FAYA專利電子秤的設計理念

前序：

作爲物品買賣市場上的計量用具 ，秤的品種主要有電子秤、杠桿秤、彈簧秤和天平等 ！天平適用于實驗室貴重物品的準確丈量,運用前需調理均衡鏇鈕,輕拿輕放物品和砝碼,對稱重環境請求較高 ！杠桿秤是應用杠桿原理來稱重的簡易衡器 ，由木製的帶有秤星的秤桿、金屬秤錘、提紐等組成 ！經校準的杠桿秤具有精度穩定、操作便當的特性 ！電子秤的呈現打破瞭傳統杠桿秤隻能單一稱重 ，無法自動去皮、計算等缺乏 ，目前在市場上佔領瞭絕大局部份額 ！

一、FAYA專利電子秤設計理念 ：

電子秤的稱重傳感器將被測物體在壓力鼓勵下產生的微小電壓信號送至信號調理模塊0,信號調理電路將把小電壓錶現的微弱壓力信號轉變成閤適MCU單元讀取的直流電壓信號 ！AD采樣模塊采用片外專用AD芯片AD7991,可完成高精度采樣 ！MCU單元接納鍵盤信號,肯定相應的丈量模塊,將計算齣的重量經過LCD屏幕顯現齣來！蜂鳴器在稱重發作異常時停止報警 ！調試接口用于設備運用過程中的參數矯正和嚮上位機提供檢測數據的功用 ！

二、係統硬件設計 ：

硬件電路包括電源模塊、稱重傳感器模塊H、信號放大模塊、電壓檢測模塊、人機接口模塊和報警模塊 ！係統電源模塊選用線性電源芯片LM78係列和LM79係列，產生±5V電源 ！稱重傳感用具有一定彈性的鋁闆以懸臂梁方式裝置固定在鋼闆支架上 ，在鋁闆懸臂端上下對稱的位置佈置兩片電阻應變片 ，構成惠斯通電橋 ！+EXC和-EXC爲鼓勵信號輸入端 ，加載穩定的輸入電壓；+SIG和-SIG爲信號輸齣端 ！理論上,處于均衡狀態的電橋兩輸齣端等電位 ！當懸臂構造受力時 ，電阻應變片發作形變 ，阻值發作改變B] ！當被測物體在500g以下時,壓力傳感器的輸齣信號小于三、5mV ！稱重傳感用具有很好的線性度 ！

信號調理電路的作用是將傳感器的微小電壓信號經過具有高增益、低噪聲幹擾的儀錶放大器轉變成線性度較好的AD采樣信號 ！儀錶放大器是一種具有差分輸入和相對參考端單端輸齣的閉環增益單元® ！其兩個輸入端具有較高的輸入阻抗 ，且阻抗均衡,具有較低的輸入偏置電流,具有極低的輸齣阻抗,在低頻段通常僅有幾毫歐（mH) ！運算放大器的閉環增益是由其反嚮輸入端和輸齣端之間銜接的外部電阻決議的,儀錶放大器運用一個與信號輸入端隔離的內部反應電阻網絡 ！儀錶放大器的增益既可由內部預置,又可經過引腳銜接一個內部或者外部增益電阻器設置 ，該增益電阻器也與信號輸入端隔離 ！

儀錶放大器主要有一個或多個運算放大器及一些電阻器構成的分立式構造和單片式構造兩大類 ，兩種構造各有優缺陷 ！通常 ，分立式構造儀錶放大器本錢低,設計靈敏,有時能提供單片式構造無法達到的性能,例如高頻帶 ！單片式構造儀錶放大器提供瞭完好的儀錶放大器功用 ，能夠完整到達規則的技術指標 ，齣廠前經過微調 ，其DC精度高于分立式構造 ！單片式儀錶放大器還具有尺寸十分小、簡單易用的優勢 ！本設計采用價錢低廉的普通運算放大器搭建一個儀錶放大器 ，如圖6所示 ！與運算放大器電路相同,儀錶放大器的輸入緩衝放大器以單位增益經過共模信號放大信號電壓 ！來自兩個緩衝器的輸齣信號銜接到儀錶放大器的減法器單元，以低增益或單位增益放大差分信號 ，從而抑止瞭共模電壓 ！R1=R5,R3=R6,R4=R7 ！第一級放大倍數爲1+2R1/R2,第二級放大數爲R4/R3 ！AD7991是一種具有12位精度的片外串行AD芯片,工作電壓爲三、3V ！依據錶1測得的數據,500g砝碼在稱重傳感器上產生的輸齣信號爲直流三、3mV ！從而本係統的稱重精度爲：Va係統的電源電壓 ，mMM爲稱重的上限值 ，Vsensor爲稱重傳感器的信號輸齣值,Av爲儀錶放大電路的總增益,n爲AD采樣的位數 ！

係統組裝構造包括底座、稱重傳感器、托盤、信號處置闆、主控闆（包括MCU、按鍵組件、顯現屏等）、用于稱重校準的砝碼等 ！

三、軟件設計 ：

係統開機自檢後完成根本初始化操作 ，無按鍵按下時,實時檢測與待測物體重量成線性比例的AD采樣值,檢測到有按鍵按下時,依據按鍵的品種分彆進入各自的按鍵效勞程序 ！

本係統采用定時查詢的方式獲取按鍵按下的信息 ！按鍵1按下時,完成去皮功用,將當前AD采樣值設爲重量零點值;按鍵2按下時 ，完成設置單價模式下的當前位數值增加;按鍵3按下時,完成設置單價形式下的當前位數值減少;按鍵4按下 ，完成設置單價形式下的設置位左移1位;按鍵5按下 ，完成設置單價形式下的設置位右移1位;按鍵6按下時,根據按鍵的連續按下時間判彆按鍵性質 ，長按按鍵6進入單價設置形式,短按按鍵6時存儲當前設置值,確認設置結果 ！

電子稱重儀係統能完成檢測方式的手動與自動切換、開機自檢、測試校準、接入毛病診斷、超限報警等功用 ，且能完成LCD顯現屏上的實時狀態更新 ！

四、測試結果與性能剖析 ：

本設計的電子稱重儀丈量範圍在0~500g,依據公式(3)可知,準確度爲0.122毫剋 ！錶2給齣瞭稱重儀丈量的一批重量值,依據數據比擬,得齣電子稱重儀的誤差在0.8%以內 ，性能良好 ！

五、總結 ：

FAYA專利電子秤具有自動量程轉換功能,具有丈量精度高、本錢低等優點 ！經測試 ，該裝置各指標均到達設計請求 ，是一款性價比擬高的低本錢產品 ！