基于電阻應變片傳感器的數字電子秤設計

本設計以 MSP430F5529 單片機為控制核心，由電阻應變片檢測電路、儀表放大電路等組成。以電阻應變片為傳感器裝置，將壓力轉換為電壓信號，經過儀表放大器 INA333 放大后，輸入含有 16 位 AD 轉換精度的 MSP430 單片機，進行數據處理。電子秤稱重范圍為5.00g~500g，誤差小于 0.5 g，實現了金額累加、查詢、去皮功能?；陔娮钁兤碾娮映釉O計首要問題是如何通過電橋電路將電阻應變片產生的微小變化轉換為電壓的變化 ，并且在放大差模信號的同時又能有效的抑制共模信號。為此，選擇共模抑制比較高的器件 INA333，為了達到精度控制在 1%，在稱重傳感器量程范圍內，使用 12 位的模數轉換器，同時采用 3.3V 線性穩壓電源，就可以測得較為精確的數據。為防止電沖擊，白噪聲，工頻干擾或者射頻干擾對測量的電壓值產生干擾，適當添加濾波電路，確保測試數據的準確性。1 總體設計框圖本設計利用電阻應變片傳感器檢測被測物體的重量，再由放大電路把來自傳感器的微弱信號進行放大，傳給單片機進行 A/D 轉換和數據處理，最后由紅外鍵盤輸入單價和功能選擇，12864 液晶屏顯示重量和金額?？傮w設計框圖如下所示。2 應變片的理論分析與計算 應變片的理論分析與計算電阻應變片傳感器是將被測物體的重量變化轉換成電阻值的變化，其電阻變化范圍為 0.0005 ～ 0.1 歐姆。所以測量電路應當能精確測量出很小的電阻變化，在電阻應變傳感器中最常用的是橋式測量電路。橋式測量電路有四個電阻，電橋的一個對角線接入工作電壓 E，另一個對角線為輸出電壓 Ug，由公式 1 計算。其特點是，當四個橋臂電阻達到相應的關系時，電橋輸出為零，否則就有電壓輸出，可利用靈敏檢流計來測量，所以電橋能夠精確地測量微小的電阻變化。公式 2 是全橋式電路的輸出，也就是由壓力轉換而來的電信號 。計算驗證， 全橋電路的靈敏度是單臂電橋的四倍。3 電路分析與設計 電路分析與設計3.1 電阻應變片檢測電路 .1 電阻應變片檢測電路當應變片受力變形時，金屬絲的長度和橫截面積也隨著應變片一起變化，從而發生電阻變化， 全橋電路靈敏度高，其電路連接如下圖 2 所示。3.2 放大電路 .2 放大電路采用的集成運放 INA333，輸出端加入 C1、C2 是為了進一步去掉紋波，R1 為反饋電阻，其電路設計如下圖 3 所示。4 軟件設計本設計的主流程圖如圖 4 所示，稱重子程序流程圖。4 機械設計制造及其自動化的創新發展 機械設計制造及其自動化的創新發展4.1 與大數據產業相互結合 .1 與大數據產業相互結合在大數據背景下的機械設計制造及其自動化產業，在數據收集、數據分析以及數據處理中的發揮著重要的作用，能夠有效推動自動化產業的發展。由于自動化產業中的所涉及的內容比較多，其中比較典型的是智能傳感器、智能儀表、工業網絡技術等。融入了大數據分析的現代機械設計制造及其自動化產業，在數據分析以及數據處理環節中，省去了多余的計算過程，并且效率比較高。大數據在其他機械設計制造及其自動化領域中的應用同樣廣泛，如交通產業中的設備自動化。在大數據下，發展智慧交通，在傳統的交通系統基礎上，應用自動化技術。該項技術中同時融合了傳感器、監控視頻以及 GPS 定位系統，對交通中的大量數據信息進行分析。與氣象監測部門相連接，對數據信息進行收集與處理，加工出用戶所需要的信息，并在智能自動化終端設備下，接收被處理的信息。這些技術在人們生活中的應用能夠帶來諸多便利，從更為深遠的意義上分析，大數據產業推動自動化發展進程。4.2 基于“互聯網 +”的機械設計制造及其自動化 .2 基于“互聯網 +”的機械設計制造及其自動化隨著互聯網技術逐漸發展，“互聯網 +”模式的影響范圍逐漸擴大，機械設計制造及其自動化在數據信息安全方面的管理備受關注。為了提升設備數據信息安全，大數據不斷地研發，與機械設計制造及其自動化分析處于以及數據信息的深度挖掘相互結合。在這樣的技術結合模式下，能夠改善傳統數據信息保護中存在的問題。在傳統的信息模式下，當信息安全出現危機時，系統需要對信息進行事后修補，在信息管理中處于被動地位。而引入了大數據技術，能夠對數據信息的安全進行事前預測。并且，在自動化技術下，基于“互聯網 +”的機械設計制造及其自動化能夠實現對數據信息的安全測評，并自動制定應急處理方案。換言之，在機械設計制造及其自動化數據信息能夠進行自動防護。5 結論綜上所述，機械設計制造及其自動化在不同領域中的應用，有效促進了產業的發展。相比之下，機械設計制造及其自動化設備與技術應用優勢眾多，在我國農業、工業、虛擬化設計領域應用頗為廣泛，有效地推動了社會經濟進步。在本文中分析機械設計制造及其自動化的優勢，研究其在不同領域中的實際應用。在未來，機械設計制造及其自動化與大數據、“互聯網 +”相互融合，開啟工業時代的新篇章。