便携式手提电子称的设计

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1、第一节绪论1.1电子秤的发展过程及其优点和意义50年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的发展。60年代初期出现机电结合式电子衡器以来，经过40多年的不断改进与完善，我国电子衡器从最初的机电结合型发展到现在的全电子型和数字智能型。我国电子衡器的技术装备和检测试验手段基本达到国际水平。电子衡器制造技术及应用得到了新发展。电子称重技术从静态称重向动态称重发展：计量方法从模拟测量向数字测量发展；测量特点从单参数测量向多参数测量发展，特别是对快速称重和动态称重的研究与应用。通过分析近年来电子衡器产品的发展情况及国内外市场的需求，电子衡器总的发展趋势是小型化、模

2、块化、集成化、智能化；其技术性能趋向是速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高；其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其应用性能趋向于综合性和组合性。电子秤属于电子衡器的一种，它的发展也遵循这一趋势。随着时代科技的迅猛发展，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远距离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。-

3、26-做为重量测量仪器，智能电子秤在各行各业开始显现其测量准确，测量速度快，易于实时测量和监控的巨大优点，并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量称，成为测量领域的主流产品。1.1.1手提电子秤在日常生活中的应用随着生活水平的提高，商品的种类和样式越来越来多，我们出门买东西无论是在超市还是在市场都经常会用到电子称，电子称在我们的日常生活中已经成为必不可少的工具，手提电子秤具有称重精确度高，简单实用，成本低，制作简单，测量准确，分辨率高，不易损坏和价格便宜等优点受到人们的喜爱，是家庭购物使用的首选。所以近年来，手提电子秤得到了快速的发展。1.2手提电子秤设计的

4、要求和任务1.2.1手提电子秤设计的要求1）采用电阻应变式传感器组成的测量电路测出物质的重量信号；2）称重范围：不超过5kg；3）测量精度：≤±0.01%；4）显示方式：LCD显示。1.2.2手提电子秤设计的任务1）合理设计数据采集和显示系统的总体方案并画出方框图；2）设计信号调理电路，合理选择元器件的型号和参数；3）正确选择A/D，使分辨率满足测量精度，正确设计单片机系统电路和显示单元；4）用protel绘制详细电路原理图，标明元器件的型号、参数和引脚功能符号，电路图应符合电气要求；5）设计并绘制软件流程图，流程图要模块化并具有可读性；-26-6）按

5、学校《课程设计说明书撰写规范》提交一份课程设计说明书1.3手提电子秤总体方案的设计首先利用由电阻应变式传感器组成的测量电路测出物质的重量信号，称重传感器输出的电量是模拟量，数值比较小达不到A/D转换接收的电压范围。所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。然后，再由A/D转换电路把接收到的模拟信号转换成数字信号，传送到显示电路，最后由显示电路显示数据。其数据显示部分采用LCD显示，成本低且能很好地实现所要求的功能。总体设计的基本工作原理方框图如下：电路方框图为：电阻应变式传感器输出信号差动放大电路放大信号显示电路（LCD）A/D转换电路（

6、双积分）-26-第二节硬件电路设计2.1传感器的选择及其组成的测量电路根据设计要求，选用电阻应变式传感器（straingaugetypetransducer），它是以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器。电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成，可根据具体测量要求设计成多种结构形式。弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形，并使附着其上的电阻应变计一起变形。电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化，从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。常用的电阻应变式传感器有应变式测力传感器、应变式压力传感器、应变式扭矩传感器、应变式

7、位移传感器等。电阻应变式传感器的优点是精度高，测量范围广，寿命长，结构简单，频响特性好，能在恶劣条件下工作，易于实现小型化、整体化和品种多样化等。它的缺点是对于大应变有较大的非线性、输出信号较弱，但可采取一定的补偿措施。因此它广泛应用于自动测试和控制技术中。2.1.1应变式电阻传感器的工作原理1）金属的电阻应变效应设有一个金属电阻丝，其长度为L，横截面是半径为r的圆形，其面积记作S，其电阻率记作ρ，这种材料的泊松系数是μ。当这根电阻丝未受外力作用时，它的电阻值为R：R = ρL/S（Ω）…… （2—1）-26-当他的两端受F力作用时，将会伸长，也就是说

8、产生变形。设其伸长ΔL，其横截面积则缩小，即它的截面圆半径减少Δr。此外，此金属电阻丝在变形后