V0R2R?4(1?2)V2?V1R3R1
当要改变增益时,仅须调整可变电阻R1即可。
gain?2.集成运算放大器OP-07
OP-07有A、D、C、E各档,它是高精度运算放大器,具有极低的失调电压(10μV)和偏置电流(0.7nA),它的温漂系数为0.5μV/℃,OP-07具有较高的共模输入范围(±14V),共模抑制比CMRR=126dB,以及极宽的供电电流范围(从±3V到±18V),双电源供电。AD OP-07的封装、管脚排列以及基本连接方式如下图所示,OP07一般不需要调零,如需调零,可在1和8管脚之间接一个电位器,阻值可为20k,参见基本接法图。
图5 AD OP-07封装图
调零 1 8 -IN 调零
+Vs
Vin R1 2 3 R2 2 7 +IN 3 6 OUT
-Vs R3 1 +15V 7 6 8 Vout
4
-15V 管脚功能图 基本接法 20k 图6 运算放大器引脚图 5 NC
4 +15V 3.参考电路
图7是压力传感器的测量电路,由两个部分组成。前一部分是采用三个运放构成的仪表放大器,后面的放大器将仪表放大器的输出电压进一步放大。R28是电桥的调零电阻,R42是整个放大电路的调零电阻,R29,R40调整运放增益。仪表放大器因为输入阻抗高,共模抑制能力好而作为电桥的接口电路。其增益可用下式表示:
2R30A=(1+R29)
图7 仪表放大器
4.熟练运用Multisim12
五、 A/D转换与显示
1.A/D转换
一般电子秤的A/D转换精度越高越好,A/D精度越高,电子秤的灵敏度越高。本次设计采用12位串行A/D芯片TLC2543。
TLC2543引脚及作用
六、 电子秤电路调试
1. 根据图12所示,应变式传感器已经装在传感器试验台上。传感器中各应变片上的R1、R2、R3、R4接线颜色分别为黄色、蓝色、红色、白色,可用万用表测量同一种颜色的两端判别,R1=R2=R3=R4=350Ω。
图12 应变式传感器安装示意图
2. 接入电源,拨通电源开关,将实验板调节增益电位器R29(参考图7和图
8)顺时针调节大致到中间位置,再进行仪表放大器调零,方法为将仪表放大器的正、负输入端(在做板时要预留插孔)与地短接,调节电路板上调零电位器R42,输出的电压读数为零,关闭电源。(注意:当R29、R42的位置一旦确定,就不能改变。一直到做完实验为止)
3. 电路板上的R25、R26、R27接入350Ω电阻,接成直流全桥。检查接线无
误后,接通电源。调节电桥调零电位器R28,使电路板的输出电压压降为零。
4. 在托盘上放置一只砝码,读取电压数值,依次增加砝码和读取相应的电
压值,直到1Kg砝码加完。记下实验结果填入表1-1中,关闭电源。 表1-1 重量(g) 电压(mv) … … 5. 直接将放大器的输出与实验台的串口相连,利用CSY9.0软件采集数据,并分析系统灵敏度和非线性误差。或者送入DRLAB开放式传感器实验平台,测量出重量误差。
?U6. 根据表1-1计算系统灵敏度S=?W(输出电压变化量与重量变化量之比)
和非线性误差:δ?1=△m/yF。S×100%式中△m为输出值(多次测量时为平均值)与拟合直线的最大偏差:yF。S满量程输出平均值,此处为1Kg。
七、 思考题
1、半桥测量时两片不同受力状态的电阻应变片接入电桥时,应放在:(1)对边(2)邻边。
2、测量中,当两组对边(R1、R3为对边)电阻值R相同时,即R1=R3,R2=R4,而R1≠R2时,是否可以组成全桥:(1)可以(2)不可以。
3、了解仪表放大器的工作原理,每种运放的引脚及作用,了解有哪些外在因素会影响电路的变化。
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