CN202547742U

CN202547742U - 基于压阻传感器的电子称

Info

Publication number: CN202547742U
Application number: CN201220041616XU
Authority: CN
Inventors: 侯东良
Original assignee: Shanghai Polytechnic University
Current assignee: Shanghai Polytechnic University
Priority date: 2012-02-09
Filing date: 2012-02-09
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2022-02-09

Abstract

本实用新型公开了一种基于压阻传感器的电子称，该电子称包含承重装置和电路模块；该电路模块包含设置在承重装置上的重力传感模块、与该重力传感模块的输出端电路连接的差动测量放大模块、与该差动测量放大模块的输出端电路连接的模数转换模块、与该模数转换模块的输出端电路连接的主控模块、与该主控模块的输出端电路连接的显示模块，以及与主控模块的输入端电路连接的输入模块。本实用新型采用S梁作为承重装置，并配合采用差动补偿电桥的重力传感模块，具有高精度的测量能力，响应速度快；通过输入模块设定被测重物体的单价，通过主控模块计算得出其价格，并通过显示模块显示，操作方便；主控模块采用单片机MCU，响应速度快。

Description

基于压阻传感器的电子称

技术领域

本实用新型涉及一种金属应变片传感器技术，具体涉及一种基于压阻传感器的电子称。

背景技术

电子称属于衡器的一种，是利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体质量的工具。电子称主要由承重系统（如秤盘、秤体）、传力转换系统（如杠杆传力系统、传感器）和示值系统（如刻度盘、电子显示仪表）3部分组成。按结构原理可分为机械称、电子称、机电结合称三大类。

目前，现有技术的电子称具有方便精密称重的功能，但现在常用的电子称功能比较单一。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于压阻传感器的电子称，高精度测重，效应速度较快，并根据预设的定价，具体计算价钱并显示。

为实现上述目的，本实用新型提供一种基于压阻传感器的电子称，该电子称包含承重装置和电路模块；

其特点是，该电路模块包含设置在承重装置上的重力传感模块、与该重力传感模块的输出端电路连接的差动测量放大模块、与该差动测量放大模块的输出端电路连接的模数转换模块、与该模数转换模块的输出端电路连接的主控模块、与该主控模块的输出端电路连接的显示模块，以及与主控模块的输入端电路连接的输入模块。

上述的承重装置采用s型结构的s梁；其包含水平设置的底部、水平设置在底部上方的中部、水平设置在中部上方的顶部，以及分别竖直设置在中部两端的下侧部和上侧部；下侧部连接底部的一端，上侧部连接顶部的一端。

上述的重力传感模块设置在承重装置的中部处。

外界的被测重物体放置在所述承重装置的顶部。

上述的主控模块采用单片机MCU。

上述重力传感模块采用差动补偿电桥。

将被测重物体放置在承重装置的顶部，承重装置受力发生形变，重力传感模块将应变力变化信号转化为电压变化，传输至差动测量放大模块，差动测量放大模块对该电压变化进行放大，传输至模数转换模块进行模数转换传输至主控模块，主控模块对该信号进行处理将称重结果传输至显示模块，显示模块将该称重结果信息显示给操作人员；

可通过输入模块设定被测重物体的单价并传输至主控模块存储，在主控模块接收并处理称重信号时，可根据该单价信息计算被测重物体的总价格，并传输至显示模块，显示模块将该价格信息显示给操作人员。

本实用新型基于压阻传感器的电子称和现有技术相比，其优点在于，本实用新型采用S梁作为承重装置，并配合采用差动补偿电桥的重力传感模块，具有高精度的测量能力，响应速度快；

本实用新型可通过输入模块设定被测重物体的单价，通过主控模块计算得出其价格，并通过显示模块显示，操作方便；

本实用新型的主控模块采用单片机MCU，响应速度快。

附图说明

图1为本实用新型基于压阻传感器的电子称的电路原理图；

图2为本实用新型基于压阻传感器的电子称的承重装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图具体说明本实用新型的实施例。

一种基于压阻传感器的电子称，该电子称包含承重装置7，及其电路模块。

如图1所示，电路模块包含重力传感模块1、与该重力传感模块1的输出端电路连接的差动测量放大模块2、与该差动测量放大模块2的输出端电路连接的模数转换模块3、与该模数转换模块3的输出端电路连接的主控模块4、与该主控模块4的输出端电路连接的显示模块5，以及与主控模块4的输入端电路连接的输入模块6。

重力传感模块1采用差动补偿电桥电路，其电桥中电路连接有4个电阻应变片：电阻应变片RO1、电阻应变片RO2、电阻应变片RO3和电阻应变片RO4，该电阻应变片RO1、电阻应变片RO2、电阻应变片RO3和电阻应变片RO4的阻值为120欧姆，作为测量应力的传感器。形变会引起电阻应变片的阻值变化，该电阻应变片接入电桥，将电阻的变化转换为电压的变化。电阻应变片RO2、电阻应变片RO3之间电路连接有可调电阻RO5，其阻值为120欧姆；电桥的两端电路连接有电源E。

差动测量放大模块2包含有三个运算放大器：运算放大器A1、运算放大器A2和运算放大器A3，该三个运算放大器采用UA741运算放大器。运算放大器A1的+极输入端电路连接电阻应变片RO1与电阻应变片RO2之间，同时该运算放大器A1的+极输入端与电桥之间还电路练级有电容C1和C2，该电容C1和C2，用于滤除前级的噪声，C1、C2为普通小电容（0.01uF），可以滤除高频干扰。运算放大器A1的-极入端通过5k欧姆的电阻R1电路连接其输出端。运算放大器A2的+极输入端电路连接电阻应变片RO4与电阻应变片RO3之间。该运算放大器A1的+极输入端与电桥之间还电路练级有电容C3和C4，该电容C3和C4用于滤除前级的噪声，C1、C2为普通小电容(0.01uF)，可以滤除高频干扰。运算放大器A2的-极输入端通过5k欧姆的电阻R1电路连接其输出端。运算放大器A1的-极输入端与运算放大器A2的-极输入端之间还电路连接，并串联连接有电阻Rp，其阻值为1k欧姆。运算放大器A3的-极输入端电路连接阻值为1k欧姆的电阻R，并通过该电阻R电路连接运算放大器A1的输出端；运算放大器A3的-极输入端还电路连接阻值为12k欧姆的电阻Rf，并通过该电阻Rf电路连接运算放大器A3的输出端。运算放大器A3的-极输入端电路连接阻值为1k欧姆的电阻R，并通过该电阻R电路连接运算放大器A2的输出端；运算放大器A3的-极输入端还电路连接一12k欧姆的电阻Rf，并通过该电阻Rf接地。

模数转换模块3的输入端电路连接运算放大器A3的输出端，该模数转换模块3采用TLC1549M，是TI公司生产的一种单通道开关电容结构的逐次比较型10位AD转换器。

主控模块4的输入端电路连接模数转换模块3，其采用MCU微控制单元，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机。

显示模块5的输入端电路连接主控模块4，该显示模块5采用LCD显示器，实时显示检测的被测重物体的重量或价格。

输入模块6的输出端电路连接主控模块4的输入端。该输入模块6采用键盘，输入被测重物体的单位价格，传输至主控模块4，由主控模块4存储，并根据检测被测重物体所得的重量计算被测重物体的总价。

如图2所示，承重装置7采用s型结构的s梁。该承重装置7包含水平设置的底部71、水平设置在底部71上方的中部72、水平设置在中部72上方的顶部73），以及分别竖直设置在中部72上相对的两端的下侧部74和上侧部75，下侧部74的下端连接底部71的一端，上侧部75的上端连接顶部73的一端。底部71平稳固定在任意水平面上。外界的被测重物体放置在承重装置7的顶部73，顶部73受到被测重物体的压力，而发生形变。

重力传感模块1的电阻应变片RO1、电阻应变片RO2、电阻应变片RO3和电阻应变片RO4，分别设置在承重装置7的中部72。其中、电阻应变片RO1和电阻应变片RO3设置在重装置7中部72的上表面，而电阻应变片RO2和电阻应变片RO4设置在重装置7中部72的下表面。

承重装置7受力时发生形变，使得电阻应变片RO1、电阻应变片RO2、电阻应变片RO3和电阻应变片RO4受到形变，导致电阻应变片RO1、RO2、RO3、RO4的阻值变化。电阻应变片所在的差动补偿电桥电路将电阻的阻值变化转换为电压变化。即将应变力变化转换为了电信号。

本实用新型基于压阻传感器的电子称的工作原理如下：

将被测重物体放置在承重装置7的顶部73，承重装置7受力发生形变，电阻应变片RO1、电阻应变片RO2、电阻应变片RO3和电阻应变片RO4受到形变而发生阻值变化，重力传感模块1的差动补偿电桥电路将电阻应变片的阻值变化转换为模拟电量信号，即电压的变化，传输至差动测量放大模块2，差动测量放大模块2对该电压变化进行放大，并传输至模数转换模块3，模数转换模块3对该信号进行模数转换变为数字量信号，传输至主控模块4，主控模块4对该信号进行处理，并将称重结果传输至显示模块5，显示模块5将该称重结果信息显示给操作人员。

在称重前可通过输入模块6设定被测重物体的单价并传输至主控模块4存储，在主控模块4接收并处理称重信号时，可根据该单价信息计算被测重物体的总价格，并传输至显示模块5，显示模块5将该价格信息显示给操作人员。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种基于压阻传感器的电子称，该电子称包含承重装置（7）和电路模块；

其特征在于，该电路模块包含设置在所述承重装置（7）上的重力传感模块（1）、与所述的重力传感模块（1）的输出端电路连接的差动测量放大模块（2）、与所述的差动测量放大模块（2）的输出端电路连接的模数转换模块（3）、与所述模数转换模块（3）的输出端电路连接的主控模块（4）、与所述的主控模块（4）的输出端电路连接的显示模块（5），以及与所述的主控模块（4）的输入端电路连接的输入模块（6）。

2.如权利要求1所述的基于压阻传感器的电子称，其特征在于，所述的承重装置（7）采用s型结构的s梁；其包含水平设置的底部（71）、水平设置在底部（71）上方的中部（72）、水平设置在所述中部（72）上方的顶部（73），以及分别竖直设置在所述中部（72）两端的下侧部（74）和上侧部（75）；下侧部（74）连接底部（71）的一端，上侧部（75）连接顶部（73）的一端。

3.如权利要求2所述的基于压阻传感器的电子称，其特征在于，所述的重力传感模块（1）设置在所述的承重装置（7）的中部（72）处。

4.如权利要求2所述的基于压阻传感器的电子称，其特征在于，外界的被测重物体放置在所述承重装置（7）的顶部（73）。

5.如权利要求1所述的基于压阻传感器的电子称，其特征在于，所述的主控模块（4）采用单片机MCU。

6.如权利要求1所述的基于压阻传感器的电子称，其特征在于，所述重力传感模块（1）采用差动补偿电桥。