粘贴.27 5.2 弹性元件材料的稳定处理.28 6 电阻应变式传感器的信号处理电路.31 第 II 页 共 II 页 6.1 转换电路.31 6.2 直流电桥.31 6.3 电路图设计.36 6.4 电路仿真.36 参 考 文 献.39 致 谢.40 第 1 页 共 40 页 1 绪论绪论 11 课题研究的背景课题研究的背景 现代信息技术
10、的三大基础是信息的拾取、传输和处理技术，也就是传感技术、 通信技术和计算机技术，它们分别构成了信息技术系统的“感官” 、 “神经” 、 “大 脑” 。如果没有“感官”感受信息，或者“感官”迟钝，都难以形成高精度、高反 应速度的控制系统。可见传感器技术是一种和其他多种现代科学技术密切相关的 尖端技术。应变式力传感器用作静态、动态条件下测力或称重，在我国工业生产 过程检测与控制、自动计量等领域已大量应用。随着技术进步以及用现代电子信 息技术改造传统产业的深入，其需求量日趋增加。传感器是测量装置和控制系统 的首要环节。如果没有传感器对原始参数进行精确可靠的测量，那么，无论是信 号转换或信息处理，或者最佳数据的显示和控制，都将成为一句空话。可以说， 没有精确可靠的传感器 ，就没有精确可靠的自动检测和控制系统。现代电子技术 和电子计算机为信息转换与处理提供了极其完善的手段，使检测与控制技术发展 到崭新阶段。但是如果没有各种精确可靠的传感器去检测各种原始数据并提供真 实的信息，那么，电子计算机也无法发挥其应有的作用。 12 国内外发展动态国内外发展动态 当今时代，传感器技术已形成为电子工业基础产品的一个独立门类，是信息 社会的重要技术基础。随着科学技术的发展，传感器产品应用范围的不断扩大，在 现代科学技术、国民经济、人民生活中都占有重要地位，
