CN203287097U - 一种基于机械显示的电子秤 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于机械显示的电子秤，包括依次连接的称重传感器、放大电路、A/D转换模块、微控制器，还包括与所述微控制器连接的驱动模块，与所述驱动模块连接的指针（1），以及与所述指针（1）配合并设置在电子秤本体上的N个表盘（9），其中N为大于或等于1的自然数。所述驱动模块包括铁芯（4）、线圈（3）、螺旋弹簧（2）、永久磁铁（5）、线圈式驱动电路（10），或者包括依次连接的电机式驱动电路（8）、步进电机（7）、齿轮模块（6）。本实用新型可以将电子秤采样到的重量数字信号通过机械传动式指针在表盘上显示，从而实现机械多表盘显示等机械秤和电子秤都无法实现的功能，能够很好的服务于人们的生活。

Description

一种基于机械显示的电子秤

技术领域

本实用新型涉及一种基于机械显示的电子秤，属于称重计量设备的技术领域。

背景技术

在现有的衡器行业中，衡器可以分为2大类：电子秤和机械秤。机械秤通常采用机械方式称重并通过机械方式显示读数。机械秤的表盘式读取方式比较符合人们的习惯，但是其体积较大，反应灵敏度较差，测量误差较大，不能做数字化处理，不能将重量信息远距离传输。此外，机械秤通常只能使用一个表盘，提高显示精度就会造成表盘刻度过于密集，会造成示数读取困难。

而现有技术中的电子秤，通常采用高精度数字称重传感器称重并通过数字方式显示读数。较之机械秤，有更高的精度、灵敏度和稳定性。但是现有的电子秤往往只采用数字方式显示，不符合人们习惯的表盘式的读取方式。现有的电子秤中还没有采用机械传动式指针在表盘上显示读数的方法。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于机械显示的电子秤，将称重信息通过指针式机械表盘显示从而解决上述问题。

本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种基于机械显示的电子秤，包括依次连接的称重传感器、放大电路、A/D转换模块、微控制器，还包括与所述微控制器连接的驱动模块，将微控制器处理后的重量数字信号转转化成机械转动力；与所述驱动模块连接的指针，在机械转动力的驱动下转动；用于与所述指针配合且设置在所述电子秤本体上的N个表盘，其中N为大于或等于1的自然数。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述驱动模块包括铁芯、线圈、螺旋弹簧、永久磁铁、线圈式驱动电路，其中线圈和指针固定在所述铁芯的铁芯轴上；所述永久磁铁连接在铁芯和线圈处，用于和线圈配合产生转动力矩；所述永久磁铁与铁芯之间的磁场为均匀辐向分布；所述线圈的两端分别连接有螺旋弹簧，所述线圈式驱动电路与螺旋弹簧连接，用于产生制动力矩。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述驱动模块包括依次连接的电机式驱动电路、步进电机、齿轮模块,所述齿轮模块与指针连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案：还包括对外接口模块，所述对外接口模块与微控制器连接。

本实用新型采用上述技术方案能产生如下技术效果：

本实用新型提供一种基于机械显示的电子秤，可以将电子秤采样到的重量数字信号通过机械传动式指针在表盘上显示，可以做成机械式多表盘的形式来显示称重信息，从而实现机械多表盘显示等机械秤和电子秤都无法实现的功能，能够很好的服务于人们的生活。

附图说明

图1为本实用新型的一种基于机械显示的电子秤的系统原理图。

图2为本实用新型的一种基于机械显示的电子秤的驱动模块采用线圈式的原理图。

图3为本实用新型的一种基于机械显示的电子秤的驱动模块采用电机式的原理图。

图4为本实用新型的一种基于机械显示的电子秤的指针模拟机械指针阻尼振动的示意图。

图5(1)至图5（4）为本实用新型例举的几种多表盘显示的结构示意图：

其中图5（1）为同轴式多表盘的一种结构示意图；

图5（2）为独立式多表盘做成2个独立表盘的结构示意图；

图5（3）为独立式多表盘做成嵌套式的结构示意图；

图5（4）为独立式多表盘做成多个扇形盘的结构示意图。

其中标号解释：1-指针，2-螺旋弹簧，3-线圈，4-铁芯，5-永久磁铁，6-齿轮模块，7-步进电机，8-电机式驱动电路，9-表盘，9a-同轴式多表盘结构的内盘，9b-同轴式多表盘结构的外盘，9c-独立式多表盘结构2个独立表盘中的一个盘，9d-独立式多表盘结构2个独立表盘中的另一个盘，9e-独立式多表盘做成嵌套式的大盘，9f独立式多表盘做成嵌套式的小盘，9g-独立式多表盘做成多个扇形盘的一个盘，9h-独立式多表盘做成多个扇形盘的另一个盘，10-线圈式驱动电路。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式进行描述。

如图1所示，本实用新型提供了一种基于机械显示的电子秤，包括依次连接的称重传感器、放大电路、A/D转换模块、微控制器，还包括有：驱动模块，与所述微控制器连接，用于将微控制器处理后的重量数字信号转化成机械转动力；指针1，与所述驱动模块连接，在机械转动力的驱动下转动；表盘9，设置在所述电子秤本体上，用于与所述指针1配合显示称重信息。称重传感器将采集到的模拟信号，通过放大电路放大后传输到A/D转换模块，A/D转换模块将该模拟信号转换成数字信号，并传输给微控制器。所述驱动模块，可以将微控制器收到的数字化称重信息，转化成指针的机械运动，在机械表盘中显示。

对于驱动模块，可以采用由线圈式驱动电路驱动或电机式驱动电路驱动。其中，线圈式驱动电路将数字称重信号转换成电流，再通过螺旋弹簧引入线圈，驱动线圈转动并带动指针转动到相应刻度。电机式驱动电路将数字称重信号转换成相应的方波信号，传输给步进电机，使步进电机运转并驱动齿轮系统，进而带动指针转到相应刻度。为了达到理想的精度和显示效果，齿轮系统可以采用多齿轮的构造。

下面结合两种机械式传动的实施例进行说明：

如图2所示为电子秤驱动模块采用线圈式的原理图。驱动模块包括线圈式驱动电路10、永久磁铁5、铁芯4、线圈3、螺旋弹簧2。指针1和线圈3固定在铁芯4的铁芯轴上。永久磁铁5与铁芯4之间是均匀辐向分布的。线圈3两端连接有两个螺旋弹簧2，线圈式驱动电路10与两端的螺旋弹簧2连接。微控制器将称重信息以数字信号的方式发送给驱动模块。线圈式驱动电路10将该数字信号转换成电流，通过螺旋弹簧2引入线圈3。线圈3上跟铁芯轴平行的两边会受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转动。永久磁铁5连接在铁芯4和线圈3处，用于和线圈配合产生转动力矩。指针1固定在铁芯4上，会随着铁芯4上线圈3的转动而转动。线圈3转动时螺旋弹簧2被扭动，产生一个阻碍线圈3转动的力矩，其大小随线圈3转动角度的增大而增大。当螺旋弹簧2产生的阻碍力矩和安培力产生的转动力矩相平衡时，线圈3停止转动，此时指针也在转过一定角度后停下。转动的角度跟输入线圈3的电流成正比，也就是说跟称重信息形成对应关系。从而，电子秤通过机械传动的方式将称重信息显示在指针式表盘9上。

如图3所示为电子秤的驱动模块采用电机式的原理图原理图。驱动模块包括依次连接的电机式驱动电路8、步进电机7、齿轮模块6和指针1连接。微控制器将称重信息以数字信号的方式发送给驱动模块。电机式驱动电路8输出一组方波信号给步进电机7。步进电机7根据该组方波的频率、占空比和长度，以一定速度旋转一定圈数后停下。与之相连的齿轮系统也进行相应的转动。为了达到理想的精度和显示效果，齿轮模块6可以采用多齿轮的构造。最后一级齿轮行走的齿数由步进电机旋转的圈数决定。指针1固定于最后一级齿轮上，所以指针转动到一定角度后在相应的刻度处停下。转动的角度跟驱动模块输出的方波有对应关系，也就是说跟称重信息有对应关系。从而，电子秤通过机械传动的方式将称重信息显示在指针式表盘9上。

另外，如图4所示，微控制器可以通过控制步进电机，使指针1在平衡位置附近摆动一定时间再稳定下来，模拟机械传动式指针的阻尼振动，从而更为真实的实现机械显示。

本实用新型还可以将电子秤做成多表盘的形式来丰富称重信息的显示方式。图5(1)至5（4）为本实用新型应用机械式多表盘显示的实例。机械式多表盘可以做成同轴式或独立式，也可以做成圆形盘或扇形盘，但不限于这些形式。

以图中实例为例，采用同轴式多表盘时，如图5（1）所示，为同轴式多表盘的示意图，其中包括内盘9a，外盘9b，微控制器将重量信息分成0.5千克和0.025千克两部分，然后通过2个指针来显示。

采用独立式多表盘时，如图5（2），独立式多表盘做成2个独立表盘的结构示意图，表盘包括2个独立表盘中的一个盘9c，2个独立表盘中的另一个盘9d，盘9c每个刻度为0.5千克, 盘9d每个刻度为0.05千克，每个表盘均有指针用于指示读数。还可以如图5（3）所示，为独立式多表盘做成嵌套式的结构示意图，包括做成嵌套式的大盘9e，小盘9f，每个表盘均有指针用于指示读数。还可以如图5（4）所示，为独立式多表盘做成多个扇形盘的结构示意图。包括多个扇形盘的一个盘9g，另一个盘9h。因此，不仅提高了显示精度，也方便了人们快速的读取重量。

并且，本实用新型的电子秤，还可以通过与微控制器相连的对外接口模块，增设电子秤支持的一些功能模块，比如设定重量目标值的按键，将数字化的重量信息远距离传输的模块等,或无线传输接口模块等实现无线传输。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (4)

1.一种基于机械显示的电子秤，包括依次连接的称重传感器、放大电路、A/D转换模块、微控制器，其特征在于：还包括与所述微控制器连接的驱动模块，与所述驱动模块连接的指针（1），以及与所述指针（1）配合并设置在电子秤本体上的N个表盘（9），其中N为大于或等于1的自然数。

2.根据权利要求1所述的基于机械显示的电子秤，其特征在于：所述驱动模块包括铁芯（4）、线圈（3）、螺旋弹簧（2）、永久磁铁（5）、线圈式驱动电路（10），其中线圈（3）和指针（1）固定在所述铁芯（4）的铁芯轴上；所述永久磁铁（5）连接在铁芯（4）和线圈（3）处，用于和线圈配合产生转动力矩；所述永久磁铁（5）与铁芯（4）之间的磁场为均匀辐向分布；所述线圈（3）的两端分别连接有螺旋弹簧（2），所述线圈式驱动电路（10）与螺旋弹簧（2）连接，用于产生制动力矩。

3.根据权利要求1所述的基于机械显示的电子秤，其特征在于：所述驱动模块包括依次连接的电机式驱动电路（8）、步进电机（7）、齿轮模块（6）,所述齿轮模块（6）与指针（1）连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于机械显示的电子秤，其特征在于：还包括对外接口模块，所述对外接口模块与微控制器连接。

Images