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1、四 川 理 工 学 院毕 业 设 计（论 文）说 明 书全套图纸加扣3012250582 题 目 装载机智能称重仪设计 学 生 系 别 机电工程系 专 业 班 级 机械设计制造及其自动化机电03.1 学 号 指 导 教 师 四 川 理 工 学 院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 装载机智能称重仪设计 系：机 电 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 031 学号： 0130110307学生： 指导教师： 接受任务时间 2007/3/5 教研室主任 （签名）系主任 （签名）1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求（1）总体方案设计（2）称重传感器设计（3）电源电路（4）传感器信号放大电路（
2、5）A/D转换电路（6）单片机系统 （7）自动控制定高测量系统2指定查阅的主要参考文献及说明MCS51系列单片机实用接口技术电阻应变式传感器应用技传感器与信号处电路基础传感器技术手册3进度安排设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1查阅和搜集设计资料，制定设计方案3.54.12传感器、控制电路等的设计4.24.253计算机绘图4.265.104撰写设计说明书5.116.55检查6.66.24四川理工学院毕业设计III摘 要随着称重技术的不断发展,人们对称重的测量精度和自动化程度提出了越来越高的要求。传统的机械式称重仪，不仅称重过程复杂、不能够保证精度，而且不具有自动去皮、累加和超载报警等功能。设
3、计为智能型称重仪,与装载机设备配合使用，可以防止装载机装车时引起货车超载造成铁路行车事故发生，同时防止亏吨，确保客户的满意。它主要用于当装载机为铁路货车装载散堆料时，能自动显示每斗净重，同时累加重量，并且装满报警，保证货车车皮不超载、不亏吨。在设计的过程中，在保证仪器精度、稳定性和可靠性的前提下，尽量使仪器具有简单的结构。按此原则，设计采用模块化设计思路，将整个仪器分为压力传感器,电源电路,信号调理及放大电路,A/D转换,显示电路,单片机系统几个部分进行分析和设计关键词：单片机，传感器，放大电路，A/D转换电路ABSTRCTAlong with weigh technical developm
4、ent continuously, people put forward higher request for the Gravimetric measure precision and automation degrees. The traditional mechanical Gravimetric apparatus not only is complex process of weighing and cant guarantee precision, but also dont have automatic peel off ,accumulate and over loading
5、alarm function, and so on, The design is intelligent Gravimetric apparatus, cooperating with loader equipment can prevent loader from causing railway accident when loading, and also can prevent losing one ton of satisfaction to guarantee the customer at the same time. It is mainly used for automatic
6、 displaying net weight of each shovel, accumulating weight at the same time, and also full filling alarming, so it finally guarantee the railway wagon of not overloading and losing one ton.During the process of designing, on the premise of guaranteeing the precision, stability and dependability, we
7、must make the instrument have simple structure. According to this principle, we adopt the module mentality of designing, dividing the whole instrument into the following several parts to analyze and design. pressure transducer、the circuitry of power、circuitry of signal adjusted and amplified、A/D tra
8、nsforms circuitry、display circuitry、SCMC system and height control system.Keywords: SCM; Transducers; Magnify Circuitry; A/D Transform Circuitry.四川理工学院毕业设计目 录中文摘要I英文摘要II第一章 绪论11.1 问题的提出11.2 设计目的以及功能要求11.3 传感器的重要性及国内外的发展趋势21.4 本文的主要内容和意义3第二章 总体方案设计42.2 称重测量原理42.3 总体方案的确定5第三章 称重传感器设计73.1 传感器概述73.1.1 传
9、感器定义及其组成73.1.3 对传感器的要求83.2 电阻应变式传感器93.2.1 弹性敏感元件93.2.2 电阻应变片的结构和分类133.2.3 电阻应变式传感器的工作原理143.2.4 电阻应变片的变换电路163.2.5 压力传感器测量电路203.3称重传感器设计203.3.1 概述203.3.2 基本原理及结构计算21第四章 电源电路254.1基本稳压电路254.2集成稳压元器件的选择264.3 稳压电路的设计28第五章 传感器信号放大电路305.1 前置放大器与传感器的配接特点305.2 差动放大器的基本原理315.2.1分析推导输出与输入基本关系的依据315.2.2 差动输入放大电路
10、闭环放大倍数的计算325.3 差动输入比例放大器的误差分析335.4 实际放大电路的设计335.4.1 信号放大器的选择335.4.2 集成运算放大器的应用及主要特性参数355.4.3 电路结构37第六章 A/D转换电路396.1 A/D转换电路的选择396.1.1 A/D转换电路的主要参数396.1.2 双积分A/D转换电路的工作原理396.2 A/D转换芯片的选择416.2.1 四位半双积分型A/D转换器ICL7135416.2.2 ICL7135的输出时序436.2.3 积分电阻、电容的参数选择446.2.4 内部结构及转换原理44第七章 单片机系统457.1 MCS-51系列单片机的结
11、构457.1.1 MCS-51单片机的基本组成457.1.2 MCS-51系列467.1.3 8051单片机的内部结构467.2 8051单片机的引脚及其功能477.3 MCS-51系列单片机接口设计487.3.1 A/D转换器与MCS-51单片机的接口设计497.3.2 由8155构成的显示器接口电路507.3.3 打印机和MCS-51单片机的接口设计50第八章 自动控制定高测量系统528.1 工作原理52第九章 结论54参 考 文 献56致 谢57四川理工学院毕业设计四川理工学院毕业设计第一章 绪论装载机智能型称重仪是为了防止装载机装车时引起货车超载造成铁路行车事故发生，同时防止亏吨,确保
12、客户满意的一种具有智能功能的称重装置。1.1 问题的提出在当今现代化的社会里，各种测量仪表都向着智能化、记录化、多功能数字化的方向发展。随着称重技术的不断发展,人们对称重的测量精度和自动化程度也提出了越来越高的要求。称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表，而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分，推进了工业生产的自动化和管理的现代化，它起到了缩短作业时间、改善操作条件、降低能源和材料的消耗、提高产品质量以及加强企业管理等多方面的作用。称重装置的应用已遍及到国民经济各领域，取得了显著的经济效益。纵观我国装载机的称重装置发展过程，经历了从最初的指针式到当今的多功能数字显示历时八年的研究过程。
13、由于传统的机械式称重仪存在很多的弊端，在当今飞速发展的经济形式下，已越来越不能满足工程实际中对称重的要求。在这种情况下，智能型的称重装置应运而生。1.2 设计目的以及功能要求论文就是要设计一种智能称重仪，以防止装载机装车时引起货车超载造成铁路行车事故发生，同时也为了防止亏吨确保客户的满意。它主要用于当装载机为铁路货车装载散堆料时，能自动显示每斗净重，同时累加重量，并且装满报警，保证货车车皮不超载、不亏吨。它与目前国内使用的指针式称重装置比较，增加了能自动去皮、累加、报警和打印功能，并且具有较高的精度。和传统的机械式称重装置相比较，要求其具有以下的优点：1. 装载机智能型称重仪主要用于当装载机为
14、铁路货车装载散堆料时，在不间断作业的情况下，能自动准确的测算出装载过程中所载物料的重量，以确保货车车皮不超载、不亏吨。2. 该装置能自动测算每斗净重，并且具有自动余料去皮、单斗显示、累加显示、限载提示、超载报警和打印输出等功能。3. 该装置具有不同吨位开关和软件，满足不同铁路货车（有50T、60T、61T、63T四种车型）的不同额定吨位要求。4. 该装置具有称零头开关，在装到车厢额定吨位差5%左右时报警，最后一斗补满额定吨位差值，确保车厢货物为额定值。5. 该装置具有对因发动机转速升高或降低而引起液压系统油压波动造成测量精度误差的修正功能。6. 该装置具有较强的抗干扰能力，可在恶劣的环境中（-20+40）稳定可靠的工作。7. 该装置具有较高的称重精度，误差控制在2%范围内。8. 该装置具有结构简单、技术先进、使用寿命长
