智能汽车超载报 警
15页1、智能汽车超载报警器课程设计一、 设计要求采用MCS51系列单片机构建系统。如果汽车超载,报警器发出声或光报警信号,且超载阈值可设置成5吨和10吨两挡。二、 总体方案测量压力的传感器多种多样,比如:压电式压力传感器可以用在智能汽车超载报警器.压电式传感器可以静态测量.产品样本上就有超载限荷力传感器。但是压电式压力传感器对放大器要求高,对绝缘要求高,价格高.自己设计电路,静态测量,有难点.因此,不如用应变片的容易成功。被称重物停在秤台上,在重力的作用下,秤台将重力传递至传感器,导致附着在传感器上的弹性体发生变形,则弹性体应变梁上的应变电阻片及桥路失去平衡,输出与重量成正比的电信号,经线性放大器将信号放大,再经A/D将模拟信号转换为数字信号,然后经过单片机处理,驱动报警器,从而实现超载报警。对于5t和10t的换挡,可以采用按钮形式,进行切换。基本工作原理框图如下:报警器MCS51系列单片机A/D转换放大器传感器三、 硬件原理图1、电阻应变片电阻应变片的工作原理是基于电阻应变效应,即在导体产生机械变形时,它的电阻值相应发生变化。应变片是由金属导体或半导体制成的电阻体,其阻值将随着压力所产生的变
2、化而变化。对于金属导体,电阻变化率的表达式为: 式中: 材料的泊松系数; 应变量。通常把单位应变所引起电阻相对变化称作电阻丝的灵敏系数,对于金属导体,其表达式为: 因此: 在外力作用下,应变片产生变化,同时应变片电阻也发生相应变化。当测得阻值变化为R时,可得到应变值,根据应力与应变关系,得到应力值为:式中: -应力,-应变(为轴向应变) E-材料的弹性模量 又重力G与应力的关系为:式中: G-重力,S-应变片截面积根据以上各式可得到:由此得出应变片电阻与重物质量的关系,即: 根据应变片常用的材料(如康铜)取 : k0=2;E =16300 kg/mm2;S = 100;R0 =34;g=桥路部分原理: 电阻应变计把机械应变转换成R/R后,必须采用转换电路通常采用惠斯登电桥电路实现这种转换。图13-2所示的直流电桥,对于单臂电桥,如下图: 直流电桥当电桥平衡时,相对的两臂电阻乘积相等,即:R1gR4=R2gR3设桥臂比n=R2/R1 由于R1R1,分母中R1/R1可忽略,于是:电桥电压灵敏度定义为: 从上式分析发现: 桥电压灵敏度正比于电桥供电电压。电桥电压灵敏度是桥臂电阻比值n的函数,
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