一种用于金属材料疲劳损伤的高精度称重装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于金属材料疲劳损伤的高精度称重装置。
【背景技术】
[0002]采用比重法来测量金属材料疲劳损伤的过程中，需要测量金属材料试样的质量，现有的称重装置结构复杂，成本高，且测量精度达不到实验的要求，再者，其量程无法调节，灵活性较差，因此，有必要设计一种新型的称重装置。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于金属材料疲劳损伤的高精度称重装置，该用于金属材料疲劳损伤的高精度称重装置易于实施，量程可调，测量精度高。
[0004]实用新型的技术解决方案如下:
[0005]—种用于金属材料疲劳损伤的高精度称重装置，包括称重传感器、放大模块、A/D转换器、数字处理电路、存储器、显示器和多个按键K ;
[0006]称重传感器、放大模块、A/D转换器、数字处理电路和显示器依次相连；按键和存储器均与数字处理电路相连；
[0007]所述的放大模块由2个反向放大器级联而成；反向放大器采用运算放大器；其中2个反向放大器为前级放大器和后级放大器；
[0008]前级放大器为放大倍数可调的放大电路；
[0009]所述的放大倍数可调的放大电路包括运算放大器A1和四选一模拟开关；
[0010]运算放大器A1的反向输入端经电阻R11接称重传感器的输出端Ui ;
[0011]运算放大器A1的反向输入端还分别经电阻Rl、R2、R3和R4对应接四选一模拟开关的4个信号输入端；且电阻Rl、R2、R3和R4的电阻值不同；
[0012]运算放大器A1的同向输入端经电阻R12接地；
[0013]运算放大器A1的输出端接后级放大器的输入端；
[0014]运算放大器A1的输出端还接四选一模拟开关的输出端；
[0015]四选一模拟开关的2个通道选择端分别接数字处理电路的2个输出端口 ；
[0016]所述的按键K的第一端通过上拉电阻R0接直流电源正极Vcc，按键K的第二端接地；按键K的第一端接数字处理电路的信号输入端。
[0017]所述的A/D转换器采用16位AD转换器芯片AD976A。
[0018]所述的显示器为液晶显示屏。
[0019]数字处理电路为现有成熟的技术，可以采用数字器件搭建，也可以采用集成的处理芯片，如单片机和DSP等，采用单片机或DSP等集成器件时，不涉及到程序和方法。
[0020]有益效果:
[0021]本实用新型的用于金属材料疲劳损伤的高精度称重装置采用2个运算放大器级联作为放大模块，将微弱的信号进行放大，并采用16位的A/D转换器进行模拟-数字转换，因而测量精度高，另外，采用的部件为常用的成熟的部件，易于实施，成本低。本实用新型的另一大特点在于放大倍数可调，即通过4个不同的电阻、一个四选一模拟开关以及数字处理电路的配合实现了量程的可调，因此，这种称重装置灵活性好。
【附图说明】
[0022]图1是用于金属材料疲劳损伤的高精度称重装置的总体电路框图；
[0023]图2是按键电路原理图；
[0024]图3为放大模块的电路原理图。
【具体实施方式】
[0025]以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明:
[0026]如图1-3所示，一种用于金属材料疲劳损伤的高精度称重装置，包括称重传感器、放大模块、A/D转换器、数字处理电路、存储器、显示器和多个按键K ;
[0027]称重传感器、放大模块、A/D转换器、数字处理电路和显示器依次相连；按键和存储器均与数字处理电路相连；
[0028]所述的放大模块由2个反向放大器级联而成；反向放大器采用运算放大器；其中2个反向放大器为前级放大器和后级放大器；
[0029]前级放大器为放大倍数可调的放大电路；
[0030]所述的放大倍数可调的放大电路包括运算放大器A1和四选一模拟开关；
[0031]运算放大器A1的反向输入端经电阻R11接称重传感器的输出端Ui ;
[0032]运算放大器A1的反向输入端还分别经电阻Rl、R2、R3和R4对应接四选一模拟开关的4个信号输入端；且电阻Rl、R2、R3和R4的电阻值不同；
[0033]运算放大器A1的同向输入端经电阻R12接地；
[0034]运算放大器A1的输出端接后级放大器的输入端；
[0035]运算放大器A1的输出端还接四选一模拟开关的输出端；
[0036]四选一模拟开关的2个通道选择端分别接数字处理电路的2个输出端口 ；
[0037]所述的按键K的第一端通过上拉电阻R0接直流电源正极Vcc，按键K的第二端接地；按键K的第一端接数字处理电路的信号输入端。
[0038]所述的A/D转换器采用16位AD转换器芯片AD976A。
[0039]所述的显示器为液晶显示屏。
[0040]图2中，按键K未按下时，P30处为高电平(Vcc)，按键K按下时，P30处接地，为低电平，由此该电路可以检测按键K是否按下。
[0041]这种按键电路为多个，至少一个测量按键和一个去毛重按键。
[0042]图3中，2个运算放大器A1和A2均作为反向放大器，采用不同的电阻配置，可以获得不同的放大倍数，级联之后，该放大器仍为正向放大电路。Ui为传感器输出的信号，Uo为放大模块的输出信号，与A/D转换器相连。
[0043]四选一模拟开关部分的工作原理说明:四选一模拟开关每次只能选择接通一路信号，由于R1-R4阻值不同，因此，同一路信号通过不同的电阻，其放大倍数不同，对应着测量量程不同，通道选择端B1和B0用于选通不同的通道，如B1B0为00时，选通第一通道，01，10和11分别对应选通2，3，4通道。B1和B0的数值由数字处理电路控制。
[0044]使用这种称重装置的测量过程为:先称毛重，然后按下去毛键，显示屏提示放入待测重物，重物放入后，再按下测量键，则此时测得的重量减去毛重即为重物的重量(具体的减法运算由数字处理电路中的减法器执行)，重物的重量在显示器中显示，以供读取，即完成一次测量。
【主权项】
1.一种用于金属材料疲劳损伤的高精度称重装置，其特征在于，包括称重传感器、放大模块、A/D转换器、数字处理电路、存储器、显示器和多个按键K ; 称重传感器、放大模块、A/D转换器、数字处理电路和显示器依次相连；按键和存储器均与数字处理电路相连； 所述的放大模块由2个反向放大器级联而成；反向放大器采用运算放大器；其中2个反向放大器为前级放大器和后级放大器； 前级放大器为放大倍数可调的放大电路； 所述的放大倍数可调的放大电路包括运算放大器A1和四选一模拟开关； 运算放大器A1的反向输入端经电阻R11接称重传感器的输出端Ui ; 运算放大器A1的反向输入端还分别经电阻Rl、R2、R3和R4对应接四选一模拟开关的4个信号输入端；且电阻Rl、R2、R3和R4的电阻值不同； 运算放大器A1的同向输入端经电阻R12接地； 运算放大器A1的输出端接后级放大器的输入端； 运算放大器A1的输出端还接四选一模拟开关的输出端； 四选一模拟开关的2个通道选择端分别接数字处理电路的2个输出端口 ； 所述的按键K的第一端通过上拉电阻R0接直流电源正极Vcc，按键K的第二端接地；按键K的第一端接数字处理电路的信号输入端。2.根据权利要求1所述的用于金属材料疲劳损伤的高精度称重装置，其特征在于，所述的A/D转换器采用16位AD转换器芯片AD976A。3.根据权利要求1或2所述的用于金属材料疲劳损伤的高精度称重装置，其特征在于，所述的显示器为液晶显示屏。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于金属材料疲劳损伤的高精度称重装置，包括称重传感器、放大模块、A/D转换器、数字处理电路、存储器、显示器和多个按键K；称重传感器、放大模块、A/D转换器、数字处理电路和显示器依次相连；按键和存储器均与数字处理电路相连；所述的放大模块由2个反向放大器级联而成；反向放大器采用运算放大器；其中2个反向放大器为前级放大器和后级放大器；前级放大器为放大倍数可调的放大电路；所述的放大倍数可调的放大电路包括运算放大器A1和四选一模拟开关。该用于金属材料疲劳损伤的高精度称重装置易于实施，量程可调，测量精度高。
【IPC分类】G01G15/02
【公开号】CN204988452
【申请号】CN201520803168
【发明人】肖敏, 杨世锋, 何瑾, 罗迎社
【申请人】中南林业科技大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月16日