电子秤的设计研究综述【文献综述】

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1、毕业论文文献综述电子信息工程电子秤的设计研究综述摘要：目前，由称重传感器制作的电子秤衡器类产品已广泛地应用到各行各业，实现了对物料的快速、准确的称量。基于电子秤的现状，本设计拟研究一种用单片机控制的电子秤设计方案，这种电子秤经济性、稳定性好，集质量称量与价格计算功能于一体，能够满足商业贸易和居民家庭的使用需求。关键词：电子秤；传感器；硬件设计；软件设计引言随着科学技术和经济社会的发展，人们对称重装置的要求也越来越高，传统的机械式杠杆和刀刃的称重装置正在为电子称重装置所取代，从而进入到传感器、电子学和微处理器领域，使得称重装置成为电子仪器。称重技术的这种发展适应了实现称重工作的自

2、动化和智能化，即实现快速化称量，进一步提高称量的精确度和数据的处理速度的需求。1.电子秤的概念及分类1.1电子秤的概念电子秤是以电子元件：称重传感器，放大电路,AD转换电路，单片机电路，显示电路，键盘电路，通讯接口电路，稳压电源电路等电路组成的一种电子计量器械，主要用于日常生活中的称重也称称重器[1]。1.2电子秤的分类[2]（1）按原理分：电子秤机械秤机电结合秤　　（2）按功能分：计数秤计价秤计重秤（3）按用途分：工业秤商业秤特种秤9（4）按放置位置分类：　　桌面秤指全称量在30Kg以下的电子秤　　台秤：指全称量在30-300Kg以内的电子秤　　地磅：指全称量在300Kg以上

3、的电子秤（5）按精确度分类：　　I级：特种天平精密度≥1/10万基准衡器　　II级：高精度天平1/1万≤精密度＜1/10万精密衡器　　III级：中精度天平1/1000≤精密度＜1/1万工业.商业衡器IV级：普通秤1/100≤精密度＜1/1000粗衡器1.按放置位置分类1.3电子秤的功能电子秤采用现代传感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子称量装置，才能满足并解决现实生活中提出的“快速、准确、连续、自动”称量要求，同时有效地消除人为误差，使之更符合法制计量管理和工业生产过程控制的应用要求[3]。2.电子秤的结构及原理日常生活中常用电子秤来秤量物体的质量，它以较高的精确度得到大

4、家的信赖。下面就电子秤的结构和原理作些介绍。电子秤主要是由电桥电路及电阻应变式传感器组成，在现代测量技术中常常需要将非电量利用传感器转变成电量后再进行测量。电阻应变式传感器是一种利用金属电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。它一般分为金属丝式和箔式两类，这里分别介绍其结构和工作原理，其结构如图1、2所示：2.1应变式电阻传感器原理测量力时，可将电阻应变片粘贴在承受被测力的弹性元件上。当力作用在弹性元件上时，它将产生应变，通过粘贴胶将此应变传递给电阻应变片，使应变片的电阻产生变化，此现象称为电阻应变效应。因为弹性元件的应变与所承受的力的大小成比例，所以应用桥式测量电路测出电阻应

5、变片的电阻变化值即可测出力的大小[4]。导体的电阻值可以用下式计算：9当此应变片两端受拉或受压以后，它将发生变化，对上式进行微分，得：最后通过简化得到：其中K称为应变片的灵敏系数，对于一定材料，它是常数。称为应变。通过上式可看出，电阻变化与应变片的应变是成比例的。通过测量电阻的变化，就可测出应变，也就可以测出受力了.接下来通过介绍非平衡电桥的工作原理了解怎样测量电阻的变化。2.2非平衡电桥的工作原理在测量中常常会因为待测信号很小，所以用一般的测量仪表较难直接测量，因此常把它转换成电压变化后再用电测仪器进行测定，这正是利用电桥电路来进行这种变换的。非平衡电桥是利用电桥输出电流或电

6、压与电桥各参数间的关系进行测量的，常用来测量动态对象。为了消除非线性误差，在实际中常采用差动电桥[5]。差动电桥分差动半桥和全桥两种形式，电路图如图3所示。在图3(a)中有两个应变片，一个受拉，一个受压，它们的阻值变化大小相等，符号相反.工作时将两个应变片接在电桥相邻臂内，这种结构为半桥差动电路.在图3(b)中粘贴四个工作应变片，两个受拉，两个受压，两个形变符号相同的应变片接到电桥的相对臂内，符号不同的接到相邻臂内，这种结构为全桥差动电路。当对称时，即R1=R2，R3=R4，△R1=△R2，可导出半桥差动电路的输出电压为：9同时，全桥差动电路的输出电压为：这样，当载荷作用W时，

7、产生了：若保证U不变，令C=KAU，可得：同理：这样，通过测量输出电压Uo，就可测出载荷W。3.各种电子秤的设计比较本文介绍的电子秤是通过测量电阻应变片的微小变形来测量被测物体的重量。该系统具有设定单价和计算总价等多种功能，实现了操作智能化，大大减少了人们的脑力劳动。因而，该电子称重系统是日常经贸往来中不可或缺的好帮手。3.1常用电子秤的设计3.1.1总体设计思路硬件电路模块分为前置放大器模块、A/D转换器AD574接口模块、单片机接口模块和人机对话模块。硬件模块的连接方法是以主机为核心，通