基于单片机的电子天平设计

发布时间：2020-10-13 02:22

　　 随着人们对于测量精度的要求越来越高,传统的机械天平已经很难满足需求。伴随着现代传感器技术、电子技术和计算机技术的迅速发展,电子天平有了突飞猛进的进步。现在主流的电子天平大部分基于压力传感器MCU构架,价格昂贵,不能得到普通使用。本文设计了一种新型的电子天平,、将杠杆式天平和电磁式天平进行结合,并采用了MEMS加速度传感器作为主要器件,通过力矩平衡原理来测量被测物的重量。本论文的主要工作有以下几点： (1)从原理上分析了力矩平衡条件下采用加速度传感器以及拉力传感器实现电子天平功能的可能性。 (2)设计了电子天平的机械结构,分析了作为支撑点的轴承的力学特性。 (3)对基于C8051F021传感器构架的数据采集系统的硬件结构进行了设计,并且给出了硬件电路图和软件流程图,并编写了相关程序。 基于MEMS加速度传感器的电子天平具有设计新颖,结构简单,体积小,精度适中的特点,对新型电子天平的设计做出了一定的探索和尝试。
【学位单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2011
【中图分类】：TP368.12
【部分图文】：

3.2MEMS加速度传感器调理电路设计 Model1221一2加速度传感器论文中采用MEMS加速度传感器 Model1221一2，实物图如图3一2所示，它是由美国S工L工 CONDES工GNS公司生产的一款MEMS加速度传感器，是一种低噪声电容式的加速度传感器，具有士29的量程，内部集成温度传感器，0.SV一4.SV电压输出，输出型号为双路信号。图3一 2Model1221一2加速度传感器如图3一3是 Model1221一2的性能参数lXl。

OOO沪 raUngCur陀nt(l。+l二 )222228881000n1AAAMMMass:‘L’ packag。钾浏。.肠gom，for‘J’PaC油 ge)))))0.622222gramsss图3一 3Model1221一2性能参数无论是1221一2的量程还是精度、分辨率等性能指标都能很好的满足本论文所设计的电子天平，并且它体积小、功耗低便于集成。3.2.2加速度传感器信号的差分放大M0dell221一2加速度传感器是一款电容式电压输出型传感器，在实际使用过程中极容易受到电压随机噪声的影响。随机噪声一部分是以共模噪声的形式加入的，其原理如图3一4所示:C从、入v一.工二图3一4共模噪声为了能有效的去除共模噪声，Modell221一2采用一对电压输出，其输出关系如如3一5所示:

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【参考文献】

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1 罗兵;吴美平;尹文;曹聚亮;;微机械陀螺温度系数的快速标定方法[J];传感技术学报;2010年10期

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3 韩宏,吴嘉澍;基于加速度计的数字式倾角仪的设计[J];传感器技术;2005年04期

4 沙承贤;李杰;翟成瑞;王博;胡丽丽;;基于MEMS加速度传感器的数字倾角仪设计[J];传感器与微系统;2010年06期

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6 曾喜闻,伍亚萍;基于小波变换的行波信号的去噪滤波[J];电力科学与工程;2004年02期

7 李泓;浦龙梅;;基于MSP430F4250的高精度电子天平设计[J];电子产品世界;2006年17期

8 张萌;;基于MCS-51的电子时钟硬件设计[J];消费导刊;2010年06期

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1 杨培林;高精度电子天平的设计与应用研究[D];成都理工大学;2004年

2 王闽生;基于单片机的轮轨力检测[D];西南交通大学;2006年

3 陈艳辉;多路分布式温度测试系统的研究与开发[D];吉林大学;2006年

4 王伟;高精度电子天平系统设计[D];北京邮电大学;2007年

5 伍生;基于滚动轴承接触问题的有限元分析[D];内蒙古工业大学;2007年

6 王发辉;基于理想模型的齿轮传动弹性流体动力润滑研究[D];南昌大学;2008年

7 梁刚;微型红外气体检测仪的研制[D];中北大学;2008年

本文编号：2838602