CN102419200A - 改进的电子秤 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进的电子秤，其包括具有秤盘、秤重传感器和秤重传感器支架的秤体，以及安装在秤体上的电路板，此电路板上设置有具有CPU的称重电路及与称重电路相连接的用于显示称重结果的显示屏；特别增加了微振动触发电路，此微振动触发电路包括压电传感器和连接于此压电传感器输出端的放大电路，此放大电路的输出端连接至上述称重电路的CPU的触发端，上述称重电路的CPU内设置有当电子秤不工作时便使CPU进入待机状态的省电待机控制程序。采用上述方案后，在电子秤进入省电待机状态后有任何放物秤重时的轻微振动均能立即触发电子秤工作。本发明改进的电子秤，与现有技术相比，具有更为省电且使用方便的优点。

Description

改进的电子秤

技术领域

本发明涉及称重装置，具体是一种电子秤系统。

背景技术

电子秤是一种利用测重时传感器电桥的电阻变化，在测重时产生的电阻变化经放大电路及数模转换把重量显示在显示屏上的电子称重装置。电子秤的结构一般包括具有秤盘、秤重传感器和秤重传感器支架等部件的秤体，以及安装在秤体上的主电路板和AD电路板，此主电路板上设置有称重电路及与称重电路相连接的用于显示称重结果的显示屏，通过AD电路板将被秤物的重量信息转化为电信号，此电信号被传递至主电路板进行相应的处理，并通过主电路板上的显示屏显示出来。此显示屏可采用LED或LCD。

能源紧缺成为制约我国经济社会发展的关键问题，电子设备节能作为国家能源战略的一个重要组成部分，受到了越来越多的关注。现有市场上的电子秤，虽然有些已可在5-10毫安的低功耗待机工作，但因为在进入待机时，只是关断了背光和部份液晶显示屏，而称重电路的主CPU和AD侦测芯片都未进入休眠状态，一般用干电池只能用大约一、两个月，就得充电或更换干电池，其节能效果还是有改善空间。

另一方面，现有这种电子秤，其待机状态和工作状态的切换一般是通过手动开关来控制，使用较为不方便，应用自动方式才方便。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种更为省电且使用方便的改进的电子秤。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

改进的电子秤，包括具有秤盘、秤重传感器和秤重传感器支架的秤体，以及安装在秤体上的电路板，此电路板上设置有具有CPU的称重电路及与称重电路相连接的用于显示称重结果的显示屏；特别增加了微振动触发电路，此微振动触发电路包括压电传感器和连接于此压电传感器输出端的放大电路，此放大电路的输出端连接至上述CPU的触发唤醒端，上述 CPU内设置有当电子秤不工作时便使CPU处于待机状态的待机控制程序，此CPU特选取能在30μA下仅显示屏工作，CPU不工作，又可被触发唤醒之单片机。

上述微振动触发电路设置于上述电路板上，上述压电传感器安装于此电路板上表面的边缘处并部分伸出此电路板外。

上述压电传感器通过悬空单点浮焊的方式安装于上述电路板上表面的边缘处。

上述微振动压电传感器采用压电蜂鸣片。

上述放大电路采用敏感晶体管放大电路。

故本发明改进的电子秤，在现有技术的基础上增加了微振动触发电路，并在称重电路的CPU内设置有当电子秤不工作时便使CPU处于低功耗待机状态的控制程序，这样，当有秤重物入进秤体的秤盘上时，微振动触发电路感应到振动信号，输出触发信号给CPU的唤醒端脚，CPU打开称重电路开始工作，使用非常方便；而且，当电子秤不工作时，CPU内的待机控制程序工作，使CPU分步骤先关背光，再关A/D电路，再CPU进入省电待机模式（只LCD工作，但CPU睡眠停止工作），就可以大幅降低整秤的待机功耗，使得三颗5号碱性干电池待机时干电池的使用寿命长达十二个月以上。与现有技术相比，本发明具有更为省电且使用方便的优点。

附图说明

图1为本发明中压电传感器的安装示意图；

图2为本发明中压电传感器的另一种安装示意图；

图3为本发明中振动触发电路的电路原理图；

图4为本发明中称重电路的CPU的工作原理流程图。

具体实施方式

本发明改进的电子秤，包括传统的具有秤盘、秤重传感器和秤重传感器支架的秤体，以及安装在秤体上的主电路板和AD电路板，秤重传感器、主电路板、AD电路板和秤重传感器支架一般包覆于一外壳内，此主电路板上设置有具有CPU的称重电路及与称重电路相连接的用于显示称重结果的液晶显示屏，主电路板安装于外壳的内侧面，外壳上开设有供液晶显示屏露出其外的窗口，AD电路板安装于秤重传感器支架上。通过AD电路板将被秤物的重量信息转化为电信号，此电信号被传递至主电路板进行相应的处理，并通过主电路板上的显示屏显示出来。

本发明另外特别增加了微振动触发电路，此微振动触发电路包括压电传感器和连接于此压电传感器输出端的放大电路，该压电传感器采用一般蜂鸣器用的廉价圆形压电蜂鸣片和连接于此压电蜂鸣片输出端的放大电路，此放大电路的输出端连接至上述称重电路的CPU的触发端脚，上述称重电路的CPU内设置有当电子秤不工作时便使CPU处于待机状态的待机控制程序。此CPU特选取能在30μA下仅LCD工作，CPU不工作，又可被触发唤醒之单片机。其中，采用液晶显示屏使电子秤在有显示的待机状况只耗30μA以下。

如图1所示，圆形压电蜂鸣片1通过焊点11安装于主电路板2的上表面浮高0.2-0.5mm的边缘处并部分伸出主电路板2外。压电蜂鸣片1焊接在主电路板2的上表面的边缘处一方面可降低主电路板的面积所需要的成本，另一方面可使压电蜂鸣片1对接受到的秤重物的振动具有较高的敏感性。而且，通过单点浮高焊接可使压电蜂鸣片1产生最大的悬臂效果，能够提高压电蜂鸣片1对振动的感知能力。另外，如图2所示，压电蜂鸣片1也可采用同样的方式焊接在AD电路板3上，由于AD电路板3安装在秤重传感器支架4上，这样可获得最佳的振动感知效果。

当压电蜂鸣片1在受到振动触发产生压电输出时，因为振动传感能量极小，所以需要有极高敏感性能的放大电路，如图3所示，本发明采用了一种类似A类放大电路的极高敏感性晶体管放大电路，压电蜂鸣片1连接在三极管Q16的基极，当压电蜂鸣片1有轻微的机械振动，就会输出极小的电压波动，造成放大电路失去平衡而产生摆动输出。此放大电路的基极偏置电阻（即R32/R33），其目的是让静态时A点的直流偏置电压≈0.7±0.02（±2%），比三极管的导通电压大一点点，当压电蜂鸣片1振动时，会产生压电讯号对已处于A类饱和放大状况的三极管Q16产生截止或饱和的变化输出。亦即三极管Q16的集电极在有振动时会输出0到2.8(VDD)的变化值，输出触发信号对称重电路的CPU产生触发。此放大电路在振动状态和没有振动的状态时，电流都能保证在0.5μA以下，从而实现微电流、微振动检知的低成本的微振动触发电路。

本发明中，放大电路也可以采用运算放大去做高倍率的放大，用低功耗的运算放大器来替代运算放大，但成本会高出5-8元人民币；压电蜂鸣片也可以用麦克风或其它振动感应器，但成本都会高于压电蜂鸣片3-4倍成本。综合考虑之下，本发明采用了上述低成本、低功耗的压电蜂鸣片作为振动传感器，并配合上述低成本、低功耗放大电路，以真正实现低成本、低功耗。

本发明中，放大电路的输出端连接至称重电路中CPU的触发端，称重电路的CPU内设置有当电子秤不工作时便使CPU处于待机状态的待机控制程序。 如图4所示，电子秤开机后，程式先进行系统初始化，设置控制参数初始值，进入工作状态，同时启动省电待机控制流程。当电子秤无按键按下或重量停止变化（完成称重）一定时间后（此时间可根据需要设定为3-200秒），当有按键按下或有振动触发信号时，CPU接受触发唤醒进入高速运算的工作状态。采用这种省电的CPU的待机控制技术和超敏感低成本的微振动触发电路后，微振动触发电路只要收到微弱的振动讯号（只要有重量的秤重物放在秤盘上就会触发振动）或按键触发就能让CPU瞬间唤醒并进入工作状态，从而实现其三个功耗状态：软关机时<5μA，待机时<30μA，工作（称重时）约4~20mA。通过上述设计，使得本发明的电子秤使用更方便，而且可以大幅降低整秤的待机功耗，能让电子秤的碱性干电池使用时间多倍延长（长达十二个月以上）。

Claims (5)

1.改进的电子秤，包括具有秤盘、秤重传感器和秤重传感器支架的秤体，以及安装在秤体上的电路板，此电路板上设置有具有CPU的称重电路及与称重电路相连接的用于显示称重结果的显示屏；其特征在于：还包括微振动触发电路，此微振动触发电路包括压电传感器和连接于此压电传感器输出端的放大电路，此放大电路的输出端连接至上述CPU的触发唤醒端，上述 CPU内设置有当电子秤不工作时便使CPU处于待机状态的待机控制程序，此CPU特选取能在30μA下仅显示屏工作，CPU不工作，又可被触发唤醒之单片机。

2.根据权利要求1所述的改进的电子秤，其特征在于：上述振动触发电路设置于上述电路板上，上述压电传感器安装于此电路板上表面的边缘处并部分伸出此电路板外。

3.根据权利要求2所述的改进的电子秤，其特征在于：上述压电传感器以单点焊接的方式浮悬安装于上述电路板表面的边缘处方式。

4.根据权利要求1-3任一项所述的改进的电子秤，其特征在于：上述压电传感器采用压电蜂鸣片。

5.根据权利要求1-3任一项所述的改进的电子秤，其特征在于：上述放大电路采用敏感晶体管放大电路。

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