傳感器課程設(shè)計(jì)---應(yīng)變式拉壓傳感器

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，非物理量的測(cè)試與控制技術(shù)，已越來越廣泛地應(yīng)用于航天、航空、交通運(yùn)輸、冶金、機(jī)械制造、石化、輕工、技術(shù)監(jiān)督與測(cè)試等技術(shù)領(lǐng)域，而且也正逐步引入人們的日常生活中去。傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)測(cè)試與自動(dòng)控制的重要環(huán)節(jié)。在測(cè)試系統(tǒng)中，被作為一次儀表定位，其主要特征是能準(zhǔn)確傳遞和檢測(cè)出某一形態(tài)的信息，并將其轉(zhuǎn)換成另一形態(tài)的信息

2、。</p><p>　　傳感器是指那些對(duì)被測(cè)對(duì)象的某一確定的信息具有感受（或響應(yīng)）與檢出功能，并使之按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的可輸出信號(hào)的元器件或裝置。其中電阻應(yīng)變式傳感器是被廣泛用于電子秤和各種新型機(jī)構(gòu)的測(cè)力裝置，其精度和范圍度是根據(jù)需要來選定的。因此，應(yīng)根據(jù)測(cè)量對(duì)象的要求，恰當(dāng)?shù)剡x擇精度和范圍度是至關(guān)重要的。但無論何種條件、場(chǎng)合使用的傳感器，均要求其性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)可靠，經(jīng)久耐用。</p>&l

3、t;p>　　隨著技術(shù)的進(jìn)步,由稱重傳感器制作的電子衡器已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè),實(shí)現(xiàn)了對(duì)物料的快速、準(zhǔn)確的稱量，特別是隨著微處理機(jī)的出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度化的不斷提高，稱重傳感器已成為過程控制中的一種必需的裝置，從以前不能稱重的大型罐、料斗等重量計(jì)測(cè)以及吊車秤、汽車秤等計(jì)測(cè)控制，到混合分配多種原料的配料系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝中的自動(dòng)檢測(cè)和粉粒體進(jìn)料量控制等，都應(yīng)用了稱重傳感器，目前，稱重傳感器幾乎運(yùn)用到了所有的稱重領(lǐng)域。</p&

4、gt;<p>　　本次課程設(shè)計(jì)的是一個(gè)大量程稱重傳感器，測(cè)量范圍為1t到100t。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的稱重傳感器就是利用應(yīng)變片阻值的變化量來確定彈性元件的微小應(yīng)變，從而利用力，受力面積及應(yīng)變之間的關(guān)系來確定力的大小，進(jìn)而求得產(chǎn)生作用力的物體的質(zhì)量。應(yīng)變片阻值的變化可以通過后續(xù)的處理電路求得。</p><p>　　傳感器的設(shè)計(jì)主要包括彈性元件的設(shè)計(jì)和處理電路的設(shè)

5、計(jì)。由于傳感器輸出的信號(hào)是微弱信號(hào)，故需要對(duì)其進(jìn)行放大處理；由于傳感器輸出的信號(hào)里混有干擾信號(hào)，故需要對(duì)其進(jìn)行檢波濾波；由于傳感器輸出的信號(hào)通常都伴隨著很大的共模電壓（包括干擾電壓），故需要設(shè)計(jì)共模抑制電路。除此之外，還要設(shè)計(jì)調(diào)零電路。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1、課程設(shè)計(jì)目的和要求----------------------

6、-------------------------------1</p><p>　　2、課程設(shè)計(jì)任務(wù)-----------------------------------------------------------2</p><p>　　3、方案的選擇-------------------------------------------------------------3</

7、p><p>　　3.1方案的制定------------------------------------------------------------3</p><p>　　3.2 方案的確定-----------------------------------------------------------4</p><p>　　4、材料的選擇-----------

8、--------------------------------------------------6</p><p>　　4.1 彈性元件-------------------------------------------------------------6</p><p>　　4.1.1 彈性元件材料-----------------------------------------

9、------------6</p><p>　　4.1.2彈性元件材料------------------------------------------------------7</p><p>　　4.2 應(yīng)變片的選擇---------------------------------------------------------8</p><p>　　4.2.

10、1電阻應(yīng)變片類型的選擇----------------------------------------------9</p><p>　　4.2.2應(yīng)變計(jì)的材料------------------------------------------------------9</p><p>　　4.3應(yīng)變計(jì)主要參數(shù)的確定-------------------------------------

11、------------10</p><p>　　5、外殼尺寸確定-----------------------------------------------------------11</p><p>　　6、測(cè)量電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算---------------------------------------------------12</p><p>　　6.1

12、電橋電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算-------------------------------------------------12</p><p>　　6.2交流電壓輸出電路-----------------------------------------------------13</p><p>　　6.3放大電路----------------------------------------

13、---------------------13</p><p>　　6.4濾波電路-------------------------------------------------------------16</p><p>　　6.6數(shù)字顯示電路---------------------------------------------------------16</p>&

14、lt;p>　　7、誤差來源與精度分析-----------------------------------------------------18</p><p>　　8、相關(guān)元器件的確定-------------------------------------------------------19</p><p>　　參考資料---------------------------

15、------------------------------------ 20</p><p>　　心得體會(huì)--------------------------------------------------------------- 21</p><p>　　附錄一 常用芯片引腳圖-------------------------------------------------- 22&

16、lt;/p><p>　　附錄二 傳感器電路處理總圖---------------------------------------------- 25</p><p>　　附錄三 傳感器外觀設(shè)計(jì)圖------------------------------------------------------------------------ 26</p><p>　　1、課

17、程設(shè)計(jì)目的和要求</p><p>　　1．傳感器原理課程設(shè)計(jì)是測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的必須完成的一個(gè)課程設(shè)計(jì)。是一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，通過本設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用傳感器設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合實(shí)際分析和解決工程實(shí)際問題的能力，鞏固加深有關(guān)傳感器設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。</p><p>　　2．通過制定設(shè)計(jì)方案，合理選擇傳感器結(jié)構(gòu)和相關(guān)元件類型，正確計(jì)算、選擇各零件和元件

18、參數(shù)，確定尺寸和選擇材料，以及較全面地考慮制造工藝、使用和維護(hù)等要求，達(dá)到了解和掌握傳感器設(shè)計(jì)過程和方法。</p><p>　　3. 進(jìn)行設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練。如：計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、圖冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)、進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算和數(shù)據(jù)處理及計(jì)算機(jī)應(yīng)用的能力。</p><p>　　4. 通過設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的實(shí)際訓(xùn)練，加深學(xué)生對(duì)該課程基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論的理解和掌握，培養(yǎng)學(xué)生綜合

19、運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，使之在理論分析、設(shè)計(jì)、計(jì)算、制圖、運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)與資料以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力等方面得到初步訓(xùn)練，促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。</p><p><b>　　2、課程設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　題 目: 基于電阻應(yīng)變片的壓力傳感器設(shè)計(jì) </p>

20、;<p>　　初始條件：采用電阻應(yīng)變片設(shè)計(jì)測(cè)量力、壓力、加速度、位移等物理量的傳感器，設(shè)計(jì)時(shí)自行確定被測(cè)變量及測(cè)試范圍，并根據(jù)測(cè)量的需要選擇應(yīng)變片的型號(hào)、數(shù)量、粘貼方式以及彈性元件的結(jié)構(gòu)形式、相關(guān)測(cè)試電路等。</p><p><b>　　要 求：</b></p><p>　　1．正確選取電阻應(yīng)變片的型號(hào)、數(shù)量、粘貼方式并連接成交流電橋；</p&

21、gt;<p>　　2. 選取適當(dāng)形式的彈性元件，完成其機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇和受力分析，并根據(jù)測(cè)試極限范圍進(jìn)行校核；</p><p>　　3.  完成傳感器的外觀與裝配設(shè)計(jì)；</p><p>　　4. 完成應(yīng)變電橋輸出信號(hào)的后續(xù)電路（包括放大電路、相敏檢波電路、低通濾波電路）的設(shè)計(jì)和相關(guān)電路參數(shù)計(jì)算，并繪制傳感器電路原理圖；</p><p>

22、　　5. 按學(xué)校課程設(shè)計(jì)說明書撰寫規(guī)范提交一份課程設(shè)計(jì)說明書（6000字左右）；</p><p>　　6. 按機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制機(jī)械裝配圖（3號(hào)圖紙）、彈性元件圖（4號(hào)圖紙）各一張。</p><p><b>　　3、方案的選擇</b></p><p>　　此次傳感器課程設(shè)計(jì)選用應(yīng)變式拉壓傳感器。設(shè)計(jì)中只要把應(yīng)半片貼在承受負(fù)載的彈性元件上，通過測(cè)量

23、彈性元件的應(yīng)變大小即可求出對(duì)應(yīng)的負(fù)載大小，而彈性元件的應(yīng)變大小可以通過應(yīng)變片電阻大小的變化量來求得。故可以通過選擇不同的彈性元件和測(cè)量電路來提出不同的方案。 </p><p><b>　　3.1 方案的制定</b></p><p>　　根據(jù)彈性體的結(jié)構(gòu)形式的不同可分為：輪輻式，梁式，環(huán)式，柱式等。在測(cè)量拉/壓力上主要用到的是柱式傳感器。柱式傳感器的彈性元件分為實(shí)心和空

24、心兩種，如圖2.1.1所示。（a是實(shí)心，b是空心）</p><p>　　圖3.1 柱式傳感器的彈性元件 </p><p>　　應(yīng)變片將應(yīng)變的變化轉(zhuǎn)換成電阻相對(duì)變化ΔR/R，要把電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流的變化，才能用電測(cè)儀表進(jìn)行測(cè)量。常用的有兩臂差動(dòng)電橋和全橋電路，如圖2.1.2所示。</p><p>　　圖3.2 直流電橋電路</p

25、><p><b>　　3.2 方案的確定</b></p><p>　　實(shí)心圓柱可以承受較大的負(fù)荷，在彈性范圍內(nèi)，則應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系。</p><p>　　ε= (3-1)</p><p>　　式中：F——作用

26、在彈性元件上的集中力；</p><p>　　S——圓柱的橫截面積。</p><p>　　圓柱的直徑根據(jù)材料的允許應(yīng)力來計(jì)算。 </p><p>　　圖3.1 實(shí)心圓柱與空心圓柱 </p><p>　　由于 F / S≤[σ]

27、 (3-2)</p><p>　　而 S=πd2 / 4 (3-3)</p><p>　　式中d為實(shí)心圓柱直徑。</p><p>　　則直徑 d

28、 (3-4)</p><p>　　空心圓柱彈性元件的直徑也要根據(jù)允許應(yīng)力計(jì)算。</p><p>　　同理 (3-5)</p><p>　　式中：D——空心圓柱外徑； d—

29、—空心圓柱內(nèi)徑。</p><p>　　根據(jù)式（3-2）和式（3-5）可知</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p>　　所以 D (3-7)</p><p>　　彈性元件的高度對(duì)傳感器的精度和動(dòng)態(tài)特

30、性都有影響。由材料力學(xué)可知，高度對(duì)沿其橫截面的變形有影響。當(dāng)高度與直徑的比值H / D〉〉1時(shí)，沿其中間斷面上的應(yīng)力狀態(tài)和變形狀態(tài)與其端面上作用的載荷性質(zhì)和接觸條件無關(guān)。試驗(yàn)研究的結(jié)果建議采用</p><p>　　H >>2D+L (3-8)</p><p>　

31、　式中L為應(yīng)變片的基長(zhǎng)。對(duì)于空心的圓柱為</p><p>　　H≥D-d+L (3-9)</p><p><b>　　此外，</b></p><p>　　因此，經(jīng)比較分析選取空心圓柱作為彈性體。</p><p&

32、gt;<b>　　電路轉(zhuǎn)換部分</b></p><p>　　一般電橋的輸出電壓為</p><p><b>　　(3-10)</b></p><p>　　如圖3. 2，兩臂差動(dòng)電橋電路的電壓輸出為</p><p>　　… （3-11)&

33、lt;/p><p>　　設(shè)初始時(shí),工作時(shí)一片受拉一片受壓，即,則式（3-11）可以簡(jiǎn)化為</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　差動(dòng)電橋電壓靈敏度為</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　同理若采用四臂電橋，如圖3.

34、2所示并設(shè)初始時(shí)，工作時(shí)時(shí)，輸出為</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　四臂電橋的電壓靈敏度為</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　通過比較其電壓靈敏度知四臂電橋（全橋）電路的靈敏度高，故選用四臂電橋電路。</p>&

35、lt;p><b>　　4、材料的選擇</b></p><p><b>　　4.1 彈性元件</b></p><p>　　彈性敏感元件在傳感器技術(shù)中占有極為重要的地位。在傳感器工作過程中，一般是由彈性敏感元件首先把各種形式的非電物理量變換成應(yīng)變量或位移量等，然后配合各種形式的轉(zhuǎn)換元件，把非電量轉(zhuǎn)換成電量。所以在傳感器中彈性元件是應(yīng)用最廣泛的元

36、件。</p><p>　　4.1.1 彈性元件材料</p><p>　　在設(shè)計(jì)傳感器以前，首先應(yīng)選擇好彈性元件材料。對(duì)彈性元件材料提出以下要求：</p><p>　　(1)強(qiáng)度高，彈性極限高；</p><p>　　(2)具有高的沖擊韌性和疲勞極限；</p><p>　　(3)彈性模量溫度系數(shù)小而穩(wěn)定；</p>

37、;<p>　　(4)熱處理后應(yīng)有均勻穩(wěn)定的組織，且各向同性；</p><p>　　(5)熱膨脹系數(shù)小；</p><p>　　(6)具有良好的機(jī)械加工和熱處理性能；</p><p>　　(7)具有高的抗氧化、抗腐蝕性能；</p><p>　　(8)彈性滯后應(yīng)盡量小。</p><p>　　常用材料：結(jié)構(gòu)鋼C

38、rNiMo,30CrMnSiNi2A）、鋁合金、鈦合金……。</p><p>　　材料的彈性模量、泊松比、密度和熱膨脹系數(shù)如下表所示</p><p>　　表4.1 常用材料彈性模量泊松比</p><p>　　經(jīng)過比較知結(jié)構(gòu)鋼的彈性模量最大，熱膨脹系數(shù)最小，適合應(yīng)用制作負(fù)重大的傳感器，故本次課程設(shè)計(jì)選用結(jié)構(gòu)鋼30CrMnSiNi2A</p><p

39、><b>　　彈性元件的參數(shù)計(jì)算</b></p><p>　　由4.1.知本次課程設(shè)計(jì)采用的是結(jié)構(gòu)鋼30CrMnSiNi2A，查表得E=200Gpa，1080MPa</p><p><b>　　取=0.3，</b></p><p>　　根據(jù)許用應(yīng)力計(jì)算公式 [σ]= ，當(dāng)安全系數(shù)取2得：</p><

40、;p>　　根據(jù)公式 (3-6) 得：</p><p>　　又因?yàn)閼?yīng)變片的應(yīng)變比小于1500µε,取ε0=1000µε當(dāng)彈性體的應(yīng)變比ε1小于ε0才不至于損壞應(yīng)變片 ，由式（3-1）可得</p><p>　　當(dāng)彈性體的截面積同時(shí)大于S1 ，S2 時(shí)才能滿足整體的設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　=max[S1 ，S2]= </p>

41、<p>　　當(dāng)傳感器過載50%時(shí)，根據(jù)公式可求的</p><p>　　所以知超載50%時(shí)，彈性元件受到的應(yīng)力在許用應(yīng)力范圍內(nèi)。</p><p>　　彈性元件的外徑D不能選擇太小，否則會(huì)由于力的偏心造成很大的誤差。在實(shí)際計(jì)算時(shí)先按照額定載荷F，根據(jù)材料的參數(shù)求得[]=540MPa，取D=10.0cm</p><p><b>　　根據(jù)可得</

42、b></p><p><b>　　取d＝6.0cm</b></p><p>　　這樣空心管的壁厚為：</p><p><b>　　t＝</b></p><p><b>　　柱高的確定</b></p><p><b>　　對(duì)于圓柱筒式傳感器

43、</b></p><p><b>　　有 5cm</b></p><p>　　為了防止彈性元件受壓時(shí)出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象，柱高應(yīng)該選得小些，但又必須使應(yīng)變片能夠反映截面應(yīng)變的平均值，所以可取H=6.0cm</p><p>　　檢驗(yàn)是否會(huì)出現(xiàn)局部失穩(wěn)，根據(jù)薄壁管的失穩(wěn)臨界應(yīng)力計(jì)算公式可得：</p><p>　　遠(yuǎn)大于

44、[]=540MPa，故在超過量程50%的載荷作用下，不會(huì)出現(xiàn)局部失穩(wěn)。</p><p>　　4.2 應(yīng)變片的選擇</p><p>　　4.2.1電阻應(yīng)變片類型的選擇</p><p>　　電阻應(yīng)變片主要分為電阻絲式應(yīng)變片、金屬箔式應(yīng)變片和金屬薄膜應(yīng)變片。由于電阻絲式應(yīng)變片有橫向效應(yīng)對(duì)測(cè)量的精度有影響，使靈敏度降低，而且耐疲勞性能不高。金屬薄膜應(yīng)變片尚難控制電阻與溫度的

45、變化關(guān)系，不常用。故選用金屬箔式應(yīng)變片。箔式應(yīng)變片的主要優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　(1)本身性能穩(wěn)定，受溫度變化的影響小，在-30—+350 度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作；</p><p>　　(2) 散熱條件較好；</p><p>　　（3）在長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量時(shí)的蠕變較小，一致性較好；</p><p>　　(4)適用于各種彈性體材料及彈性結(jié)構(gòu)形式，粘貼

46、操作簡(jiǎn)便；</p><p><b>　　(5)價(jià)格便宜；</b></p><p>　　(a)單軸的 (b)測(cè)扭矩的 (c)多軸的(應(yīng)變花) </p><p>　　圖4.1各種金屬箔式應(yīng)變片</p><p>　　4.2.2應(yīng)變計(jì)的材料</p><p>　　電阻應(yīng)變計(jì)簡(jiǎn)稱應(yīng)

47、變計(jì)（亦稱為電阻應(yīng)變片或簡(jiǎn)稱應(yīng)變片）。它由四個(gè)部分組成。</p><p>　　第一是電阻絲（敏感柵），它是應(yīng)變計(jì)的轉(zhuǎn)換元件。</p><p>　　第二是基底和面膠（或覆蓋層）?；资菍㈤L(zhǎng)肝氣彈性體表面的應(yīng)變傳遞到電阻絲柵上的中間介質(zhì)，并起到電阻絲與彈性體之間的絕緣作用，面膠起著保護(hù)電阻絲的作用。</p><p>　　第三是粘合劑，它將電阻絲與基底粘貼在一起。<

48、/p><p>　　第四是引出線，它作為聯(lián)結(jié)測(cè)量導(dǎo)線之用。</p><p>　　(1)材料的選用原則</p><p>　　應(yīng)變計(jì)敏感柵合金材料的選擇對(duì)制作應(yīng)變計(jì)性能的好壞起著決定性的作用，因此對(duì)制作應(yīng)變計(jì)所用的應(yīng)變電阻合金有以下的要求：</p><p>　　a有較高的靈敏系數(shù)；</p><p><b>　　b電阻率

49、高；</b></p><p>　　c電阻溫度系數(shù)小，具有足夠的熱穩(wěn)定性；</p><p>　　d機(jī)械強(qiáng)度高，壓碾或拉伸性能好，高溫時(shí)耐氧化性能要好，耐腐蝕性能強(qiáng)；</p><p>　　e與其它金屬接觸的熱電勢(shì)??；</p><p>　　f與引出線焊接容易。</p><p>　　(2)常用的應(yīng)變計(jì)材料</

50、p><p>　　目前國(guó)內(nèi)還沒有一種金屬材料能滿足上述全部要求，因此在選用時(shí)，只能給予綜合考慮，常用的有康銅、鎳鉻、卡瑪合金、鎳鉻硅錳等合金。其各自性能分別如下表所示：</p><p>　　表4.2常用的應(yīng)變計(jì)材料</p><p>　　有表可知：電阻溫度系數(shù)較小而且穩(wěn)定，同時(shí)它的Ks對(duì)應(yīng)變值的穩(wěn)定性非常高，不但在變形的彈性范圍Ks持為常數(shù)，在進(jìn)入塑性范圍后，亦基本保持為常

51、數(shù)。</p><p>　　所以本課程設(shè)計(jì)采用是材料為康銅的應(yīng)變片。</p><p>　　（3）基底、引線材料和粘合劑</p><p>　　基底用于保持敏感柵、引線的幾何形狀和相對(duì)位置，蓋片既保持敏感柵和引線的形狀和相對(duì)位置，還可保護(hù)敏感柵?；椎娜L(zhǎng)稱為基底長(zhǎng)，其寬度稱為基底寬。</p><p>　　基底材料有紙基和膠基。膠基由環(huán)氧樹脂、酚醛

52、樹脂和聚酰亞胺等制成膠膜，厚度約0.03～0.05mm，本次設(shè)計(jì)采用膠基；</p><p>　　引線材料是從應(yīng)變片的敏感柵中引出的細(xì)金屬線。對(duì)引線材料的性能要求：電阻率低、電阻溫度系數(shù)小、抗氧化性能好、易于焊接。大多數(shù)敏感柵材料都可制作引線；</p><p>　　黏合劑材料用于將敏感柵固定于基底上，并將蓋片與基底粘貼在一起。使用金屬應(yīng)變片時(shí)，也需用粘結(jié)劑將應(yīng)變片基底粘貼在構(gòu)件表面某個(gè)方向和

53、位置上。以便將構(gòu)件受力后的表面應(yīng)變傳遞給應(yīng)變計(jì)的基底和敏感柵。常用的粘結(jié)劑分為有機(jī)和無機(jī)兩大類。有機(jī)粘結(jié)劑用于低溫、常溫和中溫。常用的有聚丙烯酸酯、酚醛樹脂、有機(jī)硅樹脂，聚酰亞胺等。無機(jī)粘結(jié)劑用于高溫，常用的有磷酸鹽、硅酸、硼酸鹽等。本次設(shè)計(jì)采用有機(jī)粘結(jié)劑。</p><p>　　4.3應(yīng)變計(jì)主要參數(shù)的確定</p><p>　　箔式應(yīng)變計(jì)的敏感柵是用厚度為0.002～0.005毫米的銅鎳合金

54、或鎳鉻合金的金屬箔，采用刻圖、制版、光刻及腐蝕等工藝過程而制成。基底是在箔的另一面涂上樹脂膠，經(jīng)過加溫聚合而成，基底的厚度一般為0.03～0.05mm。</p><p>　　圖4.2應(yīng)變計(jì)的結(jié)構(gòu) 圖4.3 敏感柵的尺寸</p><p>　　基于彈性體結(jié)構(gòu)和測(cè)量要求選用應(yīng)變片的參數(shù)：</p><p>　　表4.3 應(yīng)變片

55、參數(shù)</p><p><b>　　5、外殼尺寸確定</b></p><p><b>　　實(shí)物圖如下所示</b></p><p>　　圖5.1 柱式傳感器實(shí)物圖</p><p>　　具體設(shè)計(jì)圖參考附錄中的圖。</p><p>　　6、測(cè)量電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p>

56、<p>　　6.1電橋電路的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　依照課程設(shè)計(jì)中的方案選擇知使用的電橋?yàn)槿珮螂娐?。在?shí)際測(cè)量中，作用力不可能正好通過柱體的中心軸線，所以這樣的柱體彈性元件除了受到拉（壓）外，還受到橫向力和彎矩。通過圖6.1所示應(yīng)變片的粘貼、連接方法可以減小這種影響。 圖6.1 應(yīng)變片的粘貼和連接方法</p><p>　　圖中各應(yīng)

57、變片上的應(yīng)變分別為</p><p>　　式中：為溫度引起的虛假應(yīng)變。</p><p><b>　　根據(jù)橋式電路輸出為</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　電橋電壓靈敏度為</b></p><p><b

58、>　?。?-2）</b></p><p>　　電路設(shè)計(jì)中，應(yīng)變片的連接如右圖所示，對(duì)應(yīng)圖6.1所示的應(yīng)變片接法。所選用的是全橋形式的差動(dòng)電橋，且為提高電橋靈敏度或進(jìn)行溫度補(bǔ)償，每個(gè)橋臂都安置兩個(gè)應(yīng)變片。</p><p>　　此外，由于在零壓力時(shí)，傳感器大約有2mV的不平衡輸出，并且放大器有輸入失調(diào)電壓，因此，用組成的電橋電路進(jìn)行零位調(diào)整。通過改變電位器

59、 圖6.2 全橋的電路設(shè)計(jì)</p><p>　　的值，可改變補(bǔ)償電壓的大小，以使得零壓力時(shí)U0=0V，為了保證足夠的調(diào)整精度，電位器為多圈電位器。</p><p>　　6.2交流電壓輸出電路</p><p>　　ICL8038的波形發(fā)生器是一個(gè)用最少的外部元件就能生產(chǎn)高精度正弦,方形,三角, 鋸齒波和脈沖波形徹底單片集成電路. 頻率(或重復(fù)頻率)

60、的選定從0.001hz到300khz可以選用電阻器或電容器來調(diào)節(jié), 調(diào)頻及掃描可以由同一個(gè)外部電壓完成. ICL8038精密函數(shù)發(fā)生器是采用肖特基勢(shì)壘二極管等先進(jìn)工藝制成的單片集成電路芯片，輸出由溫度和電源變化范圍廣而決定. 這個(gè)芯片和鎖相回路作用， 具有在發(fā)生溫度變化時(shí)產(chǎn)生低的 圖6.3交流電壓輸出電路</p><p>　　頻率漂移，最大不超過250ppm／℃</p><p>　　特

61、點(diǎn)：1、具有在發(fā)生溫度變化時(shí)產(chǎn)生低的頻率漂移，最大不超過50ppm／℃；</p><p>　　2、正弦波輸出具有低于1％的失真度；</p><p>　　3、三角波輸出具有0．1％高線性度；</p><p>　　4、具有0．001Hz～1MHz的頻率輸出范圍；工作變化周期寬；</p><p>　　5、2％～98％之間任意可調(diào)；高的電平輸出范圍；

62、</p><p>　　6、從TTL電平至28V；</p><p>　　7、具有正弦波、三角波和方波等多種函數(shù)信號(hào)輸出；</p><p>　　8易于使用，只需要很少的外部條件 </p><p>　　取RA=RB=10KΩ，輸出的波占空比為50%。端口9輸出的是方波，端口2輸出的是正弦波</p>

63、<p><b>　　6.3放大電路</b></p><p>　　來自傳感器的信號(hào)通常都伴隨著很大的共模電壓（包括干擾電壓）。一般采用差動(dòng)輸入集成運(yùn)算放大器來抑制它，但是必須要求外接電阻完全平衡對(duì)稱，運(yùn)算放大器才具有理想特性。否則，放大器將有共模誤差輸出，其大小既與外接電阻對(duì)稱精度有關(guān)，又與運(yùn)算放大器本身的共模抑制能力有關(guān)。一般運(yùn)算放大器共模抑制比可達(dá)80dB，而采用由幾個(gè)集成運(yùn)算

64、放大器組成的測(cè)量放大電路，共模抑制比可達(dá)100～120dB。</p><p>　　結(jié)合以上幾點(diǎn)，采用了低漂移運(yùn)算放大器構(gòu)成的三運(yùn)放高共模抑制比放大電路。具體的電路如圖6.3所示 </p><p>　　圖6.4 三運(yùn)放高共模抑制比放大電路</p><p>　　它由三個(gè)集成運(yùn)算放大器組成，其中N1，N2為兩個(gè)性能一致（主要指輸入阻抗，共模抑制比和增益）的同向輸入

65、通用集成運(yùn)算放大器，構(gòu)成平衡對(duì)稱（或稱同向并聯(lián)型）差動(dòng)放大輸入級(jí)，N3構(gòu)成雙端輸入單端輸出的輸出級(jí)，用來進(jìn)一步抑制N1，N2的共模信號(hào)，并適應(yīng)接地負(fù)載的需要。</p><p>　　由輸入級(jí)電路可寫出流過Ro，R1，R2的電流為</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　由此求得 ， （6-3）</

66、p><p>　　于是，輸入級(jí)得輸出電壓，即運(yùn)算放大器N2與N1輸出之差為</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　其差模增益為</b></p><p><b>　　（6-5）</b></p><p>　　由上面公式可知，輸

67、入級(jí)的差動(dòng)輸出及其差模增益只與差模輸入電壓有關(guān)，而其共模輸出、失調(diào)及漂移均在Ro兩端相互抵消，因此電路具有良好的共模抑制能力，又不要求外部電阻匹配。但為了消除N1，N2片偏置電流等的影響，通常取R7=R8.另外，這種電路還具有增益調(diào)節(jié)能力，調(diào)節(jié)R14可以改變?cè)鲆娑挥绊戨娐返膶?duì)稱性。</p><p>　　根據(jù)共模抑制比定義，可求得輸入級(jí)的共模抑制比為</p><p>　　CMRR12=CM

68、RR1×CMRR2/︱CMRR1-CMRR2︱ （6-6）</p><p>　　式中的CMRR1、CMRR2分別為N1、N2的共模抑制比。</p><p>　　當(dāng)R9=R10、R13=R14時(shí)，運(yùn)算放大器N3的差模增益為</p><p>　　整個(gè)電路的共模抑制比為</p><p>　

69、　CMRR=(KdCMRR3× CMRR12)/( KdCMRR3+ CMRR12) （6-7）</p><p>　　式中CMRR3－運(yùn)算放大器N3的共模抑制比</p><p>　　為了獲得高的共模抑制比，必須選取集成運(yùn)算放大器N3具有高的共模抑制比，同時(shí)精選外接電阻，盡量使R10=R11、R12=R13精度應(yīng)控制在0.1％內(nèi)。而且通常將

70、輸入級(jí)的增益Kd設(shè)計(jì)得大些，輸出級(jí)的增益Kd3設(shè)計(jì)得小些。這種電路由于N1,N2的隔離作用，輸出級(jí)的外部電阻可以取得較小，有利于提高電阻的匹配精度，提高整個(gè)電路的共模抑制比CMRR≥120dB，共模輸入電壓范圍為＋6～－10V，總增益1～10000（Rp為幾十至幾百歐姆）。</p><p>　　如果在N3的兩輸入端之間接入共模補(bǔ)償電路，則可補(bǔ)償電阻的不對(duì)稱，獲得更高的共模抑制比。改變Rp阻值可將共模增益調(diào)整到最佳

71、點(diǎn)。</p><p>　　所以，可以得到放大電路的總增益為</p><p><b>　　（6-8）</b></p><p><b>　　6.4濾波電路</b></p><p>　　由于測(cè)量過程中不可能做到理想化，故會(huì)產(chǎn)生一些雜波，同時(shí)電路還會(huì)受到噪聲信號(hào)的干擾，因此，需要對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行濾波處理。

72、本次課程設(shè)計(jì)中采用的濾波電路為壓控電壓源低通濾波電路。</p><p><b>　　其參數(shù)如下：</b></p><p><b>　　(6-9)</b></p><p><b>　　(6-10)</b></p><p>　　(6-11) 圖6.5 壓控電壓源型低通濾波電路&

73、lt;/p><p><b>　　6.5數(shù)字顯示電路</b></p><p>　　數(shù)顯電路主要器件由芯片MC14433和共陰極半導(dǎo)體數(shù)碼管LED組成。</p><p>　　圖6.6 數(shù)字顯示電路</p><p>　　MC14433是美國(guó)摩托羅拉公司生產(chǎn)的單片3位半A/D轉(zhuǎn)換器，它適合構(gòu)成帶B碼輸出的3位半LED顯示數(shù)字電壓表

74、，是目前應(yīng)用較為普遍的一種低速A/D轉(zhuǎn)換器。</p><p>　　MC14433的性能特點(diǎn)：</p><p>　?。?）MC14433屬于CMOS大規(guī)模集成電路，其轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確度為±0.05%。內(nèi)含時(shí)鐘振蕩器，僅需外接一只振蕩電阻。能獲得超量程（OR）、欠量程（UR）信號(hào)，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)換量程。能增加讀數(shù)保持（HOLD）功能。</p><p>　　（2）需配外

75、部的段、位驅(qū)動(dòng)器，采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，通常選用共陰極LED數(shù)管。</p><p>　?。?）有多路調(diào)制的BCD碼輸出，可直接配μP構(gòu)成智能儀表。</p><p>　?。?）工作電壓范圍是±4.5 V～±8V，典型值為±5V，功耗約8mW。</p><p>　　7、誤差來源與精度分析</p><p>　　7.1電

76、阻應(yīng)變片引起的誤差</p><p>　　用應(yīng)變片測(cè)量時(shí)，由于環(huán)境溫度所引起的電阻變化與試件應(yīng)變所造成的電阻變化幾乎有相同的數(shù)量級(jí)，從而產(chǎn)生很大的測(cè)量誤差。</p><p>　　造成應(yīng)變片溫度誤差的原因主要有兩個(gè)：應(yīng)變片的電阻絲(敏感柵)具有一定溫度系數(shù)；電阻絲材料與測(cè)試材料的線膨脹系數(shù)不同。</p><p>　　設(shè)環(huán)境引起的構(gòu)件溫度變化為Δt（℃）時(shí)，粘貼在試件表面

77、的應(yīng)變片敏感柵材料的電阻溫度系數(shù)為α ，則應(yīng)變片產(chǎn)生的電阻相對(duì)變化為</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　由于敏感柵材料和被測(cè)構(gòu)件材料兩者線膨脹系數(shù)不同，當(dāng)Δt 存在時(shí)，引起應(yīng)變片的附加應(yīng)變，相應(yīng)的電阻相對(duì)變化為</p><p><b>　　(7-2)</b></p><

78、p>　　式中：K為應(yīng)變片靈敏系數(shù)；為試件線膨脹系數(shù)；為應(yīng)變片敏感柵材料線膨脹系數(shù)。</p><p>　　因此由于溫度變化引起的總電阻相對(duì)變化為：</p><p><b>　　（7-3）</b></p><p>　　通常，在常溫應(yīng)變測(cè)量中采用橋路補(bǔ)償法，如圖6.1所示，這種方法簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，補(bǔ)償效果好。 </p><

79、p>　　7.2電橋的非線性誤差</p><p>　　實(shí)際電橋電壓與應(yīng)變片的電阻相對(duì)變化為非線性關(guān)系，如式（7-4）所示，當(dāng)電阻變化量很小至可以忽略不計(jì)，或則遠(yuǎn)小于1時(shí)，電橋電壓與電阻相對(duì)變化可以認(rèn)為是線性的。</p><p><b>　　（7-4）</b></p><p><b>　　7.3電路的靈敏度</b><

80、;/p><p>　　電路靈敏度為應(yīng)變片靈敏度，橋路靈敏度，三運(yùn)放電路增益以及濾波電路增益之積，即</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　由式（6-2），(6-8),(6-9)，并取=2.0得</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p&

81、gt;　　8、相關(guān)元器件的確定</p><p><b>　　相關(guān)電阻值的確定</b></p><p><b>　　最大量測(cè)量時(shí)，有</b></p><p><b>　　相應(yīng)的輸出電壓為</b></p><p>　　而輸入到A/D端的電壓為10V，因此有</p>&

82、lt;p>　　可放大電路為三運(yùn)放高共模抑制比放大電路和壓控電壓源型低通濾波電路，取三運(yùn)放高共模抑制比放大電路的放大倍數(shù)為160，濾波電路的放大倍數(shù)為2，由于根據(jù)本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求與性能指標(biāo)，可確定電橋放大電路各元件參數(shù)如下所示：</p><p>　　表 8.1電阻取值表</p><p><b>　　由上表計(jì)算可得出</b></p><p>

83、　　Ro為滑線變阻器，可取10K的阻值。</p><p>　　濾波電路的放大倍數(shù)為2,即，可以使R17=R18=10K</p><p><b>　　輸入橋路電壓的確定</b></p><p>　　為了保證精度，在靜態(tài)測(cè)量時(shí)，允許電流一般為25mA，空載時(shí)，有</p><p>　　所以，電壓可取12V</p>

84、<p><b>　　參考資料</b></p><p>　　[1]《傳感器原理及其應(yīng)用》，李瑜芳主編．電子科技大學(xué)出版社，2008年</p><p>　　[2]《新編傳感器技術(shù)手冊(cè)》，李科杰主編．國(guó)防工業(yè)出版社，2002年</p><p>　　[3]《傳感器實(shí)用裝置制作集錦》，陳爾紹主編．人民郵電出版社，2000年</p>

85、<p>　　[4]《傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例》，黃繼昌主編．人民郵電出版社，1998年</p><p>　　[5]《測(cè)控電路》，張國(guó)雄主編，機(jī)械工業(yè)出版社．2005年</p><p>　　[6]《傳感器實(shí)用裝置制作集錦》，陳爾紹主編．人民郵電出版社，2000年</p><p>　　[7]《傳感器實(shí)際應(yīng)用電路設(shè)計(jì)》，黃賢武主編．電子科技大學(xué)出版社，199

86、7年</p><p>　　[8]《傳感器技術(shù)及其應(yīng)用》，楊帆 吳晗平主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2010年</p><p>　　[9]《機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》，駱?biāo)鼐?朱詩(shī)順主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2006年</p><p>　　[10]《工程力學(xué)（修訂版）》，李卓球 朱四榮主編，武漢理工大學(xué)出版，2008年</p><p><b>　　心

87、得體會(huì)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.隨著 科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，傳感器已經(jīng)成為當(dāng)今世界應(yīng)用中空前活躍的領(lǐng)域， 在生活中可以說得是無處不在。因此作為二十一世紀(jì)的大學(xué)來說掌握傳感器的開發(fā)技術(shù)是十分重要的。</p><p>　　回顧起此次課程設(shè)計(jì)，我

88、仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在這些日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的 的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在 設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢

89、竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知 識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說不懂一些元器件的使用方法，對(duì)一些特殊電路掌握得不好。通過這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過的知識(shí)重新 溫故。</p><p>　　在完成傳感器課程設(shè)計(jì)后,我們發(fā)現(xiàn)我們還有許多不足,所學(xué)到的知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,以至于還有一些功能不能被動(dòng)完成。但通過學(xué)習(xí)這一次實(shí)踐,增強(qiáng)了我們的動(dòng)手

90、能力,提高和鞏固了傳感器方面的知識(shí),特別是電路方面。從中增強(qiáng)了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神,并讓我們認(rèn)識(shí)到把理論應(yīng)用到實(shí)踐中去是多么重要。本次課程設(shè)計(jì)由于時(shí)間的倉(cāng)促，還有許多地方有不足之處。請(qǐng)老師予以指出并給予指導(dǎo)。</p><p>　　附錄一 常用芯片的引腳圖</p><p>　　1.ICL8038引腳圖</p><p><b>　　引腳說明：</b>

91、</p><p>　　腳1、12（Sine Wave Adjust）：正弦波失真度調(diào)節(jié)；</p><p>　　腳2（Sine Wave Out）：正弦波輸出；</p><p>　　腳3（Triangle Out）：三角波輸出；</p><p>　　腳4、5（Duty Cycle Frequency）：方波的占空比調(diào)節(jié)、正弦波和三角波的對(duì)稱調(diào)節(jié)

92、；</p><p>　　腳6（V+）：正電源±10V～±18V； 圖11.1 icl8038引腳圖</p><p>　　腳7（FM　Bias）：內(nèi)部頻率調(diào)節(jié)偏置電壓輸；</p><p>　　腳8(FM Sweep)：外部掃描頻率電壓輸入；</p><p>　　腳9（Square　Wave　Out

93、）：方波輸出，為開路結(jié)構(gòu)；</p><p>　　腳10（Timing　Capacitor）：外接振蕩電容；</p><p>　　腳11（V－ or　GND）：負(fù)電原或地；</p><p>　　腳13、14（NC）：空腳。</p><p>　　2.MC14433引腳圖</p><p>　　MC14433的引腳說明：<

94、;/p><p>　　[1]. Pin1(VAG)—模擬地，為高科技阻輸入端，被測(cè)電壓和基準(zhǔn)電壓的接入地</p><p>　　[2]. Pin2(VR)—基準(zhǔn)電壓，此引腳為外接基準(zhǔn)電壓的輸入端。MC14433只要一個(gè)正基準(zhǔn)電壓即可測(cè)量正、負(fù)極性的電壓。此外，VR端只要加上一個(gè)大于5個(gè)時(shí)鐘周期的負(fù)脈沖(VR)，就能夠復(fù)為至轉(zhuǎn)換周期的起始點(diǎn)。</p><p>　　[3]. P

95、in3(Vx)—被測(cè)電壓的輸入端，MC14433屬于雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器，因而被測(cè)電壓與基準(zhǔn)電壓有以下關(guān)系： 因此，滿量程的Vx=VR。當(dāng)滿量程選為1.999V，VR可取2.000V，而當(dāng)滿量程為199.9mV時(shí)，VR取200.0mV，在實(shí)際的應(yīng)用電路中，根據(jù)需要，VR值可在200mV—2.000V之間選取。 </p><p>　　[4]. Pin4-Pin6(R1/C1，C1)—外接積分元件端。

96、圖11.2 MC14433引腳圖</p><p>　　次三個(gè)引腳外接積分電阻和電容，積分電容一般選0.1uF聚脂薄膜電容，如果需每秒轉(zhuǎn)換4次，時(shí)鐘頻率選為66kHz，在2.000V滿量程時(shí)，電阻R1約為470kΩ，而滿量程為200mV時(shí)，R1取27kΩ。</p><p>　　[5]. Pin7、Pin8(C01、C02)—外接失調(diào)補(bǔ)償電容端，電容一般也選0.1uF聚脂薄膜電容即可。&l

97、t;/p><p>　　[6]. Pin9(DU)—更新顯示控制端，此引腳用來控制轉(zhuǎn)換結(jié)果的輸出。如果在積分器反向積分周期之前，DU端輸入一個(gè)正跳變脈沖，該轉(zhuǎn)換周期所得到的結(jié)果將被送入輸出鎖存器，經(jīng)多路開關(guān)選擇后輸出。否則繼續(xù)輸出上一個(gè)轉(zhuǎn)換周期所測(cè)量的數(shù)據(jù)。這個(gè)作用可用于保存測(cè)量數(shù)據(jù)，若不需要保存數(shù)據(jù)而是直接輸出測(cè)量數(shù)據(jù)，將DU端與EOC引腳直接短接即可。</p><p>　　[7]. Pin1

98、0、Pin11(CLK1、CLK0)—時(shí)鐘外接元件端，MC14433內(nèi)置了時(shí)鐘振蕩電路，對(duì)時(shí)鐘頻率要求不高的場(chǎng)合，可選擇一個(gè)電阻即可設(shè)定時(shí)鐘頻率，時(shí)鐘頻率為66kHz時(shí)，外接電阻取300kΩ即可。</p><p>　　[8]. Pin12(VEE—負(fù)電源端。VEE是整個(gè)電路的電壓最低點(diǎn)，此引腳的電流約為0.8mA，驅(qū)動(dòng)電流并不流經(jīng)此引腳，故對(duì)提供此負(fù)電壓的電源供給電流要求不高。</p><p&

99、gt;　　[9]. Pin13(Vss)—數(shù)字電路的負(fù)電源引腳。Vss工作電壓范圍為VDD-5V≥Vss≥VEE。除CLK0外，所有輸出端均以Vss為低電平基準(zhǔn)。</p><p>　　[10]. Pin14(EOC)—轉(zhuǎn)換周期結(jié)束標(biāo)志位。每個(gè)轉(zhuǎn)換周期結(jié)束時(shí)，EOC將輸出一個(gè)正脈沖信號(hào)。</p><p>　　[11]. Pin15（OR非）—過量程標(biāo)志位，當(dāng)|Vx|>VREF時(shí)， 輸出

100、為低電平。</p><p>　　[12]. Pin16、17、18、19(DS4、DS3、DS2、DS1)—多路選通脈沖輸出端。DS1、DS2、DS3和DS4分別對(duì)應(yīng)千位、百位、十位、個(gè)位選通信號(hào)。當(dāng)某一位DS信號(hào)有效（高電平）時(shí)，所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)從Q0、Q1、Q2和Q3輸出，兩個(gè)選通脈沖之間的間隔為2個(gè)時(shí)鐘周期，以保證數(shù)據(jù)有充分的穩(wěn)定時(shí)間。</p><p>　　[13]. Pin20、21、

101、22、23(Q0、Q1、Q2、Q3)—BCD碼數(shù)據(jù)輸出端。該A/D轉(zhuǎn)換器以BCD碼的方式輸出，通過多路開關(guān)分時(shí)選通輸出個(gè)位、十位、百位和千位的BCD數(shù)據(jù)。同時(shí)在DS1期間輸出的千位BCD碼還包含過量程、欠量程和極性標(biāo)志信息，這些信息所代表的意義見下表。</p><p>　　表11.1 MC14433千位BCD碼標(biāo)志意義</p><p>　　[13]. Pin24(VDD)—正電源電壓端。

102、</p><p>　　3.MC1413引腳圖</p><p>　　MC1413是摩托羅拉公司出品的高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列反向驅(qū)動(dòng)器，由七個(gè)硅NPN達(dá)林頓管組成。MC1413的每一對(duì)達(dá)林頓管都串聯(lián)一個(gè)2.7K的基極電阻，在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。MC1413工作電壓高，工作電流大，灌電流可以達(dá)到500mA,并且能夠

103、在關(guān)態(tài)時(shí)承受50V的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。</p><p>　　圖11.3 MC1413引腳圖</p><p>　　4.CD4511引腳圖</p><p>　　CD4511引腳圖功能說明：</p><p>　　BI：4腳是消隱輸入控制端，當(dāng)BI=0 時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。&

104、lt;/p><p>　　LT：3腳是測(cè)試輸入端，當(dāng)BI=1，LT=0 時(shí)，譯碼輸出全為1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。它主要用來檢測(cè)數(shù)碼管是否損壞。 LE：鎖定控制端，當(dāng)LE=0時(shí)，允許譯碼輸出。 LE=1時(shí)譯碼器是鎖</p><p>　　定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時(shí)的數(shù)值。</p><p>　　A1、A2、A3、A4、為8421