CN103837216A - 利用传感器受力来实现按键功能的称重装置 - Google Patents

Abstract

利用传感器受力来实现按键功能的称重装置，在秤体的四个角位置分别对称设置一个由应变片和弹性体构成的金属应变传感器，四个金属应变传感器的中心点A、B、C和D按逆时针方向构成一个长和宽分别为M和N的长方形，手指在光滑水平秤面上的任意按压点E的垂直于秤面方向的受力为F，A、B、C和D点的受力分别为Fa、Fb、Fc和Fd，以金属应变传感器A为原点，AB连线为X轴，AD连线为Y轴，则当手指按压秤面上的E点时，E点在水平面上的坐标（I，J）通过以下算式确定：F=Fa+Fb+Fc+Fc (式1)；I=M(Fb+Fc)/F (式2)；J=N(Fc+Fd)/F (式3)；E点即为称重装置的操作按键，没有特定的物理结构，寿命较传统按键大大延长。

Description

I是由于电阻式触摸按键需要一定的压力，泛。

目人手的感应电容，实现按键操作。但是电影响，导致性能不稳定。

交键易磨损，性能不稳定及寿命短的缺点。下:

的称重装置，包括秤面为长方形的秤体、含严曰显示器，在所述秤体的四个角位置分别对专感器，每个金属应变传感器的一端均连接变传感器的另一端并联后连接到所述工作还包括一个由两个标准电阻构成的无弹性片机的一个不同于金属应变传感器所连接等三端接地；四个金属应变传感器的中心点勺1和~的长方形，手指在光滑水平秤面上[0007] 所述操作按键的功能包括但不限于:数值的递增、数值的递减、状态确认、重量单位的切换、去皮扣重、称重装置的开关机。

[0008] 本发明结构简单，构造新颖，当按压秤面上的某个按键时，仅利用称重装置自带的四个金属应变传感器为基础，通过每个金属应变传感器测量各自的受力，根据受力情况由力学算式计算出秤面的受力点位置，则该受力点位置即是按键的所在位置，每个按键位置均由单片机中断程序定义了该按键的功能，当计算确定出按键位置时，随之调用相应的中断程序，进而实现按键的功能。按键可定义在秤面任意点，并且只要在秤面的范围内，数量不限，按键功能可以根据产品功能定义，如数值的递增、数值的递减、状态确认、重量单位的切换、去皮扣重、称重装置的开关机等。由于本发明的按键没有传统按键的有形物理结构，按键操作即按压光滑秤面上的某一点，按键的功能完全由单片机的中断程序定义，不会发生传统按键物理结构损坏的致命缺陷，故障率显著降低，寿命较传统按键大大延长。

附图说明

[0009] 图1为本发明结构示意图；

图2为本发明电气原理图；

图3为秤面受力点在X-Y轴的受力分解示意图；

图4a-4c为金属应变传感器之间两两连接的示意图；

图4d为金属应变传感器与虚拟金属应变传感器之间连接的示意图。

[0010] 图中:1.秤体，2.金属应变传感器，3.虚拟金属应变传感器。

具体实施方式

[0011] 下面结合附图，对本发明作进一步说明:

如图1所示，四个金属应变传感器2设于秤体I的四个角，虚拟金属应变传感器3位于单片机主控电路板上。如图2和图4a_4d所示，四个金属应变传感器Loadcelll_Loadcel4的一端均连接到单片机的一个I/O端口，另一端并联后连接到工作激励电源VDD，第三端接地，虚拟金属应变传感器的一端均连接到单片机的一个I/O端口，另一端连接到所述工作激励电源VDD，第三端接地。

[0012] 如图3所示，四个金属应变传感器2的中心点A、B、C、D呈逆时针方向排列，其连线构成一个长方形，长方形的长度即AB连线为M，长方形的宽度即AD连线为N，手指在光滑水平秤面上的任意按压点E的垂直于秤面方向的受力为F，A、B、C和D点的受力由四个金属应变传感器2分别测量得出，为Fa、Fb、Fc和Fd，以金属应变传感器A为原点，AB连线为X轴，AD连线为Y轴，则当手指按压秤面上的E点时，E点在水平面上的坐标(I，J)通过以下算式确定:

F=Fa+Fb+Fc+Fc (式 I);

I=M(Fb+Fc)/F (式 2);

J=N(Fc+Fd)/F (式 3);

E点的位置，即由以上算式确定的称重装置操作按键的位置虽然在某一特定的称重装置上是固定的，在秤面上的固定位置会印刷或粘贴按键标记，但这只是为了使用户操作方便而进行的标记，事实上，E点位置可以在秤面范围内任意选取，其数量也不受任何限制。每个按键的具体功能由单片机的中断服务子程序进行详细定义，一个按键对应一个中断程序，可以实现诸如数值的递增、数值的递减、状态确认、重量单位的切换、去皮扣重、称重装置的开关机等功能，有多少个按键就可以实现多少个按键功能，可任意扩展按键的数量。本发明的称重装置工作时，手指在E点按一下，则四个金属应变传感器2会实时测量得出各自承受的压力Fa、Fb、Fc和Fd，通过单片机运算程序，可以求出式I中的F，对特定称重装置，长方形的长和宽M、N为已知值，可以事先存储在存储器中，则式2和式3中的1、J随之求出，E点的位置就此确定，而一旦确定手指按压点是E点，则对应E点的定义此按键功能的中断程序随之启动执行，即按键的功能是与按键所在的位置一一对应的，只有先确定了按键的坐标位置E (I，J)，才能启动对应该按键的功能定义中断程序，该中断程序是以按键位置进行识别的，每按一次E点，则与E点对应的按键进行一次参数调整或状态切换，如E点对应的按键为“数值的递增”，则每按一次E点，相应的数值增加一档，对应此按键的标记，如一个表示数值递增的“丨”，同时在液晶显示器上进行显示。

[0013] 本发明的按键没有特定的物理结构，除为方便用户使用而印刷或粘贴的位置标记夕卜，与秤面的其他位置完全一样，均是一个光滑的平面，不会发生传统按键物理结构损坏的致命缺陷，故障率显著降低，寿命较传统按键大大延长。

Claims (3)

1.一种利用传感器受力来实现按键功能的称重装置，包括秤面为长方形的秤体、含工作激励电源的单片机和连接于该单片机的液晶显示器，其特征在于:在所述秤体的四个角位置分别对称设置一个由应变片和弹性体构成的金属应变传感器，每个金属应变传感器的一端均连接到所述单片机的一个不同I/o端口，每个金属应变传感器的另一端并联后连接到所述工作激励电源，每个金属应变传感器的第三端接地；还包括一个由两个标准电阻构成的无弹性体的虚拟金属应变传感器，其一端连接到所述单片机的一个不同于金属应变传感器所连接的I/o端口，另一端连接到所述工作激励电源，第三端接地；四个金属应变传感器的中心点A、B、C和D按逆时针方向构成一个长和宽分别为M和N的长方形,手指在光滑水平秤面上的任意按压点E的垂直于秤面方向的受力为F，A、B、C和D点的受力分别为Fa、Fb,Fe和Fd，以金属应变传感器A为原点，AB连线为X轴，AD连线为Y轴，则当手指按压秤面上的E点时，E点在水平面上的坐标(I，J)通过以下算式确定: F=Fa+Fb+Fc+Fc (式 I); I=M(Fb+Fc)/F (式 2); J=N(Fc+Fd)/F (式3); 通过以上算式确定位置的E点为称重装置的操作按键，每按一次E点，称重装置就进行一次参数调整或状态切换，按键的功能由按压E点时所述单片机中运行的中断程序定义，与按键所在的位置一一对应，在按压E点的同时，所述液晶显示器上显示对应E点所在按键的标记。

2.根据权利要求1所述的利用传感器受力来实现按键功能的称重装置，其特征在于:所述操作按键的数量> I。

3.根据权利要求1或2所述的利用传感器受力来实现按键功能的称重装置，其特征在于:所述操作按键的功能包括但不限于:数值的递增、数值的递减、状态确认、重量单位的切换、去皮扣重、称重装置的开关机。