基于电子应变式传感器电子称的制作
基于单片机的实用电子秤设计
基于单片机的实用电子秤设计一、硬件设计1、传感器选择电子秤的核心部件之一是称重传感器。
常见的称重传感器有电阻应变式、电容式等。
在本设计中，我们选用电阻应变式传感器，其原理是当物体的重量作用在传感器上时，传感器内部的电阻应变片会发生形变，从而导致电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化，就可以计算出物体的重量。
2、信号放大与调理传感器输出的信号通常比较微弱，需要经过放大和调理才能被单片机处理。
我们使用高精度的仪表放大器对传感器输出的信号进行放大，并通过滤波电路去除噪声干扰，以提高测量的准确性。
3、单片机选型单片机是整个电子秤系统的控制核心。
考虑到性能、成本和开发难度等因素，我们选用 STM32 系列单片机。
STM32 系列单片机具有丰富的外设资源、较高的运算速度和良好的稳定性，能够满足电子秤的设计需求。
4、显示模块为了直观地显示测量结果，我们选用液晶显示屏（LCD）作为显示模块。
LCD 显示屏具有功耗低、显示清晰、视角广等优点。
通过单片机的控制，可以在 LCD 显示屏上实时显示物体的重量、单位等信息。
5、按键模块为了实现电子秤的功能设置，如单位切换、去皮、清零等，我们设计了按键模块。
按键模块通过与单片机的连接，将用户的操作指令传递给单片机进行处理。
6、电源模块电源模块为整个电子秤系统提供稳定的电源。
我们使用线性稳压器将输入的电源电压转换为适合各个模块工作的电压，以确保系统的正常运行。
二、软件算法1、重量计算算法根据传感器的特性和放大调理电路的参数，我们可以建立重量与传感器输出信号之间的数学模型。
通过对传感器输出信号的采集和处理，利用数学模型计算出物体的实际重量。
2、滤波算法为了消除测量过程中的噪声干扰，提高测量的稳定性和准确性，我们采用数字滤波算法对采集到的信号进行处理。
常见的数字滤波算法有中值滤波、均值滤波等。
在本设计中，我们选用中值滤波算法，其原理是对连续采集的若干个数据进行排序，取中间值作为滤波后的结果。
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。
应变式传感器电子称设计
山东轻工业学院课程设计任务书学院电子信息与控制工程学院专业测控技术与仪器专业姓名臧少刚班级测控08-1 学号200802051020题目基于应变式传感器的电子称设计一、主要内容基于应变式传感器的电子称具有测量范围广、精度高、误差小和线性特性好等优点，且能在恶劣环境下工作，在力和重力测试中有非常广泛的应用，因此，完全可以用来测量实验室小件物体的重量。
该电子称量程为0-1kg，原理基于应变式传感器，在外力作用下发生弹性形变，通过数显将力的大小显示出来。
二、任务要求1.电子称量程为0-1kg，原理和结构基于应变式传感器；2.自行设计应变式传感器的桥式电路和电子称显示模块；3.对设计好的电子称进行各种精度（非线性误差、灵敏度等）的测试；4.用protel绘制电路原理图，进行相关计算和精度分析；5.用protel绘制PCB布线图，并附加相关图表，6.给出完整的设计报告，写出课程设计心得体会；7.连接实物，将理论转化为实践（有剩余时间再做）。
三、参考资料1. 程德福，王君.传感器原理及应用.北京：机械工业出版社，20082. 邱关源.电路.北京：高等教育出版，20083. 童诗白.模拟电子技术基础.北京：高等教育出版社，20084. 阎石.数字电子技术基础.北京：高等教育出版社，20095. 英联科技.YL系列传感器与测控技术综合试验台实验指南，2010完成期限：自2010 年12 月26 日至2010 年12 月30 日指导教师：孙凯/孙涛教研室主任：孙涛目录1.概述 (3)2.设计内容及总体方案 (4)3.单元模块的具体设计之测量电路模块 (4)3.1测量电路模块 (4)3.1.1电阻应变式传感器的原理及应用 (4)3.1.2 电阻应变式传感器的测量电路 (5)4. 差动放大模块 (6)4.1差动放大电路 (6)4.2所用芯片LM324 (7)5. A/D转换模块 (7)5.1 ICL7107简介 (8)5.2 A/D转换原理图 (9)5.3 ICL7107芯片的正常与否测试 (9)6. 数码显示模块 (11)6.1 直插式七段显示译码管简介 (11)7.参考资料 (12)8.课程设计心得体会 (12)附图1 完整电路原理图 (14)附图2 PCB布线图顶层 (15)附图3 PCB布线图底层 (16)基于应变式传感器的电子称设计1.概述社会不断发展，技术不断提高，家电设备日新月异，但初高中实验室的设备却依然是那样陈旧，最明显的当是称重设备，依然是天平，天平构造和制作简单，但读数容易出现误差，且容易损坏和老化，调节平衡时过于麻烦，浪费时间，而数显电子称则很好地避免了这些不足，放上物体即可读数，准确而快速，方便实用，易于携带，不受场所制约。
基于电子应变式传感器电子称的制作
基于电子应变式传感器电子称的制作电子称是一个广泛被应用于各种领域的重要设备，它能够准确测量物体的质量，并且在工厂、实验室和物流等场合得到了广泛的应用。
电子称的制作可以采用不同的技术，而其中基于电子应变式传感器电子称就是一种非常流行的方法。
本文将介绍这种电子称的制作过程以及其应用。
首先，必须要先了解一下电子应变式传感器。
它是一种测量应力（strain）的设备，应力是物体在外力作用下的形变程度。
电子应变式传感器利用应变片（strain gauge）来测量应力，应变片是一种薄膜电阻器，它随着应力的变化而变化。
当有物体施加在应变片上时，应变片的电阻值也会随之变化，这样就可以通过检测电阻值的变化来计算物体的应力。
电子应变式传感器的优点是精度高、测量范围广、可靠性高等，因此在各种场合得到了广泛应用。
要制作基于电子应变式传感器的电子称，需要以下材料和设备：1. 应变片（strain gauge）：用于检测物体施加的应力。
2. 操作放大器（operational amplifier）：用于放大应变片的信号。
3. A/D转换器（analog-to-digital converter）：用于将模拟信号转换为数字信号。
4. 微控制器（microcontroller）：用于输入和处理数字信号。
5. 电子秤外壳、负载皿和其他机械部件。
6. 电源。
制作基于电子应变式传感器的电子称的具体步骤如下：1. 制备应变片：应变片是用于检测物体施加的应力的部件，它需要按照需求的规格进行制备。
一般来说，应变片是由一块金属片和薄膜电阻器组成的。
应变片制备好后需要将其固定在电子秤的负载皿上。
2. 连接电子元器件：将应变片连接到操作放大器，再将操作放大器连接到A/D转换器和微控制器。
通过这些电子元器件的连接，可以将应变片检测到的应力转化为数字信号，然后进行处理。
3. 校准：在使用电子称前，必须对其进行校准。
校准的目的是调整电子元件的参数，使得电子称能够准确地测量相应的质量值。
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。
电阻应变式力传感器制作的数显电子称
电阻应变式力传感器制作的数显电子称电阻应变式力传感器是一种测量力的非常重要的工具，它利用电阻应变的原理，将受力变形转换为电阻变化，通过对电阻变化的测量来计算受力的大小。
而数显电子称则是一种能够直接显示物品重量的电子称，它的使用非常方便。
下面将从制作电阻应变式力传感器入手，介绍如何制作一款能够测量物品重量的数显电子称。
第一步：电阻应变片的制作首先要制作的是电阻应变片，这是电阻应变式力传感器的核心部件之一。
它是一张薄膜，通常由金属材料制成。
制作过程中需要用到很多专业的工具和材料，首先要选购一块合适的电阻应变片材料。
电阻应变片材料的选择主要有两种，一种是常见的铜镍合金材料，另一种是具有更高灵敏度的铝材料。
这里我们使用铜镍合金材料，因为价格较为实惠，同时也适用于制作数显电子称。
在制作过程中，需要将电阻应变片的表面进行化学处理，以获得更好的粘附性。
一般使用三氯化铁等化学药品进行处理，并在处理后进行清洗和干燥，以便后续的工作。
接下来，需要在电阻应变片的两侧各镀上一层铬金属，这样可以提高电极的稳定性和导电性。
镀铬的方法有很多，可以采用物理沉积或化学沉积等方法。
在完成铬层的镀覆后，还需要在铬层上镀一层非常薄的金属作为实际的电极材料。
铬层和金属层之间的接触也非常重要，需要采用高压处理的方法，以获得极好的接触效果。
第二步：力传感器模型设计完成了电阻应变片的制作后，可以进入力传感器模型的设计过程。
力传感器模型的设计需要考虑到传感器的结构形式、测量范围和灵敏度等方面。
在力传感器的结构设计中，需要考虑到力传感器的受力方式，一般采用直接受力或者杠杆受力的方式。
同时要考虑到传感器的结构强度和可靠性，以保证传感器在测量中不会出现断裂或失效的情况。
在测量范围和灵敏度设计方面，需要考虑到不同物品的重量范围和测量需求，进行最优化的设计。
第三步：电路设计和布局完成了力传感器模型的设计后，可以进入电路设计和布局阶段。
电路设计主要包括信号放大和滤波等工作。
电子秤电路设计与制作
电子秤电路设计与制作实验报告姓名：学号：指导老师：通信与信息工程学院电子秤电路设计指导书一、实验目的：本实验要求学生设计并制作一个电子秤电路，要求能测量重量在0～200g 间的物体，输出为电压信号，通过调节电路使电压值为对应的重量值，电压量纲mv改为重量纲g即成为一台原始电子秤。
二、基本原理：基本思路总体设计思路如图1所示，所测重量经过转换元件转换为电阻变化，再经过测量电路转化为电压变化，经过放大电路放大调节后输出显示得到所需信号。
图1 基本设计思路电阻应变式传感器本设计主要通过电阻应变式传感器实现。
电阻应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻的变化，实现电测非电量的传感器。
传感器由在不同的弹性敏感元件上粘贴电阻应变片构成，当被测物理量作用在弹性敏感元件上时，弹性敏感元件产生变形，并使附着其上的电阻应变片一起变形，电阻应变片再将变形转换为电阻值的变化。
应变式电阻传感器是目前在测量力、力矩、压力、加速度、重量等参数中应用最广泛的传感器之一。
1、弹性敏感元件物体在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为变形，而当外力去掉后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状，这种变形称为弹性变形。
具有弹性变形特性的物体称为弹性元件。
弹性敏感元件是指元件在感受到力、压力、力矩、振动等被测参量时，能将其转换成应变量或位移量，弹性敏感元件可以把被测参数由一种物理状态转换为另一种所需要的物理状态。
2、电阻应变片对于一段长为L，截面积为S，电阻率为ρ的导体，未受力时电阻为 R = ρ，在外力的作用下，电阻丝将会被拉伸或压缩，导体的长度L、截面积S以及电阻率ρ等均将发生变化，从而导致其电阻值发生变化，这种现象称为“电阻应变效应”。
利用金属或半导体材料电阻丝的应变电阻效应，可以制成测量试件表面应变的敏感元件。
为在较小的尺寸范围内感受应变，并产生较大的电阻变化，通常把应变丝制成栅状的应变敏感元件，即电阻应变片，通常由敏感栅、基底、盖片、引线和黏结剂等组成。
《传感器原理及应用》基于压力传感器的电子秤设计实验报告
《传感器原理及应用》基于压力传感器的电子秤
设计实验报告
1.实验功能要求
压力传感器把压力信号转换为电信号，经放大器处理，通过HX711在数码管显示压力数据在数码管。
2.实验所用传感器原理
原理：
上下表面各有一个应变片，每个应变片内有两个压力电阻，四个电阻组成全桥式电路（提高测量精度）。
将应变片粘贴到受力的力敏型弹性元件上，当弹性元件受力产生变形时，应变片产生相应的应变，转化成电阻变化。
如右图所示电桥电路，力引起的电阻变化将转换为测量电路的电压变化，通过测量输出电压的数值，再通过换算即可得到所测量物体的重量。
3.实验电路
4.实验过程
将电子秤大致能划分为三大部分，数据采集模块、控制器模块和人机交互界面模块。
其中数据采集模块由压力传感器、信号的前级处理和A/D 转换部分组成。
转换后的数字信号送给控制器处理，由控制器完成对该数字量的处理，驱动显示模块完成人机间的信息交换。
此外添加了一个过载、欠量报警提示的特殊功能。
5.
6.如图2-1（上图为本系统的设计图）
为了方便程序调试和提高可靠性，程序设计采用自上而下、模块化、结构化的程序设计方法，把总的编程过程逐步细分，分解成一个个功能模块，每个功能模块相互独立，每个模块都能完成一个明确的任务，实现某
个具体的功能。
本设计按任务模块划分的程序主要有初始化程序、主程序，A/D转换子程序、显示子程序、键盘处理子程序。
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｡。
基于电阻应变式传感器的电子称的设计
学士学位毕业设计（论文）(顶格写)论文题目(黑体小初)学生姓名：XXX指导教师：XXX所在学院：信息技术学院专业：计算机科学与技术中国·大庆摘要这部分是摘要《传感器与自动检测》内容概要：《传感器与自动检测》主要介绍了检测技术的基本知识，工业、生活等领域常用传感器和一些新型传感器的工作原理、基本结构和安装使用方法，检测系统的信号处理和抗干扰技术，传感器的综合应用、综合实训和综合设计等。
《传感器与自动检测》以实用性、操作性、创新性为特色，以项目为载体，采用任务驱动的教学方式，突出了各种常用传感器的单项和综合应用内容；同时设置了传感器综合实训和设计项目，以加强对传感器实际应用能力的培养和提高。
《传感器与自动检测》可作为高职院校、成人学校及本科院校开办的二级职业技术学院电气自动化关键词：电子秤电阻式传感器三运放大电路新型传感器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。
本课程设计的电子秤是利用全桥测量原理，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。
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。
A/D转换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路中去，最后由显示电路显示出测量结果。
由于溶剂使用率的减少，以及更为强大的物质出现，需要提高过程称重仪表精确度的呼声越来越高。
例如研究显示，随着新型甜味剂的出现，消费者可以识别1ppm的偏差。
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。
电子秤电路设计实验指导书
电子秤电路设计与制作实验指导书自动化工程学院电子秤电路设计指导书一、实验目的：本实验要求学生设计并制作一个电子秤电路，要求能测量重量在0～200g 间的物体，输出为电压信号，通过调节电路使电压值为对应的重量值，电压量纲mv改为重量纲g即成为一台原始电子秤。
二、基本原理：基本思路总体设计思路如图1所示，所测重量经过转换元件转换为电阻变化，再经过测量电路转化为电压变化，经过放大电路放大调节后输出显示得到所需信号。
图1 基本设计思路电阻应变式传感器本设计主要通过电阻应变式传感器实现。
电阻应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻的变化，实现电测非电量的传感器。
传感器由在不同的弹性敏感元件上粘贴电阻应变片构成，当被测物理量作用在弹性敏感元件上时，弹性敏感元件产生变形，并使附着其上的电阻应变片一起变形，电阻应变片再将变形转换为电阻值的变化。
应变式电阻传感器是目前在测量力、力矩、压力、加速度、重量等参数中应用最广泛的传感器之一。
1、弹性敏感元件物体在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为变形，而当外力去掉后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状，这种变形称为弹性变形。
具有弹性变形特性的物体称为弹性元件。
弹性敏感元件是指元件在感受到力、压力、力矩、振动等被测参量时，能将其转换成应变量或位移量，弹性敏感元件可以把被测参数由一种物理状态转换为另一种所需要的物理状态。
2、电阻应变片对于一段长为L，截面积为S，电阻率为ρ的导体，未受力时电阻为R = ρ错误！未找到引用源。
，在外力的作用下，电阻丝将会被拉伸或压缩，导体的长度L、截面积S以及电阻率ρ等均将发生变化，从而导致其电阻值发生变化，这种现象称为“电阻应变效应”。
利用金属或半导体材料电阻丝的应变电阻效应，可以制成测量试件表面应变的敏感元件。
为在较小的尺寸范围内感受应变，并产生较大的电阻变化，通常把应变丝制成栅状的应变敏感元件，即电阻应变片，通常由敏感栅、基底、盖片、引线和黏结剂等组成。
应变式传感器电子称的设计
应变式传感器电子称的设计
应变式传感器电子秤的设计主要包含以下几个方面：
1. 应变传感器的选择：应变传感器是电子秤的核心部件，因此需要选择具有高灵敏度、高准确度、稳定性好、可靠性高的应变传感器。
2. 检测器的选择：检测器是用来监测应变传感器的输出信号的，需要选择高精度、高分辨率的检测器。
3. 信号放大器的设计：由于应变传感器的输出信号很小，需要通过信号放大器对信号进行放大，设计合适的放大器可以保证秤的准确性和稳定性。
4. 比例系数计算：比例系数是将传感器输出值转换成真实重量的关键参数，需要根据应变传感器的特性和外部装载情况进行计算。
5. 操作界面设计：应根据使用者的操作习惯，设计简洁易懂、清晰明了的操作界面。
6. 电路设计：电路设计要求电子秤具有高精度、稳定性好、反应速度快等特性，需要对电路进行优化和调整。
7. 程序设计：电子秤的程序需要实现比例系数计算、数据采集、信号处理、显示输出等功能。
总之，应变式传感器电子秤的设计需要考虑多个方面，其中应变传感器的选择和比例系数计算对秤的准确性影响最大，需要重点考虑和优化。
同时，还需要对电路和程序进行深入优化，确保秤的稳定性和操作性。
基于应变式传感器的电子称设计
基于应变式传感器的电子称设计一、概述压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。
其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。
当基片受到外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。
本次课程设计的目的，是使学生掌握传感器的组成和基本原理、基本概念和分析方法、并具备构造、调试和工程设计传感器的能力。
了解protel99软件的使用方法，并利用该软件绘制原理图和刻画电路板。
了解使用面包板进行电路测试的方法。
二、功能需求分析（1) 量程0～1Kg，应变式传感器的结构设计；（2）电路设计，包括应变式传感器的桥式电路、电子称显示模块；（3）电子称的各种精度指标进行测试（非线性误差、重复性、滞后、灵敏度、抗侧向能力大小、温变对灵敏度的影响等指标）.三、系统设计其电路构成主要有测量电路，差动放大电路，A/D转换，显示电路。
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，广泛应用于电子秤以及各种新型结构的测量装置。
而差动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。
A/D转换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.原理流程图如下：1全桥测量电路信号放大电路AD信号转换电路数显电路1、测量电路电阻应变式传感器简称电阻应变计.当将电阻应变计用特殊胶剂粘在被测构件的表面上时，则敏感元件将随构件一起变形，其电阻值也随之变化，而电阻的变化与构件的变形保持一定的线性关系，进而通过相应的二次仪表系统即可测得构件的变形。
通过应变计在构件上的不同粘贴方式及电路的不同联接,即可测得重力、变形、扭矩等机械参数本次课程设计采用的是全桥测量电路,电阻应变式传感器就是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路而最后显示或记录被测量值的变化。
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基于电子应变式传感器电子称的制作设计（论文）
基于电子应变式传感器
电子称制作
姓名：
指导教师：
专业名称：
所在系部：
2011年5月
摘
要
电
阻应
变式
传感
器具
有测
量范
围
广、
精度
高、
误差小和线性特性等优点，且能在恶劣环境下工作，在力、压力和重要测试中
有非常广泛应用，力传感器具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长
等优异特点。
所以电阻应变式力传感器制作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电路原理、控制策略、实现方法。
详细讨论了系统各种
工况及信号传递情况，并得到了系统各个部分在不同工况工作状态。
数显
电子秤根据弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面电阻应变片（转换元件）也随同变形，电阻应变片变形后，它阻值将发生变化（增大或减小），再经相应测量电路把这一电阻变化转换为电信号(电压或电流），将电信号通过数码显示器显示出来，从而完成了将外力变换为电信号过程。
关键词：灵敏度、电阻应变式传感器
引言
电子秤是日常生活中常用带子衡器，广泛应用于超市。
大中型商场。
物流配送中心。
电子秤在结构和原理上取代了以杠杆平衡为原理传统机械式称重工具。
相比传统机械式称量工具，电子秤具有称量精度高、装机体
积小、应用范围广、易于操作使用等优点，在外形布局、工作原理、结构和材料上都是全新计量衡器。
电子秤设计首先是通过压力传感器采集到被测物体重量并将其转换成电压信号。
输出电压信号通常很小，需要通过前端信号处理电路进行准确线性放大。
放大后模拟电压信号A/D转换电路转换成数字量被送到主控电路单片机中，在经过单片机控制译码显示器，从而显示出被测物理重量。
目前市场上使用称重工具，或者是结构复杂，或者运行不可靠，且成本高，精度稳定性不好，调正时间长，易易损件多，维修困难，装机容量大，能源消耗大，生产成本高。
而且目前市场上电子秤产品整体水平不高，部分小型企业产品质量差且技术力量薄弱，设备不全，缺乏产品开发能力，产品质量在低水平徘徊。
因此，有针对性地开发一套有实用价值电子秤系统，从技术上克服上述诸多缺点，改善电子城系统在应用中不足。
目录
摘要 (3)
引言 (4)
目录 (5)
总体规划 (6)
1.设计内容及总体方案 (6)
（1）要求 (6)
（2）单元电路具体设计 (7)
2.主要原件说明 (7)
（1）电阻应变式传感器组成与原理 (7)
（2）ICL7107性能参数 (8)
（3）LM358特性及内部构造 (8)
3.电路分析与调试 (10)
（1）总电路图 (10)
（2）总体框架及原理图 (10)
（3）各部分电路设计（电阻应变式传感器测量电路） (11)
（4）放大电路 (11)
（5）A/D转换电路 (11)
（6）显示电路 (11)
（7）电路调试 (11)
4.系统所需元件列表 (13)
5.总结 (13)
6.参考文献 (14)
总体规划
对于电阻应变式力传感器制作数显电子称制药有四个方面：
一：电路由测量电桥，二：差动放大电路，三：A/D转换电路,四：显示电路组成。
从总方面来考虑，传感器使用应该尽量选用稳定性能高，寿命长，结构简单，但是又必须使称重准确。
控制电路要根据选用传感器来设计，主要考虑稳定性，抗干扰性。
控制系统应简单实用，并且在称重时能够快速反应，准确计量。
总体控制要考虑环境，所称重物体对电路影响，在确保计量准确情况下使用能够提高称重效率。
总体如图所示
设计内容及总体方案
要求：
1、电阻应变式
2、秤种范围为2kg
3、电路由测量电桥，差动放大电路，A/D转换电路，显示电路组成
4、工作原理，附系统原理图
首先利用由电阻应变式传感器组成测量电路测出物质重量信号，以模拟信号方式传到A/D传感器。
其次，由A/D转换电路把由差动放大器把传感器输出微信号进行一定倍数放大，然后送A/D信号电路中。
再由A/D转换电路把接收到模拟信号，转换成数字信号，传送到显示电路，最后又显示电路显示数据。
电路原理框图
电子秤原理框图：
主要原件说明
电阻应变式传感器组成及原理
组成：电阻应变式传感器简称电阻应变计。
当将电阻应变计用特殊胶剂粘在被测构件表面时，则敏感元件将构件一起变形，其电阻值也随之变
化，而电阻变化与构件变形保持一定线性关系，进而通过相应二次仪表系统即可测得构件变形。
通过应变计在构建上不同粘贴方式及电路不同联接，即可测得重力、变形、扭矩等主要参数。
原理：
电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体在外力作用下产生弹性变形，便粘贴在他表面电阻应变片也随同产生变形，电阻应变片变形后，它阻值将发生变化，再经相应测量电路把这一电阻变换转换为电信号，从而完成将外力变换为电信号过程。
ICL7107性能参数
双列直插40脚封装，BCB输出积分型模/数转换器，电源电压=5，-5v，电源电流=1.8，-1.8mA,分辨率=3.5digit，典型模拟输入电压=土0.2，,2v，典型模拟输入电流=10pA，时钟频率=48kHz，工作温度=0-70摄氏度。
它内部包括了线性放大、模拟开关、振荡、显示驱动等部件。
该芯片可直接驱动共阳极LED数码显示管（该电路用TOS-5101BR数码管），可显示3位测量电压，电压范围为0-99.9v.可精确到0.1%
集成运放LM358
特性：
内部频率补偿
直流电压增益高(约100dB）
单位增益频带宽（约1MHz）
电源电压范围宽：单电源（3-30V）；
双电源（土1.5--土15V）
低功耗电流，适合与电池供电
低输入偏流
低输入失调电压和失调电流
供模输入电压范围宽，包括接地
差模输入电压范围宽，等于电源电压范围
输出电压摆幅大（0至Vcc-1.5V)
LM358内部包括两个独立高增益、内部频率补偿双运算放大器，适合于电源电压范围很宽单电源使用，也适合于双电源工作模式，在推荐工作条件下，电源电流与电源电压无关。
它适用范围包括传感器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电使用运算放大器场合。
LM358封转形式有塑封8引线双列直插式贴片
电路分析与调试
1 总电路图
电路组装
（1）整体设计框架及原理图
（2）各部分电路设计
1）电阻应变式传感器测量电路
常用桥式测量电路如图。
桥式测量电路有四个电阻，电桥一个对角线接入工作电压E，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电阻变化。
2）放大电路
典型差动放大器如下图所示，只需高精度LM358和几只电阻器，即可构成性能优越仪表用放大器。
广泛应用于工业自动控制、仪器仪表、电气测量等数字采集系统中
3）A/D转换电路
4）显示电路
电路调试
（1）首先在秤体自然下垂已无负载时调整RP1，使显示器准确显示零。
（2）再调整Rp2，使秤体承担满量程重量（本电路选满量程为2千克）时显示满量程值。
（调节Rp2衰减比）
（3）然后在秤钩下悬挂1千克标准砝码，观察显示器是否显示1.000，如有偏差，可调整RP3值，使之准确显示1.000。
（4）重新进行2、3步骤，使之均满足要求为止。
（5）最后测量RP2、RP3电阻值，并用固定精密电阻予以代替。
RP1可引出表外调整。
测量前先调整RP1，使显示器回零
4.系统所需原件列表
总结
通过这次课程设计，我们对传感器设计基础知识有了更深入了解，而且更重要是又学到了很多新知识，获得了新经验。
我们从中学会了如何去做设计，深刻了解到团队精神重要性，在这次课程设计当中，在一些材料选用，与其它同学进行了交流，提高了自己工作效率。
在如此短时间。
依靠个人能力是不可能完成如此繁琐资料查找与收集。
所以，通过这次课程设计，加强了同学之间交流，大大增进了我们班凝聚力，协作精神更强了。
而且自己也学到了很多实际有用东西，相信对以后工作一定会大有益处。
最后，在此对李棚老师帮助表示深深谢意
参考文献
《传感器与自动检测》。