智能密度测量仪的研制_压力传感器-论文网

3.A/D转换模块

采用高精度的HX711。这是一款专为高精度称重传感器而设计的24位A/D转换器芯片。与同类型其它芯片相比，该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。输入具有AB双通道，与其内部的低噪声可编程放大器相连。通道A的可编程增益为128或64，对应的满额度差分输入信号幅值分别为±20mV或±40mV。通道B则为固定的64增益，用于系统参数检测。芯片内提供的稳压电源可以直接向外部传感器和芯片内的A/D转换器提供电源，系统板上无需另外的模拟电源。更加适合这个方案的设计。

3.4显示模块

采用的是带中文字库的12864液晶显示屏。它是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，其显示分辨率为128×64,内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集。该模块接口方式灵活，操作指令简单、方便，可以显示8×4行16×16点阵的汉字，也可完成图形显示，可构成全中文人机交互图形界面。低电压低功耗也是其又一显著特点。

3.5输入按键模块

输入按键采用４×４的矩阵键盘。矩阵按键具有使用操作方便,占用IO口少等特点，能够满足硬件设计的需要。利用按键实现对芯片的实时控制。

3.6电源模块

采用手机变压器，再经7805稳压模块为单片机、压力传感器、12864液晶等额定电压为5V器件供电。这样单片机和传感器工作稳定，重量较轻，能够满足系统要求。

4系统软件设计

系统软件设计采用模块化设计方法。整个程序由初始化模块、数据采集模块、数据放大模块、数据转换模块等各种功能模块组成。上电后，进入系统初始化模块，系统软件开始运行。在执行过程中，根据选择分别调用各个功能模块完成对应的功能。程序流程图如图6所示

图6系统整体程序流程图

5密度测量仪的使用方法

5.1固体密度的测量（注：在测量固体密度小于水的密度时，须在水中加一配种物体）

1）将仪器打开，放上烧杯加入适量水进入初始化模块，利用温度传感器测量出水的温度得出该温度下水的密度。

2）选择出测试模式，进入密度测量。

3）将待测物体放在仪器上记录下数据。

4）将待测物体全部没入水中，但不能接触容器底壁和侧壁，记录下数据，通过液晶显示器显示出来压力。

5）重复以上步骤，将数据记录在以下表格中，进行数据处理。如表2。

表2纯铝密度测量结果

1)将仪器打开，放上烧杯加注液体，进入初始化模块。

2)选择测试模式，将已知物体小球放在仪器上（已知物体体积）测量出它的质量。

3）将小球没在未知液体不能接触容器底壁和侧壁，然后测量出所受压力。

4）重复以上步骤，将数据记录在以下表格中，进行数据处理。浓盐水密度测量结果如表3所示。

表3浓盐水密度测量结果（已知测量标准物体的密度=kg*m^-3）

1、采用由数字集成化的传感器测量质量，其与机械式的天平等仪器相比更加方便快捷且避免了人为因素造成的误差的出现。

2、采用自制数字温度传感器，避免了水银式温度计人为因素引起的读数的错误的发生，克服水的密度ρ随温度变化造成测量出的物体密度不准确的缺点，还可以对水温进行实时监测。

3、所测物体的各个参量的精确测量并通过单片机的无误计算并显示结果提高了效率，避免了人为数据获取和数据处理时产生的误差。

4、密度测量的改进对固体、液体密度均可测量，使测量物体范围更加广泛而且更加方便。

5、考虑到中间步骤产生的误差，密度测量的改进没有中间步骤，从而提高了测量精度。

参考文献
1 张华林.电子设计竞赛实训教程[M].1版.北京:北京航空航天大学出版社,2007:152-164.
2 罗志勇,刘自勇等.便携式空气密度精密测量仪的研制[J].计量学报2001,1:52-56
3 AT89S52中文资料[DB/OL]. http//www.wonreal.net
4 黄智伟.全国大学生电子设计竞赛训练教程[M].2版.北京:北京航空航天大学出版社,2007:89-105

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