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　　本設(shè)計(jì)以MSP430F5529單片機(jī)為控制核心,，由電阻應(yīng)變片檢測(cè)電路,、儀表放大電路等組成。以電阻應(yīng)變片為傳感器裝置,，將壓力轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),，經(jīng)過儀表放大器INA333放大后，輸入含有16位AD轉(zhuǎn)換精度的MSP430單片機(jī),，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,。電子秤稱重范圍為5.00g～500g，誤差小于0.5 g,，實(shí)現(xiàn)了金額累加,、查詢、去皮功能,。

　　基于電阻應(yīng)變片的電子秤設(shè)計(jì) 要問題是如何通過電橋電路將電阻應(yīng)變片產(chǎn)生的微小變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化 ,，并且在放大差模信號(hào)的同時(shí)又能有效的抑制共模信號(hào)。為此,，選擇共模抑制比較高的器件INA333,，為了達(dá)到精度控制在1%,，在稱重傳感器量程范圍內(nèi)，使用 12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器,，同時(shí)采用3.3V線性穩(wěn)壓電源,，就可以測(cè)得較為的數(shù)據(jù)。為防止電沖擊,，白噪聲,，工頻干擾或者射頻干擾對(duì)測(cè)量的電壓值產(chǎn)生干擾，適當(dāng)添加濾波電路,，確保測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,。

　　1總體設(shè)計(jì)框圖

　　本設(shè)計(jì)利用電阻應(yīng)變片傳感器檢測(cè)被測(cè)物體的重量，再由放大電路把來(lái)自稱重傳感器的微弱信號(hào)進(jìn)行放大,，傳給單片機(jī)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理,，后由紅外鍵盤輸入單價(jià)和功能選擇，12864液晶屏顯示重量和金額,?？傮w設(shè)計(jì)框圖如下圖1所示。

　　2應(yīng)變片的理論分析與計(jì)算

　　電阻應(yīng)變片傳感器是將被測(cè)物體的重量變化轉(zhuǎn)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(cè)量電路應(yīng)當(dāng)能測(cè)量出很小的電阻變化，在電阻應(yīng)變傳感器中常用的是橋式測(cè)量電路,。橋式測(cè)量電路有四個(gè)電阻,，電橋的個(gè)對(duì)角線接入工作電壓E，另個(gè)對(duì)角線為輸出電壓Ug,，由公式1計(jì)算,。其特點(diǎn)是，當(dāng)四個(gè)橋臂電阻達(dá)到相應(yīng)的關(guān)系時(shí),，電橋輸出為零,，否則就有電壓輸出，可利用靈敏檢流計(jì)來(lái)測(cè)量,，所以電橋能夠地測(cè)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(zhuǎn)換而來(lái)的電信號(hào),，計(jì)算驗(yàn)證,， 全橋電路的靈敏度是單臂電橋的四倍。

　　3電路分析與設(shè)計(jì)

　　3.1電阻應(yīng)變片檢測(cè)電路

　　當(dāng)應(yīng)變片受力變形時(shí),，金屬絲的長(zhǎng)度和橫截面積也隨著應(yīng)變片起變化,，從而發(fā)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

　　采用的集成運(yùn)放INA333,，輸出端加入C1、C2是為了進(jìn)步去掉紋波,，R1為反饋電阻,，其電路設(shè)計(jì)如下圖3所示。

　　4軟件設(shè)計(jì)

　　本設(shè)計(jì)的程圖如圖4所示,，稱重子程序流程圖如圖5所示,。

　　5測(cè)試結(jié)果

　　5.1 5g～500g范圍測(cè)試

　　將電子秤保持水平，依次將重量為5g～500g范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)砝碼放入托盤中,，觀察并記錄液晶屏上顯示的數(shù)據(jù),、計(jì)算出稱重誤差，測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示,。

　　根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)可知,，稱重在5～500g之間誤差為0.4g。

　　5.2金額累加測(cè)試

　　計(jì)算物品金額并實(shí)現(xiàn)金額累加測(cè)量數(shù)據(jù)如表2所示：

　　根據(jù)上表2數(shù)據(jù)得出,，電子秤可以實(shí)現(xiàn)物品金額計(jì)算并實(shí)現(xiàn)金額累加測(cè)量。

　　5.3去皮功能測(cè)量

　　去皮功能測(cè)量數(shù)據(jù)如表3所示：

　　根據(jù)上表3數(shù)據(jù)得出,，電子秤可以實(shí)現(xiàn)去皮功能,。去皮重量小于100克。

　　6總結(jié)

　　測(cè)試結(jié)果表明,，電子秤具有顯示,、測(cè)量、計(jì)算金額以及金額累加等功能,。重量小于50g,，稱重誤差小于0.2g;重量在50g及以上，稱重誤差小于0.5g,。

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　　作者：盧麗君 來(lái)源：工業(yè)設(shè)計(jì) 2016年9期