基于电阻应变片的高精度电子秤设计
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。
基于电阻应变式传感器电子秤设计
实验7 压力传感器特性与电子秤的设计一、实验目的1了解金属箔式应变片的应变效应和性能;2掌握电子秤的设计、制作和调试技巧。
二、实验要求1测量应变式传感器的压力特性，计算其灵敏度;2根据应变式传感器的压力特性设计一个量程为199.9克的电子秤三、实验仪器YJ-CGQ-I典型传感特性综合实验仪、应变传感器实验模板、实验装置、数字万用表、砝码、3.5mm连接线、1.5mm连接线、压力传感器1.应变传感器实验模板如图2所示3.实验装置如图3所示图3四、实验提示1．压力传感器金属导体的电阻随其所受机械形变（伸长或缩短）的大小而发生变化，其原因是导体的电阻与材料的电阻率以及它的几何尺寸（长度和截面）有关。
由于导体在承受机械形变过程中，其电阻率、长度和截面积都要发生变化，从而导致其电阻发生变化，因此电阻应变片能将机械构件上应力的变化转换为电阻的变化。
电阻应变片一般由敏感栅、基底、粘合剂、引线、盖片等组成。
应变片的规格一般以使用面积和电阻值来表示，如“3×10mm2，350Ω”。
敏感栅由直径约0.01mm--0.05mm高电阻系数的细丝弯曲成栅状，它实际上是一个电阻元件，是电阻应变片感受构件应变的敏感部分。
敏感栅用粘合剂将其固定在基片上。
基底应保证将构件上的应变准确地传送到敏感栅上去，故基底必须做得很薄（一般为0.03mm--0.06mm），使它能与试件及敏感栅牢固地粘结在一起；另外，它还应有良好的绝缘性、抗潮性和耐热性。
基底材料有纸、胶膜和玻璃纤维布等。
引出线的作用是将敏感栅电阻元件与测量电路相连接，一般由0.1mm--0.2mm低阻镀锡铜丝制成，并与敏感栅两端输出端相焊接，盖片起保护作用。
在测试时，将应变片用粘合剂牢固地粘贴在被测试件的表面上，随着试件受力变形，应变片的敏感栅也获得同样的形变，从而使电阻随之发生变化。
通过测量电阻值的变化可反映出外力作用的大小。
压力传感器是将四片电阻分别粘贴在弹性平行梁的上下两表面适当的位置，梁的一端固定，另一端自由用于加载荷外力F如图4所示。
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。
基于电阻应变片式传感器的电子秤设计与实现
基于电阻应变片式传感器的电子秤设计与实现王俊芳;王海斌;倪晓昌;刘朝晖;杨斐;杨旭【摘要】电子秤系统设计主要包括硬件电路设计,软件编程调试,实物称重三部分.硬件电路部分是以单片机STC89C52RC为核心控制单元,实现控制数据的处理.数据采集部分选用压力传感器,采用24位AD转换芯片HX711对传感器采集到的模拟量进行AD转换.转换后的数据经过放大后送到单片机进行处理,由LCD12864液晶显示数据,软件部分采用keil编程实现.称重测量结果显示:称重范围5.00～ 500 g,重量小于50 g时,称重误差小于0.5 g;重量在50 g及以上,称重误差不大于1g.此电子秤具有快速方便、数字显示、自动计价去皮,金额自动累加等优点.【期刊名称】《智能计算机与应用》【年(卷),期】2016(006)006【总页数】4页(P121-123,126)【关键词】STC89C52RC;电阻应变片;AD转换;电子秤【作者】王俊芳;王海斌;倪晓昌;刘朝晖;杨斐;杨旭【作者单位】天津职业技术师范大学电子工程学院,天津300222;天津职业技术师范大学电子工程学院,天津300222;天津职业技术师范大学电子工程学院,天津300222;贵州师范大学物理与电子科学学院,贵州550025;天津职业技术师范大学电子工程学院,天津300222;天津职业技术师范大学电子工程学院,天津300222【正文语种】中文【中图分类】TP391衡器是通过将被测物体作用其上来确定该物体质重的计量器具。
在衡器的发展演变过程中，曾经先后出现了6种类型的衡器设计，分别是：架盘天平、不等臂平台秤、吊车秤、倾斜象限杆秤、弹簧秤和自动秤[1]。
时下，随着现代科技的重要飞跃与高速进步，衡器也开始转入了便利化、数字化、智能化的发展方向[2]。
基于此，本次研究即采用了电阻式应变片传感器作为信号采集单元、STC89C52RC单片机为控制核心，设计实现一款重量轻、计量准确、读数直观、价格低廉的便携式智能电子秤系统，适于样品称重、厨房配料，中药药铺称重等多种场合。
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。
基于电阻应变片的电子称的设计A - 副本
2013届本科生毕业设计题目：基于电阻应变片的电子称的设计作者姓名：陈光辉学号： 2009080845系 (院)：机械与电子工程学院专业：自动化指导教师姓名：胡波刘明指导教师职称：讲师讲师SuZhou UniversityYear 2013 Bachelor Graduation assignment(Design)Title: Design of control system for coal gas leakageAuthor: Chen Guang HuiStudent ID: 2009080845 Department:College of Mechanical and Electronic Engineering Major: AutomationInstructor: Hu Bo Liu MingProfessional Title: Lecturer LecturerApril 25th, 2013摘要电阻应变式传感器具有测量范围广、精度高、误差小和线性特性好等优点，且能在恶劣的环境下工作，在力、压力和重量测试中有非常广泛的应用，力传感器具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。
所以电阻应变式力传感器制作的数显电子称具有准确度高易于制作，简单实用、成本低廉、体积小巧、携带方便等特点。
本文从数显电子称的要求分析入手，将整个系统分成四个部分，分析和讨论了各个部分的电路原理、控制策略、实现方法。
详细讨论了系统的各种工况及信号的传递情况，并得到了系统各个部分在不同工况的工作状态。
数显电子称根据弹性体在外力作用下产生弹性形变，使粘贴在它表明面的电阻应变片也随之产生形变，它的阻值将发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻转换为信号，将信号通过数码显示器显示出来，从而完成了讲外力变换成为电信号的过程。
关键字：电子秤、电子应变片、A/D转换器，显示电路LED。
ABSTRACTThe resistance strain sensor has the advantages of wide measuring range, high precision, small error and good linear characteristic, and can work in harsh environments, has a very wide application in the power, pressure and weight test, force sensor has the advantages of simple structure, small volume, light weight, long life and other characteristics make for excellent. So the electric resistance strain type force sensor that has high accuracy and easy production, simple and practical, low cost, small volume, easy to carry.This article analysis from digital electronic requirements, the whole system will be divided into four parts, analysis and discussion of the various parts of the circuit principle, control strategy, implementation method. Operating conditions and signal transmission system are discussed in detail, and various parts of the system in different conditions of work. Digital electronic scale according to the elastic body to generate elastic deformation under the action of external force, the paste will produce deformation in resistance strain slice it shows face, its value will be changed, and the relevant measuring circuits to convert the resistance signal, the signal through the digital display, thus completing the said force transformation as a signal. Keywords: electronic scales；electronic strain gauges；A/D converter；LED display circuit.目录摘要 (2)ABSTRACT (2)目录 (1)前言 (1)绪论 (1)第一章测量电路 (2)1.1应变式传感器的工作原理 (2)1.2电阻应变片的特性 (3)1.2.1电阻应变片 (3)1.2.2横向效应 (4)1.2.3应变片的温度误差及补偿 (5)1.3电阻应变式传感器的测量电路 (7)1.3.1直流电桥 (7)1.3.2 交流电桥 (9)第二章差动放大电路 (11)3.1仪表仪器放大器的选择 (11)3.2 差动放大电路图 (11)3.3 A/D转换 (12)3.4 A/D转换器的选择 (12)3.5 电压表部分电路图应用 (13)第三章 LED显示电路 (15)参考文献 (18)宿州学院毕业设计（论文）前言前言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。
基于应变片的电子秤设计
基于应变片的电子秤设计摘要电子秤从原理上完全摒弃了机械城利用杠杆原理的称重方式，是一种结合了多种信息处理技术的现代新型称重仪器。
电子称称量准确、快捷方便，操作简单，而且可自动计价，显示界面简单明了，已经普遍应用到日常生活中，深受人们欢迎。
本篇论文主要从硬件和软件两部分的分别进行阐述和设计。
称重传感器采集被测物体所施加的压力并转换成电信号，HX711芯片内部的放大电路和A/D转换电路把信号送到核心控制部件STC89C52单片机进行处理，再送入1602型LCD显示，用户可通过4×4矩阵键盘直接对系统输入指令，以上组成系统的硬件设计部分。
软件设计部分则根据系统所要实现的功能用C51语言进行编程，C51语言的语言结构清晰，具有极强的表达能力，可满足系统设计需要。
本系统设计要求最大称重量程为3Kg,允许误差5g，并有自动计价、超重报警功能。
最终设计出的成品最大量程5Kg，测量精度可达3g，精度高且操作简单。
关键词称重传感器；单片机;HX711芯片;LCD;矩阵键盘Design of Electronic Scale Based on Resistance Strain Gauge SensorAbstractElectronic scales completely abandon the principle of mechanical city from the principle of weighing mode, is a combination of a variety of information processing technology of modern new type of weighing instruments. Electronic scales weighing accurate, fast, easy to operate, and can be automatically priced, simple interface and clear display, has been widely applied to daily life, welcomed by the people.This paper mainly from the hardware design and software design two most elaborate. Weighing sensor collection object to be measured pressure and converted into electrical signals, HX711 chip internal amplifier and A / D converter circuit sends signals to the control section STC89C52 core microcontroller for processing, and then into 1602LCD display, the user can be 4 ×4 matrix keyboard directly to the input command system, consisting of more than hardware design of the system. Software design according to the system functions to be achieved with the C51 programminglanguage, clear language structure C51 language, with strong communication skills, to meet the system design requirements. The design requirements for the maximum weighing range 3Kg, tolerance ±5g, and automatic valuation, overweight alarm function. The final design of the finished maximum range 5Kg, the measurement accuracy of up to 3g, high precision and simple operation.Key WordsThe weighing sensor；MCU；HX711 chip；LCD；Matrix keyboard第一章绪论1. 背景介绍称重作为多数货品交易中一种必要的度量手段，自古以来一直被人们所重视，称重技术的一个重要参数就是质量。
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。
基于电阻应变片的电子秤设计
2111 引言称重是一种从古至今一直受人们关注的技术,涉及到生活的方方面面。
称重的不准确,导致了生产不能标准化,制约了生产力的发展。
因此人们对于高精度称重装置的研究一直没有停止。
随着科技的不断发展,称重装置也从原来传统的模拟式转变成数字式,单参数,动态测量转化为多参数,动态测量。
精度和可靠性得到很大的提升,功能也越来越强大,而且体积也越来越小。
本文以电阻应变片的形变做为输入量,STC89C52RC为核心设计了一款体积小,精度高,稳定性强的智能电子秤系统。
2 设计方案该电子简易称通过电阻应变片传感器采集由质量引起的压力变化,并转化为电压信号的变化,并对单片机辅以按键控制,以及LCD1602显示屏显示结果。
3 硬件电路设计(1)传感器模块:本系统利用全桥电路将电阻应变片设计成惠斯特电路,能够有效的抑制温漂,减少误差,当应变片受力变形时,其电阻值也变化,电桥将输出相应的电信号。
(2)A/D转换模块:考虑到系统的稳定性及工序简单性,模数转换部分采用低功耗,高精度,24位A/D转换器HX711。
能够做到很高的精度,满足了电子秤的使用。
(3)单片机模块:STC89C52RC单片机,具有价格低廉,功能强大的优点,具有8K字节系统可编程Flash存储器,采用此芯片可以控制其他各个模块,是整个系统能够工作的核心所在。
(4)显示模块:本设计选用显示数字、字母较好,控制又比较方便的LCD1602液晶显示屏。
将所有信息输入都显示在屏幕上面,用户可以直接观察到称重的质量,单价等必备的信息,实现了人机交互。
(5)矩阵键盘模块:采用4*4薄膜矩阵键盘来控制电子秤的计价(十个数字键)、累加、去皮功能。
矩阵键盘是机械弹性的,断开和闭合并不能瞬间稳定的接通,因此需要通过软件进行消抖,原理就是要给予断开和闭合一定的延时时间,可以在检测到按下的时刻,延时10ms,消除抖动后再检测键盘的电平,如果检测到相同的电平那么说明确实按下了按键。
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。
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。
基于电阻应变式传感器电子秤毕业设计
学院毕业设计简易电子秤的设计专业电气自动化技术学生姓名班级学号指导教师完成日期 2０10.12.3０明达职业技术学院毕业设计(论文）任务书机电工程系电气自动化专业班级姓名学号目录摘要.．.．..．..........．.....．...．........．......．.．..．........．．．1第一章绪论．......．........．...．...．．.．......．.........．．．...．........．．１1.1控制对象的介绍..．..．．.．.......．.....．..．...．..．...．...．． (1)１.２ＰLＣ的简介....．....．.．.．..．..．...．．．．..．．.....．．..．..．．...．． (2)第二章总体设计．..．...．...．.．．．..．..．.．..．．..．........．．..．..．.....．..．４2．1 控制要求....．.．..．．...．........．．．.....．..．.．．．．..．....．..．.....．４2.2 顺序功能图．........．..........．..........．......．．....．.......．..4第三章大小球分离机的PＬＣ控制的硬件组成...........．．．.....．.....．.６3．1 大小球分离机的原理图....．..．．........．..．．．．..．.．..．.. (6)3.2 大小球分离机的外部接线图.........．．......．....．....．....．...．.６3.3 输入/输出元件的地址分配.....．.．..．.．...．..．.．．．．.．.....．....．．７第四章大小球分离机的ＰLＣ控制的软件组成．.．．．.................． (8)4.1梯形图的设计．..．.....．．......．......．...........．．.....．．....．..．8４．2 程序分析.．..．.........．.．．.....．....．...．.．．.．．..．.．.．..．. (9)小结．．.......．.．.....．..．..．.....．．...．......．..........．..．...．.．．......１2参考文献..．....... ...．..．.........．.．....．..．......．...．...．....．..．1２致谢......．．．.....．.．．....．.............．.．．.．.．..．..．．．......．.．..13大小球分离机的自动控制系统的设计作者:[摘要] 随着经济不断发展,人们的生活水平不断提高，将ＰLＣ应用到分离机的电气控制系统,可实现分离机的自动化控制，降低系统的运行费用。
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｡。
基于应变片的电子秤实验系统设计
基于应变片的电子秤实验系统设计【摘要】本文介绍了一款基于应变片的数字显示电子秤实验系统的设计和制作，系统由传感器检测电路、检测信号放大电路、检测信号转换电路和显示电路组成。
该设计是为了配合传感器相关教学来进行的，注重系统的模块化和输入输出的相对独立性。
文中重点介绍了应变片传感器的制作过程和要点，以及针对应变片传感器的电路调试的步骤和要领。
【关键词】应变片;称重传感器;信号整理;A/D转换Abstract：A strain-gauge-based electronic scale experimental system is introduced which is composed of sensor detecting circuit，signal amplifying and conditioning，signal converting and MCU with a LCD displaying modules.The aim of this design is to practice the project-oriented teaching section of strain-gauge sensor.The system is set into several modules with I/Os to enhance the practicing and understanding. The steps and key points to work out a weighting sensor with strain-gauges and load cell are emphasized.Keywords：Strain Gauge;Weighting Sensor;Signal Conditioning;A/D Converting为了配合面向电子信息工程技术专业学生的《传感器技术与测控》课程关于应变片传感器的项目式教学，设计了这个利用基于应变计的称重传感器构成的数字显示电子秤原型系统。
简易电子秤的设计
简易电子秤的设计一、简易智能电子秤系统结构与原理称重传感器：当被称物体放置在秤盘上时，压力传感器产生力电效应，将物体的压力转换成与被称物体压力成一定函数关系的电信号。
信号处理电路：该电信号先通过前端信号处理电路进行初步处理，以增强信号的稳定性和准确性。
AD转换器：经过信号处理的模拟电信号需要通过AD转换器（如H711芯片）将其转换成数字信号，以便于微控制器进行处理。
H711是一款专为高精度电子秤设计的24位AD转换器芯片，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。
微控制器（MCU）：数字信号送入微控制器后，MCU通过扫描键盘和各种功能开关，根据输入内容和开关状态进行判断、分析和控制，完成各种运算和显示功能。
显示模块：微控制器将计算结果输出到显示模块，如数码管或液晶显示屏，以显示被称物体的重量、价格等信息。
通过以上结构与原理，简易智能电子秤能够实现物体的准确称重，并通过微控制器的处理和控制，提供更多的智能化功能。
二、硬件设计在简易电子秤的设计中，硬件部分是实现秤重功能的基础。
本节将详细介绍电子秤的硬件设计，包括传感器选择、信号处理电路、显示模块和电源管理。
传感器是电子秤的核心部件，负责将物体的重量转换为电信号。
在本设计中，我们选用应变式称重传感器。
这种传感器基于金属电阻应变片的原理，当物体施加压力时，应变片会产生电阻变化，通过惠斯通电桥转换为电压信号输出。
这种传感器具有灵敏度高、稳定性好、抗干扰能力强等特点。
传感器输出的电压信号非常微弱，需要通过信号处理电路进行放大、滤波和线性化处理。
信号处理电路主要包括放大器、滤波器和AD转换器。
放大器：使用运算放大器对传感器信号进行放大，以满足后续电路的处理需求。
显示模块用于直观地显示秤重结果。
本设计采用LCD显示屏，可以清晰地显示数字和字符。
微处理器将处理后的重量数据发送给LCD 显示屏进行显示。
电源管理是确保电子秤稳定运行的关键。
本设计采用内置电池供电，通过电源管理模块进行电压稳定和电池电量监测。
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。
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广泛使用的仪器，用于测量物体的重量。
目前市面上的电子秤多采用压力传感器、应变片等原理来实现重量的测量。
其中，基于电阻应变片的电子秤是应用最为广泛的一种。
一、原理简介基于电阻应变片的电子秤测量物体重量的原理是通过变形引起电阻率的变化来实现的。
电阻应变片受到力的作用后，形变产生应变，进而导致阻值的改变。
通过测量电阻值的变化，就可以得到物体所受的力和重量。
二、电阻应变片的选型及使用在实际应用中，选择合适的电阻应变片十分关键。
一般情况下，选择的电阻应变片应符合以下几点条件：1、灵敏度高：电阻应变片的灵敏度越高，测量的结果就越准确。
2、稳定性好：电阻应变片的稳定性应该好，以便于长时间的可靠使用。
3、精度高：电阻应变片的精度直接决定了测量结果的准确度，因此需要精度高的电阻应变片。
在使用电阻应变片的时候，需要注意以下几点：1、使用前应校准：对于每个新加工的电阻应变片，都需要进行校准。
校准的目的是确保测量的准确性。
2、避免外力作用：电阻应变片采用贴片式安装，应避免外力的作用，否则会导致变形，影响测量的准确性。
3、使用恰当：电阻应变片的性能优异，但也相对脆弱，因此在使用时应当避免受到挤压和震动等外力。
三、基于电阻应变片的电子秤的设计方案基于电阻应变片的电子秤的设计方案较为简单，主要包括以下几个方面：1、电子秤的结构设计：电子秤的结构设计应该考虑承重能力、稳定性、制造难度等多方面因素。
根据具体的使用需求，可以设计出不同的结构方案。
2、电源和信号调理电路的设计：电子秤需要通过电源和信号调理电路进行供电和信号处理。
这部分的设计应考虑稳定性和噪声等因素。
3、显示和数据处理电路的设计：电子秤的显示和数据处理电路应该以简单实用为原则。
可以选择LED数码管或液晶显示屏进行显示，选择单片机或微处理器进行数据处理。
四、总结基于电阻应变片的电子秤作为一种成熟的测量仪器，具有精度高、稳定性好、小巧便携等优点，并且在工业、农业、商业等领域得到了广泛应用。
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基于电阻应变片的高精度电子秤设计
摘要为了解决现在电子秤精度不高的问题，本文采用STM32嵌入式控制芯片作为核心芯片，结合电阻应变式压力传感器和A/D转换芯片HX711，实现了一种高精度多功能数字电子秤，用LCD显示称重重量、单价、总价等信息，用语音播报模块实时播报单价和金额。
该电子秤具有称重、键盘输入、自动计价、信息显示、语音播报的功能，具有体积小、成本低、精确度高、可靠性高等特点。
关键词电阻式传感器
前言
物料计量是工业生产与贸易流通中的一个重要环节。
称重装置是其中不可或缺的计量工具之一。
集现代传感器技术、电子技术和计算机技术于一体的电子秤，具有称量快速、显示直观、不易磨损等优点，因而正逐渐取代传统的机械杠杆测量秤成为主流产品。
本作品采用STM32嵌入式控制芯片作为核心芯片，结合电阻应变式压力传感器和A/D转换芯片HX711，实现了一种高精度多功能数字电子秤，用LCD显示称重重量、单价、总价等信息，用语音播报模块实时播报单价和金额。
该电子秤具有称重、键盘输入、自动计价、信息显示、语音播报的功能，具有体积小、成本低、精确度高、可靠性高等特点。
1 系统设计方案
本系统由4个部分组成：控制部分、数据采集部分、数据转换部分、人机交互界面、语音模块[1]，系统总体方案设计如图1所示。
1.1 硬件结构设计
本设计主要由3部分组成：控制器、数据采集、人机交互界面，具体测量过程如下：利用应变片传感器检测被测物体的重量，将压力信号转换成与被称物体重量成一定函数关系（线性关系）的电压信号输出。
放大电路把来自传感器微弱信号放大，放大、滤波后的电压信号经过A/D 转换电路把模拟信号转换成数字信号，再送入单片机处理。
数字信号经过单片机数据处理转换为实际重量信号，送液晶显示电路显示并由语音播放。
整个系统结构简单，使用方便，功能齐全，精度高，具有一定的开发价值。
图1 系统总体方案设计框图
1.2 软件设计
本设计使用STM32嵌入式芯片对电子秤进行控制，当开始称重时，按下复位键对所秤物品进行去皮，去皮后对物品再次称重，此时为物品本身重量，然后对物品进行计价，电子秤还具有累加功能，得出物品总价，如果不再称重，电子
秤会直接给出总价;如果不去皮的重量为物品加包装的重量，此时计算出来的价格比物品本身重量的价格贵。
若不进行任何操作，电子秤将不进行计价加价操作，此时的液晶显示屏上为零。
2 测试结果
测试类型包括：功能测试、性能指标测试、数据精度测试、TFT液晶界面测试、HX711数据转换测试、传感器数据采集测试。
经过以上测试电子秤可以数字显示被称物体的重量，单位克（g）;在电子秤称重范围 5.00～500g;重量小于50g，称重误差小于0.5g;重量在50g及以上，称重误差小于1g的要求也已经达到;而且电子秤还可以设置单价（元/克），可计算物品金额并实现金额累加;本电子秤具有去皮功能，去皮范围不超过100g的功能[2]。
表1 测试数据
砝码重量实际值测量值误差值误差率
5g 5.0g 5.0g 0.0g 0.0%
60g 60.0g 60.0g 0.0g 0.0%
100g 100.0g 100.0g 0.0g 0.0%
240g 240.0g 239.7g 0.3g 0.3%
500g 500.0g 499.3g 0.7g 0.7%
3 结论
本系统通过电阻应变片采集到被测物体的重量并将其转换成电压信号，经过信号处理电路进行线性放大，放大后的模拟电压信号经A/D转换电路转换成数字量送到主控电路STM32位嵌入式芯片中，在经过液晶显示屏显示出被测物体数据。
通过测试结果表明，本设计电子秤精度较高，功能齐全。
参考文献
[1] 李大朋，曹国华，陈佶言.基于STM32 单片机驱动面阵CCD 实时图像显示的研究[J].长春理工大学学报（自然科学版），2014，（01）：37-40.
[2] 袁月峰，刘钢海，陈典红.基于STM32 单片机的气动比例方向阀控制器[J].仪表技术与传感器，2013，（04）：22-24.。