南湖学院
毕业论文（设计）开题报告
题 目： 基于单片机控制的电阻应变仪设计
学生姓名：
系 别： 机械与电子工程系
专 业： 机械电子工程
指导老师：
2015 年 4 月 15 日
一、国内外对本课题研究动态,选题的依据和意义:
(一)国内外对本课体研究动态
随着科学技术和生产的发展,需要对各种参数进行测量。尤其是应变的测试,在航空航天、机械制造、工程建筑、交通运输、船舶及桥梁等研究中显得更为重要。目前,应变仪的种类很多,其灵敏度也较高,但其功能却较单一,价格昂贵、无法进行系统集成,在实际使用中很不方便。因此,将单片机控制技术应用于应变仪,设计出一种相对先进的、能准确采集样本数据并进行相应处理,具备显示和存储、通信功能的数字化多功能应变仪是非常具有实用价值的。
(二)依据和意义
随着技术的进步,由传感器制作的电子衡器已广泛地应用到各行各业,实现了对物料的快速、准确的称量，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，传感器已成为过程控制中的一种必需的装置，从以前不能的大型罐、料斗等重量计测以及吊车秤、汽车秤等计测控制，到混合分配多种原料的配料系统、生产工艺中的自动检测和粉粒体进料量控制等，都应用了传感器，目前，传感器几乎运用到了所有的领域。
传感器的设计主要包括弹性元件的设计和处理电路的设计。由于传感器输出的信号是微弱信号，故需要对其进行放大处理；由于传感器输出的信号里混有干扰信号，故需要对其进行检波滤波；由于传感器输出的信号通常都伴随着很大的共模电压（包括干扰电压），故需要设计共模抑制电路。除此之外，还要设计调零电路。
二、研究的基本内容,拟解决的主要问题:
研究的基本内容
本文设计是由电阻应变仪式传感器组成的电子秤。电子秤是由电阻应变仪，测量电路，差动放大电路，A/D转换，上位机Visual Scope组成。其中电阻应变仪是重中之重。电阻应变仪传感器是传感器中应用最多的一种，广泛应用于电子秤以及各种新型结构的测量装置。而差动放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D转换对输入信号电平的要求。A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模数转换，然后把数字信号输送到上位机Visual Scope中去，最后由上位机显示出测量结果。
研究难点及预期目标
难点：电阻应变仪传感器就是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化 , 再经相应的测量电路而最后显示或记录被测量值的变化。
预期目标：本设计的传感器就是利用应变仪阻值的变化量来确定弹性元件的微小应变，从而利用力，受力面积及应变之间的关系来确定力的大小，进而求得产生作用力的物体的质量。应变仪阻值的变化可以通过后续的处理电路求得。
三、研究的步骤、方法、措施及进度安排
研究的内容
设计一种以单片机为控制核心的智能型电阻应变仪，它可以通过键盘操作实现对数据采集、显示和存储及通信等功能。分析应变仪测量原理，阐述基于单片机控制电路的硬件构成和主要软件设计思想。
研究的方法
采用电阻应变仪设计测量力、压力、加速度、位移等物理量的传感器，设计时自行确定被测变量及测试范围，并根据测量的需要选择应变仪的型号、数量、粘贴方式以及弹性元件的结构形式、相关测试电路等。
进度安排
1）12.1～12.31：查阅相关资料，翻译英文资料一篇并撰写开题报告。明确设计目标。
2）1.1～3.10：设计电路组成框图，进行电路原理设计，绘制电路原理图。
3）3.10～4.1：软件结构和流程图设计，进行软件设计、程序调试。
4）4.1～4.10：论文撰写、拟定初稿。
5）4.11～5.10：完善设计、修改论文与定稿。
6）5.11～5.20：答辩资格审查。
7）5.20～5.28：论文答辩。
四、主要参考文献
[1] 张如一主编.应变电测与传感器[M].北京:清华大学出版 社,2002.
[2] 万福君主编.单片微机原理系统设计与应用[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2001.
[3] 赵茂泰主编.智能仪器原理及应用[M].电子工业出版社, 1999.
[4] 相志文.用VΠF变换器完成低成本高分辨AΠD转换时与单片 机的接口技术[J].电气自动化,1990,(4):39-41.
[5] 刘迎春等.MCS-51单片机原理及应用教程. 北京：清华大学出版社，2004
[6] 沙占友等.单片机外围电路设计. 北京：电子工业出版社，2002
[7] 李念强等.单片机原理机应用. 北京：机械工业出版社，2005
[8] 李华，MCS-51系列单片机使用接口技术，北京: 北京航空航天大学出版社，1993
[9] 何立民，单片机应用技术选编，北京： 北京航空航天大学出版社，1998.
五、指导教师意见：
