電子汽車衡電路設計與製作

*、實驗（yàn）目的： 本實驗（yàn）要求學生設計並製作*個電子汽車（chē）衡電路，要求（qiú）能測量（liàng）重量在 0～200g 間的物體，輸出為電壓信號，通過調節電路使電壓值為對應的（de）重量值，電壓（yā）量（liàng）綱 mv 改為重量綱（gāng） g 即成為*台原始電子汽車衡。
二、基本（běn）原理： 基本思路 總體（tǐ）設計思路如圖 1 *示， *測重量經過轉換元件轉換為電阻變化，再（zài）經（jīng）過測 量電路（lù）轉化為電壓（yā）變化（huà），經過放大電路放大調節後輸出顯示得到*需（xū）信號。
被（bèi）測 物體 重量 轉換 元件 測量 電路 差分 放大 電（diàn）路 二級 放大 電路 輸出（chū） 顯（xiǎn）示（shì） 圖 1 基本設計思路 電阻應（yīng）變式傳感器 本設計主要通過電阻應變式傳感器（qì）實現。
電阻應變式傳感器是利用電阻應變片 將應變轉換為電阻（zǔ）的變化（huà）， 實現（xiàn）電測非電量的傳感（gǎn）器。
傳（chuán）感器由在不同的彈性敏（mǐn） 感元件上粘貼電阻應（yīng）變片構成， 當被測物（wù）理量作用在彈（dàn）性敏感元件上時（shí），彈性敏 感元件產生變（biàn）形， 並使附著其上的電阻應變片*起變形， 電阻（zǔ）應變（biàn）片再將變形轉 換（huàn）為電阻（zǔ）值的變化（huà）。
應變式電阻（zǔ）傳感器是目前（qián）在測（cè）量力、力矩、壓力、加速度、 重量等參數中應用廣泛的傳感器*。
1、彈性敏感元（yuán）件 物體在外力作用（yòng）下（xià）而改變（biàn）原來尺（chǐ）寸或形狀的現象稱（chēng）為變形， 而當外力（lì）去掉後物 體又能完全恢複其原（yuán）來（lái）的尺寸（cùn）和形狀，這種變形稱為彈性變形。
具（jù）有彈性變（biàn）形特 性（xìng）的物體稱為彈性元件。
彈性（xìng）敏感元件是指元件在感受到力、壓力、力矩（jǔ）、振動等被測參量時，能將其 轉換成應變量或位移量， 彈性敏感元件可以把被測參數由（yóu）*種物理狀態轉換為另 *種*需要的物理狀態。
2、電阻應變片
對於*段長為 L，截麵積為 S，電阻率（lǜ）為 ρ 的導體，未受力時電阻為 R = ρ ，在外力的作用下，電阻絲將會被拉（lā）伸（shēn）或壓縮，導體（tǐ）的長（zhǎng）度 L、截麵積 S 以及 電阻率 ρ 等均將發生變化，從而導致其電阻值發生變化，這種現象稱為“電阻 應變（biàn）效應” 。
利用金屬或半導體材料電阻絲（sī）的應變電阻效應， 可以製成（chéng）測量試件表麵應變的 敏感元件。
為在較小（xiǎo）的尺寸範圍內（nèi）感受應變，並產生較大的電阻變（biàn）化，通常把應 變絲製成柵狀的應變敏（mǐn）感元（yuán）件，即電阻應變片（piàn），通常由敏感（gǎn）柵、基底（dǐ）、蓋片、引 線和黏結劑等組成。
測量電路 電阻應變片把機械應變信號轉換成（chéng）電阻變化後， 由於應變量及其應變電阻變化 *般（bān）都很微小，既（jì）難以直接測量，又不便直接處理。
因此，必須采用轉換電 路，把應變計的電阻（zǔ）變化轉換成電壓或電流變化，以便（biàn）於測量。
具有這種轉換功 能（néng）的（de）電路稱為測量電路。
電子（zǐ）汽車衡電橋電路是目前廣泛采用的測量電路，常見的直流電橋電路如圖 2， R1 R2 R4 R3 Uo U 圖 2 直流（liú）電（diàn）橋 電橋輸（shū）出電壓為 Uo= U （式 1） R1、R2、R3、R4 為（wéi）四個橋臂，當*個臂、兩個臂或四個臂接入應變片時（shí），就 相應構成了單臂、雙臂和全臂工作電橋。

摘要：本文由湖南湘北衡器有限*整理並發表，轉載請注明出處。