Электронные весы. Реферат на тему весы

Весы, История происхождения весов, | Задумка

Весы — устройство или прибор для определения массы тел по действующему на них весу, приближённо считая его равным силе тяжести. Процесс определения массы тел называют взвешиванием. Вес тела может быть определён или через сравнение с весом эталонной массы (такой принцип применяется в рычажных весах), или с помощью измерения силы тяжести через другие физические величины.Весы — это один из древнейших приборов. Считается, что до изобретения весов человек оценивал массу предметов, взвешивая их на ладонях рук. Самые древние образцы весов найденные археологами датируются 5 тысячелетием до нашей эры и использовались в Месопотамии (историко-географический регион на Ближнем Востоке). По-видимому весы возникли и совершенствовались идя в ногу с развитием торговли. Нужен был такой прибор, который способен взвешивать товар, предназначенный для продажи.Древнейшей формой весов была горизонтальная балка, по концам которой свисали чаши. На одну из них клали взвешиваемый товар, на другую — разнообразные предписанные и контролируемые верховной властью эталоны веса. Например, мерой для взвешивания небольших предметов долго служили зерна злаков.Римлянам приписывают изобретение принципиально иной системы измерения веса — такой, при которой передвигается гиря, а точка опоры и положение привеса остаются неизменными. Отсчёт вёлся по нанесённой на стержень шкале. Эти первые рычажные весы называли безменом.Весы и весовщики пользовались в древности очень большим почетом и присутствовали на всех важных торговых сделках.Весы также использовали для того, чтобы отличать драгоценные камни и монеты от фальшивых аналогов.Позднее, на смену природным эталонам веса пришли гири. Греки применяли квадратные или прямоугольные пластины, круглые, конусообразные или многогранные куски свинца, бронзы. Римляне тоже использовали шары, кубики, круглые шайбы из свинца или камня. Следует добавить, что жители Древнего Мира относились к процессу создания весов с фантазией – гирям часто придавалась и различные художественные формы. Гири изготавливались в виде различных зверей, женских фигур, голов богов.Вокруг гирь разгорались нешуточные страсти. Соблазн порчи гирь был присущ нечистым на руку торговцам с самой древности, — ведь это сулило немалую прибыль. В древних книгах часто встречаются проклятия «неверным гирям и весам». Обвес считался серьезным грехом.В Древней Руси товары взвешивали на равноплечих весах — скалвах. Позже на Руси стали использовать и неравноплечные весы. Назывались они «пуд». Весы мастерили кузнецы, за что пользовались большим почетом и уважением. Историки отмечают, что до 15 века заботливой хранительницей мер и весов была Церковь. В монастырях и храмах появились первые смотрители за правильностью измерений.Со временем меры по борьбе с обвешиванием и обмериванием ужесточались.Царь Иван Грозный запретил торговцам иметь собственные гири и весы. Разрешалось пользоваться только «государственными». Царь Федор Алексеевич обязал проверять существующие меры с клеймлением их «орлёной печатью». Петр I своим указом ввел их обязательную проверку два раза в год.В 1842 году в Петербурге было основано «Депо образцовых мер и весов». В 1892 году ученым-хранителем там был назначен Дмитрий Иванович Менделеев. Туда торговцы обязаны были приносить на поверку свои измерительные приборы. Год спустя заведение стало именоваться «Главной палатой мер и весов», а сегодня это Российский научно-исследовательский институт метрологии.Ещё в 1669 году французский математик, основатель Парижской академии наук Жиль де Роберваль, решил ускорить процесс взвешивания, придав весам устойчивость. Он поместил балку-коромысло не над, а под чашечками весов. Коромысло играло роль платформы, поэтому такие весы назвали платформенными. Чаши опирались на два стержня, которые находились в системе взаимосвязанных рычагов. Во время колебаний при взвешивании система рычагов имела форму параллелограмма. Если весы уравновешивались, то система приобретала форму прямоугольника. Интересно, что при этом показания весов не зависели от того, в каком месте на чаше расположен груз.Французский изобретатель Жозеф Беранже в 1850 году усовершенствовал эту конструкцию весов дополнительными рычагами, что позволило повысить чувствительность устройства.Такой принцип имели и всем известные весы, которыми активно пользовались торговцы еще совсем недавно, в советскую пору. Эти весы называли «уточками» за птичьи головы, показывавшие равновесие.Портативные весы, — те самые, которыми ещё недавно взвешивали овощи уличные продавцы, на основе пружины, в 1698 году создал немецкий изобретатель — Кристоф Вайгель.Развитие промышленности и транспорта привело к созданию весов, рассчитанных на большие нагрузки. В начале 19 века были созданы десятичные весы (с отношением массы гирь к нагрузке 1:10 ) и сотенные. В конце 19 — начале 20 века с развитием поточного производства появились весы для непрерывного взвешивания (конвейерные, весы дозаторы, дозировочные и др.). В различных отраслях сельского хозяйства, промышленности, на транспорте стали применять весы самых разнообразных конструкций для взвешивания конкретных видов продукции. На автотранспорте появились автомобильные весы (грузоприемное устройство весов монтируется в приямок, поверхность грузоприемного устройства находится на уровне дороги), на железных дорогах — вагонные весы (весоизмерительный датчик монтируется под рельсами). Такие весы могут определять массу вагонов и цистерн целиком и даже позволяют взвешивать грузы, находящиеся в движении. В промышленности весам тоже нашлось применение: они взвешивают мельчайшие детали и узлы в точном приборостроении, а также многотонные слитки — в металлургии. Для научных исследований были разработаны конструкции точных весов — аналитических, микроаналитических и других.В метрической системе мер за единицу массы принята масса международного прототипа килограмма, представляющая собой цилиндр из сплава платины (90%) с иридием (10%), который хранится в Международном бюро мер и весов. На сегодняшний день существует большое разнообразие весов, совершенствуются уже существующие модели и изобретаются новые. Самые современные весы — цифровые. На сегодня этот вид весов наиболее распространенный и точный.

Источники:https://ru.wikipedia.orghttp://evolutsia.comhttp://istoriz.ru

www.zadumka.org

История весов. От древности до наших дней

Самая длинная история из всех современных товаров на рынке, пожалуй, у весов. История существования весов говорит о том, что прежде чем выполнять свою главную функцию — взвешивание различных физических тел, у них были и  другие предназначения. С самого начала  с их помощью  взвешивали  монеты,  драгоценности и даже души.

Весы появились одновременно с металлическими монетами.  Взвешивая их, купцы и торговцы узнавали, не поддельными ли монетами рассчитывается покупатель. Конечно можно признать возможным, что продавцы очень часто ошибались. Но это было только в начале. Потому что в качестве самых первых весов человеку служили собственные ладони, определяющие массу монеты путем соизмерения со стандартным образцом.

Античными из сохранившихся весов являются весы, относящиеся к V тысячелетию до н. э. Этими весами пользовались в Месопотамии. Однако у археологов есть возможности отыскать и более древние экземпляры.

Во всяком случае раскопанные весы очевидно были не первыми  в истории появления этого объекта. Древний экземпляр весов говорит о том, что в то время у обитателей древнего Междуречья вековала неплохо продуманная концепция мер и стандартов. К стандартным весам они относились как к святыне. Первые виды  весов основывались на принципе рычага. Они были «коромысленными», то есть равноплечными.  Однако, в древнем Вавилоне также применялись  неравноплечные весы. Они назывались безменами. Данные весы складывались из рычага, крюка и противовеса. Противовес подвешивался при помощи кольца. В качестве точки опоры применялась проволочная петля. Принцип ее действия был таков: при взвешивании она передвигалась вдоль рычага либо по направлению к противовесу или к грузу. Вес устанавливался тогда, когда между противовесом и грузом было равновесие. Минус был в том, что процесс ожидания был довольно длительным.

Съедобные гирьки

В древнем Вавилоне гирями служили семена злаков. При помощи них взвешивали монеты. Процесс взвешивания был очень прост. Суть его состояла в том, что за 60 зерен (шеу) предназначался один шекель (сикль), 60 шекелей соответствовали одной мине, а 60 мин соответствовали одному таланту. Скорее всего, разорившийся торговец с голоду мог съесть «съедобные» гирьки. А самый последний талант он закапывал в землю. Это давало ему веру в светлое будущее.

Святые…

В Древнем Египте весы были предметом религиозного культа и имели утилитарное назначение. Египтяне были уверены в том, что небожители (боги) при необходимости якобы взвесить души умерших, пользовались ни чем иным как равноплечными весами. Рисунки равноплечных весов были обнаружены на пирамиде в Гизе, которая была сооружена при правлении Хеопса в 2930—2750 гг. до н. э.  На изображении показаны сцены суда в «Книге мертвых» (1220 г. до н. э.).

… и грешные

Весы быстро распространились в Вавилоне и Иерусалиме и стали  орудием в руках мошенников. Жульничество при взвешивании было очень распространено, потому что не было возможности проконтролировать точность весов во время продажи. Древние книги часто повествуют о проклятиях, данных «неверным гирям и весам». На то время обвес был серьезным грехом, но жуликов это не останавливало. По-видимому, они не боялись богов, взвешивающих души.  Они жили с мыслями о том, что до расплаты еще далеко, поэтому выгоду можно получать сейчас.

На благо науке и справедливости

Греки вручили весы в руки Фемиде — богине правосудия. Умные головы предков усовершенствовали весы, а также попытались теоретически понять принцип их действия. Ученые того времени —  Евклид и Архимед немало работали над механизмом весов. А ученик Аристотеля, имя которого неизвестно, в работе  «Механические проблемы» первым

коснулся проблемы чувствительности весов. Конечно, он совсем не размышлял об этом в практическом разрезе.  Скорее всего, его,  как и  других,  часто обманывали на рынке.

Ун моменто

Что касается древних римлян, то можно сказать что  их очень интересовала практическая сторона данного вопроса. Они стремились жить красиво и получать максимум удовольствий от жизни, потому что знали, что жизнь не вечна. Римляне любили рассуждать на данную тему, приговаривая: «Memento mori!».

В конце концов они придумали весы, которые назвали «римские моментальные». Они складывались из одной чаши и груза. Груз быстро передвигался по рычагу с делениями. Данная конструкция позволила продавцам обслуживать большее количество покупателей, а покупателям позволяло экономить время на обход всех прилавков с яствами, украшениями и нарядами. Тем самым изобретенные весы позволили увеличить товарооборот древнеримских продавцов.

Надо отметить, что грузик  выглядел очень красиво. К примеру, широкое распространение получили грузы в виде голов животных и женских фигур. Гирьки же создавали в форме груш, голов людей и богов. Данной чести обычно удостаивались императоры и женщины, в связи с тем, что красоте в Римской Империи придавалось огромное значение.

Королевские весы

В XI веке, когда стали возрождаться западноевропейские города и рынки в них, вопросы взвешивания и расчета стали настолько актуальными, что стали волновать широкую общественность.

Величественные особы тоже не остались в стороне от развития торгово-промышленной деятельности, они взяли ее в свои руки. На рынках соорудили весы «общественного пользования». Они были в собственности у королей. Каждый торговец при продаже товаров должен был пользоваться только лишь публичными весами и услугами специальных весовщиков. Со взвешиваемых товаров в обязательном порядке уплачивался весовой сбор. Когда товар ввозился в Париж,  его обязательно взвешивали  на «королевских весах» (Pois-du-Roi).

Точное взвешивание

Средневековье не изобрело новых методов взвешивания. Как и ранее,  использовали равноплечные коромысловые весы и римский безмен. Однако стали все большее значение уделять художественному изготовлению деталей. Достижением умов  Средневековья стало изобретение весов очень высокой точности. Известный арабский ученый Алькгацини в учении «Весы мудрости», которое было написано в 1121 г. описал  весы с пятью чашками, погрешность которых не превышала 0,1%. Это было огромным достижением. Данное изобретение позволило с помощью весов легко отличать подлинные монеты и камни от фальши.

Худощавые — слуги дьявола

Использование весов нашло долгожданное применение. К примеру, инквизиторы были уверены, что ведьмы и колдуны весят меньше, чем люди, с нечистой силой. Таким образом, в немецком городе Аудватере на центральной площади взвешивали присяжных. Благополучно прошедших испытания награждали грамотой, которая подтверждала, что в союзе с бесами они не состоят. В середине ХVIII века в Германии случалось,  что бургомистра выбирали путем взвешивания. Этот факт был логичным, потому что городской глава должен иметь вес среди общественности.

С ног на голову

Время проносилось все быстрее , а парижанам все больше хотелось получать удовольствия от жизни. В 1669 г. французский математик Жиль де Роберваль, который был основателем Парижской академии наук,  решил форсировать процесс взвешивания с помощью их функции устойчивости. Ученый просто расположил коромысло под чашечками весов, а не над ними, как это было ранее. Коромысло служило платформой. В связи с этим  такие весы получили название платформенные.

Попутно можно отметить, что в массовое производство  данное изобретение было запущено только через 300 лет,  в середине XIX века. Зато замысел прожил долгое время. Примером являются весы Роберваля — предки весов, которыми пользовались все советские магазины.

В 1698 году немецкий ученый Кристоф Вайгель изобрел менее прочные, но практичные пружинные весы, которые состоят из плавно изменяющей пружины и стрелки. В ХVIII в. начали появляться самые первые автоматические весы. Они функционировали без перемещения гирь. Стрелка демонстрировала значение мгновенно, как только на весы укладывали груз.

Американские технологии

Американская фирма «Толедо» в 1901 г. начала разработку циферблатных весов с квадратным указательным  устройством. В 1912 г. в печатных изданиях предстало отображение известного циферблатного прибора, в котором было два противовеса. Один предназначался для гирь, другой-  для товара.

Наши взвесы и скальвы

Весы нашли свое применение еще во времена «домонгольской» Руси. Раскопанные археологами гири датируются приблизительно 913—953 гг. Однако, предшествующее поколение все же по пустякам не разменивалось. Небольшие весовые единицы в древней Руси использовались для взвешивания драгоценных металлов и только в крайних случаях эксплуатировались для взвешивания  дорогих пряностей. По большому счету, муку, крупы, солод и толокно реализовывали мерами непосредственно до 1723 г.

Только лишь Петр I, заметив хаос, издал указ о реализации данного типа товаров на вес. Такой способ практиковался в Европе. Единые же меры веса  на Руси существовали еще задолго до влавствования Петра I. Их,одновременно с христианством, в 996 году ввел в практику великий князь Владимир Святославович. При этом в каждом из городов весы именовались по-разному. Так, в Киеве использовали «взвесы», в Новгороде «весили на крюк»,  в Полоцке же взвешивали «на скальвах». Скальвами или скалами назвали весовые чаши равноплечих коромысловых весов. Мерила торговые, скальвы вощаные на Руси контролировало духовенство. В XV—XVI веках контроль передался чиновникам. Начали издавать приказы относительно мер и весов. Весы создавали кузнецы. Эта профессия пользовалась почетом и уважением. Причиной тому являлась точность показаний приборов. От этого зависело примут ли  в лавке монеты для оплаты или примут их за фальшивые.

В 1745 г.  полиция, которой надоело жульничество купцов, приняла решение о введении образцовых мер и весов. Изготовили их за короткий промежуток времени в 1747 г. на Сестрорецком заводе. Однако,  попытки введения организовывались несколько раз в течении всего XVIII в.  В 1841 г. в районе Петропавловской крепости в «особом несгораемом здании» было сосредоточено Депо образцовых мер и весов. Туда со всех концов приезжали торговцы, которые везли на сверку  измерительное оборудование. Работать было над чем, потому что в России усиленно развивалось производство весовых приборов. В промышленных масштабах весы серийно производились уже на рубеже XVIII—XIX веков. Первыми производителями весов стали военные заводы (Сестрорецкий оружейный завод и Александровский пушечный завод). Немного спустя выпуск весов организовали в Кронштадте и Луганске. Однако и эти предприятия  не могли полностью реализовать растущую потребность в  весах.  С 1823 г. весы и гири стали серийно изготовлять на многих заводах: Екатеринбургском, Нижеисетском,Гороблагодатском, Воткинском. К началу 40-х годов XIX века государственные заводы полностью перестали справляться с растущими запросами и производство и выпуск весового оборудования было разрешено купцам. В то время по всей российской империи числилось около 80000 торгующих лавок и  всем им были нужны весы.

К началу зарождения революции в 1917 году в России успешно функционировало огромное количество предприятий, которые беспрерывно производили весы. В этой сфере работало несколько Варшавских заводов (Вебера Дене, Шперлинга, Неймана, Кржковского), завод Гессе в Люблине, Каца- в Одессе, Рааше- в Риге, заводы г. Москвы  Людвига Смита и Гюстава Листа. На рынке имела место также  передовая продукция американского производителя.

Победа технологий

В конце концов, почти все весы, которые изобретались на протяжении всей истории человечества,  продолжают пользоваться спросом до сих пор. Существуют  весы чашечные и безмены, вагонные и лабораторные, автомобильные, медицинские, коромысловые и квадратные, электромеханические, пружинные. Основы современных  весов долгое время оставались неизменными, такими, какими были еще в древнем Вавилоне. Однако развивающаяся торговля требовала все более новых и усовершенствованных изобретений.

В 1970-х годах  были созданы микропроцессоры, а уже к середине 70-х заграничные производители весов применили это изобретение в своем производстве. Конец 70-х годов был отмечен прогрессом и советских разработчиков. В 1982 г. армавирский ПО«Весоизмеритель» запустил серийное производство самых первых в СССР электронных весов модели РП-Ц24б. Встав на путь автоматизации, промышленность СССР приостановилась и незначительно продвинулась, что повлияло на увеличении потребности в зарубежных электронных весах. В СССР их поставляли Япония и Италия.

В настоящее время отечественные электронные весы  бесспорно победили над своими предшественниками и заняли первоочередное место в большинстве магазинов. Однако, кое-где еще можно встретить механические весы.

blog.mirvesov.com

Электронные весы - Реферат | Litsoch.ru

МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова»

Факультет Информатики и вычислительной техники

Специальность 220100

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине: Схемотехника ЭВМ.

Тема курсового проекта: Электронные весы

Студент: Карпов

Петр Николаевич

Кафедра Информационно-вычислительных систем

Заведующий кафедрой: Лебедев Е.К., д-р техн. наук, профессор

Руководитель: Лебедев Е.К., д-р техн. наук, профессор

Чебоксары 2009г.

МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова»

Факультет Информатики и вычислительной техники

Специальность 220100

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Студент: Карпов П.Н..Группа: ИВТ-11-06

Тема проекта: Электронные весы

СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ

Синтезировать структурную и функциональную схему прибора для измерения массы грузов.

Произвести электрические расчеты.

Показать работу схемы весов в контрольных точках.

Дать описание работы схемы: датчиков, АЦП, индикатор.

Разработать структурную, функциональную, принципиальную схемы электронных весов.

Аннотация

В ходе выполнения данного курсового проекта были разработаны структурная схема электронных весов и на её основе реализована принципиальная электрическая схема на современной элементной базе. В пояснительной записке содержаться описание схемы. К работе прилагается принципиальная, структурная схемы и перечень элементов. Материалы пояснительной записки выполнены с требованиями к конструкторской документации. Полный перечень стандартов используемых в курсовом проекте определены на основе указателя ГОСТов.

ANNOTATION

During performance of the given course project were developed the structural circuit of the electronic weights and on this basis the basic electrical circuit on modern element base have been realized. Explanatory note contain the description of the circuit. To work the basic, structural electrical circuits and list of elements are applied. Materials of an explanatory note are executed with requirements to the design documentation. The full list of standards used in an academic year project is determined on the basis of index GOST.

Введение........................................................................................................... 5

Описание схемы............................................................................................... 6

Пояснение к схеме........................................................................................... 8

Заключение.................................................................................................... 10

Литература..................................................................................................... 11

Приложение 1. Электрические параметры микросхем................................ 12

Весы рассмотренные в данной курсовой работе являются удобным, дешевым и надежным средством для измерения грузов. Весы могут быть использованы как в домашних делах, так и торговой сфере. Кроме того, весы обладают большой точностью, если их хорошо отрегулировать. Например, взвесив груз весом 10кг, погрешность будет составлять всего 1 грамм. Весы собраны на микросхеме серии КР572ПВ2. Кроме названой большой интегральной микросхемы, в конструкции использованы цифровая индикация, стабилизация напряжения +5В и -5В, упругое стальное кольцо и блок тензорезисторов.

При подвешивании груза кольцо слегка деформируется, а приклеенные к нему тензорезисторы изгибаются и меняют сопротивление. Оно преобразуется в напряжение, пропорционально действующей на кольцо силе (массе груза). Усиленный сигнал попадает на вход микросхемы КР572ПВ2, там преобразуется и поступает на элемент цифрового индикатора. Вся система построена так, что каждому напряжению на входе микросхемы соответствует цифра, загорающаяся на панелях.

Микросхема DD1 выполнена в 40 выводном корпусе и представляет собой большую интегральную схему аналого-цифрового преобразователя КР572ПВ2. усиленный входной сигнал заряжает конденсатор. Время заряда измеряется счетчиком, выходные сигналы которого подаются на цифровые индикаторы. Это напряжение попадает на конденсатор С4, включенный на входы между выводами 30 и 31 микросхемы DD1 а на выводы 35 и 36 подаются образцовое напряжение. При сравнивании этих напряжений микросхема DD1 выдает нам цифровое значение, пропорциональное измеряемому весу.

Цифры высвечиваются при помощи 4 индикаторов HG1, HG2, HG3, HG4 типа АЛС333Б они подключаются непосредственно к выводам микросхемы, где выходной ток равен 5-7 мА для каждого сегмента. Индикация располагается с противоположной стороны печатной платы. Микросхема содержит опорный или тактовый генератор, элементы R6 и С5 определяют частоту следования его импульсов. Для надежной и точной его работы необходимы стабилизированные напряжения +5В и -5 В. Стабилизатор DA2 собран на микросхеме КР142ЕН5 . Коэффициент стабилизации не менее 1000 при токе до 100 мА. Благодаря большому коэффициенту из этого же напряжения с помощью делителя, собранного на резисторах R3, R4, R5, получают опорное напряжение около 100 мВ.

В качестве источника питания здесь использованы батарейки «Крона» или «Кроунд» (включать питание желательно только во время взвешивания – индикация потребляет большой ток и может быстро разрядить батарею). Самое надежное иметь более мощное источник питания рассчитанный на напряжение 7-12В и ток до 120 мА.

Несколько слов о кольце. Оно вырезано из стальной трубы. Для придания упругости его следует закалить: нагреть до красна и опустить в масло.

Затем промыть бензином или керосином и приклеить к нему тензосопротивление. Они соединены для большей чувствительности по мостовой схеме. Кроме того, такая схема позволяет снизить наводки. Тензорезисторы, входящие в одно плечо, наклеивают с разных сторон кольца. Причем R14 и R15 снаружи а R16 и R17 изнутри.

Как работает мост? С его диагонали то есть с конденсатора С7 снимается напряжение рассогласования, которая подается на операционный усилитель на DA1. Там она усиливается и попадает на вход микросхемы DD1.

С платы кольцо соединяется с проводами МГТФ диаметром от 0,08 мм до 0,2 мм. Далее их свивают в «косичку». Печатная плата выполнена из 2-х стороннего фольгированного стеклопластика. Межплатные соединения, а также все перемычки выполнены медным проводом типа ПЭВ2 диаметром 0,3-0,5 мм. Отверстие на крепление платы сверлят диаметром 3 мм, а отверстия для элементов – 8 мм. Корпус весов выполнен из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.

Несколько слов о деталях. Резисторы, применяемые в схеме ОМЛТ-0,125 или С»-23-0,125. Сопротивления R3 типа СПЗ-19а или любые малогабаритные подстроечные сопротивления. Тензорезисторы R14, R15, R16, R17 номиналом 100 Ом, но можно применить и другого номинала – 60-479 Ом . Микросхему КР572ПВ2А можно заменить на микросхему КР572ПВ2Б. Операционный усилитель DA1типа К153УД2; годятся 140УД6, 140УД7, 140УД14 или любые другие, но при этом следует подобрать корректирующую сопротивление R5. Вместо индикаторов HG1, HG2, HG3, HG4 типа АЛС33Б можно использовать АЛС324Б или любые другие с общим анодом. Если у применяемых индикаторов выводы на совпадают с выводами на плате, их желательно разместить на отдельной плате, а основной соединить проводами.

Налаживание схемы начинают с проверки питающих напряжений на стабилизаторах +5В и -5В ,при исправных радиоэлементах они н

Поскольку в этой конструкции используется микросхема, работающая на индикаторах с четырьмя разрядам, это значит что любые массы от1 до 999 высвечены полностью. Для взвешивания небольших масс, например, фотореактивов, следует экспериментально подобрать тонкостенное упругое кольцо и заново проградуировать прибор.

Для того чтобы убедиться в том, что весы работают исправно нужно подключить выводы 20 микросхемы DD1к источнику питания +5В, если табло высвечивается -1888, значит прибор исправен и готов к работе.

Упругое кольцо висит на резисторе R10. В исходном состоянии то есть когда груз не подвешен на кольцо последнее не деформировано и, следовательно, наклеенные на кольцо тензорезисторы имеют по плечам одинаковое сопротивление и на диагонали моста будет одинаковый потенциал. То есть на инверсных и на не инверсных входах операционного усилителя DA1 не будет, в виду разности потенциалов, дифференциального напряжения. Отсюда следует, что на входе усилителя будет ноль.

При подвешивании груза кольцо деформируется, вследствие чего на диагонали моста появляется разность потенциалов подаваемое далее на резисторы R9 и R1 как дифференциальное напряжение на вход операционного усилителя. Это дифференциальное напряжение усиливается в ОУ и идет на вход микросхемы DD1, заряжая конденсатор С4 с частотой определяемой собственным встроенным генератором и внешним пассивным элементом R6 и С6 попаданием с той же частотой на цифровые выходы. Такой двоичный код который соответствует входному напряжению. Этот бинарный код поступает на дешифратор, а оттуда на индикаторы, индикаторы в свою очередь высвечивают результат.

В данном курсовом проекте была разработана схема электронных весов. Кроме этого имеются его принципиальная, структурная и логическая схемы, описан полный принцип его действия, способы настройки весов и полный перечень элементов, и их технические характеристики.

Литература

1. ЕСКД: Справочное пособие / С.С. Борушек, А.А.Волков и др.-2-е изд.-М.: Издательство стандартов.1980. 134с.

2. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник/ Усатенко С.Т. Каченюк Т.К.и др. - М.: Издательство стандартов. 120с.

3. Моуцик. Е. Зарубежные интегральные микросхемыи их отечественные аналоги.- М. Энергия, 1980. 138с.

4. Дипломное проектирование: Метод. Пособие / Авт.-сост. Е.К. Лебедев. Чебоксары: Издательство Чуваш ун-та 2002.76с.

5. Схематехника аналоговых электронных устройств: Метод. Указания к курсовому проекту/ Сост. В.С.Пряников Чебоксары: Издательство Чуваш ун-та 2001. 55с.

6. Забродин В.А. Промышленная электроника.-М-1989.105с.

7. Крибель Х. Схемы любительских электронных устройств.- М-1992.100с.

8. Хровиц П. Искусство схемотехники: в 3 т.- М.,1993.120с.

9. Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник Т6-М.:ИП радио, 2000-544с.

Электрические параметры микросхем

Микросхема КР142ЕН5А

Микросхема представляет собой мощный стабилизатор напряжения с фиксированным выходным напряжением положительной полярности.

Электрические параметры

Входное напряжение при Uвх =10В, Iвх=10мА - 4.9 …5,1В

Ток потребления при Uвх =15В 10мА

Нестабильность по напряжению при Uвх =10В, Iвх=10мА 0,05%

Нестабильность по току при Uвх =8,3В 1%

Температурный коэффициент напряжений при Uвх =10В, Iвх=10мА 0,02%/С0

Дрейф выходного напряжения (за 500ч) при Uвх =15В, Iвх=500мА Тк=100С0 1,5%

Предельно допустимые режимы работы

Максимальное входное напряжение в диапазоне температур Тк=-45С0 …+100 С0 РрасРрас,max и разности напряжений между входом и выходом 2,5…10В 15В

Предельное выходное напряжение в диапазоне температур Тк=-45С0 …+100 С0 РрасРрас, max 2…20В

Максимальное входное напряжение в диапазоне температур Тк=-45С0 …+100 С0 РрасРрас, max Iвх=2,2А 7,5В

Максимальный входной ток при Тк=-45С0 …+100 С0 РрасРрас,max 2А приТк=-20С0 …+40 С0 Ррас, max 3А

Статический потенциал 2000В

Максимальная рассеиваемая мощность

Тк=-45С0 …+70 С0 10Вт

Тк=100 С0 5Вт

Температура окружающей среды -45С0 …+100 С0

Микросхема представляет собой 8-разрядный АЦП последовательного приближения сопрягаемый с микропроцессором.

Электрические параметры.

Номинальное напряжение питания

Uп1 5В5%

Uп2 - 5В5%

Выходное напряжение при Uп1 =4,75В, Uп1,2=4,75В, Uоп=0,1В…..0,1...3,2В

Ток потребления (при Uп1 =5,25В, Uп2=-5,25, Uоп=1В):

От источника питания Uп1 1,8мА

От источника питания Uп2 1,8мА

Погрешность преобразования 1ед.счета

Выходной ток при Uп1 =4,75В, Uп2 =-4,75В 5А

Выходной ток старшего разряда 10А

Коэффициент ослабления синфазного напряжения при Uп1,2 =4,75В, Uвх=0, Uоп=1В 100мВ/В

Предельно допустимые режимы работы

Напряжения питания:

Uп1 4,75…5,25В

Uп2 -5,25…-4,75

Выходное напряжение -2…2В

Опорное напряжение 0,1…1В

Температура окружающей среды -10…+700С

Микросхема представляет собой операционный усилитель средней точности с выходным напряжением 10В и расширенным диапазоном напряжения.

Электрические параметры.

Номинальное напряжения питания 15В 10%

Максимальное выходное напряжение при Uп =15В, Uвх =0,1В, Rн=(20,04) МОм 10В

Напряжения смещения нуля при Uп =15В, Rн.10Ком 7,5мВ

Средний выходной ток при Uп =15В, Rн.10Ком 500нА

Ток потребления 3мА

Коэффициент усиления напряжения при Uп =15В, Rн =(20,04)ком 20*103

Скорость нарастания выходного напряжения 0,5В/мкс

Время установления выходного напряжения 2мкс

Частота единиц усиления 1мГц

Выходное сопротивление 300Ом

Входное сопротивление 300кОм

Выходная емкость 100ПФ

Предельно допустимый режим эксплуатации

Напряжение питания (13.5…15,5)В

В предельных режимах (5…17)В

Входное напряжение 4.5В

В предельных режимах 4,5В

Синфазное входное напряжение при Uп =16,5В 12В

Сопротивление нагрузки 2Ом

Рассеваемая мощность 450мВт

В предельных режимах 500мВт

Статический потенциал 100В

Температура окружающей среды -45…+830С

www.litsoch.ru

История весов | История вещей

Удивительно, но люди пользовались этим прибором еще в глубокой древности. История создания весов начинается за два тысячелетия до Рождения Христа. Именно тогда были изобретены первые простейшие весы.

Первые весы в Вавилоне и Древнем Египте выглядели довольно примитивно. Они представляли собой коромысло с двумя подвешенными на нем чашами. Несколько позже конструкцию весов  усложнили, появилась передвижная гиря. Однако точными такие устройства назвать было довольно сложно.

Изобретение весов с чашами, погрешность которых составляла не более 0,1 процента, произошло в XII веке. Их описание составил Аль-Хзазини — арабский механик, математик, физик и философ. С помощью таких, по тем временам сверхточных, устройств появилась возможность определять плотность веществ и распознавать состав сплавов. Весы также использовали для того, чтобы отличать драгоценные камни и монеты от фальшивых аналогов.

В XVI веке Галилео Галилей создал первые в истории гидростатические весы, которые позволили взвешивать объект не только в воздухе, но и в жидкости. Они использовались для определения плотности тела.

В Древней Руси также использовали равноплечные весы или «скалвы». В XIV веке появились «безмены». Простота использования сделала их очень распространенными в быту, хотя точностью они не отличались. В этом смысле преимущество оставалось за весами-коромыслами. Француз Жиль де Роберваль смог усовершенствовать их настолько, что претензий в отношении точности к ним уже не возникало. Такими весами активно пользовались во времена Советского Союза.

Пружинные весы были изобретены в конце XVII века немецким ученым Кристофом Вайгелем. Они имеют ряд преимуществ. Во-первых, они являются достаточно точными, во-вторых, легкими и компактными. Позже начали появляться весы разные по форме, виду и принципу действия. Например, маятниковые, крутильные, гидростатические, зерновые, китайские «опиумные» и многие другие. Современные продолжатели истории весов уже являются цифровыми. На сегодняшний день этот вид весов является самым распространенным и точным.

xn----dtbjalal8asil4g8c.xn--p1ai

Электронные весы

МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова»

Факультет Информатики и вычислительной техники

Специальность 220100

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине: Схемотехника ЭВМ.

Тема курсового проекта: Электронные весы

Студент: Карпов

Петр Николаевич

Кафедра Информационно-вычислительных систем

Заведующий кафедрой: Лебедев Е.К., д-р техн. наук, профессор

Руководитель: Лебедев Е.К., д-р техн. наук, профессор

Чебоксары 2009г.

МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова»

Факультет Информатики и вычислительной техники

Специальность 220100

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Студент: Карпов П.Н..Группа: ИВТ-11-06

Тема проекта: Электронные весы

СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ

Синтезировать структурную и функциональную схему прибора для измерения массы грузов.

Произвести электрические расчеты.

Показать работу схемы весов в контрольных точках.

Дать описание работы схемы: датчиков, АЦП, индикатор.

Разработать структурную, функциональную, принципиальную схемы электронных весов.

Аннотация

В ходе выполнения данного курсового проекта были разработаны структурная схема электронных весов и на её основе реализована принципиальная электрическая схема на современной элементной базе. В пояснительной записке содержаться описание схемы. К работе прилагается принципиальная, структурная схемы и перечень элементов. Материалы пояснительной записки выполнены с требованиями к конструкторской документации. Полный перечень стандартов используемых в курсовом проекте определены на основе указателя ГОСТов.

ANNOTATION

During performance of the given course project were developed the structural circuit of the electronic weights and on this basis the basic electrical circuit on modern element base have been realized. Explanatory note contain the description of the circuit. To work the basic, structural electrical circuits and list of elements are applied. Materials of an explanatory note are executed with requirements to the design documentation. The full list of standards used in an academic year project is determined on the basis of index GOST.

Содержание

Введение 5

Описание схемы 6

Пояснение к схеме 8

Заключение 10

Литература 11

Приложение 1. Электрические параметры микросхем 12

Введение

Весы рассмотренные в данной курсовой работе являются удобным, дешевым и надежным средством для измерения грузов. Весы могут быть использованы как в домашних делах, так и торговой сфере. Кроме того, весы обладают большой точностью, если их хорошо отрегулировать. Например, взвесив груз весом 10кг, погрешность будет составлять всего 1 грамм. Весы собраны на микросхеме серии КР572ПВ2. Кроме названой большой интегральной микросхемы, в конструкции использованы цифровая индикация, стабилизация напряжения +5В и -5В, упругое стальное кольцо и блок тензорезисторов.

При подвешивании груза кольцо слегка деформируется, а приклеенные к нему тензорезисторы изгибаются и меняют сопротивление. Оно преобразуется в напряжение, пропорционально действующей на кольцо силе (массе груза). Усиленный сигнал попадает на вход микросхемы КР572ПВ2, там преобразуется и поступает на элемент цифрового индикатора. Вся система построена так, что каждому напряжению на входе микросхемы соответствует цифра, загорающаяся на панелях.

Работа схемы

Микросхема DD1 выполнена в 40 выводном корпусе и представляет собой большую интегральную схему аналого-цифрового преобразователя КР572ПВ2. усиленный входной сигнал заряжает конденсатор. Время заряда измеряется счетчиком, выходные сигналы которого подаются на цифровые индикаторы. Это напряжение попадает на конденсатор С4, включенный на входы между выводами 30 и 31 микросхемы DD1 а на выводы 35 и 36 подаются образцовое напряжение. При сравнивании этих напряжений микросхема DD1 выдает нам цифровое значение, пропорциональное измеряемому весу.

Цифры высвечиваются при помощи 4 индикаторов HG1, HG2, HG3, HG4 типа АЛС333Б они подключаются непосредственно к выводам микросхемы, где выходной ток равен 5-7 мА для каждого сегмента. Индикация располагается с противоположной стороны печатной платы. Микросхема содержит опорный или тактовый генератор, элементы R6 и С5 определяют частоту следования его импульсов. Для надежной и точной его работы необходимы стабилизированные напряжения +5В и -5 В. Стабилизатор DA2 собран на микросхеме КР142ЕН5 . Коэффициент стабилизации не менее 1000 при токе до 100 мА. Благодаря большому коэффициенту из этого же напряжения с помощью делителя, собранного на резисторах R3, R4, R5, получают опорное напряжение около 100 мВ.

В качестве источника питания здесь использованы батарейки «Крона» или «Кроунд» (включать питание желательно только во время взвешивания – индикация потребляет большой ток и может быстро разрядить батарею). Самое надежное иметь более мощное источник питания рассчитанный на напряжение 7-12В и ток до 120 мА.

Несколько слов о кольце. Оно вырезано из стальной трубы. Для придания упругости его следует закалить: нагреть до красна и опустить в масло.

Затем промыть бензином или керосином и приклеить к нему тензосопротивление. Они соединены для большей чувствительности по мостовой схеме. Кроме того, такая схема позволяет снизить наводки. Тензорезисторы, входящие в одно плечо, наклеивают с разных сторон кольца. Причем R14 и R15 снаружи а R16 и R17 изнутри.

Как работает мост? С его диагонали то есть с конденсатора С7 снимается напряжение рассогласования, которая подается на операционный усилитель на DA1. Там она усиливается и попадает на вход микросхемы DD1.

С платы кольцо соединяется с проводами МГТФ диаметром от 0,08 мм до 0,2 мм. Далее их свивают в «косичку». Печатная плата выполнена из 2-х стороннего фольгированного стеклопластика. Межплатные соединения, а также все перемычки выполнены медным проводом типа ПЭВ2 диаметром 0,3-0,5 мм. Отверстие на крепление платы сверлят диаметром 3 мм, а отверстия для элементов – 8 мм. Корпус весов выполнен из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.

Несколько слов о деталях. Резисторы, применяемые в схеме ОМЛТ-0,125 или С»-23-0,125. Сопротивления R3 типа СПЗ-19а или любые малогабаритные подстроечные сопротивления. Тензорезисторы R14, R15, R16, R17 номиналом 100 Ом, но можно применить и другого номинала – 60-479 Ом . Микросхему КР572ПВ2А можно заменить на микросхему КР572ПВ2Б. Операционный усилитель DA1типа К153УД2; годятся 140УД6, 140УД7, 140УД14 или любые другие, но при этом следует подобрать корректирующую сопротивление R5. Вместо индикаторов HG1, HG2, HG3, HG4 типа АЛС33Б можно использовать АЛС324Б или любые другие с общим анодом. Если у применяемых индикаторов выводы на совпадают с выводами на плате, их желательно разместить на отдельной плате, а основной соединить проводами.

Налаживание схемы начинают с проверки питающих напряжений на стабилизаторах +5В и -5В ,при исправных радиоэлементах они не требуют регулировки. Затем подключают осциллограф или тестер на выход DA1(6 ножка) и вращая, подстроечный резистор R-подстроечное добиваются нулевых показаний индикатора. Потом к кольцу подвешивают гири известного веса, примерно 5-10 килограмм и вращая резистор R1 выставляют показания индикаторов равных весу гири. В каких единицах мы хотим взвешивать гирю: ньютонах ,килограммах, фунтах, пудах, а также в рублях или пиастрах зависит от настройщика. Важно при висячей гире с помощью R1 установить на индикатор нужную цифру, далее показание индикатора будет пропорционально весу взвешиваемого груза. Затем нужно проверить показания приборов без груза. Если остались цифры в младшем разряде, проверяют еще раз. Если после доводки остались цифры значит, кольцо плохо пружинит, деформировалось. Пределы его измерения зависят от упругости металла. Так, например, кольцо шириною 3милиметра, вырезанное из обычной дюймовой (25,4мм) водопроводной трубы, позволяет взвешивать массу в 10 килограммов с точностью до 1 грамма.

Поскольку в этой конструкции используется микросхема, работающая на индикаторах с четырьмя разрядам, это значит что любые массы от1 до 999 высвечены полностью. Для взвешивания небольших масс, например, фотореактивов, следует экспериментально подобрать тонкостенное упругое кольцо и заново проградуировать прибор.

Для того чтобы убедиться в том, что весы работают исправно нужно подключить выводы 20 микросхемы DD1к источнику питания +5В, если табло высвечивается -1888, значит прибор исправен и готов к работе.

Пояснение к схеме

Упругое кольцо висит на резисторе R10. В исходном состоянии то есть когда груз не подвешен на кольцо последнее не деформировано и, следовательно, наклеенные на кольцо тензорезисторы имеют по плечам одинаковое сопротивление и на диагонали моста будет одинаковый потенциал. То есть на инверсных и на не инверсных входах операционного усилителя DA1 не будет, в виду разности потенциалов, дифференциального напряжения. Отсюда следует, что на входе усилителя будет ноль.

При подвешивании груза кольцо деформируется, вследствие чего на диагонали моста появляется разность потенциалов подаваемое далее на резисторы R9 и R1 как дифференциальное напряжение на вход операционного усилителя. Это дифференциальное напряжение усиливается в ОУ и идет на вход микросхемы DD1, заряжая конденсатор С4 с частотой определяемой собственным встроенным генератором и внешним пассивным элементом R6 и С6 попаданием с той же частотой на цифровые выходы. Такой двоичный код который соответствует входному напряжению. Этот бинарный код поступает на дешифратор, а оттуда на индикаторы, индикаторы в свою очередь высвечивают результат.

Заключение

В данном курсовом проекте была разработана схема электронных весов. Кроме этого имеются его принципиальная, структурная и логическая схемы, описан полный принцип его действия, способы настройки весов и полный перечень элементов, и их технические характеристики.

Выполняя курсовой проект, был закреплен теоретический материал, изученный в IV и V семестрах по дисциплине «Схематехника ЭВМ». При выполнении курсового проекта были использованы знания, полученные при изучении «Электроники и электротехники».

Литература

1. ЕСКД: Справочное пособие / С.С. Борушек, А.А.Волков и др.-2-е изд.-М.: Издательство стандартов.1980. 134с.

www.coolreferat.com

Смотрите также

• 
  Реферат на тему беседа
• 
  Реферат наука как деятельность
• 
  Наука как деятельность реферат
• 
  Биосфера и человек реферат
• 
  Реферат по экономике деньги
• 
  Реферат белки углеводы жиры
• 
  Темы рефератов мировая экономика
• 
  Эмоции реферат по психологии
• 
  Белки жиры углеводы реферат
• 
  Темы рефератов по акушерству
• 
  Реферат субъекты российской федерации