電子秤的設(shè)計研究綜述【文獻綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻綜述電子信息工程電子秤的設(shè)計研究綜述摘要：目前，由稱重傳感器制作的電子秤衡器類產(chǎn)品已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)，實現(xiàn)了對物料的快速、準(zhǔn)確的稱量?；陔娮映拥默F(xiàn)狀，本設(shè)計擬研究一種用單片機控制的電子秤設(shè)計方案，這種電子秤經(jīng)濟性、穩(wěn)定性好，集質(zhì)量稱量與價格計算功能于一體，能夠滿足商業(yè)貿(mào)易和居民家庭的使用需求。關(guān)鍵詞：電子秤；傳感器；硬件設(shè)計；軟件設(shè)計引言隨著科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟社會的發(fā)展，人們對稱重裝置的要求也越來越高，傳統(tǒng)的機械式杠桿和刀刃的稱重裝置正在為電子稱重裝置所取代，從而進入到傳感器、電子學(xué)和微處理器領(lǐng)域，使得稱重裝置成為電子儀器。稱重技術(shù)的這種發(fā)展適應(yīng)了實現(xiàn)稱重工作的自

2、動化和智能化，即實現(xiàn)快速化稱量，進一步提高稱量的精確度和數(shù)據(jù)的處理速度的需求。1.電子秤的概念及分類1.1電子秤的概念電子秤是以電子元件：稱重傳感器，放大電路,AD轉(zhuǎn)換電路，單片機電路，顯示電路，鍵盤電路，通訊接口電路，穩(wěn)壓電源電路等電路組成的一種電子計量器械，主要用于日常生活中的稱重也稱稱重器[1]。1.2電子秤的分類[2]（1）按原理分：電子秤機械秤機電結(jié)合秤　?。?）按功能分：計數(shù)秤計價秤計重秤（3）按用途分：工業(yè)秤商業(yè)秤特種秤9（4）按放置位置分類：　　桌面秤指全稱量在30Kg以下的電子秤　　臺秤：指全稱量在30-300Kg以內(nèi)的電子秤　　地磅：指全稱量在300Kg以上

3、的電子秤（5）按精確度分類：　　I級：特種天平精密度≥1/10萬基準(zhǔn)衡器　　II級：高精度天平1/1萬≤精密度＜1/10萬精密衡器　　III級：中精度天平1/1000≤精密度＜1/1萬工業(yè).商業(yè)衡器IV級：普通秤1/100≤精密度＜1/1000粗衡器1.按放置位置分類1.3電子秤的功能電子秤采用現(xiàn)代傳感器技術(shù)、電子技術(shù)和計算機技術(shù)一體化的電子稱量裝置，才能滿足并解決現(xiàn)實生活中提出的“快速、準(zhǔn)確、連續(xù)、自動”稱量要求，同時有效地消除人為誤差，使之更符合法制計量管理和工業(yè)生產(chǎn)過程控制的應(yīng)用要求[3]。2.電子秤的結(jié)構(gòu)及原理日常生活中常用電子秤來秤量物體的質(zhì)量，它以較高的精確度得到大

4、家的信賴。下面就電子秤的結(jié)構(gòu)和原理作些介紹。電子秤主要是由電橋電路及電阻應(yīng)變式傳感器組成，在現(xiàn)代測量技術(shù)中常常需要將非電量利用傳感器轉(zhuǎn)變成電量后再進行測量。電阻應(yīng)變式傳感器是一種利用金屬電阻應(yīng)變片將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器。它一般分為金屬絲式和箔式兩類，這里分別介紹其結(jié)構(gòu)和工作原理，其結(jié)構(gòu)如圖1、2所示：2.1應(yīng)變式電阻傳感器原理測量力時，可將電阻應(yīng)變片粘貼在承受被測力的彈性元件上。當(dāng)力作用在彈性元件上時，它將產(chǎn)生應(yīng)變，通過粘貼膠將此應(yīng)變傳遞給電阻應(yīng)變片，使應(yīng)變片的電阻產(chǎn)生變化，此現(xiàn)象稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。因為彈性元件的應(yīng)變與所承受的力的大小成比例，所以應(yīng)用橋式測量電路測出電阻應(yīng)

5、變片的電阻變化值即可測出力的大小[4]。導(dǎo)體的電阻值可以用下式計算：9當(dāng)此應(yīng)變片兩端受拉或受壓以后，它將發(fā)生變化，對上式進行微分，得：最后通過簡化得到：其中K稱為應(yīng)變片的靈敏系數(shù)，對于一定材料，它是常數(shù)。稱為應(yīng)變。通過上式可看出，電阻變化與應(yīng)變片的應(yīng)變是成比例的。通過測量電阻的變化，就可測出應(yīng)變，也就可以測出受力了.接下來通過介紹非平衡電橋的工作原理了解怎樣測量電阻的變化。2.2非平衡電橋的工作原理在測量中常常會因為待測信號很小，所以用一般的測量儀表較難直接測量，因此常把它轉(zhuǎn)換成電壓變化后再用電測儀器進行測定，這正是利用電橋電路來進行這種變換的。非平衡電橋是利用電橋輸出電流或電

6、壓與電橋各參數(shù)間的關(guān)系進行測量的，常用來測量動態(tài)對象。為了消除非線性誤差，在實際中常采用差動電橋[5]。差動電橋分差動半橋和全橋兩種形式，電路圖如圖3所示。在圖3(a)中有兩個應(yīng)變片，一個受拉，一個受壓，它們的阻值變化大小相等，符號相反.工作時將兩個應(yīng)變片接在電橋相鄰臂內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)為半橋差動電路.在圖3(b)中粘貼四個工作應(yīng)變片，兩個受拉，兩個受壓，兩個形變符號相同的應(yīng)變片接到電橋的相對臂內(nèi)，符號不同的接到相鄰臂內(nèi)，這種結(jié)構(gòu)為全橋差動電路。當(dāng)對稱時，即R1=R2，R3=R4，△R1=△R2，可導(dǎo)出半橋差動電路的輸出電壓為：9同時，全橋差動電路的輸出電壓為：這樣，當(dāng)載荷作用W時，

7、產(chǎn)生了：若保證U不變，令C=KAU，可得：同理：這樣，通過測量輸出電壓Uo，就可測出載荷W。3.各種電子秤的設(shè)計比較本文介紹的電子秤是通過測量電阻應(yīng)變片的微小變形來測量被測物體的重量。該系統(tǒng)具有設(shè)定單價和計算總價等多種功能，實現(xiàn)了操作智能化，大大減少了人們的腦力勞動。因而，該電子稱重系統(tǒng)是日常經(jīng)貿(mào)往來中不可或缺的好幫手。3.1常用電子秤的設(shè)計3.1.1總體設(shè)計思路硬件電路模塊分為前置放大器模塊、A/D轉(zhuǎn)換器AD574接口模塊、單片機接口模塊和人機對話模塊。硬件模塊的連接方法是以主機為核心，通