電子汽車(chē)衡電路設計與制作

*、實(shí)驗目的： 本實(shí)驗要求學(xué)生設計并制作*個(gè)電子汽車(chē)衡電路，要求能測量重量在 0～200g 間的物體，輸出為電壓信號，通過(guò)調節電路使電壓值為對應的重量值，電壓量綱 mv 改為重量綱 g 即成為*臺原始電子汽車(chē)衡。
二、基本原理： 基本思路 總體設計思路如圖 1 *示， *測重量經(jīng)過(guò)轉換元件轉換為電阻變化，再經(jīng)過(guò)測 量電路轉化為電壓變化，經(jīng)過(guò)放大電路放大調節后輸出顯示得到*需信號。
被測 物體 重量 轉換 元件 測量 電路 差分 放大 電路 二級 放大 電路 輸出 顯示 圖 1 基本設計思路 電阻應變式傳感器 本設計主要通過(guò)電阻應變式傳感器實(shí)現。
電阻應變式傳感器是利用電阻應變片 將應變轉換為電阻的變化， 實(shí)現電測非電量的傳感器。
傳感器由在不同的彈性敏 感元件上粘貼電阻應變片構成， 當被測物理量作用在彈性敏感元件上時(shí)，彈性敏 感元件產(chǎn)生變形， 并使附著(zhù)其上的電阻應變片*起變形， 電阻應變片再將變形轉 換為電阻值的變化。
應變式電阻傳感器是目前在測量力、力矩、壓力、加速度、 重量等參數中應用廣泛的傳感器*。
1、彈性敏感元件 物體在外力作用下而改變原來(lái)尺寸或形狀的現象稱(chēng)為變形， 而當外力去掉后物 體又能完全恢復其原來(lái)的尺寸和形狀，這種變形稱(chēng)為彈性變形。
具有彈性變形特 性的物體稱(chēng)為彈性元件。
彈性敏感元件是指元件在感受到力、壓力、力矩、振動(dòng)等被測參量時(shí)，能將其 轉換成應變量或位移量， 彈性敏感元件可以把被測參數由*種物理狀態(tài)轉換為另 *種*需要的物理狀態(tài)。
2、電阻應變片
對于*段長(cháng)為 L，截面積為 S，電阻率為 ρ 的導體，未受力時(shí)電阻為 R = ρ ，在外力的作用下，電阻絲將會(huì )被拉伸或壓縮，導體的長(cháng)度 L、截面積 S 以及 電阻率 ρ 等均將發(fā)生變化，從而導致其電阻值發(fā)生變化，這種現象稱(chēng)為“電阻 應變效應” 。
利用金屬或半導體材料電阻絲的應變電阻效應， 可以制成測量試件表面應變的 敏感元件。
為在較小的尺寸范圍內感受應變，并產(chǎn)生較大的電阻變化，通常把應 變絲制成柵狀的應變敏感元件，即電阻應變片，通常由敏感柵、基底、蓋片、引 線(xiàn)和黏結劑等組成。
測量電路 電阻應變片把機械應變信號轉換成電阻變化后， 由于應變量及其應變電阻變化 *般都很微小，既難以直接測量，又不便直接處理。
因此，必須采用轉換電 路，把應變計的電阻變化轉換成電壓或電流變化，以便于測量。
具有這種轉換功 能的電路稱(chēng)為測量電路。
電子汽車(chē)衡電橋電路是目前廣泛采用的測量電路，常見(jiàn)的直流電橋電路如圖 2， R1 R2 R4 R3 Uo U 圖 2 直流電橋 電橋輸出電壓為 Uo= U （式 1） R1、R2、R3、R4 為四個(gè)橋臂，當*個(gè)臂、兩個(gè)臂或四個(gè)臂接入應變片時(shí)，就 相應構成了單臂、雙臂和全臂工作電橋。

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