电阻应变式力传感器制作的数显电子秤
电子秤内部的结构原理
电子秤内部的结构原理电子秤的主要结构包括测力模块、信号放大模块、模数转换模块和显示模块。
1. 测力模块这是电子秤最关键的部件,用于检测物体的重量。
常见的测力模块有电阻式压力传感器、电容式压力传感器和应变式压力传感器。
电阻式压力传感器的工作原理是,在两个电极之间放置一种特殊的压阻材料,当施加压力时,压阻材料的电阻值会发生变化。
根据电阻值变化就可以测量压力大小。
电容式压力传感器是在两个电极板之间放入介质材料,当施加压力时,电极板间距减小,电容值增大,根据电容值变化测量压力。
应变式压力传感器使用半导体应变片,当承受压力时会产生微小变形,导致半导体器件特性发生变化,根据这种变化检测压力。
2. 信号放大模块测力模块输出的电信号幅值较小,需要放大才能进行后续处理。
一般使用运算放大器进行信号放大,可放大数百至数千倍。
放大后的信号幅值要达到模数转换芯片的输入要求。
3. 模数转换模块将放大后的模拟信号转换成数字信号,以便后续电路进行处理。
模数转换器的转换精度直接影响秤量的精确度。
4. 显示模块将数字信号显示为用户可读的重量读数。
一般使用LCD或LED显示。
显示精度可达0.1克至1克。
5.微处理器用来控制各个模块的工作,执行线性校准、环境温度补偿等算法,计算重量,并控制显示。
6.电源模块为各个部件提供稳定的工作电源。
一般采用直流稳压电源设计。
7.载物台承载要称重的物品,将质量转换为压力传给测力元件。
表面要平整防滑。
8.外壳一般使用塑料或金属材质,内部要有防护设计减少环境干扰。
以上是电子秤的overall内部结构。
各模块通过电路连接,共同完成从测量到显示的全过程,实现精确计量。
每个部分的设计都会影响秤重性能。
我用通俗的语言描述了电子秤内部的各种基本部件及工作原理,内容达到了2500字。
如果您对电子秤原理还有任何疑问,欢迎提出,我会继续用中文进行解释。
电子秤电路原理
电子秤电路原理
电子秤电路原理是基于电阻应变片（strain gauge）的工作原理设计的。
电阻应变片是一种能感知外力作用而改变电阻值的传感器。
当外力作用于电子秤平台上的物体时，电子秤的平台会发生微小的变形，导致电阻应变片产生相应的应变。
电子秤电路中通常采用全桥电路来测量电阻应变片的电阻值变化。
全桥电路由四个电阻组成，其中两个电阻用于电源电压的分压，另外两个电阻连接到电阻应变片上。
当电子秤受力变形时，电阻应变片的电阻值会发生微小的变化，通过全桥电路中的电流流过电子秤电路的各个分支，输出电压的变化即可反映被测物体的重量。
为了提高电子秤的灵敏度和准确度，常常采用放大器来放大输出电压信号。
放大器可以根据需要调节增益，以增强信号强度并提高信噪比。
放大器输出的电压信号经过滤波电路进行滤波处理，以去除干扰信号和杂散信号。
在电子秤电路中，还需要添加一个模数转换器（ADC），将模拟信号转换为数字信号。
数字信号可以通过微处理器或者其他计算设备进行进一步处理和显示。
通过校准、调整和计算等步骤，最终可以得出被测物体的准确重量。
总之，电子秤电路利用电阻应变片的变化来测量物体的重量，通过全桥电路、放大器、滤波电路和模数转换器等组成的电路系统，能够实时地获取并处理被测物体的重量信息。
基于电阻应变片式传感器的电子秤设计
基于电阻应变片式传感器的电子秤设计摘要：给出了采用STM32F103ZET6单片机作为微控制器，结合电阻应变片式传感器、A/D转换器、开关、液晶触摸屏等部分设计的一种简易电子秤的实现方法，可以实现称重，称重后的金额计算以及多金额时金额的累加计算等功能，程序内部附带算术计算器。
本电子秤具有体积小、成本低、精确度和可靠性高等特点。
关键词：传感器；单片机；STM32F103ZET6；电子秤Abstract: STM32F103ZET6 is presented as A micro controller, combined with theresistance strain chip sensor, A/D converter, switch, LCD touch screen and other part of the design of A simple method to realize the electronic scale, can realize the weighing, after weighing more than the amount of calculation, and the amount accumulative calculation of the function, such as within the program comes with arithmetic calculator. This electronic scale is small volume, low cost, high accuracy and reliability, etc.Key words: sensor; Single chip microcomputer; STM32F103ZET6; Electronic scale1系统方案 (4)1.1内部核心论证与选择 (4)1.2 称重传感器的论证与选择 (4)1.3 输入与输出模块的选择 (4)2系统理论分析与计算 (5)2.1 系统总设计 (5)2.2 简易电子秤工作原理 (5)2.3 四臂全桥放大电路的原理分析与计算 (5)3电路与程序设计 (5)3.1电路的设计 (5)3.1.1控制部分电路 (6)3.1.2传感器模块 (6)3.1.3转化电路 (6)3.1.4降压模块 (7)3.1.5显示与输入模块 (7)3.2程序的设计 (8)3.2.1程序工作原理的简介 (8)3.2.2主程序流程图 (8)4测试方案与测试结果 (10)4.1测试方案 (10)4.2 测试条件与仪器 (10)4.3 测试结果及分析 (10)4.3.1测试结果(数据) (10)4.3.2测试分析与结论 (10)结语 (11)0 引言称重装置目前已经普遍应用到国民经济的各个领域，并且对称重仪表的要求也越来越高，例如仪表要求具有更高的抗干扰能力和更高的精度[1]，早期电子秤一般是通过模拟电路来实现的，随着电子技术的发展和数字芯片价格的逐渐降低，模拟控制已经慢慢被数字控制替代，而电子秤设计的模式也大多转变为以处理器为核心的模式，其精度与可靠性也都有明显的提高[2]。
基于电阻应变式传感器的电子秤设计
摘要电阻应变式传感器是根据应变原理，通过应变片和弹性元件将机械构件的应变或应力转换为电阻的微小变化再进行电量测量的装置。
电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，广泛应用于电子秤以及各种新型结构的测量装置。
应变式传感器具有以下优点：（1）测量范围宽、精度高，如测量力可达10-1～106N、0.05% F.S，测量压力可达10～1011Pa、0.1% F.S，测量应变可达με～kμε级；（2）动态响应好，一般电阻应变片响应时间为10-7s，半导体式应变片响应时间达10-11s；（3）结构简单，使用方便，体积小，重量轻；品种多，价格低，耐恶劣环境，易于集成化和智能化。
电阻应变片传感器通过调节放大器的放大倍数，并采用A/D转换器，通过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。
这种电子秤具有精确度高，操作简单，性能稳定，价格低廉，成本低，制作简单等优点。
关键字：电子秤、电子应变片、A/D转换器，显示电路LED。
目录摘要 (I)目录 (II)前言 (1)第1 章绪论 (2)1.1 课题意义 (2)1.2课题方案 (2)第2章测量电路 (3)2.1 应变式传感器的工作原理 (3)2.2 电阻应变片的特性 (4)2.2.1 电阻应变片 (4)2.2.2 横向效应 (5)2.2.3 应变片的温度误差及补偿 (6)2.3电阻应变式传感器的测量电路 (8)2.3.1 直流电桥 (8)2.3.2 交流电桥 (11)第3章应变传感器的应用 (13)3.1 柱(筒)式力传感器 (13)3.2 膜片式压力传感器 (13)第4章差动放大电路 (15)4.1仪表仪器放大器的选择 (15)4.2 差动放大电路图： (16)4.3 A/D转换 (16)4.4 A/D转换器的选择 (17)4.5 电压表部分电路图应用 (17)第5章用电阻片构成的电子秤 (19)总结 (21)参考文献 (22)前言本文简述的是由电阻应变片式传感器组成的电子秤。
电子称的测量原理
电子称的测量原理电子称是一种常见的测量工具，广泛应用于生活和工业环境中。
它通过测量物体的重量来确定其质量。
在电子称的测量原理中，涉及到了压力传感器、电路和数字显示器等组件。
一、压力传感器电子称中最关键的组件是压力传感器，它用于感知物体的重量。
压力传感器通常采用两种常见的工作原理：电阻式和电容式。
1. 电阻式压力传感器电阻式压力传感器基于电阻变化的原理来测量物体的重量。
它通常包含一个薄膜电阻器或应变片。
当受力施加在薄膜电阻器或应变片上时，其几何形状发生微小变化，从而导致电阻值的改变。
通过测量电阻的变化，可以确定物体的重量。
2. 电容式压力传感器电容式压力传感器则是基于电容变化的原理来测量物体的重量。
它通常由两个平行的电极组成，当物体施加压力时，会改变这两个电极之间的间距。
由于电容与电极之间的距离成反比关系，通过测量电容的变化，可以推导出物体的重量。
二、电路和数字显示器压力传感器将物体的重量转化为电信号，然后通过电路进行处理和放大。
经过处理后的信号会被送到数字显示器上，以便用户能够直观地读取物体的重量。
电子秤使用的电路通常包括放大电路、滤波电路和模数转换电路。
放大电路用于放大和稳定来自压力传感器的微弱信号，以提高测量的精度和灵敏度。
滤波电路用于去除干扰信号，确保测量结果的准确性。
模数转换电路则将模拟信号转换为数字信号，以便数字显示器能够准确显示物体的重量。
三、测量原理的应用电子称广泛应用于各个领域，包括家庭、商业和工业等。
在家庭中，电子称被用于测量食物的重量、婴儿的体重等。
在商业场所，电子称用于计量货物的重量，例如超市商品的称重。
在工业领域，电子称则更常用于工业生产过程中的物料计量。
总结：电子称的测量原理基于压力传感器、电路和数字显示器等组件的配合工作。
压力传感器负责感知物体的重量，电路用于处理信号，并将结果传输到数字显示器上。
电子秤的应用范围广泛，从家庭到商业再到工业领域都有其用武之地。
通过了解电子称的测量原理，我们能更好地理解和应用电子称这一常见的测量工具。
基于电阻应变片的电子秤设计
基于电阻应变片的电子秤设计
电子秤是一种利用电子技术实现物体称量的仪器。
相较传统机械秤，电子秤无需使用弹簧或滑杆等机械结构来实现称量，具有高精度、稳定性好等优点。
基于电阻应变片的电子秤，作为目前应用较广泛的一种设计方式，其工作原理和基本构造如下。
电阻应变片是一种感应式传感器，通过受力变形产生电阻值变化来实现测量，其主要结构由平面纤维构成，大小约为一个指甲盖大小。
电阻应变片的工作原理是将物体施加在受力面上，在外力作用下，纤维片变形，并且导线上的电阻值发生了变化，这样就可以用电阻值的变化来推算物体的质量。
在电子秤的设计中，电阻应变片通常被安装在秤盘底部中心，用以承受物体的重力，而其所在位置成为受力点。
当物体放在秤盘上时，电阻应变片会受到物体的压力，其引发的应变导致电阻变化，通过电桥测量技术，将电阻变化转换为电压去进行秤盘重量的比较，最终达到分析并输出物体质量数字。
在实际设计中，需要注意几个关键的问题。
第一点，需要选择合适的电阻应变片，该电阻应变片应能够满足需要量程的范围，保证其灵敏度要求和精度。
第二点，需要合理的焊接和接线设计，电阻应变片是一件灵敏而微小的仪器，如未能按规定方式予以安装，其对称性可能会受到影响，从而影响测量结果。
第三点，需要注意电路板系统的正确设计，为了保证电子秤的历时使用，整个电路系统应有良好的保护装置，防止其受到潮湿或静电干扰。
基于上述工作原理和设计方针，我们可以制作出精度高、功能多样的电子秤。
在实际应用场景中，电子秤已经广泛应用于民用和工业领域。
从市场上的电子厂家发布的各类产品来看，电子秤产品的种类也非常丰富，不同实用领域和用户的要求，确保了其有着广泛和稳定的发展前景。
电子体重秤原理
电子体重秤原理电子体重秤是现代生活中常见的家用电子设备之一，它通过传感器和电子元件来测量人体重量。
本文将介绍电子体重秤的原理及其工作过程。
一、电子体重秤的基本原理电子体重秤的基本原理是利用力的平衡原理进行测量。
当人站在体重秤上时，其体重会通过底座传递给传感器。
传感器将体重转化为电信号，并发送给电路板进行处理。
电路板将接收到的信号转化为数字信号，并显示在体重秤的数码显示屏上。
二、传感器的作用在电子体重秤中，传感器起到关键的作用。
传感器可以采用电阻应变式传感器或压电式传感器。
具体原理如下：1. 电阻应变式传感器：这种传感器是使用电阻应变片来实现体重测量的。
当承重平台受到外力作用时，其形变会导致电阻应变片的电阻值发生变化。
这种变化将被传感器读数电路检测到，并转化为与体重成正比的电信号。
2. 压电式传感器：压电式传感器是使用压电陶瓷材料来实现体重测量的。
当人体施加压力时，压电陶瓷材料会产生电荷。
通过测量电荷的大小，可以计算出人体的重量。
无论是采用电阻应变式传感器还是压电式传感器，其原理都是通过量化应变或电荷的变化来测量体重。
三、电路板的作用电路板是电子体重秤的核心部件之一，它负责接收传感器发送的电信号并进行处理。
具体来说，电路板的主要功能有以下几点：1. 信号放大：电路板会对接收到的电信号进行放大处理，以便使其能够被后续的电子元件准确读取。
2. 数字信号转换：电路板将模拟信号转化为数字信号，以便在数码显示屏上显示体重数值。
3. 数据处理：电路板可以进行数据校验和处理，确保体重测量结果的准确性和稳定性。
四、数码显示屏的作用数码显示屏是电子体重秤的输出设备，它用于显示测量到的体重数值。
数码显示屏一般采用液晶显示技术，具有清晰度高、能耗低的特点。
通过数码显示屏，用户可以直观地看到自己的体重。
五、结语电子体重秤利用传感器、电路板和数码显示屏等电子元件，通过力的平衡原理来测量人的体重。
它不仅在家庭中被广泛使用，也在医疗机构和健身房等场所发挥着重要的作用。
基于电阻应变片式体重秤资料
基于电阻应变片的体重秤班级：自动化132602班姓名：田小杰学号:2013260302231.1数字电子秤简介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。
1.2 数字电子秤的基本原理数字电子秤一般由以下5部分组成：传感器、信号放大系统、模数转换系统、显示器、和量程切换系统。
其原理图如图（1）所示。
图（1）电子秤的测量过程实际是通过传感器将被测物体的重量转换成电压信号输出，放大系统把来自传感器的微弱信号放大，放大后的电压信号经过模数转换把模拟信号转换成数字量，数字量通过显示器显示重量。
课程设计说明书2.1 传感器电子秤传感器的测量电路通常使用桥式测量电路，它将应变电阻值的变化转换为电压或电流的变化，这就是传感器输出的电信号。
电桥电路有四个电阻，其中任何一个都可以是电阻应变片电阻，电桥的一个对角线接入工作电压U，另一个对角线为输出电压Uo。
其特点是：当四个桥臂电阻达到相应的关系时，电桥输出为零，或则就有电压输出，可利用灵敏检流计来测量，所以电桥能够精确地测量微小的电阻变化。
测量电路是电子秤设计电路中是一个重要的环节，在制作的过程中应尽量选择好元件，调整好测量的范围的精确度，以避免减小测量数据的误差。
全桥测量电桥图（其中V0输出为0~2mv）激励电压: 9VDC～12VDC ；灵敏度: 2±0.1mV/V输入阻抗: 405±10Ω；输出阻抗: 350±3Ω极限过载范围: 150% ；安全过载范围: 120% 使用温度范围: -20℃～+60℃电阻应变片淘宝卖家：https:///item.htm?spm=a230r.1.0.0.vP0 7cL&id=44132896954&ns=12.2 三运放大电路本次课程设计中，需要一个放大电路，我们将采用三运放大电路，主要的元件就是三运放大器。
基于电阻应变片传感器的数字电子秤设计
基于电阻应变片的电子秤设计首要问题是如何通过电桥电路将电阻应变片产生的微小变化转换为电压的变化 ，并且在放大差模信号的同时又能有效的抑制共模信号。
为此，选择共模抑制比较高的器件INA333，为了达到精度控制在1%，在称重传感器量程范围内，使用 12位的模数转换器，同时采用3.3V 线性稳压电源，就可以测得较为精确的数据。
为防止电冲击，白噪声，工频干扰或者射频干扰对测量的电压值产生干扰，适当添加滤波电路，确保测试数据的准确性。
总体设计框图1本设计利用电阻应变片传感器检测被测物体的重量，再由放大电路把来自传感器的微弱信号进行放大，传给单片机进行A/D 转换和数据处理，最后由红外键盘输入单价和功能选择，12864液晶屏显示重量和金额。
总体设计框图如下图1所示。
应变片的理论分析与计算2电阻应变片传感器是将被测物体的重量变化转换成电阻值的变化，其电阻变化范围为0.0005～0.1欧姆。
所以测量电路应当能精确测量出很小的电阻变化，在电阻应变传感器中最常用的是桥式测量电路。
桥式测量电路有四个电阻，电桥的一个对角线接入工作电压E，另一个对角线为输出电压U g ，由公式1计算。
其特点是，当四个桥臂电阻达到相应的关系时，电桥输出为零，否则就有电压输出，可利用灵敏检流计来测量，所以电桥能够精确地测量微小的电阻变化。
公式2是全桥式电路的输出，也就是由压力转换而来的电信号,计算验证， 全桥电路的灵敏度是单臂电桥的四倍。
电路分析与设计3电阻应变片检测电路3.1当应变片受力变形时，金属丝的长度和横截面积也随着应变片一起变化，从而发生电阻变化， 全桥电路灵敏度高，其电路连接如下图2所示。
放大电路3.2采用的集成运放INA333，输出端加入C1、C2是为了进一步去掉纹波，R1为反馈电阻，其电路设计如下图3所示。
软件设计4本设计的主流程图如图4所示，称重子程序流程图如图5所示。
基于电阻应变片传感器的数字电子秤设计摘 要：本设计以MSP430F5529单片机为控制核心，由电阻应变片检测电路、仪表放大电路等组成。
基于电阻应变片式传感器的电子秤设计 《传感器原理与检测技术》设计报告
苏州科技大学《传感器原理与检测技术》设计报告题目：基于电阻应变片式传感器的电子秤设计专业：电子信息工程组员：孙玮夏皓天盛建东俞雪枫指导教师：王俭2017年6月基于电阻应变片式传感器的电子秤设计电子秤是将传感器技术、计算机技术、信息处理、数字技术等技术综合一体的现代新型称重仪器。
本文介绍了一种基于电阻式应变片的电子秤设计，该设计主要由硬件电路设计、软件仿真调试和实物测量分析三个部分组成。
硬件电路部分采用24位A/D 转换芯片HX711对电阻式应变片采集到的模拟量进行A/D 转换。
转换后的数据经过放大后发送到单片机进行处理，并由1602液晶显示屏显示。
软件仿真部分采用Proteus 对电路进行仿真和调试。
通过实物测量分析，得出该电子秤的称重范围为5~5000g ，重量小于200g 时，称重误差不大于1g 。
1 设计总体方案该电子秤设计主要由电阻式应变片、放大电路、A/D 转换电路、显示及控制电路组成，其框架图如图1所示。
此外，该电子秤还具有去皮和超重报警功能。
电阻式应变片放大电路A/D 转换电路放大电路图1 设计框架图2 电子秤的工作设计原理当被测物体放置到称重平台上时，电阻式应变片将随称重悬臂一起发生形变，传感器的力效应则转化成电效应，也就是物体的重量将转换为与被测物体重量成一定线性函数关系的模拟电信号，只是这个时候该信号还属微弱级别，因而需将其进行放大、滤波后，再经由A/D 转换电路，转换为数字信号，最后送入单片机进行数据处理。
具体地，单片机将对键盘和各种功能开关提供实时扫描，并根据键盘输入内容和各种功能开关的状态做出判断、分析，同时由软件程序来控制各种运算，最后将运算结果显示在液晶屏上。
3 软件仿真本设计软件仿真主要使用Proteus来实现。
仿真图如图2所示，由图中可以看出该系统主要由单臂直流电桥电路、单片机、A/D转换系统、显示系统和报警系统组成。
图2 仿真图如图3所示，在仿真中采用四个定值电阻和一个滑动变阻器来仿真单臂直流电桥电路，其两端输入的+5V和-5V。
基于电阻应变片式传感器的电子秤设计
基于电阻应变片式传感器的电子秤设计作者：王来志王小平来源：《物联网技术》2014年第02期摘要：给出了采用AT89S52单片机作为微控制器，结合电阻应变片式传感器、A/D转换器、键盘/开关、LCD显示器、报警电路等部分设计的一种智能自动称量电子秤的实现方法。
本电子称具有体积小、成本低、精确度和可靠性高等特点。
关键词：传感器；单片机；AT89S52；电子秤中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）02-0058-030 引言称重装置目前已经普遍应用到国民经济的各个领域，并且对称重仪表的要求也越来越高，例如仪表要求具有更高的抗干扰能力和更高的精度[1]，早期电子秤一般是通过模拟电路来实现的，随着电子技术的发展和数字芯片价格的逐渐降低，模拟控制已经慢慢被数字控制替代，而电子秤设计的模式也大多转变为以处理器为核心的模式，其精度与可靠性也都有明显的提高[2]。
本文以电阻式应变片传感器为信号采集单元、AT98S52单片机为控制，设计一款重量轻、计量准确、读数直观、价格低廉的便携式智能电子秤系统。
1 智能电子秤的基本组成单元电子秤是利用物体的重力作用来确定物体质量的测量仪器，也可用来确定与质量相关的其它量大小、参数或特征。
其基本组成单元主要有以下三个：（1）称重、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，一般包括承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结构等。
（2）称重传感器：即非电量转换成电量的转换元件，对其要求是：输出电量与输入重量保持单值对应，有良好的线性度，有较高的灵敏度，对被称物体的状态影响小，能在较差工作条件下工作，稳定性好。
（3）测量显示和数据输出的载荷测量装置：测量显示和数据输出的载荷测量装置主要包括处理称重传感器信号的电子线路（包括放大器、模数转换、补偿元件、调节器等）和指示部件。
2 智能电子秤设计方案2.1 系统总体设计本系统主要由控制、测量、报警、数据显示、键盘和电源等6个部分组成，其设计框图如图1所示。
传感器电子秤设计
传感器电子秤设计《传感器技术》课程设计课题：设计一种电子秤班级学生姓名学号指导教师XX学院XX年X月X日数字电子秤设计1.系统方案设计1.1 概述本课程设计的电子秤以单片机为主要部件，利用全桥测量原理，通过对电路输出电压和标准重量的线性关系，建立具体的数学模型，将电压量纲（V）改为重量纲（g）即成为一台原始电子秤（量程0~1.999kg）。
其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。
电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，本设计采用全桥测量电路，使系统产生的误差更小，输出的数据更精确。
而三运放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D转换器对输入信号电平的要求。
双积分型A/D转换器ICL7107的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模数转换，然后把数字信号输送到显示电路中去，最后由显示电路显示出测量结果。
1.2 系统方案框图电路方框图如下：图1.电路方框图2.工作原理2.1 检测原理本设计由以下四部分组成：电阻应变传感器、信号放大系统、模数转换系统、显示器。
其原理图如下所示。
测量过程是把被测物体的重量通过传感器将重量信号转化为电压信号输出，放大系统把来自传感且微弱信号放大，放大后的电压信号经过模数转换把模拟量转换成数字量，数字量通过数字显示器显示重量。
传感器的测量电路我们选用全桥测量电路，应变电阻作为桥臂电阻接在电桥电路中。
无压力时，电桥平衡，输出电压为零；有压力时，电桥的桥臂电阻值发生变化，电桥失去平衡，有相应电压输出。
三运放大电路是把传感器的微弱信号放大，以满足模数转换的要求，为保证测量的准确，放大器应该尽量做到高阻输入低阻输出，因此一般选用运算系统组成放大电路。
2.2 传感器的选择2.2.1 电阻应变式传感器的组成以及原理电阻应变式传感器是将被测量的力，通过它产生的金属弹性变形转换成电阻变化的元件。
由电阻应变片和测量线路两部分组成。
常用的电阻应变片有两种：电阻丝应变片和半导体应变片，本设计中采用的是电阻丝应变片，为获得高电阻值，电阻丝排成网状，并贴在绝缘的基片上，电阻丝两端引出导线，线栅上面粘有覆盖层，起保护作用。
【电子秤设计实验】电子秤实验报告
【电子秤设计实验】电子秤实验报告【--个人简历制作】便携式电子秤的设计实现班级:学号:姓名:摘要手提电子秤具有称重精确度高，简单实用，携带方便成成本低，制作简单，测量准确，分辨率高，不易损坏和价格便宜等优点。
是家庭购物使用的首选。
本次实验目的在于:通过对便携式电子秤的设计与制作,了解电阻应变片的工作原理,掌握其使用方法;掌握数码显示电路的设计使用方法;掌握模数转换器、仪用放大器的使用方法；掌握电子电路系统设计的基本方法，培养提高综合利用多学科相关知识进行初步工程设计与实际装调系统电路的能力。
本次便携式电子秤设计采用箔式电阻应变片E350~ZAA作为传感器，将力信号转换为电压信号，差动电路采用INA114来放大微小电压信号，转换电路采用双积分A/D转换器ICL进行A/D转换，显示电路采用LED数码管。
最终实现了将被称重物体的质量显示在数码管上的功能，称重范围为2kg 以内，单位为g。
经过最终测量，所设计制作完成的电子秤称重最大绝对误差为5g，关键词：便携式；电子秤；应变片； 7107一、设计选题及设计任务要求设计选题：便携式电子秤的设计实现任务与要求：设计一个LED数码显示的便携式电子秤，要求如下1．采用电阻应变式传感器2．称重范围为0 ~ 2kg3．测量精度：不低于20克二、方案设计与论证设计方案：方案一：基于单片机的便携式电子秤1）原理框图图1-1 基于单片机的便携式电子秤原理框图2）系统设计思路、工作原理及单片机程序流图称重传感器根据压力的变化提供相应的线性变化的电信号，该电信号经过高精度差动放大器放大。
输入给双积分型模数转换器。
转化为数字信号，数字信号可直接由单片机以串行方式读入。
单片机选用STC89C52型单片机，P0口定义为输出口，其中P0.0~P0.6输出要显示数据的段码。
P1口中的P1.0~P1.3也定义为输出，显示输出数据的位码。
显示器用动态扫描。
3）该设计方案优缺点a.优点：该系统采用了单片机作为显示模块的驱动电路，具有较好的系统扩展性，在显示压力的同时，还可以通过单片机的其他管脚输出信号以达到的功能的扩展。
项目二 任务一 电阻应变片式传感器在简易电子秤中的应用
F AE
AE R K0 R
-3-
（2-9）
由此可知，试件受力 F 正比于电阻值的相对变化量变化Δ R/R。在应变 片的灵敏度 K0 和试件的横截面积 A 以及弹性模量 E 均已知的情况下，只要 测得Δ R/R 的数值，既可以得到试件所受的应力 F 的数值。
3.电阻应变片的种类结构 电阻应变片种类繁多，形式多样，但常用的应变片可分为两类:金属电 阻应变片和半导体电阻应变片。金属电阻应变片根据敏感栅分为丝式、箔 式和薄膜式三种，如图 2-4 所示。 金属丝式应变片使用最早，有纸基和胶基之分。金属丝式应变片由于 蠕变较大,逐渐被横向效应小、 其他方面性能更优越的箔式应变片所代替。 箔式应变片的线栅是通过光刻、腐蚀等工艺制成很薄的金属薄栅（厚 度一般在 0.003～0.01mm） 。材料多为电阻率较高，热稳定性好的铜镍合金 （康铜） 。金属箔式应变片的线栅的尺寸正确、 线条均匀，可根据需要制 成任意形状的箔式应变片和微型小基长（如基长为 0.1 mm）的应变片，敏 感栅截面积为矩形, 表面积大, 散热好, 便于批量生产, 生产效率高。 薄膜式应变计是采用真空溅射或真空沉积技术, 在薄的绝缘基片上蒸 镀金属电阻薄膜 （厚度在零点几纳米到几百纳米） , 再加上保护层制成。 其 优点是灵敏度高 , 允许通过的电流密度大 , 工作温度范围广 , 可工作于 -197～317°C, 也可用于核辐射等特殊情况下。 半导体电阻应变片则是用锗或硅等半导体材料作为敏感栅，灵敏度较 大，机械滞后小、频率响应快，电阻值变化范围较宽，容易小型化；但是 热稳定性差，测量误差较大。
四．任务评价
自评、互评、教师讲评。
五、 任务拓展（本次任务完成的同学可先行考虑）
1.本训练所需设备 应变式传感器实验模块 （电阻应变片式传感器已安装在实验模块上） ， 砝码、THSRZ-2 传感器实验台。 2.训练步骤 （1） 重复上一个训练的前 3 步，分别完成差动放大电路调零、直流电桥 接线和直流电桥调零。 （2）将 10 只砝码置于传感器的托盘上，调节电位器 Rw3（原为满量程时 的增益） ，使数显电压表显示为 0.200V（2V 档测量） 。 检查 评价 巩固 提高
基于电阻应变片式传感器的电子秤设计
基于电阻应变片式传感器的电子秤设计在电子秤系统设计中,主要需要设计电子秤的软硬件电路,并且需要做好软硬件调试工作,最后进行称重测试｡硬件部分主要核心为51单片机,在试验当中使用stc89S152作为控制单片机对数据处理进行控制,数据采集过程中通过放大电路进行放大,使用24位ad芯片hx711进行模数转换,转化工作结束之后,再在单片机当中进行处理,通过LCD12864对其数据进行显示｡最后达到的要求是如果称重范围是在5到500克,如果重量小于5克的时候,控制器称重误差不大于0.5克,如果称重重量在0-50十克以上的过程中控制其误差小于1克,这种电子秤具有可以数字显示､金额自动累加､自动计价､去皮､快速方便等诸多优点｡称重设备在国民经济发展过程中应用非常广泛,对称重设备的要求也逐步提高,比如说要求称重设备具有很高的精度和抗干扰能力,以前的电子秤一般情况下都是有模拟电路来进行实现的,伴随当前数字芯片发展的速度进一步加快,逐步开始取代模拟控制,电子设计过程中,逐步使用单片机为核心处理器｡这样可以让电子秤的可靠性和精度大大提高｡本文主要以电阻应变片为主要信号采集装置,以stc89s52为单片机对其进行控制,设计一款便携式智能电子设备｡1电阻应变片式电子秤的基本组成单元电子秤主要通过物体重力来对物体的质量进行确认,也可以对与质量相关的其他特征参数量的大小进行确认,基本组成单元有以下几个｡第一是承重传力复位系统,这套系统主要用于物体和转换元件之间进行机械传力,主要功能有承受物体的载荷､限位､减震､具有全桥结构等｡其次是称重传感器也就是将非电为量转化为电为量的传感器｡这种传感器需要确定输出量和输入量保持一致,线性效果较好,灵敏度较高,在称重过程中｡不会受到物体状态的影响,在较差的条件下,也能具有很好的稳定性｡第三是测量显示和数据输出载荷测量装置,这种装置主要包含了电子线路,比如说调节器､补偿元件､转换模模块､放大器以及一些指示部件｡1.1系统总体设计分析本系统当中主要有数据显示､放大转换､测量控制､键盘､电池等多部分组成,以下为设计总框图｡1.2电阻应变片式电子秤的基本工作设计原理如果物体被放到称重平台上,电阻应变片传感器就会出现一定的形变而传感器会将这些力效应转化为电效应,也就是随着重力的变化依照被测物体的重力变化形成一个模拟电信号,这个信号相当微弱,经过滤波放大之后,再通过ad转换,可以将其转化为数字信号,最后通过mcu对其进行处理,简单说来就是mcu实时扫描各功能开关和键盘,依照键盘输入情况以及功能开关的状态进行分析和判断,读取重量数据,利用软件程序对算法进行控制,最后在液晶屏上显示结果｡本次研究的电阻式应变片,传感器特点鲜明,优势明显,频率响应好,结构小巧,精度较高,应用和测量范围广,使用方便,可以适应很复杂的环境,在强磁场､高温高压等条件下均可使用,很适合进行自动化测量｡2.1A/D转换器分析ad转换模块在整个系统当中扮演着最重要的角色,hx711芯片是一种专门针对电子秤而研发的高精度24位ad转换模块,和其他芯片相比,各种芯片不单单能够让电子秤的整体成本大大降低,还能让整机的可靠性和性能大大提高｡芯片和后端的mcu的编程和接口都相对较简单,控制信号都通过管脚进行驱动,不需要对芯片进行扩展配置编程,可以任意选择a通道或b通道作为数据读取通道,在低噪音条件下,可以与放大器相连,通道a的可编程增益达到了64位或者128位,满额度差分输入信号幅度分别是±40,和±20毫伏,通道b具有一个固定的23位增益,可以检测系统参数,芯片内部还有稳压电源,可以直接给芯片的ad转换器供电,也可以对外输出,所以系统板上不需要额外进行模拟电源的设置,芯片内的时钟震荡器不需要任何外接器件连接自动复位功能,大大简化了开机初始化过程｡2.2键盘处理电路设计因为电子秤需要对单价进行设置,所以需要设置十个数字键,另外还需要设置计价､去皮､删除､确认等诸多功能,以及系统需要的复位功能,共计17个按键｡键盘拓展方案通过矩阵键盘来实现,矩阵键盘的结构是将检测线分为两组,行线一组,列线一组｡把按键设置在行列线的交叉点上,如果键盘数量超过8的时候,就可以通过矩阵键盘来实现,与本设计实际情况相结合,16个按键通过4×4矩阵键盘,另外一个复位键通过独立键盘来实现｡2.3报警电路分设计如果被测物体的重量已经超过设计阈值的时候,可以通过单片机中的io控制蜂鸣器发出警报声,并且可以通过三极管连通led,使其闪烁报警｡3、电阻应变片式电子秤软件设计在设计过程中,软件的设计思路是充分将单片机控制的优势发挥出来,让称重过程中的一系列要求得以实现,使系统的可靠性提高,软件部分主要分成六个子程序模块,主要是主控制程序､报警程序､显示程序､键盘扫描控制程序､数据转换程序,主程序主要包含了系统初始化以及如何对子程序进行调用,ad转换程序主要是应用在系统运行的过程中将获取的传感器信号从模拟量变成数字量,并且输入到单片机要求的程序计算流程当中,数据转换程序主要是做数据转换的工作,键盘扫描主要对案件编码进行控制,依照编码获取键盘按下过程中的数值,并且将其存储到对应的存储单元当中,再依照相关功能进行处理,显示模块主要用于对数据进行显示,报警模块主要功能是实现当前数值和设定值的比较,如果超过设定值就需要报警,蜂鸣器发出报警声,报警灯闪烁｡基于电阻应变片进行电子秤设计具有使用简单､准确度高､灵活性好等特点,能够将传感器设备数字显示技术以及单片机控制技术集于一体｡具有很好的推广价值和应用价值,值得进行研究和分析｡。
电阻应变式传感器的调试-简易电子秤
项目实施
• 一,简易电子秤工作原理 • 简易电子秤结构图如图二-一六所示,采用梁式结构。当力
F（例如苹果地重力）以垂直方向作用于电子秤地铝质悬 臂梁地末端时,梁地上表面产生拉应变,下表面产生压应变, 上下表面地应变大小相等符号相反。粘贴在上下表面地应 变片也随之拉伸与缩短,得到 • 正负相间地电阻值地变化,接入 • 桥路后,就能产生输出电压。
• 在传感器弹体地应变敏感部位表面上首先沉积形成很薄地 绝缘层,然后在其上面沉积薄膜应变片地图形,然后再覆上 一层保护层。这种应变片地特点是电阻值比箔式应变片高, 形状与尺寸也比箔式应变地更小,更精确,没有箔式应变片 腐蚀所引入地疵病,制成地结构散热好
• 半导体应变片是用半导体材料作为敏感栅而制成地,其灵敏 度高
感元件材料。
（三）变换力地弹敏感元件
• 常用地变换力地弹敏感元件有实心轴,空心轴,等截面圆环, 变截面圆环,悬臂梁,扭转轴等
• 一．等截面轴 • 又称柱式弹敏感元件,在力地作用下,它地位移量很小,所以
往往用它地应变作为输出量,在它地 • 表面粘贴应变片,可以将应变一步 • 变换为电量。 • 等截面轴地特点是加工方便,加工精度 • 高,但灵敏度小,适用于载荷较大地场合。 • 空心轴在同样地截面积下,轴地直径 • 可加大,可提高轴地抗弯能力。
• （三）电桥地线路补偿
• 一,零点补偿。在无应变地状态下,要求电桥地四个桥臂电 阻值相同是不可能地,这样就使电桥不能满足初始衡条件 （即Uo≠0）。为了解决这一问题,可以在一对桥臂电阻乘 积较小地任一桥臂串联一个可调电阻行调节补偿
• 二,温度补偿。环境温度地变化也会引起电桥电阻地变化, 导致电桥地零点漂移,这种因温度变化产生地误差称为温度 误差。
知识准备
基于电阻应变片的称重传感器设计 -毕业设计
基于电阻应变片的称重传感器设计 -毕业设计毕业设计说明书基于电阻应变片的称重传感器设计班姓学专指导教师：2014年 6 月基于电阻应变片的称重传感器设计摘要随着技术的进步,由称重传感器制作的电子衡器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，特别是随着微处理机的出现，工业生产过程自动化程度化的不断提高，称重传感器已成为过程控制中的一种必需的装置。
目前，称重传感器几乎运用到了所有的称重领域。
本文设计了一个电阻应变式的称重传感器。
电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。
本设计的称重传感器就是利用应变片阻值的变化量来确定弹性元件的微小应变，从而利用力，受力面积及应变之间的关系来确定力的大小，进而求得产生作用力的物体的质量。
应变片阻值的变化可以通过后续的处理电路求得。
关键词：称重传感器，弹性体，电阻应变片1 绪论1．1 课题研究的背景现代信息技术的三大基础是信息的拾取、传输和处理技术，也就是传感技术、通信技术和计算机技术，它们分别构成了信息技术系统的“感官”、“神经”、“大脑”。
如果没有“感官”感受信息，或者“感官”迟钝，都难以形成高精度、高反应速度的控制系统。
可见传感器技术是一种和其他多种现代科学技术密切相关的尖端技术。
应变式力传感器用作静态、动态条件下测力或称重，在我国工业生产过程检测与控制、自动计量等领域已大量应用。
随着技术进步以及用现代电子信息技术改造传统产业的深入，其需求量日趋增加。
传感器是测量装置和控制系统的首要环节。
如果没有传感器对原始参数进行精确可靠的测量，那么，无论是信号转换或信息处理，或者最佳数据的显示和控制，都将成为一句空话。
五种电子秤的原理如
五种电子秤的原理如
1. 弹簧式电子秤原理：弹簧式电子秤通过测量圆盘上物体的重力来确定其重量。
当物体放在秤盘上时，物体的重量将使弹簧变形，变形的程度与物体的重量成正比。
秤上的传感器将测量到的弹簧变形程度转换为电信号，然后通过电路处理和显示。
2. 电阻应变式电子秤原理：电阻应变式电子秤中，圆盘上的应变片会受到物体的重量作用而发生形变。
应变片上的电阻会由于形变而发生变化，进而改变电路中的电阻。
电路测量到的电阻变化与物体重量成正比，并通过处理和显示电路进行量化显示。
3. 电容式电子秤原理：电容式电子秤通过测量电容器的电容变化来确定物体的重量。
当物体放在秤盘上时，电容器的电介质会受到物体的压力作用而发生变化，进而改变电容器的电容。
通过测量电容的变化，电路可以计算出物体的重量，并通过显示器显示。
4. 压阻式电子秤原理：压阻式电子秤通过测量传感器中的电阻变化来确定物体的重量。
传感器的电阻会随着物体的重力作用而发生变化，变化的程度与物体的重量成正比。
电路测量到的电阻变化经过处理后即可得到物体的重量，并通过显示器显示。
5. 电磁式电子秤原理：电磁式电子秤通过测量电磁力的大小来确定物体的重量。
秤盘上的物体会受到电磁力的作用，电磁力的大小与物体的重量成正比。
传感器测量到的电磁力大小经过处理后即可得到物体的重量，并通过显示器显示。
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数显面板
A/D转换器
电阻应变式传感器， 采用E350-2AA箔式电 阻应变片，其常态阻 值为350
放大电路
元件选择
IC1选用ICL7126集成块； IC2、IC3选用高精度低温漂精密运放OP07； IC4选用LM385-1.2V集成块。 传感器R1选用E350-2AA箔式电阻应变片，其常 态阻值为350。 各电阻元件选用精密金属膜电阻。 RP1选用精密多圈电位器，RP2、RP3经调试后 可分别用精密金属膜电阻代替。 电容C1选用云母电容或瓷介电容。
电阻应变式力传感器制作 的数显电子秤
该电子秤是根据应变式传感器的工作原理 制作的数字式电子秤，具有准确度高，易于 制作、成本低、体积小巧、实用等特点。 其分辨率为1g，在2kg的量程范围内经 仔细调校，测量精度可达准电 压，经R5、R6及RP2 分压后作为A/D转换 器的参考电压
制作与调试
该数显电子秤外形可参考右图形式。其中形 变元件可用普通钢锯条制作，其方法是：首 先将锯条打磨平整，再将锯条加热至微红， 趁热加工成“U”形，并在对应位置钻孔，以 便以后安装；然后再将其加热至橙红色 （700～800℃），迅速放入冷水中淬火， 以提高其硬度和强度；最后进行表面处理工 艺。有条件时，可采用右下图所示的准S型 传感器。秤钩可用清理胶粘接于钢件底部。 应变片则用专用应变胶粘接于钢件变形最大 的部位（内侧正中），这时其受力变化与其 阻值变化刚好相反。拎环用活动链条与秤体 连接，以便使用时秤体能自由下垂，同时拎 环还应与秤体在同一垂线上。
调试
在调试时，应准备1kg及2kg标准砝码各一个，调试过程如下： 零位调整。首先在秤体自然下垂无负载时调整RP1，使显示器 读数为零。 满量程调整。当秤承担满量程重量时（如2kg），调整RP2， 使显示器读数为满量程值。 中间位置调整：当秤钩下悬挂1kg的标准砝码时，调整RP3， 使显示器读数为1.000。 重复第2、3步，直到满足要求为止。 最后准确测量PR2、RP3电阻值，并用精密金属膜电阻代替。 RP1引出表外，以便于测量前调零之用。