虚拟称重仪设计实验报告

虚拟称重仪设计试验报告试验报告一、试验室名称：虚拟仪器试验室二、试验工程名称：压力测量和虚拟称重仪设计试验三、试验学时：50学时四、试验原理：硬件局部：虚拟电子称重仪总体方案设计重物或砝码多位数码管压力传感器试验电路板测量放大电路A/D转换和掌握EPP接口计算机试验箱重物或砝码多位数码管压力传感器试验电路板测量放大电路A/D转换和掌握EPP接口计算机试验箱1虚拟电子称重仪原理框图称重传感器的工作原理及变换关系。秤盘秤盘紧固螺钉F应变片R2引线 应变片R1支撑快秤盘支撑快应变片R3底板应变片R4弹性梁2试验中使用的称重传感器构造2性元件。在弹性元件上粘上一组应变片形组成应变电桥，四片应变片分别粘贴在梁的上、3W、R1 234R、R34

受压缩，阻值减小，电桥因桥臂电阻的变化而失去平衡，输出与荷重成正比的电压信号,其输出电压与重力W的关系为：U KW1 1式中K1为重力传感器的转换系数，K1E G其单位为mV/Kg。G是5Kg，灵敏度系数约为1mV/V，桥压U为10V。3全桥电路称重仪的误差。传输系数产生变化〔K K K等，以及由于环境因素的直接影响，作用于每类部件1、 2、 31上的无用量为u〔称重传感器输出的零位及其温度漂移等、u2(放大器输入的失调电压及1、u3〔A/D转换器输入的零位及漂移等，它们最终都会影响输出量。WK1UWK1U1K2KN3K1K2K3NWu1u2u34电子称重仪的误差模型压力传感器测量放大电路设计与原理压力传感器承受10V1mV/V，则满量程输出10mV,本试验A/D12A/D7109，其输入范围±4.096VA/D输入范围，要330倍左右〔10%的超量程力量。所以可承受典型的三运放仪器放大器，选择适当增益电阻，完成称重传感器的放大调理。A/D转换电路A/D量的根底，是构成虚拟电子称重仪必需具备的最根本、最核心的功能。双积分式A/D转换的要求。本试验承受ILC7109双积分A/D转换器进展实现。计算机接口掌握电路在本试验中，ILC7109A/D转换器转换成的数字信号通过一个25芯的EPP并行接口将EPP接口所使用的协议是一种与标准并行口兼容且能完成双向数据传输的协议。软件局部：利用LabVIEW图形化软件开发环境，实现虚拟电子秤设计。四、试验目的：通过介绍压力传感器和虚拟称重仪工作原理及性能指标，要求在把握工作原理的根底上，完成总体设计方案、局部硬件电路设计和连线；要求把握LabVIEW软件的根本设计方调、测试、校准。五、试验内容：试验内容、技术指标设计试验方案，分析工作原理，计算电路参数；了解压力传感器的输输出灵敏度、零点不平衡输出、输入电阻、输出电阻、非线性、重复性等技术指标。3..LabVIEW开发平台上实现要求的虚拟电子秤设计：(1)、测量范围：0～5Kg，精度±0.5％、计算机表盘指针显示和数字显示重量，有日期和时间显示。、可扣除零点。对设计好的虚拟电子秤进展测试，记录测试数据和处理分析；撰写试验报告。六、试验器材：SJ-8002B电子测量试验箱 1台EPP接口线。 1根计算机(具有运行windows2023和图形化控件的力量) 1台标准砝码1kg 5个称重传感器〔1mv/v0.1%0.1%〕1个放大电路板 1块七、试验设计步骤：虚拟称重仪总体方案设计分析称重功能由用户软件定义。重物或砝码多位数码管压力传感器试验电路板测量放大电路A/D转换和掌握EPP接口计算机试验箱〔对应质重物或砝码多位数码管压力传感器试验电路板测量放大电路A/D转换和掌握EPP接口计算机试验箱9虚拟电子称重仪原理框图测量放大电路设计、连线、调试试验中承受的放大电路如下：-5VUi1UA1OP07+5VR1A

10k

R10

10kA1R3A1R3

+5VRUGRUR4 R5 R6

o1

10k

UoutUB1

120

300B3 B

620Uo2U10k

R810k

R910k

-5V

OP07R2+5VOP07UA2Ui2-5V

10称重调理试验板电路图中，A1和A2形成输入级，由欧姆定律得：U Uo1

(RR1

R)(UG

U )/Ri2 GR

RRRR

中所选用的电阻。G 3 4 5 6RR1

，则U Uo1

2R(1R1G

)(Ui1

U )i2A3形成输出级，其输出为：U

R 10U

R(R 9

R) 10 U R7

R，R8

R 10

out

R 7R

R(RR)10 8 9

o2则差动放大器A3的输出为：U

out

10(UR 7

U )o1所以，U

out

A(Ui1

U i2

R 2RR10(1 1)RR7 GR

2R，得A(1 1)7 10 RG在试验板电路中，对应上述公式，有R7

R10k，RR8 9

10k，RR1

10kR3

R4

〔120ΩR5

〔300ΩR6

〔620Ω〕取值所对应增167，67，33330SJ-8002B试验箱，则它们分别与试验箱A/D转换器输入放大器增益挡×2，×5，×10330倍增益。虚拟称重仪前面板设计11所示〔在电压表根底上增加局部〕11虚拟称重仪的前面板虚拟称重仪软件设计和编程总体软件设计的流程图如下：EPP初始化上电开关是否按下？EPP初始化上电开关是否按下？NY测量子VI是否调零？Y置换零点值N计算重量显示N是否退出？Y完毕12软件流程图说明：①EPP口初始化。VI7109AD转换。为了减小误差，子VI中实行算术平均值滤波的方法。③零点电压子VI：由于传感器中存在零点漂移，蠕变等现象，因此，7109转化得到的7109转化出的电压值，作为零点保存在文档中。④电压值转化为重量值：由于传感器输出线性度较好0.1%F，即我们可以用一个一次方程W=K1*(V-K0)〔K0是调零后保存的零点电压值，K1是标定系数〕来表示重量大小称重传感器得到其零点电压值K0,然后通过加载标准砝码得到该传感器的标定值K1,就可以得到方程中的两个系数，从而实现了电压值和重量值之间的