3.5.1 实验目的
1．了解压力传感器的基本工作原理。
2．掌握简易电子秤的结构、电路原理及调试方法。
3.5.2 实训设备与器件
1．STM32核心板模块
2．压力传感器模块
3．智能显示终端模块
4．杜邦线2P的一根
app监测
5．万用表
3.5.3 实训原理
力学传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。下面我们主要介绍这类传感器。在了解压阻式力传感器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将 应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。这种应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路（通常是A/D 转换和CPU）显示或执行机构。
视频无线传输金属电阻应变片的内部结构如图3.5.1所示。电阻应变片的结构示意图，它由基体材料、金属应变丝或应变箔、绝缘保护片和引出线等部分组成。根据不同的用途，电阻应变片的阻值可以由设计者设计，但电阻的取值范围应注意：阻值太小，所需的驱动电流太大，同时应变片的发热致使本身的温度过高，
不同的环境中使用，使应变片的阻值变化太大，输出零点漂移明显，调零电路过于复杂。而电阻太大，阻抗太高，抗外界的电磁干扰能力较差。一般均为几十欧至几十千欧左右。
图3.5.1 金属电阻应变片的内部结构
2.电阻应变片的工作原理
金属电阻应变片的工作原理是吸附在基体材料上应变电阻随机械形变而产生阻值变化的现象，俗称为电阻应变效应。金属导体的电阻值可用下式表示：
式中：ρ——金属导体的电阻率（Ω。cm2/m ）电容式压力传感器
S ——导体的截面积（cm2 ）
L ——导体的长度（m ）
(阻值) R=ρ* L/S
风能路灯我们以金属丝应变电阻为例，当金属丝受外力作用时，其长度和截面积都会发生变化，从上式中可很容易看出，其电阻值即会发生改变，假如金属丝受外力作用而伸长时，其长度增加，而截面积减少，电阻值便会增大。当金属丝受外力作用而压缩时，长度减小而截面增加，电阻值则会减小。只要测出加在电阻的变化（通常是测量电阻两端的电压），即可获得应变金属丝的应变情况。
3.电路原理
电阻应变式压力传感器的核心是电阻应变片，内部利用电阻应变片组成电桥形式（如图3.5.2所示）。利用应变片将弹性元件的形变转换为阻值的变化，再通过转换电路转变成电压输出。利用电阻应变式压力传感器实现对一定范围重量的测量，电路原理如图3.5.3所示。压力传感器输出的差动信号经仪表放大器放大后，加到末级放大器进行零点调节（RP2）、满度调节（RP1），输出信号经过由U7构成的二阶有源滤波器之后，送数字显示表显示，或是单片机系统中处理，得到被测物体重量。
风力发电机安装
图3.5.2 压阻式传感器内部电桥电路
图3.5.3 压力传感器应用电路原理图
3.5.4 实训内容
利用压力传感器应用模块制作一个100克内的电子称。
3.5.5 实训步骤
1、确定综合程序已下载，显示终端线已连接
如图3.5.4所示，把交流220V电源线连接实验箱，交流220V电源接口在实验箱的上方侧面，打开实验箱电源开关（左边侧面）。
按下“STM32核心板”电源按键“SW1”，此时可以观察到“STM32核心板”的电源指示灯“LED”、“D9”常亮。观察显示终端TFT屏显示内容，如出现如图3.5.4所示内容相同，则说明综合程序已下载，显示终端线已连接。接着完成步骤2及以下的内容。
如不显示图3.5.4中的开机界面，请检查线是否连接正确，然后按照第三章的”3.1综合实验程序说明“的”3.1.4 实训步骤“完成，再接着完成此实训步
骤2及以下内容。
图3.5.4 实验开机画面及接线
2、硬件连接
（1）把实验箱电源关闭，保证在电源关闭的前提下接线。
铠装加热电缆（2）用一根2P的杜邦线连接
STM32核心板左侧PA接口的PA0端----接到---->压力传感器应用模块左侧J3中的VZERO引脚。
STM32核心板左侧PA接口的PA1端----接到---->压力传感器应用模块左侧J3中的VOUT引脚。
如图3.5.5 所示。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议