【Arduino】108种传感器模块系列实验（资料+代码+图形+仿真）

eagler8

电阻应变片
电阻应变片的工作原理是基于应变效应制作的，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化，这种现象称为“应变效应”。半导体应变片是用半导体材料制成的，其工作原理是基于半导体材料的压阻效应。压阻效应是指当半导体材料某一轴向受外力作用时，其电阻率发生变化的现象。应变片是由敏感栅等构成用于测量应变的元件，使用时将其牢固地粘贴在构件的测点上，构件受力后由于测点发生应变，敏感栅也随之变形而使其电阻发生变化，再由专用仪器测得其电阻变化大小，并转换为测点的应变值。金属电阻应变片品种繁多，形式多样，常见的有丝式电阻应变片和箔式电阻 应变片。箔式电阻应变片是一种基于应变——电阻效应制成的，用金属箔作为敏感栅的，能把被测试件的应变量转换成电阻变化量的敏感元件。

eagler8

人体秤50kg称重传感器模块

eagler8

称重传感器工作原理
称重传感器是用来将重量信号或压力信号转换成电量信号的转换装置。称重传感器采用金属电阻应变片组成测量桥路，利用金属电阻丝在张力作用下伸长变细，电阻增加的原理，即金属电阻随所受应变而变化的效应而制成的。金属电阻具有阻碍电流流动的性质，同一种金属丝，一般来讲，越是细长，其电阻值就越大。当金属电阻丝受外力作用而伸缩时，其电阻值就会在某一范围内增减。因此，将金属丝（或膜）紧贴在被测物体上，当被测物体受外力而伸缩时，金属电阻丝（膜）也会按比例伸缩，其阻值也会相应变化。称重传感器就是将金属电阻应变片粘贴在金属称重梁上进行测量重量信号的。

eagler8

桥式测量电路
电阻应变式称重传感器包括两个主要部分，一个是弹性敏感元件：利用它将被测的重量转换为弹性体的应变值；另一个是电阻应变计：它作为传感元件将弹性体电阻应变式称重传感器。 当传感器不受载荷时，弹性敏感元件不产生应变，粘贴在其上的应变片不发生变形，阻值不变，电桥平衡，输出电压为零；当传感器受力时，即弹性敏感元件受载荷P时，应变片就会发生形变，阻值发生变化，电桥失去平衡，有输出电压。

eagler8

eagler8

内部为1000欧半桥应变片，量程为50kg称重传感器，半桥结构。
测量时，外侧边正确施加外力，E字形传感器的应变梁部分(即中间贴应变片的，有白色覆胶的梁臂)和外侧边要形成一个方向相反的剪切力，即中间的应变梁在受力下必需可以发生弯曲变化，应变梁受力面另一侧不可有阻挡物。

eagler8

传感器内部是一组半桥应变片，使用方法可以有以下三种:
1、使用一只传感器配合外接电阻组成全桥测量,量程为一个传感器的量程：50kg。对外接电阻要求较高。
2、使用二只传感器组成全桥测量,量程为两只传感器的量程之和：50kgx2=100kg。
3、使用四只传感器组成全桥测量,量程为四只传感器的量程之和：50kgx4=200k。

eagler8

eagler8

HX711 24位精度AD称重模块

eagler8

HX711
是一款专为高精度电子秤而设计的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。降低了电子秤的整机成本，提高了整机的性能和可靠性。该芯片与后端MCU 芯片的接口和编程非常简单，所有控制信号由管脚驱动，无需对芯片内部的寄存器编程。输入选择开关可任意选取通道A 或通道B，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32 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。芯片内的时钟振荡器不需要任何外接器件。上电自动复位功能简化了开机的初始化过程。

eagler8

eagler8

eagler8

主要参数
满额度差分输入范围 V(inp)-V(inn) ±0.5(AVDD/GAIN) V
输入共模电压范围 AGND+0.6 AVDD-0.6 V
使用片内振荡器，RATE = 0 10
使用片内振荡器，RATE = DVDD 80
外部时钟或晶振，RATE = 0 fclk/1,105,920
输出数据速率
外部时钟或晶振，RATE = DVDD fclk/138,240 Hz
输出数据编码 二进制补码 800000 7FFFFF(HEX) RATE = 0 400
输出参考电压（VBG） 1.25 V
外部时钟或晶振频率 1 11.0592 30 MHz
模拟电源电流（含稳压电路） 1600μA 断电 0.3 μA

eagler8

eagler8