在大學(xué)階段,電阻傳感器電子秤實(shí)驗(yàn)是一個(gè)綜合性強(qiáng)且富有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目。該實(shí)驗(yàn)通過實(shí)際操作,使學(xué)生深入了解電阻傳感器的原理和應(yīng)用,同時(shí)掌握電子秤的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程。以下將圍繞這一主題進(jìn)行詳細(xì)闡述。
實(shí)驗(yàn)概述:
電阻傳感器電子秤實(shí)驗(yàn)旨在通過對(duì)便攜式電子秤的設(shè)計(jì)和制作,讓學(xué)生了解并掌握金屬箔式應(yīng)變片的工作原理及使用方法,學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)電橋、濾波器和放大器,并能夠使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行信號(hào)處理。此外,學(xué)生還將學(xué)習(xí)數(shù)碼顯示電路的設(shè)計(jì)使用方法,以及電子電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法,從而提升綜合利用多學(xué)科相關(guān)知識(shí)進(jìn)行初步工程設(shè)計(jì)與實(shí)際裝調(diào)系統(tǒng)電路的能力。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:
1.實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備:首先,學(xué)生需要準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的器材,包括電阻應(yīng)變片、調(diào)零電橋、差動(dòng)放大器板、直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字電壓表等。這些設(shè)備為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)步驟提供了必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。
2.實(shí)驗(yàn)原理學(xué)習(xí):在正式動(dòng)手之前,學(xué)生需要深入理解電阻應(yīng)變片的特性及其在稱重儀器中的應(yīng)用。通過理論學(xué)習(xí),學(xué)生將了解到電阻應(yīng)變片如何感受物體形變并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào),以及如何利用這一特性設(shè)計(jì)出電子秤的稱重系統(tǒng)。
3.電橋設(shè)計(jì):根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求,學(xué)生需要搭建一個(gè)電橋電路,用于將電阻應(yīng)變片的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為可測(cè)量的電壓信號(hào)。在搭建過程中,學(xué)生需要注意電橋的平衡調(diào)節(jié)和靈敏度設(shè)置。
4.放大電路搭建:為了提高信號(hào)的可讀性,學(xué)生需要設(shè)計(jì)一個(gè)差動(dòng)放大器電路對(duì)電橋輸出的微弱信號(hào)進(jìn)行放大。在搭建過程中,學(xué)生需要關(guān)注放大器的增益和穩(wěn)定性,確保信號(hào)放大后不失真。
5.模數(shù)轉(zhuǎn)換與顯示:經(jīng)過放大的信號(hào)需要通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),以便在數(shù)碼管上進(jìn)行顯示。學(xué)生需要選擇合適的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片,并編寫相應(yīng)的控制程序來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的采集和顯示。
6.實(shí)驗(yàn)測(cè)試與校準(zhǔn):完成電路搭建后,學(xué)生需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試以驗(yàn)證電子秤的性能。通過逐次增加砝碼的質(zhì)量并記錄輸出電壓值,學(xué)生可以計(jì)算出電子秤的精度并進(jìn)行必要的校準(zhǔn)工作。
總結(jié)與展望:
通過本次電阻傳感器電子秤實(shí)驗(yàn),學(xué)生不僅掌握了電子秤的設(shè)計(jì)和制作過程,還深入了解了電阻傳感器的原理和應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生遇到了許多挑戰(zhàn)和困難,但通過不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐,最終成功完成了實(shí)驗(yàn)任務(wù)。未來,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新,相信基于電阻傳感器的電子秤將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用和發(fā)展。