电阻应变式载荷传感器及测试校准系统通信电子电子电气自动化_通信电子-电子设计.pdf

南京航空航天大学 综合课设报告 题目：电阻应变式载荷传感器及测试校准系统 学院：自动化学院 专业：测试计量技术及仪器 组员:2014 年 6 月 25 日 检测技术综合课设、设计内容 1、设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统。应用力学、传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器，要求使用 AUTOCAD绘制传感器机械 图，分析推导应变和载荷的关系。责任设计人：王伟强。2、设计传感器调理电路，要求电路在满足一定测试精度的前提下，尽可能简单，但可以设计两个以上的电路。要求输出电压范围为-3V3V。责任设计人：陈涛。3、设计51单片机应用程序，实现电压信号的采集和数字低通滤波处理，显示载荷 大小（注意不是电压大小），并将数据通过RS232接口传送给PC机。责任设计人:仪器组员年月日检测技术综合课设设计内容设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统应用力学传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器要求使用绘制传感器机械图分析推导应变和载荷的关系责任设计人王伟压范围为责任设计人陈涛设计单片机应用程序实现电压信号的采集和数字低滤波处理显示载荷大小注意不是电压大小并将数据通过接口传送给机责任设计人朱浪编写虚拟仪器程序实现与单片机的通讯完成校准和对传感器静态特性曲结构设计应变片的设计应变片工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻应变效应由金属导体的电阻定律知对于长度为截积为电阻率为的金属丝其电阻式结合材料的泊松比定律经数学变换得金属丝电阻应变特性则金属 小量后，可得 （式 2-6）粘贴在一定材料试件（为常量）上的应变片，对正弦波的响应误差随栅长l0和频率 f的增加而增大。因而在设计、应用应变片时，就可按上式给定的三者的 朱浪。4、编写虚拟仪器程序，实现与单片机的通讯，完成校准和对传感器静态特性曲线 的显示，计算传感器的线性度（用最小二乘线性度、或端基线性度表示）、重复误差 等静态指标。（拓展）责任设计人。二、传感器结构设计 1.应变片的设计（1）应变片工作原理 电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻-应变效应。由金属导体的电 阻定律知，对于长度为L、截面积为A、电阻率为 的金属丝，其电阻 R L/A（式 2-1）结合材料的泊松比定律，经数学变换得金属丝电阻应变特性 则金属丝灵敏系数 Ks（式 2-3）故有 R/R Ks x（式 2-4）另外由于应变片存在横向效应，因而对于应变片 R/R K x（式 2-5）其中 K p Ks（2）应变片的基长 查阅资料可知，为了使测量误差减小，将 sin2/10 展开为级数，并略去高阶 仪器组员年月日检测技术综合课设设计内容设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统应用力学传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器要求使用绘制传感器机械图分析推导应变和载荷的关系责任设计人王伟压范围为责任设计人陈涛设计单片机应用程序实现电压信号的采集和数字低滤波处理显示载荷大小注意不是电压大小并将数据通过接口传送给机责任设计人朱浪编写虚拟仪器程序实现与单片机的通讯完成校准和对传感器静态特性曲结构设计应变片的设计应变片工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻应变效应由金属导体的电阻定律知对于长度为截积为电阻率为的金属丝其电阻式结合材料的泊松比定律经数学变换得金属丝电阻应变特性则金属 可得 6 e,：6e 1.1cm 1 0 f（式2-8）故 取应变片栅长l0 1cm o(2)传感器弹性元件的设计 我们组选择设计的是量程为10kg的梁式传感器，但由于普通的实心梁式传感器 具有传感器输出随载荷位置的变化而变化这一缺点，我们选择使用如图所示的梁式 结构：在板状梁上有两个孔，在梁的端部有集中力作用时，孔内承受弯曲变形。将应变片 粘贴在孔的内壁(其实黏贴在内表面也可以)，应变片处于相反的应力区内，当上表 面应变片变形为拉伸时，下表面则为压缩变形，四个应变片组成差动电桥，输出特 性的线性度好。另外，这种梁的刚度比单梁好，故动特性好，滞后小。根据应力分 max 1 6 e 10（式 2-7）其基长l0应尽量选取短的，这样可以更真实地测出被测部位的应变值,以提高测量 精度。对于钢材,5000m/s，若令精度e 0.5%，最高工作频率 fmax 25kHz 代入上式 1 max 仪器组员年月日检测技术综合课设设计内容设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统应用力学传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器要求使用绘制传感器机械图分析推导应变和载荷的关系责任设计人王伟压范围为责任设计人陈涛设计单片机应用程序实现电压信号的采集和数字低滤波处理显示载荷大小注意不是电压大小并将数据通过接口传送给机责任设计人朱浪编写虚拟仪器程序实现与单片机的通讯完成校准和对传感器静态特性曲结构设计应变片的设计应变片工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻应变效应由金属导体的电阻定律知对于长度为截积为电阻率为的金属丝其电阻式结合材料的泊松比定律经数学变换得金属丝电阻应变特性则金属布图可以看出，受力点位置变化时，一孔的弯矩增加，另一孔的弯矩减小，可在桥 路内自动补偿，从而提高了传感器精度，使用时对力点位置的要求也有所降低。仪器组员年月日检测技术综合课设设计内容设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统应用力学传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器要求使用绘制传感器机械图分析推导应变和载荷的关系责任设计人王伟压范围为责任设计人陈涛设计单片机应用程序实现电压信号的采集和数字低滤波处理显示载荷大小注意不是电压大小并将数据通过接口传送给机责任设计人朱浪编写虚拟仪器程序实现与单片机的通讯完成校准和对传感器静态特性曲结构设计应变片的设计应变片工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻应变效应由金属导体的电阻定律知对于长度为截积为电阻率为的金属丝其电阻式结合材料的泊松比定律经数学变换得金属丝电阻应变特性则金属 图2 双孔梁受力分析如下：可以把弹性体看作是上、下对称的平行梁式结构，该结构属于3次超静定问题。即此结构上的未知约束反力的数目比能列出的独立静力平衡方程的数目多三个。由 理论力学可知：“限制物体某些运动的条件称为约束”。物体与约束之间相互作用着 力，约束给物体的力限制物体的某些运动。“约束给被约束物体的力称为约束反力”。例如单悬臂梁结构见图9(a)，其一端固定，另一端为自由端。当自由端作用力P时,固定端约束该梁在水平、垂直方向的移动及相对转动。固定端给横梁的约束用约束 反力X、丫、M表示。如图9(b)所示。取坐标系xOy，此力系为平面一般力系，能 列三个独立平衡方程来求解三个约束反力。即：x 0 X=0 y 0 Y P 0,Y P M0 0 M-PL=0,M PL(式 2-9)此结构为静定结构。根据上面分析，我们可将图8的结构简化为下图所示的 仪器组员年月日检测技术综合课设设计内容设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统应用力学传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器要求使用绘制传感器机械图分析推导应变和载荷的关系责任设计人王伟压范围为责任设计人陈涛设计单片机应用程序实现电压信号的采集和数字低滤波处理显示载荷大小注意不是电压大小并将数据通过接口传送给机责任设计人朱浪编写虚拟仪器程序实现与单片机的通讯完成校准和对传感器静态特性曲结构设计应变片的设计应变片工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻应变效应由金属导体的电阻定律知对于长度为截积为电阻率为的金属丝其电阻式结合材料的泊松比定律经数学变换得金属丝电阻应变特性则金属图3 计算简图。在上、下梁的固定端作用六个约束反力，它们分别 是：X1、Y1、M1（作用在上梁）X2、Y2、M2（作用在下梁）此力系仍是平面一般力系，仅用静力平衡方程只能解出三个约束反力，其余三个约 束反力需用材料力学办法才能求解。求解过程较复杂，我只引用其结论，在力 P 单 独作用下，当t1/t2 很小时，有：X!=X=PL/2H（H为上下臂梁的高度）Y1=Y2=P/2 M1=M2=PL/4（式 2-10）载荷P及约束反力均为作用在梁上的外力，要讨论梁的变形须分析作用在梁上各横 截面上的内力。由于此结构上下对称，且结构参数均相同，所受外力也相同，我只 研究上梁任一横截面上的内力。用材料力学的分析方法，为显示出截面上的内力，沿面 aa 假想地把梁分成两部分，并以左段为研究对象。则：由于原来的梁处于平衡状态，所以梁的左段仍应处于平衡状态。作用于左段上的力，除外力 X!、Yi、Mi外，在截面aa上还有右段对它的作用内力，把这些内力、外力 分别投影于 x 轴、y 轴上，其总和应等于零。由 x 0，得：N Xi 0 N Xi（横截面 aa 上的轴力）由 y 0，得：Y Q 0 Q=Yi（横截面aa上的剪力）若把左段上的所有外力和内力对截面 aa的形心0取矩，其力矩总和应等于零。一 般说，这就要求在截面aa上有一个内力偶矩 M 由 M 0 0 得：Yix Mi M 0 式 2-ii)仪器组员年月日检测技术综合课设设计内容设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统应用力学传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器要求使用绘制传感器机械图分析推导应变和载荷的关系责任设计人王伟压范围为责任设计人陈涛设计单片机应用程序实现电压信号的采集和数字低滤波处理显示载荷大小注意不是电压大小并将数据通过接口传送给机责任设计人朱浪编写虚拟仪器程序实现与单片机的通讯完成校准和对传感器静态特性曲结构设计应变片的设计应变片工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻应变效应由金属导体的电阻定律知对于长度为截积为电阻率为的金属丝其电阻式结合材料的泊松比定律经数学变换得金属丝电阻应变特性则金属因为在外力作用下，变形主要产生在梁深最小的截面附近，因此可以认为截面 A-A在变形后仍保持为平面且该截面的转角不影响截面右边的应力场，那么令 A-A 截面的转角为零。可以认为左段上的约束反力作用在 A-A截面上。由于轴力和剪力 M Y1x M1（式 2-12）x=0 时，M x=L/2 时，M x=L 时，M 于此传感器的量程是 0100N，在四处贴应变处最大的应变为:&1=（PL2+M）/EW 其中 P=100N,M=PL/4而且 c=E（T 取 L2=150mm L=100mm b=30mm h=3mm H=46mm 对梁的变形影响很小，故在此仅讨论弯矩 M所产生的变形。由上式得出:将 Mi PL/4 和 Yi P/2 代入上式得：M PL/4 Px/2（式 2-13）PL/4 0 PL/4（式 2-15）（式 2-（式 2-E=72GPa假设黏贴应变片处的梁孔的截面的宽度为 b,高度为h，则 W bh2/6，由 仪器组员年月日检测技术综合课设设计内容设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统应用力学传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器要求使用绘制传感器机械图分析推导应变和载荷的关系责任设计人王伟压范围为责任设计人陈涛设计单片机应用程序实现电压信号的采集和数字低滤波处理显示载荷大小注意不是电压大小并将数据通过接口传送给机责任设计人朱浪编写虚拟仪器程序实现与单片机的通讯完成校准和对传感器静态特性曲结构设计应变片的设计应变片工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻应变效应由金属导体的电阻定律知对于长度为截积为电阻率为的金属丝其电阻式结合材料的泊松比定律经数学变换得金属丝电阻应变特性则金属代入（式2-16）得6=64.8MPa 110MPa满足要求。用 CAD绘得结构图如下:仪器组员年月日检测技术综合课设设计内容设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统应用力学传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器要求使用绘制传感器机械图分析推导应变和载荷的关系责任设计人王伟压范围为责任设计人陈涛设计单片机应用程序实现电压信号的采集和数字低滤波处理显示载荷大小注意不是电压大小并将数据通过接口传送给机责任设计人朱浪编写虚拟仪器程序实现与单片机的通讯完成校准和对传感器静态特性曲结构设计应变片的设计应变片工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻应变效应由金属导体的电阻定律知对于长度为截积为电阻率为的金属丝其电阻式结合材料的泊松比定律经数学变换得金属丝电阻应变特性则金属(3)应变片的黏贴工艺 在处理好底层的弹性元件上，戈収子贴片的定位线，经清洗和干燥后，在贴片处 均匀地涂一层贴片胶，适当时间后按给定的方位将应变计准确地放在粘贴部位上，而后在应变计上盖上一层氟塑料薄膜并用手指或小工具朝一个方向碾压，挤出气泡 和过量的粘接剂，保证胶层薄而均匀。然后在上面放一块硅橡胶并用夹具夹紧放入 干燥箱进行固化处理。贴片时胶层的厚度必须严加控制，片基和粘接剂胶层厚度对于减少蠕变有非常 重要的影响，并也使粘结强度增高，更能准确地传递试件的应变。在实际工艺过程 中胶层的厚度还受到其它因素的限制，例如绝缘电阻，因而也下能无限制地薄，否 则将降低其绝缘电阻造成传感器性能不稳定。贴片之后应进行初步检查，检查基底，盖底有无损坏，敏感栅是否变形，贴片 方位是否正确，有无断路、短路，有无气泡，有无局部未贴牢，贴片后电阻值变化 不能太大(一般变化不大于土 0.5 Q)等。粘贴后的结构如下：(3)总结与体会 仪器组员年月日检测技术综合课设设计内容设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统应用力学传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器要求使用绘制传感器机械图分析推导应变和载荷的关系责任设计人王伟压范围为责任设计人陈涛设计单片机应用程序实现电压信号的采集和数字低滤波处理显示载荷大小注意不是电压大小并将数据通过接口传送给机责任设计人朱浪编写虚拟仪器程序实现与单片机的通讯完成校准和对传感器静态特性曲结构设计应变片的设计应变片工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻应变效应由金属导体的电阻定律知对于长度为截积为电阻率为的金属丝其电阻式结合材料的泊松比定律经数学变换得金属丝电阻应变特性则金属我觉得一个系统的设计，第一步原理设计很关键，虽然我们的知识还不太扎实，不过在大 神的指导下，我们可以自己画梁，取尺寸并计算，可以利用简单的运放电路实现放大功能。设 计的过程大神让我们思考了各类方案的优缺点，虽然最后已经确定了使用某种方案。但是各种 方案的提出和对比及选择，才是对我们各类知识真正的考察，我们还需要丰富知识并积累经验。三、设计传感器调理电路（1）仪用放大器 仪用放大器：恒流源电路 图一 EC 压阻式传感器 I 1 仪器组员年月日检测技术综合课设设计内容设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统应用力学传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器要求使用绘制传感器机械图分析推导应变和载荷的关系责任设计人王伟压范围为责任设计人陈涛设计单片机应用程序实现电压信号的采集和数字低滤波处理显示载荷大小注意不是电压大小并将数据通过接口传送给机责任设计人朱浪编写虚拟仪器程序实现与单片机的通讯完成校准和对传感器静态特性曲结构设计应变片的设计应变片工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻应变效应由金属导体的电阻定律知对于长度为截积为电阻率为的金属丝其电阻式结合材料的泊松比定律经数学变换得金属丝电阻应变特性则金属 要达到放大器的放大要求则 R6与 RG的比值大小为13216倍左右 另：采用5V恒压源供电电桥部分可以通过 R5调零，即当无载荷时，可以通过调 节R5是传感器输出为零。调理部分是一个差动放大器，调节输出端的滑动变阻器 即可以调节放大倍数到所要求的值。首先在托盘上放 1kg的砝码，将输出电压调到 0.3V，在放2kg,将输出电压调到0.6V，依次正反行程调节几次则 U OUT输出与载荷 成线性关系，载荷从010kg对应的电压在03V。输出电压 uk P(L2 LJ Ui 一 2 EW u 取 5V,k=2,E=7 1010N/m 2 丄2-L|=55-30=25mm,H=20mm,b=20mm,D=15mm，贝U Ui=2.32X 10-6P 对应载荷10kg时输出电压 Ui=2.32X 10-6 X 10X 9.8V=2.27X 10-4V，要输出3V，则放 电源的选择：恒流源能提供固定电流，且内阻极大，常常运用在电子电路中用来稳定偏供电电流l=510mA放大电路放大倍数为 大倍数A=3 _4 2.27 104 13215.8，即调理电路的放大倍数为13215.8 恒压源供电:仪器组员年月日检测技术综合课设设计内容设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统应用力学传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器要求使用绘制传感器机械图分析推导应变和载荷的关系责任设计人王伟压范围为责任设计人陈涛设计单片机应用程序实现电压信号的采集和数字低滤波处理显示载荷大小注意不是电压大小并将数据通过接口传送给机责任设计人朱浪编写虚拟仪器程序实现与单片机的通讯完成校准和对传感器静态特性曲结构设计应变片的设计应变片工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻应变效应由金属导体的电阻定律知对于长度为截积为电阻率为的金属丝其电阻式结合材料的泊松比定律经数学变换得金属丝电阻应变特性则金属V1-V2 V3=V1W R9 V6=V2-J R11 R10 置电流或作为放大器的有源负载，可大大提高电路的稳定性和输出增益。但是实际 应用当中恒压源应用得更广泛。因为恒压源在成本上比恒流源要低很多，具有较强 的价格优势。(2)电路特性与原理 特性：由于仪用放大器是一种经过优化处理，专门设计的精密差分放大器，所 以它具有很多独特的优势：高共模抑制比、较小的线性误差、高输入阻抗、低噪声 工作原理：仪用放大器是在差动放大器的基础上发展而来，其内部是由三个运 放和一些精密电阻构成，但实际使用电路如下：当调零电阻的指针指向中间位置时，放大器的输出应该为零。实际输出不为零，可 通过调节调零电阻的指针左右滑动来调零。测量放大器中，U3和U4是差模输入和 差模输出的交叉耦合前置放大器。若把U3和U4视为各自具有一定反馈电阻的同相 比例运算电路，电路中 R11为U3和U4的公用电阻且不接地。由于 U3和U4工作 于线性状态，根据虚短特性，所以 R11上没有共模电流。差模信号则可在 R11两端 产生压降，其放大倍数为 1+2R9/R11。由上述分析可知，该放大器具有同上述仪用 放大器的特点。定量分析：设加在运放U3同相端的输入电压为V1，加在U4同相端的输入电压为V2,若 U3、U4、U5都是理想运放，则有虚短特性。设 U3的输出电压为V3,U4的输出电 压为V6。则有：仪器组员年月日检测技术综合课设设计内容设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统应用力学传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器要求使用绘制传感器机械图分析推导应变和载荷的关系责任设计人王伟压范围为责任设计人陈涛设计单片机应用程序实现电压信号的采集和数字低滤波处理显示载荷大小注意不是电压大小并将数据通过接口传送给机责任设计人朱浪编写虚拟仪器程序实现与单片机的通讯完成校准和对传感器静态特性曲结构设计应变片的设计应变片工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻应变效应由金属导体的电阻定律知对于长度为截积为电阻率为的金属丝其电阻式结合材料的泊松比定律经数学变换得金属丝电阻应变特性则金属所以仪用放大器的第一级的闭环放大倍数为 A V3 V6 M R9 R10、Ai=(1)Vi V2 R11 由于R9=R10 R12=R13=R14=R1,5所以输出电压为(1 2R9)(V1 R11,2R9 1-R11 因为R9=5.1K 所以R11=0.17K加在R11上的电流为0.29mA 故可根据这两个参数选取0.25K的滑线变阻器R11。运放U3和U4的选取原则是：器件的失调电压小、温漂低和输入偏流小，同时 要求U3和U4的匹配参数，以提高共模抑制比。关于后级运放的选取原则是：具有优良的共模抑制性能，满足输出端的电流、电压或功率的要求。电路中所使用的外接电阻的温度系数应该尽可能的低。以便获 得尽可能低的温度漂移。此外，还应考虑到热偶效应，故应当使电路屏蔽，以防止 气流循环以及避免产生温度梯度。同时电阻 R12、R13、R14和R15阻值必须匹配,否则共模抑制比下降。总结与体会 V2)U out 所以整个放大器的闭环放大倍数为 U out 2R9)而)由于电桥的满量程输出为50mV，若要使得调理电路的最大输出为 3V“60 0.05V Af Af V1 V2(1 3V，则有:60 仪器组员年月日检测技术综合课设设计内容设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统应用力学传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器要求使用绘制传感器机械图分析推导应变和载荷的关系责任设计人王伟压范围为责任设计人陈涛设计单片机应用程序实现电压信号的采集和数字低滤波处理显示载荷大小注意不是电压大小并将数据通过接口传送给机责任设计人朱浪编写虚拟仪器程序实现与单片机的通讯完成校准和对传感器静态特性曲结构设计应变片的设计应变片工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻应变效应由金属导体的电阻定律知对于长度为截积为电阻率为的金属丝其电阻式结合材料的泊松比定律经数学变换得金属丝电阻应变特性则金属四、设计51单片机应用程序 单片机是把调理电路的输出模拟电压通过 AD 转换为数字量，然后通过数字滤波 处理，再把电压值转换为载荷值，以及把载荷值通过数码管显示出来。流程图如下：总结与体会 我是单片机程序的编写主负责，通信部分涉及到整个单片机的程序流程，通过和小组成员的 讨论，最终修改成了单片机不断循环发送数据到串口，labview 也不断循环读串口的数据，并实 时显示出来，在获取数据时也利用了取平均值的方法减小误差这一方式。单片机的整个程序我 也把它看懂了，了解单片机如何控制 ADC0832，如何滤波，如何显示等等。由于在单片机中用 汇编语言处理小数不易，所以数码管显示会存在一定的误差。所以我想利用混合编程，即在汇 编中调用 C 语言程序，C 语言程序编写的是数字量转换成质量，并分四位显示在数码管的程序,我利用仿真可以实现，但是烧写在单片机中数码管就出现了乱码。因为自己对这块确实还有很 多地方不了解，所以原因暂时也没有查出来，不过混合编程的思想我想今后也会不断学习使用 它。后来我们的小组队员通过直接修改汇编程序，对测量数据做补偿，从而实现了数码管较精 确的显示。程序清单如下：ORG 0000H START:LJMP MAIN ORG 0023H LJMP INTERUPT ORG 003FH MAIN:仪器组员年月日检测技术综合课设设计内容设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统应用力学传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器要求使用绘制传感器机械图分析推导应变和载荷的关系责任设计人王伟压范围为责任设计人陈涛设计单片机应用程序实现电压信号的采集和数字低滤波处理显示载荷大小注意不是电压大小并将数据通过接口传送给机责任设计人朱浪编写虚拟仪器程序实现与单片机的通讯完成校准和对传感器静态特性曲结构设计应变片的设计应变片工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻应变效应由金属导体的电阻定律知对于长度为截积为电阻率为的金属丝其电阻式结合材料的泊松比定律经数学变换得金属丝电阻应变特性则金属ADCS BIT P2.5 使能接口 ADCLK BIT P2.4 时钟接口 ADDO BIT P2.3;数据输出接口 ADDI BIT P2.2 数;据输入接口 MOV SP,#60H MOV TMOD,#20H MOV TL1,#0FDH MOV TH1,#0FDH MOV PCON,#00H SETB TR1 MOV SCON,#01010000B MOV IE,#90H;串行口初始化 LCALL GETDATA;调用 AD 转换程序 LCALL FIR;调用滤波子程序 MOV SBUF,38H;发送数据 SJMP$;等中断 INTERUPT:;中断处理 CLR TI LCALL GETDATA LCALL FIR LCALL XIANSHI 调用数码管显示子程序 MOV SBUF,38H RETI FIR:;滤波子程序，低通滤波算法 MOV 32H,A MOV 33H,#00H MOV R3,#6 LOOP:MOV 30H,32H MOV 31H,33H LCALL GETDATA MOV B,#8 MUL AB MOV 32H,B MOV 33H,A MOV B,#248 MOV A,31H MUL AB RLC A MOV A,B ADDC A,33H MOV 33H,A JNC FIR1 INC 32H FIR1:MOV B,#248 MOV A,30H MUL AB ADD A,33H MOV 33H,A MOV A,B ADDC A,32H MOV 32H,A DJNZ R3,LOOP MOV 38H,32H RET MOVE:;74LS164 移位子程序 MOV R7,#8;准备送下后 8 个时钟脉冲 AD1:MOV C,ACC.7 MOV P0.6,C RL A 左;移一次 CLR P0.7 NOP NOP SETB P0.7形成一次时钟脉冲 NOP NOP DJNZ R7,AD1 循;环 8 次 RET ZH:;电压值转换为载荷值子程 序仪器组员年月日检测技术综合课设设计内容设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统应用力学传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器要求使用绘制传感器机械图分析推导应变和载荷的关系责任设计人王伟压范围为责任设计人陈涛设计单片机应用程序实现电压信号的采集和数字低滤波处理显示载荷大小注意不是电压大小并将数据通过接口传送给机责任设计人朱浪编写虚拟仪器程序实现与单片机的通讯完成校准和对传感器静态特性曲结构设计应变片的设计应变片工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻应变效应由金属导体的电阻定律知对于长度为截积为电阻率为的金属丝其电阻式结合材料的泊松比定律经数学变换得金属丝电阻应变特性则金属MOV A,32H CJNE A,#23丄 PO 用软件实现误差纠正 LPO:;值较大时减 3LSB,较小时减 2LSB JC LP7 SUBB A,#O3H SJMP LP8 LP7:CJNE A,#O3H,LP9 LP9:JNC LP1O MOV A,#OOH SJMP LP8 LP1O:SUBB A,#O2H;LP8:MOV B,#153 DIV AB MOV 4OH,A;4OH 存放十位 MOV A,B MOV B,#15 DIV AB MOV 41H,A;41H 存放个位 MOV A,#1O MUL AB MOV B,#15 DIV AB MOV 42H,A;42H 存放十分位 MOV A,#1O MUL AB MOV B,#15 DIV AB MOV 43H,A;43H 存放百分位 MOV R1,B CLR C CJNE R1,#8,ZH1;小数点省略部分四舍五入 ZH1:JC ZH2 MOV A,43H ADD A,#1 MOV 43H,A MOV A,#O ADDC A,42H MOV 42H,A MOV A,#O ADDC A,41H MOV 41H,A ZH2:RET XIANSHI:;数码管显示子程序 LCALL ZH LD2:MOV RO,#4OH MOV R3,#OFDH LD3:MOV PO,R3 MOV A,RO MOV DPTR,#DTAB MOVC A,A+DPTR CJNE R3,#OFBH,LD4 ANL A,#7fH;在显示个位的时候显示小 数点 LD4:LCALL MOVE LCALL DEL INC RO MOV A,R3 JNB ACC.4,LD5 RL A MOV R3,A LJMP LD3 DTAB:DB OcOH,Of9H,Oa4H,ObOH;共阳极段码表 DB 99H,92H,82H,Of8H DB 8OH,9OH;对应的是 O-9 的段码 LD5:RET GETDATA:;从 ADC0832 取数据 MOV B,#O2H SETB ADDI 初始化通道选择 NOP NOP CLR ADCS 拉低/CS 端 NOP NOP SETB ADCLK 拉高 CLK 端 NOP NOP CLR ADCLK 拉低 CLK 端,形成下降沿 MOV A,B MOV C,ACC.1 确;定取值通道选择 MOV ADDI,C NOP仪器组员年月日检测技术综合课设设计内容设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统应用力学传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器要求使用绘制传感器机械图分析推导应变和载荷的关系责任设计人王伟压范围为责任设计人陈涛设计单片机应用程序实现电压信号的采集和数字低滤波处理显示载荷大小注意不是电压大小并将数据通过接口传送给机责任设计人朱浪编写虚拟仪器程序实现与单片机的通讯完成校准和对传感器静态特性曲结构设计应变片的设计应变片工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻应变效应由金属导体的电阻定律知对于长度为截积为电阻率为的金属丝其电阻式结合材料的泊松比定律经数学变换得金属丝电阻应变特性则金属NOP SETB ADCLK 拉;高 CLK 端 NOP NOP CLR ADCLK 拉低 CLK 端，形成下降沿2 MOV A,B MOV C，ACC.0 确;定取值通道选择 MOV ADDI，C NOP NOP SETB ADCLK；高 CLK 端 NOP NOP CLR ADCLK;拉低 CLK 端,形成下降沿 3 SETB ADDI NOP NOP MOV R7,#8;准备送下后 8 个时钟脉冲 AD_1:MOV C,ADDO;接收数据 MOV ACC.0,C RL A;左移一次 SETB ADCLK NOP NOP CLR ADCLK 形成一次时钟脉冲 NOP NOP DJNZ R7,AD_1 循;环 8 次 MOV C,ADDO;接收数据 MOV ACC.0,C MOV B,A MOV R7,#8 AD_13:MOV C,ADDO;接收数据 MOV ACC.0,C RR A;左移一次 SETB ADCLK NOP NOP CLR ADCLK 形成一次时钟脉冲 NOP NOP DJNZ R7,AD_13 循;环 8 次 CJNE A,B,GETDATA数据校验 SETB ADCS拉高/CS 端 CLR ADCLK 拉低 CLK 端 SETB ADDO;拉高数据端,回到初始状态 RET DEL:MOV R7,#20;延时子程序 DEL1:MOV R6,#125 DEL2:DJNZ R6,DEL2 DJNZ R7,DEL1 RET END 仪器组员年月日检测技术综合课设设计内容设计一个电阻应变式载荷传感器及传感器特性自动测试校准系统应用力学传感器技术等相关知识设计一个载荷传感器要求使用绘制传感器机械图分析推导应变和载荷的关系责任设计人王伟压范围为责任设计人陈涛设计单片机应用程序实现电压信号的采集和数字低滤波处理显示载荷大小注意不是电压大小并将数据通过接口传送给机责任设计人朱浪编写虚拟仪器程序实现与单片机的通讯完成校准和对传感器静态特性曲结构设计应变片的设计应变片工作原理电阻应变敏感元件的转换原理是基于导线的电阻应变效应由金属导体的电阻定律知对于长度为截积为电阻率为的金属丝其电阻式结合材料的泊松比定律经数学变换得金属丝电阻应变特性则金属