智能汽车超载报警Word格式.docx

智能汽车超载报警Word格式.docx

《智能汽车超载报警Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能汽车超载报警Word格式.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。

应变片是由金属导体或半导体制成的电阻体，其阻值将随着压力所产生的变化而变化。

对于金属导体，电阻变化率的表达式为：

式中：

μ—材料的泊松系数；

ε—应变量。

通常把单位应变所引起电阻相对变化称作电阻丝的灵敏系数，对于金属导体，其表达式为：

因此：

在外力作用下,应变片产生变化,同时应变片电阻也发生相应变化。

当测得阻值变化为△R时，可得到应变值ε，根据应力与应变关系，得到应力值为：

σ-应力,ε-应变（为轴向应变）

E-材料的弹性模量

又重力G与应力σ的关系为：

G-重力,S-应变片截面积

根据以上各式可得到：

由此得出应变片电阻与重物质量的关系，即：

根据应变片常用的材料（如康铜）取：

k0=2；

E=16300kg/mm2；

S=100；

R0=34Ω；

g=

桥路部分原理：

电阻应变计把机械应变转换成ΔR/R后，必须采用转换电路通常采用惠斯登电桥电路实现这种转换。

图13-2所示的直流电桥，对于单臂电桥,如下图：

直流电桥

当电桥平衡时,相对的两臂电阻乘积相等,即：

R1gR4=R2gR3

设桥臂比n=R2/R1由于R1<

<

R1,分母中R1/R1可忽略，于是：

电桥电压灵敏度定义为：

从上式分析发现：

2桥电压灵敏度正比于电桥供电电压。

②电桥电压灵敏度是桥臂电阻比值n的函数，必须恰当的选择n的值，保证电桥具有较高的灵敏度

由：

求Sv的最大值，由此得

求得n＝1时，Sv最大。

也就是供电电压确定后，当R1=R2,R3=R4时，电桥得电压灵敏度最高，可得：

由于上面的分析中忽略了ΔR/R，所以存在非线性误差，解决的办法有：

①提高桥臂比：

提高了桥臂比，非线性误差可以减小，但从电压灵敏度考虑，灵敏度将降低，这是一种矛盾。

②采用差动电桥：

根据被测试件的受力情况，若使一个应变片受拉，另一个受压，则应变符号相反。

则电桥输出电压Uo为：

若△R1=△R2,R1=R2,R3=R4,则有：

由此可知，Uo和R1/R1成线性关系，差动电桥无非线性误差。

而起电压灵敏度为，比使用一只应变片提高了一倍，同时可以起到温度补偿的作用。

若将电桥四臂接入四个应变片，即两个受拉，两个受压，将两个应变符号相同的接入相对臂上，则构成全桥差动电路，若满足△R1=△R2=△R3=△R4,则输出电压为：

由此可知，差动桥路的输出电压Uo和电压灵敏度比用单片时提高了四倍，比半桥差动电路提高了一倍。

因为采用的是金属应变片测量，所以本设计采用全桥电路，能够有比较好的灵敏度并且不存在非线性误差。

2、放大电路：

该放大电路具有很强的共模抑制比。

它由两级放大器组成，第一级由集成运放A1、A2，由于他们采用同一型号的运放，所以可进一步降低漂移。

电阻R1、R2和R3组成同相输入式并联差分放大器，具有非常高的输入阻抗。

第二级式由A3和4个电阻R4、R5、R6和R7组成的反向比例放大器，它将双端输入变成单端输出。

阻值R1=R3,R4=R5,R6=R7。

根据运算电路基本分析方法，可得到输出电压：

3、ADC0809管脚

ADC0809的引脚功能：

1）、INT0-INT7：

八路模拟输入通道

2）、D7-D0：

8位三态数据输出线。

3）、A/B/C:

通道选择输入线，其中c为高位，A为低位

4）、ALE：

通道锁存控制信号输入线

5）、START:

启动转换控制信号输入线。

6）、CLK:

转换脉冲输入线

7）、VCC：

主电源+5V。

8）、GND:

数字地

4、报警电路

报警电路采用声光报警，同时通过按钮来换5t和10t档。

21、22脚分别接扬声器和发光二极管，扬声器由三极管放大驱动；

二极管经一电阻接到电源，从而构成报警电路。

5、总体电路设计：

选用传感器型号：

电阻应变片传感器结构

∙

GYJ型钢筋应变计

产品名称：

仪器型号：

生产厂家：

北京斯创尔建筑测试技术开发有限公司

工作原理：

产品用途:

钢筋应力计主要用于测量钢筋混凝土结构中的钢筋应力

也可以串起来用于测量载重质量

技术参数

规格：

10～36毫米

应力：

2800～3000公斤/厘米

分辨力：

0．8～1．2公斤/厘米

非线性：

±

2％满量程

温度对电桥零点影响：

﹤0﹒1％满量程/℃

供桥电压：

0—0.5伏特

输入／输出阻抗：

120欧姆

工作温度范围：

-5℃～+50℃

传感器长度：

0．5～0．7米

四、软件框图

1，报警框图：

Flag为标志位。

是

否

五、设计总结：

该系统硬件主要包括以下几个模块：

8051单片机主控模块、ADC0809模块、放大器模块、传感器模块、报警模块。

其中8051主要完成外围控件的控制以及一些运算功能。

传感器完成信号的采样功能，放大器模块起到放大传感器输出电压，用来驱动ADC0809的功能。

ADC0809主要负责把模拟量转换为数字量。

报警电路主要负责声光报警。

在此次课程设计的过程当中，遇到不少困难，比如对于传感器的选择，要考虑到经济，灵敏度，量程，精确度等情况。

由于长时间不用单片机，导致对于单片机与0809的引脚的连接问题搞不清楚，于是查阅了大量资料。

同时，由于ADC0809输入电压为0-5V，所以在通过放大器放大后不能超过这个范围。

通过此次课程设计，我得到了很多收获，在设计过程当中，组员之间相互配合，遇到问题共同解决，相互合作，相互学习，共同进步，使我们对于学习理论知识有了进一步的巩固。

通过广泛地查阅资料，结合各种资料总结，把传感器、放大器、数模转换器、单片机、报警器等各部分知识串联起来，拓展了大量知识，同时对于原理图的画法，得到了更熟练的掌握。

使我深刻体会到了学习与实践相互结合的重要性，期待以后还会有更多的机会学以致用。

六、参考文献

张新《单片机原理与应用》西北工业大学出版社2008

楼然苗《51单片机设计实例》北京航空航天大学出版社2003

张靖等．《检测技术与系统》．设计中国电力出版社，2001年。

陈润泰．《检测技术与智能仪表》．中南工业大学出版社，1990年。

徐爱均．《智能化测量控制仪表原理与设计》．航空航天大学出版社，1995年