电阻应变式称重传感器放大电路设计与应用

"这篇资料是昆明理工大学自动化系学生张冲伟的课程设计报告，主题是电阻应变式称重传感器及应用。报告详细介绍了称重传感器的工作原理、电阻应变片的设计、弹性元件的设计以及变换检测电路设计，特别是放大电路部分，强调了放大电路在匹配高阻抗传感器和驱动后续电路中的重要性。" 本文详细探讨了电阻应变式称重传感器的设计和应用，首先阐述了设计的目的和意义，指出随着科技的进步，称重技术的需求不断提升，而现有的电子秤存在体积大、成本高、携带不便等问题。接着，报告深入讲解了称重传感器的基础知识： 1. **电阻应变式称重传感器的原理**：传感器主要由电阻应变片、弹性元件和变换检测电路组成。电阻应变片作为核心部件，其电阻值变化与所受应变成比例。 2. **电阻应变片的设计**：包括金属电阻应变片和半导体应变片的分类、工作原理和特点。金属电阻应变片通常用于静态测量，而半导体应变片则适合动态测量，具有灵敏度高的优势但稳定性较差。 3. **弹性元件的设计**：弹性元件的选择和材料对其性能至关重要，双孔梁作为示例进行了受力分析，讨论了材料选择和尺寸设计。 4. **变换检测电路设计**：电路设计主要包括桥路设计、放大电路设计、检波滤波电路设计。其中，放大电路采用双运放高共模抑制比同相串联结构，目的是匹配高阻抗传感器并提供低阻抗输出，确保信号不失真。 在放大电路部分，报告详细计算了所需的增益，以确保传感器输出的最大信号能够被有效放大到足以驱动指示仪表或记录器的水平。通过公式计算，确定了放大电路的差动闭环增益，从而得出当输入信号为12V时，放大电路应提供的输出电压约为8.54mV。 5. **电阻应变式称重传感器的应用**：讨论了传感器选择的因素，如使用环境、数量、量程和准确度等级，并列举了传感器的基本应用场景。 这份课程设计报告全面地介绍了电阻应变式称重传感器的设计过程，强调了放大电路在整体系统中的关键作用，为理解此类传感器的原理和应用提供了详实的资料。