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1、学习情境6 电子秤的设计与制作项目6.1电子秤的电路设计学习要点:1.学习电子秤相关电路基础知识；2.学习电子秤电路的设计方法；6.1.1电子秤的基本知识1.电子秤的概述电子秤是采用数字电路实现标定物体重量并数字显示的计量装置。电子秤是人们日常生活不可缺少的电子产品，电子秤以其显示的直观性、应用的方便性、称重准确稳定而受到人们的欢迎，广泛应用于家庭、市场、码头、货场合等场合，给人们的生活、贸易、工作带来了极大的方便。由于数字集成电路的发展和单片机的使用，使得电子秤的精度、稳定度、称重范围远远超过了普通衡器。衡器的数字化在提高报时精度的同时，也大大扩展了它的功能，诸如超重自动报警、重量存储、价格
2、计量、语音提示、货物影像等。电子秤从原理上讲可以应用晶体管分立元件实现；也可应用数字集成电路实现；亦可应用单片机或可编程控制器制作。电子秤除用一个显示窗口来显示所称物体的重量外，还应具有置零、去皮、标定功能。置零：在开机或称重过程中，仪表显示偏离零点且在称重范围内，则可按置零键，显示零值并零点指示灯亮。去皮：在称重显示状态下，按去皮键，则显示零值并去皮指示灯亮；在去皮状态下，拿掉皮重物时按去皮键，可以清除皮重值。标定功能：为保证仪器预定精度的可靠性和合法性，仪器必须定期校准，为用户提供一种方便的自动校准方式。电子秤的种类很多，有桌面秤、台秤、地磅和精密天平等。2电子秤的组成（1）电子秤的基本结
3、构电子秤是利用物体的重力作用来确定物体质量（重量）的测量仪器，也可用来确定与质量相关的其它量大小、参数、或特性。不管根据什么原理制成的电子秤均由以下三部分组成：1）承重、传力复位系统它是被称物体与转换元件之间的机械、传力复位系统，又称电子秤的秤体，一般包括接受被称物体载荷的承载器、秤桥结构、吊挂连接部件和限位减振机构等。2)称重传感器即由非电量（质量或重量）转换成电量的转换元件，它是把支承力变换成电的或其它形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。按照称重传感器的结构型式不同，可以分直接位移传感器（电容式、电感式、电位计式、振弦式、空腔谐振器式等）和应变传感器（电阻应变式、声表面谐振式）或
4、是利用磁弹性、压电和压阻等物理效应的传感器。对称重传感器的基本要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，并有良好的线性关系；有较高的灵敏度；对被称物体的状态的影响要小；能在较差的工作条件下工作；有较好的频响特性；稳定可靠。3)测量显示和数据输出的载荷测量装置即处理称重传感器信号的电子线路（包括放大器、模数转换、电流源或电压源、调节器、补尝元件、保护线路等）和指示部件（如显示、打印、数据传输和存贮器件等）。这部分习惯上称载荷测量装置或二次仪表。在数字式的测量电路中，通常包括前置放大、滤滤、运算、变换、计数、寄存、控制和驱动显示等环节。（2）电子秤的工作原理当被称物体放置在秤体的秤台上时，其重量便通
5、过秤体传递到称重传感器，传感器随之产生力电效应，将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系(一般成正比关系)的电信号(电压或电流等)。此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由模/数（A/D）器进行转换，数字信号再送到微处器的CPU处理，CPU不断扫描键盘和各种功能开关，根据键盘输入内容和各种功能开关的状态进行必要的判断、分析、由仪表的软件来控制各种运算。运算结果送到内存贮器，需要显示时，CPU发出指令，从内存贮器中读出送到显示器显示，或送打印机打印。一般地信号的放大、滤波、A/D转换以及信号各种运算处理都在仪表中完成。(3)电子秤的计量性能电子秤的计量性能涉及的主要技术指标有：量程、分度值、
6、分度数、准确度等级等。（1）量程：电子衡器的最大称量Max，即电子秤在正常工作情况下，所能称量的最大值。（2）分度值：电子秤的测量范围被分成若干等份，每份值即为分度值。用e或d来表示。（3）分度数：衡器的测量范围被分成若干等份，总份数即为分度数用n表示。电子衡器的最大称量Max可以用总分度数n与分度值d的乘积来表示，即Max = n d（4）准确度等级国际法制计量组织把电子秤按不同的分度数分成、四类等级，分别对应不同准确度的电子秤和分度数n的范围，如下所示：标志及等级 电子秤种类 分度数范围特种准确度 基准衡器 n 100 000高准确度 精密衡器 10 000 n 100 000中准确度 商
7、业衡器 1 000 n 10 000普通准确度 粗衡器 100 n 10003.电子秤主要部件 称重传感器称重传感器在电子秤中占有十分重要的位置，被喻为电子秤的心脏部件，它的性能好坏很大程度上决定了电子秤的精确度和稳定性。通常称重传感器产生的误差约占电子秤整机误差的50%70%。若在环境恶劣的条件下（如高低温、湿热），传感器所占的误差比例就更大，因此，在人们设计电子秤时，正确地选用称重传感器非常重要。(1)常用各种称重传感器称重传感器的种类很多，根据工作原理来分常用的有以下几种： 电阻应变式、电容式、压磁式、压电式、谐振式等。电阻应变式称重传感器：是把电阻应变计粘贴在弹性敏感元件上，然后以适当
8、方式组成电桥的一种将力（重量）转换成电信号的转换元件。电容式称重传感器：是把被称物体重量转换为电容器容量变化的一种传感器，它是以各种不同类型的电容量作为转换元件，实际是一个具有可变参数的电容器。电容式传感器由于它存在输出特性的非线性、寄生电容和分布电容对灵敏度和称重精度的影响、传感器联接电路比较复杂等原因，直接影响到它的可靠性，所以限制了它的应用。近些年来由于集成电路特别是微处理技术的发展，可将电子线路紧靠传感器的极板以减小电缆分布电容的影响，并可利用微处理技术对电容式传感器的温度特性和非线性进行补偿，所以电容式传感器在电子称重技术中的应用又得到了重视，在国内已出现了可与电阻应变式传感器电子秤
9、准确度相比的电容式台秤和电容式吊秤等产品。压磁式称重传感器：也称磁弹性传感器，它是一种力 - 电转换的无源传感器。它的工作原理是利用压磁效应，将被称重量的变化变换成传感器导磁体的导磁率变化并输出电信号。压磁传感器具有输出信号大、抗干扰性能好、过载能力强、不均匀载荷对测量准确度的影响小、能在恶劣的环境中工作、结构简单便于加工等优点。缺点是准确度低、反应速度慢。它常用于冶金、矿山、运输等工业部门的承受大吨位，并要求牢固可靠、安全报警等测力或称重场合。谐振式称重传感器：也称频率式传感器，它是利用机械振子的固有频率或石英晶体的谐振特性，随着被称物体重量的变化而产生频率变化现象而形成的一种传感器。谐振式
10、传感器可分为振弦式、振梁式、振膜式、振筒式、振管式和晶体谐振式等多种类型。在称重技术中主要采用的是振弦式称重传感器和振梁式称重传感器类的一种复合音叉振子传感器。(2)称重传感器的主要性能指标：1）传感器的输出灵敏度传感器在额定载荷作用下，供桥电压为1V时的输出电压，单位为（mV/V）。在任一载荷下，传感器的输出电压 =所加载荷供桥电压输出灵敏度/额定载荷。2）非线性传感器承受载荷与其相应输出电压之间并非成完全的线性关系，由 此而造成的误差称为传感器的非线性误差。3）不重复性在同一环境条件下，对传感器反复施加某载荷时，其每次输出的电压值不尽相同，这种现象称为传感器的不重复性。4）零点不平衡输出在
11、传感器不受任何载荷条件下，传感器输入端以额定的供桥电压时的输出电压，称为零点不平衡输出。(3)称重传感器的选择传感器种类繁多，分类方式也千差万别，它们都有各自的特点，但在设计电子秤时，选择一种合适的传感器非常重要，传感器的性能在很大程度上决定了电子秤的精确度和稳定性。称重传感器的选择主要从以下几个方面考虑。1）要考虑传感器所处的实际工作环境情况传感器所处的工作环境情况对如何选用传感器是至关重要的，它关系到传感器能否正常的工作，关系到传感器的安全和使用寿命，乃至关系到整个电子秤的可靠性和安全性。2）对传感器数量和量程的选择传感器数量的选择是根据电子秤的用途、秤体需要支撑的点数（支撑点数应根据使秤
12、体几何重心和实际重心重合的原则而确定）而定。一般来说，秤体有几个支撑点就选用几只传感器，但是对于一些特殊的秤体，如电子吊秤，就只能采用一个传感器，一些机电结合秤就应根据实际情况来确定选用传感器的个数。传感器量程的选择是依据秤的最大秤量值、选用传感器的个数、秤体的自重、可能产生的最大偏载及动载等因素综合评价来确定传感器的量程。一般来说，传感器的量程越接近分配到每个传感的载荷，其称量的准确度就越高，但在实际使用时，由于加在传感器上的载荷除被称物体外，还存在秤体自重、皮重、偏载及振动冲击等载荷的存在，因此在选用传感器量程的时候，要考虑诸如多方面的因素，保证传感器的安全和寿命。3）传感器准确度等级的选
13、择传感器的准确度等级概括了传感器的非线性、蠕变、蠕变恢复、滞后、重复性、灵敏度等技术指标。称重传感器已按准确度等级划分，且已考虑了0.7倍误差因子，非自动衡器称重传感器的准确度等级要选择与电子秤相对应的准确度等级。称重传感器按综合性能分为A、B、C、D四个准确度等级，分别对应于衡器、四个准确度等级。(4)数字式称重传感器目前，我国大量使用和生产的多是传统的模拟式传感器，模拟信号的输出较小，以生产量最大的、采用电阻应变原理和称重传感器为例，一般最大输出为3040mV，其信号易受射频干扰，电缆传输距离也短，通常在10m以内。在数字化技术广泛应用的今天，为解决其远距离传输和与数字技术、与计算机方便结
14、合的问题，数字式称重传感器将得到了很大的发展。目前，同样是电阻应变式的数字化传感器，其输出信号可达4V，是模拟式传感器的100倍。强信号电缆传输距离可在150m ，附加电源后则可超过600m。下面对数字式传感器的原理、优缺点等几个方面作些介绍。1）工作原理：数字式传感器将传感器电桥电路输出的模拟电压信号放大、滤波、经A/D转换后送入微处理芯片，利用芯片中存入的软件对传感器进行常规的补偿和调整，同时还进行一些非线性、滞后和蠕变等补偿，最后，通过RS-485通讯方式传送给仪表或计算机。2）数字式应变传感器的优缺特点采用数字化技术，模拟传感器采用的模拟方式调整传感器输出灵敏度、传感器零点输出、传感器
15、阻抗等，现在都由CPU处理完成，数字化处理的准确度非常高，方便快捷。在传统传感器生产过程中，首先对传感器输出灵敏度温度特性和零点温度特性进行补偿。随后对传感器的输出灵敏度、零点输出及阻抗进行调整，这样会破坏原已补偿好的传感器温度特性。而采用数字化技术后，传感器的输出灵敏度及零点输出都由CPU数据处理完成，不会对原有的温度补偿性能有任何改变，且数字传感器阻抗是没有要求的，经数字化处理后的传感器的一致性是非常好的，精度可达万分之一。由于数字传感器的输出是数字信号，所以抗干扰能力强，传输距离远，没有模拟传感器的连接误差，更没有线路阻抗的温度变化造成的计量误差。6.1.2电子秤的设计方法步骤1.电子秤
16、设计概述电子秤的设计，是根据设计目的、设计任务及要求等性能指标，正确地确定设计出整机电路的方框流程图，然后根据方框图设计各部分单元电路，由单元电路确定元器件型号、性能参数，从而合理的选择这些器件画出实用原理电路图的过程。2.电子秤设计步骤（1）确定目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出电子秤方框图。（2）系统分析：根据系统功能，选择各模块所用电路形式。（3）参数选择：根据系统指标的要求，确定各模块电路中元件的参数、型号。（4）总电路图：连接各模块电路。3.电子秤设计内容（1）传感器电路的设计：根据设计目的、设计任务确定选择传感器的类型并进行电路设计。（2）A/D转换
17、器电路设计：根据设计的精度要求，选择A/D转换器的类型并进行电路设计。 （3）处理显示部分电路的设计：处理显示电路部分的设计主要包括处理芯片、显示器件的选择以及外围电路的设计。（4）辅助电路的设计：根据设计任务要求确定电路设计的内容，主要包括打印接口电路、计价器电路、语音提示电路、存储器电路等的设计。4.电子秤电路设计举例设计一个电子秤，任务要求为：设计一种小型、简便、精确度高的电子平台秤，量程20Kg，分度值为5g，它用一个显示窗口来显示所称物体的重量。可扩展功能是它具有置零、去皮、标定功能。置零：在开机或称重过程中，仪表显示偏离零点且在称重范围内，则可按置零键，显示零值并零点指示灯亮。去皮
18、：在称重显示状态下，按去皮键，则显示零值并去皮指示灯亮；在去皮状态下，拿掉皮重物时按去皮键，可以清除皮重值。标定功能：为保证仪器预定精度的可靠性和合法性，仪器必须定期校准，为用户提供一种方便的自动校准方式。 根据设计的任务要求，分为硬件设计和软件设计两部分硬件设计步骤：(1)整机方框图设计按照电子秤设计要求，可确定电子秤硬件电路由以下几部分组成。电阻应变式称重传感器、CS1180A/D转换器、单片机最小系统，数码管显示电路、键盘电路、电源电路。工作原理：把所称物体放到秤台上，通过秤体物体的重力传给电阻应变式称重传感器，传感器受到压力使电阻发生变化引起电压变化再将电压值送到A/D转换电路，将模拟
19、量转换成数字量，转换后的数字量送单片机进行处理，其功能由键盘电路来控制，并由数码管来显示结果。(2)传感器电路设计本设计采用电阻应变式称重传感器，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的应变，同步地转换为电阻值的变化，这样小的电阻变化用一般测量电阻的仪表很难测出，必须采用一定形式的测量电路将微小的电阻变化率转变成电压或电流的变化，才能用二次仪表显示出来。在电阻应变式称重传感器中通过桥式电路将电阻的变化转换为电压变化。电阻应变式称重传感器桥式测量电路如图所示：R1、R2、R3、R4为4个应变片电
20、阻，组成了桥式测量电路，Rm为温度补偿电阻，u为激励电压，V为输出电压。(3) A/D转换器电路设计A/D转换器的是将传感器输出的模拟量转变成数字量供单片机系统教学信号处理，它的选择关系到电子秤的精确度和稳定度，同时电子秤作为法定的计量器具，其技术指标、稳定性、可靠性都有严格的要求，必须符合国家的标准，因此，在设计时对于器件的选择不仅要考虑成本，更要的还要考虑电路的稳定性，因此尽可能的使电路设计的器件少。采用技术制成的A/D转换芯片，具有较高集成度，它通常集放大器、模拟开关、A/D转换器、比较器、数字滤波器、输出接口集于一体，仅需几个外围器件便构成一个完整A/D转换系统，大大减少了印刷线路板布
21、线。由于其集成度高，所以故障概率较采用分立元件A/D转换系统和明显降低，进而提高系统可靠性。此外，其内部置高性能仪表放大器，大大降低对信号源的要求。电子秤电阻应变式称重传感器输出信号为mV级，若采用一般的A/D转换器往往需要放大后才能进行A/D转换。而A/D转换器大都采用了增益可编程放大器，可编程数字滤波、多种自校准技术等多项先进技术，并多数采用微处理器来管理与控制转换程序，由于采用了多种综合技术措施，放大器的增益调整、数字滤波和误差校正都集中在同一芯片中，外围器件少，使用方便可靠。它的这些优点正符合电子秤正朝着小型化，高精度，智能化方向发展。因此，电子秤的设计选用模数转换器较为合理。目前市场
22、A/D转换器型号比较多，性能指标也不同，选用什么型号的A/D转换器根据电子秤的性能要求决定。对于静态的，商用的电子秤来说，常选用分辨率为16位至24位的A/D转换器。因此，本设计选择商用CS1180A/D转换器。 由集成电路CS1180A/D转换器组成的电子秤电路的连接图如下 (4) 处理显示部分电路的设计处理显示部分电路本设计单片机AT89C52实现对A/D转换器输入的秤重信号进行处理并控制显示的。AT89C52具有：有1个专用的键盘/显示接口；有1个全双工异步串行通信接口；有2个16位定时/计数器。这样，1个89C52芯片，承担了3个专用接口芯片的工作。不仅使成本大大下降，而且优化了硬件结
23、构和软件设计，应用带来许多方便。89C52的P0、P1、P2口用作键盘/显示接口。用程序扫描的方法进行键盘输入和显示输出。P0口作为字段口，P1口作为键盘的列输入口，P2作为显示器的字位口以及键盘的行扫描输出口。由于显示器字位口电流较大，P2口需进行电流驱动。该多功能接口最多可连接8个LED显示器和1个88链盘矩阵。有AT89C52设计的处理显示部分电路如下图。软件部分设计（1）软件设计概述软件部分的设计要根据电子秤的信号处理流程来进行，电子秤电路中信号的处理流程为：电子秤要求有及时数据采集、处理、存结果、送显示的运行过程。根据这一要求，电子秤的信息测量与处理分三个阶段：1）在微处理器的控制下
24、，经传感器转换的电压信号通过输入电路送A/D转换器处理，变为相应的数字量，存入到数据存储器中。2）微处理器对采集的测量数据进行必要的数据处理，如特性补偿、数字滤波、标度变换等。3）显示处理结果，把数据信号处理为显示及记录所要求的信号格式，通过输出接口电路输出并显示与记录。其信息处理的流程图如图（2）软件流程图 根据电子秤信息处理流程图，为了方便程序调试和提高可靠性，程序设计采用自上而下、模块化、结构化的程序设计方法，把总的编程过程逐步细分，分解成一个个功能模块，每个功能模块相互独立，每个模块都能完成一个明确的任务，实现某个具体的功能。本设计按任务模块划分的程序主要有初始化程序、主程序， A/D
25、转换子程序、显示子程序、键盘处理子程序。(3) 初始化程序设计： 单片机系统上电后，进入初始化程序，完成单片机片内各模块的设置和A/D转换器的功能设置初始化，然后进入主程序。(4)主程序设计单片机完成初始化程序后进入主程序，主程序主要完成对存储参数的读取，对检测到的数据进行数据处理，键处理，显示处理等。主程序的流程图如下图。其运行编写的程序附后。 附运行程序#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define ulong unsigned longextern struct parameteruint max_w
26、eight;uchar dsel;uchar dp;float beilv;ulong zero_save;uint zero_dy;uint beilv_dy;uchar shuduval;uchar xor_val;bdf;uint code num_ten4=1,10,100,1000;uchar code adcount24=2,4,5;/数据处理进平均次数uchar code tab_dsel4=1,2,5,10;/分度值表/0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9uchar code tab=0xB7,0x03,0xD6,0xC7,0x63,0xE
27、5,0xF5,0x83,0xF7,0xE7,/A , b , C , d , E , F , 暗, - , t , P0xF3,0x75,0xB4,0x57,0xF4,0xF0,0x00,0x40,0x74,0xF2,/H , L , o , J , r , n , U, =, - i0x73,0x34,0x55,0x07,0x50,0x51,0x37,0x44,0x04,0x01;/显示位码表/0, 1, 2, 3, 4, 5, 6uchar code digit=0xfe,0xdf,0xef,0xfd,0xfb,0xbf,0xF7;/显示位码表sbit P_OE =P21;/显示控制sbi
28、t P_LE =P20;sbit buz0 =P36;/蜂鸣器sbit buz1 =P37;/*/bit b_follow;/启动零位跟踪标记bit b_serial;/串口发送完标记bit b_followdelay;/第一次不进行零位跟踪bit b_steady;/稳定标记/*/void (* data task)(void);/函数指针变量，接受下一步要做的任务uint idata fendushu;/分度数uchar weight_led6 ;/重量窗显示缓存uchar idata temp_var;uchar weight_dp;/小数点位数uchar fu_number;/负号显示
29、位置uchar wdcount;/稳定计数uchar adup_count;/异常值计数uchar addcount3;/累加次数/*/extern void key_scan(void);/按键扫描extern void weight_disp(void);/重量计算，超载报警extern void start_set(void);/单片机初始化设置extern void adc (void);/读取AD值extern void ad_processor(void);/AD数据滤波处理extern void fun_weight(void);/正常称重状态extern void bd_sta
30、rt(void);/重量或电压标定选择extern void dy_disp(void);/电压显示extern void led_disp(ulong temp,uchar num);extern uchar get_jiaoyan(uchar *address,uchar num);/计算校验字extern void neima(void);void delay60ms(uchar time);/40ms延时void fendu_val(void);/分度数运算void check_canshu(void);/读参数，并校验是否正确void ver_disp(void);/显示版本号voi
31、d seg_check(void);/笔画检测/*/void main (void)start_set(); /单片机初始化beep_time=3; /开机鸣叫flash_num=6; /没有闪烁位spi_sys(); /ad芯片初始化check_canshu(); /读参数，并校验是否正确if(bdf.shuduval2) /若是异常值，用默认值bdf.shuduval=1;addcount3=4;bdf_dp_temp=bdf.dp; /保存小数点（标定修改参数时用）bdf_dsel_temp=bdf.dsel;/保存分度值（标定修改参数时用）key_scan(); /标定按键扫描swit
32、ch(key_temp) /功能键处理函数case 0xc0:b_biaoding=1;task=bd_start ; break;/default:bdf.dp=0;ver_disp();/显示版本号seg_check();/笔画检测fendu_val();/分度数运算zero_current=ad_steady;/保存当前零位值task=fun_weight;break;do /主循环程序adc(); /A/D采样ad_processor();/数据处理zero_follow(); /零位跟踪程序neima(); /内码计算weight_disp(); /重量显示key_scan(); /
33、按键扫描(* task)(); /任务切换函数while(1);/*/void fendu_val(void)/分度数运算 uchar i;ulong temp;temp=(ulong)bdf.max_weight*num_tenbdf_dp_temp;fendushu=temp/bdf.dsel;i=fendushu/3000;if (i=0)i=1;half_sel_bound=5/bdf.beilv;/半个分度的原始码follow_bound=i*half_sel_bound;/计算零位跟踪时的原始码，按 3000分度time_weight=200;/*/void ver_disp(vo
34、id)/显示版本号及最大量程weight_led0=7;/ 7weight_led1=1;/ 1weight_led2=2;/ 2weight_led3=17;/ -weight_led4=0;/ 0weight_led5=5;/ 5fun_led=0xff;delay60ms(15);/40ms延时beep_time=3;led_disp(bdf.max_weight,5);/显示最大量程weight_led0=15;/ Fdelay60ms(20);/40ms延时项目6.2电子秤的制作学习要点:1.学习电子秤电路的制作方法；2.学习电子秤的调试方法；6.2.1电子秤的制作1.电子秤制作概述
35、电子秤的制作指根据设计好的电路原理图和元器件参数，选取符合要求的元件并检测；制作安装电路板；焊接元器件；实验验证及形成产品的过程。一个好的电路设计必需有一个好的制作才能有高质量的产品。安装制作过程和工艺对电子秤的性能非常重要。也是应该掌握的基本技能。2电子秤制作的步骤电子秤的制作一般应按下列过程和原则进行：（1）元器件的选取与检测根据设计好的电路原理图中的元器件参数，选取符合性能要求的元件；确定每一个元器件的结构、形状、尺寸以便电路板的设计；对确定的每一个元器件都要进行质量和参数的测量，以确定元件的质量高低和元件参数是否符合要求。最后确定选用的元器件。（2）电路板的制作根据设计的电路原理图，应
36、用EDA技术和选用的元器件的结构、形状、尺寸设计印刷电路板图，自制作电路板时，设计的印刷电路板图要打印并贴粘到覆铜板上，而后进行腐蚀加工和修整及钻孔。也可到专业加工厂制作。印刷电路板设计时，元器件的布局排列要合理，为保证产品可靠稳定的工作，元器件的布局排列应符合下列要求元器件布局的原则1）应保证电路性能指标的实现；2）有利于布线，方便于布线；3）满足结构工艺的要求；4）有利于设备的装配、调试和维修。元器件排列的方法及要求元器件位置的排列方法，因电路要求不同、结构设计各异、以及设备不同的使用条件等情况，其排列方法有多种。常见的排列方式有：按电路组成顺序成直线排列，按电路性能及特点的排列，按元器件
37、的特点及特殊要求排列，从结构工艺上考虑元器件的排列等。1）按电路组成顺序成直线排列的方法按电原理图组成的顺序(即根据主要信号的放大、变换的传递顺序)按级成直线布置。电子管、晶体管电路及以集成电路为中心的电路常采用该排列方式。这种排列的优点是：电路结构清楚，便于布设、检查，也便于各级电路的屏蔽或隔离。输出级与输入级相距甚远，使级间寄生反馈减小。前后级之间衔接较好，可使连接线最短，减小电路的分布参数（3）焊接元器件元器件确定和电路板制作后，下一步是元器件的焊接，元器件的焊接要符合焊接工艺的要求。即预加工，正确焊接与检查。1）预加工元器件、导线的预加工，分为以下几个过程：剪裁、剥头、捻头（多股线）、
38、搪锡、清洗和印标记等工序。剪裁剪裁是指按工艺文件的导线加工表的规定进行导线的剪切。剥头剥头是将绝缘导线的两端去除一段绝缘层，使芯线导体露出的过程。导线剥头方法通常分为热截法和刃截法两种。捻头多股导线剥头后，必须进行捻头处理。捻头的方法是：按多股芯线原来合股的方向扭紧，芯线扭紧后不得松散，一般捻线角度约为3045之间。搪锡(又称上锡)搪锡是指对捻紧端头的导线进行浸涂焊料的过程。搪锡可以防止已捻头的芯线散开及氧化，并可提高导线的可焊性，减少虚焊、假焊的故障现象。搪锡可采用搪锡槽搪锡或电烙铁手工搪锡的方法进行。清洗采用无水酒精作清洗液，清洗残留在导线芯线端头的脏物，同时又能迅速冷却浸锡导线，保护导线
39、的绝缘层。2）正确焊接手工焊接的操作过程中，必须掌握以下要领：做好焊前准备掌握电烙铁加热焊点的方法及焊料的供给方法掌握电烙铁的撤离方法掌握合适的焊接时间和温度做好焊接后的处理工作3)检查焊接后的检查是关系产品质量的重要因素，检查的内容主要有有无漏焊、虚焊、拉尖、桥接、球焊、印制电路板铜箔起翘、焊盘脱落、导线焊接不当等。并进行即时修整。（4）实验验证焊接好的电路要进行实验验证才能使用，通电实验验证前要求先进行外观检查，在无直观问题的前提下才能通电实验验证，实验验证的目的是证明设计的正确性和技术参数是否符合要求，若符合要求，即可整理技术文档并可进行实践应用。通电实验验证后，若不符合设计与技术要求，
40、要进行调试和检修，直到符合设计与技术要求。实验中发现问题即时断电检查，分析产生问题的原因，提出解决问题的方法，然后再进行检查与维修，直到问题解决。6.2.2电子秤的调试1.电子秤调试概述 电子电路制作好后，一般都要进行调试，调试是电路设计与制作的重要内容和教学难点。调试的目的是借助电子仪器仪表对制作的电路进行检查、调整、更换、检修使之符合设计要求。电子电路的调试是一项复杂繁锁的工作和过程，需要耐心和细致。要有电路原理的基础知识，要有仪器仪表和实验平台使用常识，且要反复多次进行才能达到目的，还应有分析问题解决问题的能力。调试过程中注意积累经验，经验有时在调试中起重要作用。2.电子秤调试的方法电路
41、调试通常有通电观察方法、静态调试方法、动态调试方法几种（1）通电观察：通电后不要急于测量电气指标，而要观察电路有无异常现象，例如有无冒烟现象，有无异常气味，手摸集成电路外封装，是否发烫等。如果出现异常现象，应立即关断电源，待排除故障后再通电。（2）.静态调试：静态调试一般是指在不加输入信号，或只加固定的电平信号的条件下所进行的直流测试，可用万用表测出电路中各点的电位，通过和理论估算值比较，结合电路原理的分析，判断电路直流工作状态是否正常，及时发现电路中已损坏或处于临界工作状态的元器件。通过更换器件或调整电路参数，使电路直流工作状态符合设计要求。（3）.动态调试：动态调试是在静态调试的基础上进行
42、的，在电路的输入端加入合适的信号，按信号的流向，顺序检测各测试点的输出信号，若发现不正常现象，应分析其原因，并排除故障，再进行调试，直到满足要求。3.电子秤调试的仪器电子秤的调试常用下列要求设备万用表 砝码一组示波器信号发生器直流稳压电源交流毫伏表数字电路实验台电阻箱及各种工具等4.电子秤调试的内容电子秤调试的内容主要有以下几个方面（1）电路中各环节的输出波形调整应用示波器对电路中各环节的输出波形进行测量，并对相应的电路进行调整或元器件进行更换，使电路中各环节的输出波形符合设计要求。（2）传感器测量电路的调试使用万用表、交流毫伏表、砝码、信号发生器测量传感器测量电路的输出电压信号跟随砝码重量变
43、化而变化的线性关系。（3）A/D转换器的测量与调整使用信号发生器、数字电路实验平台主要测量A/D转换器电路的线性度、转换看是否设计要求。（4）处理显示电路的测量与调整使用数字电路实验台、逻辑表、万用表对处理显示电路的电位、输出波形和逻辑功能进行测量看是否符合设计的逻辑功能。6.2.3电子秤的制作与调试实例制作与调试要求如下：电子秤的制作指标对项目6.1电子秤的设计中设计的电子秤电路进行实际制作电子秤的制作要求：设计一种小型、简便、精确度高的电子平台秤，量程20Kg，分度值为5g，它用一个显示窗口来显示所称物体的重量。可扩展功能是它具有置零、去皮、标定功能。置零：在开机或称重过程中，仪表显示偏离
44、零点且在称重范围内，则可按置零键，显示零值并零点指示灯亮。去皮：在称重显示状态下，按去皮键，则显示零值并去皮指示灯亮；在去皮状态下，拿掉皮重物时按去皮键，可以清除皮重值。标定功能：为保证仪器预定精度的可靠性和合法性，仪器必须定期校准，为用户提供一种方便的自动校准方式。实际电路检测与调试选择测量仪表与仪器，对电路进行实际测量与调试1. 电路原理图的选择根据项目6.1电子秤的设计中设计的电子秤电路进行实际制作,该电子秤应具有以下功能（1）重量程20Kg；（2）分度值为5g（3）重量值显示；（4）“去皮”功能；（5）“置零”功能。2.元器件的选择与检测根据电子秤的制作指标和选择的制作电路图,选取符合设计要求的电子元器件，确定元器件的结构、形状、尺寸，且检测元器件的质量和性能。该电子秤所选择的元器件的型号、规格、数量及测试表如下 实际制作时对元器件的质量和参数要进行检测.（1）集成电路应用万用表、数字实验平台对其质量、参数和逻辑功能进行检测；（2）各种电阻、电位器应用万用表进行测量； (3) 各种电容、电感使用Q表进行检测；（4）二极管、三极管使用晶体管特性测量仪进行