传感器电子称

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电路中去，最后由显示电路显示出测量结果。

目录

1.数字电子秤的基本原理 (3)

2.数字电子秤的构成 (3)

2.1传感器 (5)

2.2放大校正电路 (5)

2.3 51单片机数据处理电路…………………………………………(6-7) 2.4 相关程序以及仿真效果图……………………………… (7-21)

2.5 LCD显示电路以及键盘电路 (23)

3.设计总结 (23)

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. 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。

2. 数字电子秤的构成

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。

图（2）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℃

2.2 放大校正电路

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。在许多需要用A/D转换和数字采集系统中，多数情况下，传感器输出的模拟信号都很微弱，必须通过一个模拟放大器对其进行一定倍数的放

大，才能满足A/D转换器对输入信号电平的要求，在此情况下，就必须选择一种符合要求的放大器。

图（3）三运放大电路结构图

为使系统产生的误差更小，传统上，设计秤重、测力、转矩及压力测量系统时，输出的数据更精确广泛采用全桥接电阻传感器的方法。本设计采用全桥测量电路。大多数桥接传感器都要求较高的激励电压（通常为10 V），同时输出较低的满量程差动电压，约为2 mV/V。传感器的输出通常由仪表放大器加以放大。

2.3 51单片机进行数据处理以及相关电路

有关程序代码

#include

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar code table[]="0123456789"; //数字

uchar code *weight="Weight: . Kg ";//要显示的第一行内容uchar code *price="Price:";

uchar code *mone="Money:";

uchar code *runout="Runout";

uchar n,k,s,bb=0,data1,dip=0,dap=0,data3=0;//n用来显示总输入，k识别输入字符性质，dap识别显示方式，dip为小数识别,bb小数字位数识别

double sum,money,date,date1,date2; //sum为重量，money为总金额， date 为输入单价, date1单价整数,data3去皮重量

uchar str_TME[]={0,0,0,0,0};//重量显示

uchar money1[]={0,0,0,0,0,0};//金额显示

uchar str_TME1[]={0,0,0,0,0}; //去皮重量

void jianpan() ;//键盘函数申明

sbit speak=P3^1;//报警

void delay(uint z) //延时1mS函数

{

uint x,y;

for(x=z;x>0;x--)

for(y=10;y>0;y--);

}

/******************************************************************** **********

液晶子程序

********************************************************************* **********/

sbit lcden=P2^1;

sbit lcdrs=P2^0;

void write_com(uchar com) //写指令函数

{

lcdrs=0;

P0=com;

delay(5);

lcden=1; //en需要下降沿才能写入

delay(5);