机械测试(以后可做模板)

1、机械工程测试技术三级项目报告题目：电子小秤班 级： 13级机电卓工 小组成员： 指导教师： 马云飞 提交时间： 2015.10.31 前言电子秤属于衡器的一种，利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体质量的工具。电子秤主要由承重系统（如秤盘、秤体）、传力转换系统（如杠杆传力系统、传感器）和示值系统（如刻度盘、电子显示仪表）3部分组成。按结构原理可分为机械秤、电子秤、机电结合秤三大类。电子秤采用现代传感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子称量装置，才能满足并解决现实生活中提出的"快速、准确、连续、自动"称量要求，同时有效地消除人为误差，使之更符合法制计量管理和工业生产过程控

2、制的应用要求。摘要电子秤与我们日常生活紧密结合成为一种方便、快捷、称量精确的工具，广泛应用于商业、工厂生厂、集贸市场、超市、大型商场、及零售业等公共场所的信息显示和重量计算。本文用单片机设计了一个电子秤，并给出了设计框图、硬件组成及软件系统。系统通过传感器将压力转换为微弱的电信号，即电阻应变片感受到压力后，电阻发生微小变化。通过全桥测量电路将电阻的微小变化转化成电压的微小变化，再经过24位专用串行A/D转换芯片，HX711将微小的电压信号转化为24位的串行数字信号输入到单片机进行处理，最后输出到液晶显示器上关键字：电子称 单片机 电阻应变片 目录1.基本原理：41.1电子称原理41.2电阻应变

3、片原理51.3电桥原理52总体制作过程72.1分析三维模型应力应变72.2制造 切割，焊接92.3电阻应变片粘贴92.4电路分析组桥102.5芯片编程：103.三维模型103.1三维图103.2应力分析114. 组内分工115. 感想及收获116. 参考文献121.基本原理：1.1电子称原理日常生活中常用电子秤来秤量物体的质量, 它以较高的精确度得到大家的信赖,下面就电子秤的结构和原理作些介绍电子秤，主要是由电桥电路及电阻应变式传感器组成, 在现代测量技术中常常需要将非电量,利用传感器转变成电量，后再进行测量，电阻应变式传感器是一种利用金属电阻应变片，将应变转换为电阻变化的传感器。电子秤的原理

4、方框图:1. 过程： K/B(按键) Fx 传感器 OP放大 A/D转换 CPU 显示驱动 显示屏 记忆体2. 工作流程说明： 当物体放在秤盘上时，压力施给传感器，该传感器发生形变，从而使阻抗发生变化，同时使用激励电压发生变化，输出一个变化的模拟信号。该信号经放大电路放大输出到模数转换器。转换成便于处理的数字信号输出到CPU运算控制。CPU根据键盘命令以及程序将这种结果输出到显示器。直至显示这种结果。1.2电阻应变片原理电阻应变片的工作原理是基于应变效应制作的，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化，这种现象称为“应变效应”。半导体应变片是用半导体材料制成的，

5、其工作原理是基于半导体材料的压阻效应。压阻效应是指当半导体材料某一轴向受外力作用时，其电阻率发生变化的现象。应变片是由敏感栅等构成用于测量应变的元件，使用时将其牢固地粘贴在构件的测点上，构件受力后由于测点发生应变，敏感栅也随之变形而使其电阻发生变化，再由专用仪器测得其电阻变化大小，并转换为测点的应变值。金属电阻应变片品种繁多，形式多样，常见的有丝式电阻应变片和箔式电阻 应变片。箔式电阻应变片是一种基于应变电阻效应制成的，用金属箔作为敏感栅的，能把被测试件的应变量转换成电阻变化量的敏感元件。1.3电桥原理电测法基本原理是将金属丝等制成的电阻应变片贴在构件待测应变处，当构件受力变形时，金属丝亦随之

6、伸缩，因而其电阻也随之改变。电阻改变量与金属丝的线应变之间存在一定的关系。通过电阻应变仪将电阻改变量测出，进而可得到构件所测部位的应变。电阻改变量与构件应变之间存在如下关系： e上式中，为电阻应变片电阻值的相对变化量，K为应变片的灵敏系数，对于本实验K为常数，为构件应变。测量等强度悬臂梁应力的电路，由于悬臂梁产生的应变一般都很小, 引起应变片的电阻变化也很小，要想把这种应变直接测量出来很困难。因此, 需要有专用的测量电路来测量这种由应变变化而引起的电阻变化。一般情况下，将悬臂梁上的应变片连接成电桥进行测量，可将一枚、二枚或四枚应变片接入到桥臂中，分别称作单桥、半桥

7、和全桥电路，如图所示：接入应变片的桥臂称为工作臂，在输入端加电压E，则在输出端有输出电压U。本次三级项目采用全桥电路，四个桥臂均接有应变片，电阻值分别为R1=R2=R3=R4。 当负载变化是，梁发生弯曲变形。电阻应变片也产生相同的应变，阻值发生变化。R1、R3受到的是拉伸变形，R2、R4受到的挤压变形，则R1、R3的电阻增加，R2、R4的电阻减少。假设各个应变片电阻的变化量为R1，R2、R3和R4，R1和R3的符号为正，R2和R4的符号为负。这时有：若四个桥臂上应变片的灵敏系数均为K,则有2总体制作过程2.1分析三维模型应力应变问了达到精度更高的要求，我们的弹性元件选用了材料里厚度最小的8mm

8、钢板，通过应力分析，最终确定量程位2kg。我们确定了相关尺寸支架我们选用的是实验室提供的角钢进行焊接，为确保弹性元件固定在表面较平的平面上，我们加了一组共4个三角形垫片，用以支撑悬臂梁。粱的尺寸承受5N力时的应变承受3N力时的应变2.2制造 切割，焊接在包装实验室进行，大家分工明确，都尽心尽力的工作，这里就不再做过多的介绍。2.3电阻应变片粘贴（1）应变片的准备：检查应变片的丝栅是否整齐，引出线是否牢固（2） 构件表面的处理： 首先用刮刀或锉刀清除构件表面的油漆、 氧化皮和污垢，然后用砂轮将表面打平，再用砂布磨光（3）贴片：贴片前先用棉纱或脱脂棉球蘸丙酮或无水酒精

9、、四氯化碳，擦洗测点表面二、三次，制止无污垢为止。清洗后的表面不要用手再摸。在应变片粘贴表面上涂一薄层粘结剂，然后放在测点位置上，将片的方位线对准划在构件上的方位线。在应变片上盖一张塑料膜（聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯） ，一手捏住引线（定位） ，另一手的拇指（或食指）滚压塑料上表面。要将多余的胶水和气泡完全挤出使应变片粘牢。切记要使应变片受垂直压力，而不要滑动或转动  （4）干燥固化：贴片后应按照使用的粘结剂所规定的方法和时间进行干燥固化（5）粘贴质量检查：首先观察应变片粘贴位置是否正确，粘贴面有无气泡。用万用表测量应变片是否有短路或断路现象（6）导线的焊接与固定：为了保证应变片引出线在焊点的绝缘，焊前在引出线下面粘一层绝缘层（可用绝缘胶布或医用白橡皮粘膏） （7）应变片的防护：应变片接好导线后，应立即涂上防护层，以防止大气中水分或其它介质浸入2.4电路分析组桥将弹性元件上下各贴2个应变片，上边两片记为1、3，下面两片记为2、4，并保证相互对衬，4组的1与1 串联，2与 2串联，3与3串联，4与4串联，最后再组桥。2.5芯片编程：3.三维模型3.1三维图 3.2应力分析4. 组内分工5. 感想及收获经过三级项目的设计,我们最大的收获有三点: 一 巩固了知识体系,检验了对已学习的知识的掌握及运用,加深