CN208704868U - 秤的电路及秤的校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种秤的电路及秤的校准装置，涉及电子设备领域。一种秤的电路包括：至少三个传感器、电源、参考输入器件、测量电路和信号处理电路，当秤的电路进行工作时，至少三个传感器中的任意一个传感器输出的信号和参考输入器件输出的信号均为差分电路的输入信号，测量电路将差分电路的输入信号进行转换，并向信号处理电路发送转换后的信号，信号处理电路对转换后的信号根据校准系数计算最终结果。通过至少三个传感器和其他电路的连接，实现了称重，降低了四个传感器的应用成本，节约了资源。

Description

秤的电路及秤的校准装置

技术领域

本实用新型涉及电子设备领域，具体而言，涉及一种秤的电路及秤的校准装置。

背景技术

随着科学技术的发展，电子秤具有称重更加的精准的特性，逐渐代替了传统的杆秤，为人们的生活带来了更多的便利。

相关技术中，电子秤可以包括四个传感器，每个传感器通过信号输出线与一个模数转换器连接，每个模数转换器的输出端均与单片机的输入端连接，单片机的输出端与显示电路的输入端连接，电源分别与各个传感器、各个模数转换器、单片机和显示电路的连接，为各个元器件供电。

但是采用四个传感器的成本比较高，价格相对比较昂贵。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种秤的电路及秤的校准装置，以解决采用四个传感器的成本比较高，价格相对比较昂贵的问题。为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种秤的电路，包括：至少三个传感器、电源和参考输入器件，测量电路和信号处理电路，所述至少三个传感器中的每个传感器由第一压力传感器和第二压力传感器组成；所述第一压力传感器和所述第二压力传感器串联；

所述第一压力传感器与所述电源的第一电极连接，所述第二压力传感器与所述电源的第二电极连接，所述信号处理电路与所述测量电路连接；

所述至少三个传感器中任意一个传感器与所述测量电路连接，所述参考输入器件与所述测量电路连接，所述至少三个传感器中任意一个传感器、所述参考输入器件和所述测量电路组成差分电路，所述至少三个传感器中任意一个传感器输出的信号和所述参考输入器件输出的信号均为所述差分电路的输入信号。

进一步地，所述测量电路包括：模数转换器，所述至少三个传感器中任意一个传感器和所述参考输入器件均与所述模数转换器的输入端连接。

进一步地，所述测量电路还包括：放大器，所述至少三个传感器中任意一个传感器和所述参考输入器件通过所述放大器与所述模数转换器连接；

所述至少三个传感器中任意一个传感器和所述参考输入器件与所述放大器的输入端连接，所述放大器的输出端与所述模数转换器的输入端连接。

进一步地，所述至少三个传感器中的任一传感器输出的信号和所述参考输入器件输出的信号均为模拟信号，所述测量电路用于将所述模拟信号转换为数字信号。

进一步地，所述秤的电路还包括至少三个开关，所述至少三个开关与所述信号处理电路连接；

所述至少三个传感器和所述测量电路通过所述至少三个开关连接，每个开关与所述至少三个传感器中的任意一个传感器连接，每个开关连接的传感器均不相同。

进一步地，所述至少三个开关为金属氧化物半导体场效应晶体管。

进一步地，所述信号处理电路是专用集成电路或单片机。

进一步地，所述第一压力传感器包括压敏器件，所述第二压力传感器包括压敏器件或电阻。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种秤的校准装置，包括称重设备和上述任一项秤的电路，所述称重设备包括：秤盘和至少一个砝码，所述秤盘放置在所述至少三个传感器上，所述至少一个砝码放置在所述秤盘上，所述至少一个砝码在竖直方向的投影与所述至少三个传感器中任意一个传感器所在的区域交叉；

所述测量电路用于发送称重结果，所述信号处理电路用于接收所述称重结果，并根据所述称重结果和所述至少一个砝码的重量计算得到校准系数。

进一步地，所述称重设备还包括秤的本体和支撑组件，所述支撑组件位于所述秤的本体底部。

本实用新型提供的一种秤的电路，通过将第一压力传感器与电源的第一电极连接，第二压力传感器与电源的第二电极连接，至少三个传感器中任意一个传感器与测量电路连接，参考输入器件与测量电路连接，测量电路与信号处理的连接，当秤的电路进行工作时，至少三个传感器中的任意一个传感器输出的信号和参考输入器件输出的信号均为差分电路的输入信号，测量电路将差分电路的输入信号进行转换，并向信号处理电路发送转换后的信号，信号处理电路对转换后的信号根据校准系数计算称重结果。

进一步地，通过至少三个传感器和其他电路的连接，实现了称重，降低了四个传感器的应用成本，节约了资源。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的秤的电路示意图；

图2为本实用新型另一实施例提供的秤的电路示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的秤的校准装置的示意图；

图4为本实用新型另一实施例提供的秤的校准装置的示意图。

图标：100-传感器；110-电源；120-参考输入器件；130-测量电路；140- 信号处理电路；150-开关；160-秤盘；170-砝码；180-秤的本体；190-滑轮。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参照图1，本实用新型实施例提供了一种秤的电路，秤的电路可以包括：至少三个传感器100、电源110、参考输入器件120、测量电路130和信号处理电路140，信号处理电路140与测量电路130连接，至少三个传感器100中任意一个传感器100与测量电路130连接，参考输入器件120与测量电路130连接。

其中，至少三个传感器100中任意一个传感器100、参考输入器件120 和测量电路130可以组成差分电路，至少三个传感器100中任意一个传感器100输出的信号和参考输入器件120输出的信号均为差分电路的输入信号。

因此，可以将任意一个传感器100输出的信号和参考输入器件120输出的信号之间的差值为差分电路的有效输入信号，从而对两个输入信号之间的差值进行放大并输出。

若任意一个传感器100输出的信号和/或参考输入器件120输出的信号存在干扰信号的情况下，可以通过差分电路对两个输入信号中的干扰信号进行消除，使得干扰信号的有效输入为零，避免了任意一个传感器100输出的信号和参考输入器件120输出的信号受到干扰信号的影响。

需要说明的是，至少三个传感器100中的任一传感器100输出的信号和参考输入器件120输出的信号均为模拟信号，测量电路130用于将模拟信号转换为数字信号，以便信号处理电路140可以根据转换后的数字信号进行计算，被测物体的称重结果。

由于至少三个传感器100中的任一传感器100输出的信号和参考输入器件120输出的信号均是模拟信号，而信号处理电路140需要根据数字信号进行处理，因此，测量电路130可以先对模拟信号进行转换，得到转换后的数字信号，再向信号处理电路140发送数字信号，则信号处理电路140 可以根据数字信号进行计算。

而且，至少三个传感器100中的每个传感器100可以由第一压力传感器和第二压力传感器组成，第一压力传感器和第二压力传感器串联，第一压力传感器与电源110的第一电极连接，第二压力传感器与电源110的第二电极连接。

其中，第一压力传感器包括压敏器件，第二压力传感器包括压敏器件或者电阻。

例如：第一压力传感器和第二压力传感器均可包括压敏器件，也即是，第一压力传感器包括第一压敏器件，第二压力传感器包括第二压敏器件，第一压敏器件中的电阻与压力的变化成正比，第二压敏器件中的电阻与压力的变化成反比。

具体地，在测量被测物体的重量时，测量电路130可以接收任意一个传感器100和参考输入器件120输出的模拟信号，从而对接收的模拟信号进行转换，得到数字信号，最后再向信号处理电路140发送该数字信号，信号处理电路140则可以根据接收的数字信号进行计算，得到被测物体的称重结果。

例如：传感器100可以包括第一传感器100、第二传感器100和第三传感器100，当秤的电路开始工作时，第一传感器100、参考输入器件120和测量电路130组成差分电路，将第一传感器100和参考输入器件120输出的模拟信号作为差分电路的输入，通过测量电路130对模拟信号进行转换，得到数字信号，并向信号处理电路140发送该数字信号，则信号处理电路 140可以接收测量电路130发送的数字信号，并对该数字信号进行处理，处理完毕后，信号处理电路140可以发出指令使得第一传感器100与测量电路130的连接断开，并使得第二传感器100与参考输入器件120均接入测量电路130，信号处理电路140接收测量电路130转换的第二传感器100和参考输入器件120输入的信号进行处理，信号处理电路140发出指令断开第二传感器100与测量电路130的连接，使得第三传感器100和参考输入器件120接入测量电路130。

相应的，信号处理电路140可以接收测量电路130转换并发送的G14 信号、G24信号和G34信号，G14信号为第一传感器100与参考输入器件 120输入的信号经过测量电路130转换后的信号，G24信号为第二传感器 100与参考输入器件120输入的信号经过测量电路130转换后的信号，G34 信号为第三传感器100与参考输入器件120输入信号经过测量电路130转换后的信号，则信号处理电路140可以根据校准系数K1、K2和K3，计算最终物体的称重结果G＝K1*G14+K2*G24+K3*G34。

需要说明的是，信号处理电路140可以是集成电路或单片机，传感器 100可以为扩散硅压力传感器，还可以为压电式压力传感器、应变片(力学) 压力传感器和蓝宝石压力传感器等，本实用新型例中对信号处理电路140 和传感器100均不做限定。

综上所述，根据本实用新型实施例提供的秤的电路，通过将第一压力传感器和第二压力传感器串联；第一压力传感器与电源110的第一电极连接，第二压力传感器与电源110的第二电极连接，至少三个传感器100中任意一个传感器100与测量电路130连接，参考输入器件120与测量电路 130连接，测量电路130接收至少三个传感器100中的任意一个传感器100 和参考输入器件120输出的信号均为差分电路的输入信号，测量电路130 接收的差分电路的输入信号进行处理，处理后并向信号处理电路140发送，信号处理电路140通过计算得到最终物体的称重结果，使得运用至少三个传感器100能实现了秤的电路的称重过程，保证电路高效运行的同时节约了成本，方便了人们的生活。

可选的，测量电路130包括：模数转换器，至少三个传感器100中任意一个传感器100和参考输入器件120均与模数转换器的输入端连接。

由于至少三个传感器100中的任意一个传感器100输出的信号为模拟信号，参考输入器件120输出的信号也为模拟信号，而信号处理电路140 无法处理模拟信号，因此，可以在测量电路130中设置模数转换器，以便对测量电路130接收的模拟信号进行转换，得到数字信号。

具体地，测量电路130可以接收至少三个传感器100中的任意一个传感器100和参考输入器件120输出的模拟信号，经过测量电路130中模拟转换器的转换，将模拟信号转换为数字信号，最后向信号处理电路140输出转换后的数字信号，使得信号处理电路140能够根据该数字信号进行处理，计算出称重结果。

需要说明的是，模数转换器可以为直接模数转换器或间接模数转换器，直接模数转化器具有工作速度高、转换精度容易保证的优点，例如逐次逼近型、并行比较型和计数型模数转换器等；间接模数转换器具有转换精度高，抗干扰能力强的优点，例如单积分模数转换器、双积分模数转换器等，在本实用新型实施例中对模数转换器不做限定。

可选的，测量电路130还包括：放大器，至少三个传感器100中任意一个传感器100和参考输入器件120通过放大器与模数转换器连接，至少三个传感器100中任意一个传感器100和参考输入器件120与放大器的输入端连接，放大器的输出端与模数转换器的输入端连接。

由于信号处理电路140在对各个数字信号处理过程中，可以根据信号处理电路140的精确度对不同的数字信号进行处理，若接收的数字信号的精度小于信号处理电路140的精确度，则信号处理电路140无法处理接收的数字信号。因此，需要设置一个放大器，放大器与模拟转换器连接，对接收的信号进行放大。

例如：在信号处理电路140中在对信号的分析和处理中，信号处理电路140的灵敏度是有限的，对于低于信号处理电路140允许的最小信号时，信号处理电路140是无法监测和处理的。当在测量电路130中设置放大器时，测量电路130的输入是模拟信号，经过放大器将信号放大模拟转换器进行转化，测量电路130输出数字信号，信号处理电路140中通过专用集成电路或单片机将信号进行处理，并计算出最终的称重结果。

可选的，参照图2，秤的电路还包括至少三个开关150，至少三个开关 150与信号处理电路140连接，至少三个传感器100和测量电路130通过至少三个开关150连接，每个开关150与至少三个传感器100中的任意一个传感器100连接，每个开关150连接的传感器100均不相同。

由于在秤的电路中需要将至少三个传感器100中的任意一个传感器100 与测量电路130连接，在三个传感器100中的任意一个传感器100和测量电路130连接时需要进行切换，因此需要设置开关150，可以通过开关150 控制至少三个传感器100中的每个传感器100与测量电路130的连接或断开。

相应的，秤的电路在工作过程中，通过每一个传感器100连接的开关 150来控制至少三个传感器100中的每一个传感器100与测量电路130的连接，开关150的闭合需要信号处理电路140控制。

例如：至少三个传感器100可以包括：第一传感器100、第二传感器 100和第三传感器100，至少三个开关150可以包括：第一开关150、第二开关150和第三开关150。第一开关150位于第一传感器100和测量电路 130之间，第二开关150位于第二传感器100和测量电路130之间，第三开关150位于第三传感器100和测量电路130之间。第一传感器100和测量电路130连接时，第一传感器100和测量电路130之间的第一开关150闭合，第二开关150和第三开关150的断开；类似的，第二传感器100接入测量电路130时，第二开关150闭合，第一开关150和第三开关150断开；第三传感器100接入测量电路130时，第三开关150闭合，第一第二开关150断开。开关150的闭合个断开是由信号处理电路140发送指令进行控制的。

进一步地，至少三个开关150为金属氧化物半导体场效应晶体管。

由于金属氧化物半导体场效应晶体管在使用中需要的驱动功率小，且是电压驱动，只需要一个驱动电压信号就能控制很大的电源110电流，控制方便，不需要经过几级推动电路把控制电流逐步加大的繁琐步骤，漏电小，功率高，断开状态不产生功耗，便于在电路中的使用。

第二实施例

请参考图3，在本实用新型的另一方面，提供一种秤的校准装置，包括称重设备和上述任一项的秤的电路，称重设备包括：秤盘160和至少一个砝码170，秤盘160放置在至少三个传感器100上，至少一个砝码170放置在秤盘160上，至少一个砝码170在竖直方向的投影分别与至少三个传感器100中每个传感器100所在的区域交叉。

其中，测量电路130用于发送多次称重结果，信号处理电路140用于接收称重结果，并根据称重结果和所述至少一个砝码170的重量计算得到校准系数。

相应的，将秤盘160放置在至少三个传感器100上，三个传感器100 呈三角分布，每次在秤盘160上至少三个传感器100中任意一个传感器100 对应的区域放置一个砝码170进行测量，三次放置砝码170的位置均不同，分三次放置三个不同位置的砝码170，测量电路130得到多次称重结果，并向信号处理电路140发送多次称重结果，信号处理电路140根据砝码170 的重量进行计算，得到校准系数K1、K2、K3。

例如，取至少一个固定重量的砝码170，至少一个砝码170的重量记为 G，在秤盘160上第一传感器100对应的区域放置至少一个固定重量的砝码 170，第一传感器100与参考输入器件120组成的差分电路输出的信号通过测量电路130进行转换后记为G11,第二传感器100与参考输入器件120组成的差分电路输出的信号通过测量电路130进行转换后记为G12,第三传感器100与参考输入器件120组成的差分电路输出的信号通过测量电路130 进行转换后记为G13,其中至少一个固定重量砝码170的重量G可用公式 G＝K1*G11+K2*G12+K3*G13表示。

类似的，在秤盘160上第二传感器100对应的区域放置至少一个固定重量的砝码170，可以求出G21、G22、G23，至少一个固定重量砝码170 的重量可用公式G＝K1*G21+K2*G22+K3*G23表示；在秤盘160上第三传感器100对应的区域放置至少一个固定重量的砝码170，可以求出G31、 G32、G33，至少一个固定重量砝码170的重量可用公式 G＝K1*G31+K2*G32+K3*G33表示。对三个方程中的校准系数K1、K2、 K3求解，得出校准系数K1、K2、K3的值，从而得到校准系数。

可选的，称重设备还包括秤的本体180和支撑组件，支撑组件位于秤的本体180底部。

例如：支撑组件可以为滑轮190，由于在对物体重量的测量时，对于重量体积庞大的物体搬动不便，因此可以将滑轮190设置在秤的本体180底部，在测量重量体积庞大的物体时，将秤通过秤的底部的滑轮190移动到待测量物体附近，避免了来回搬移物体和秤造成不便，费时费力。

具体地，参照图4，可以在秤的本体180底部设置至少三个滑轮190，通过滑轮190方便的移动秤的位置，有利于在实际应用中对物体进行称重，便于携带省时省力。

综上所述，根据本实用新型提供的秤的校准装置，通过秤盘160放置在至少三个传感器100上，至少一个砝码170放置在秤盘160上，在秤盘 160的至少一个砝码170在竖直方向的投影分别与至少三个传感器100中的每个传感器100所在的区域交叉，在区域交叉位置每次放置一个砝码170 进行测量，分三次放置三个不同位置的砝码170，测量电路130得到多次称重物体的称重结果，并向信号处理电路140发送，信号处理电路140根据砝码170的重量进行计算，最终得出校准系数K1、K2、K3，通过校准系数在称重时，可以使得物体称重结果更加的精确。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种秤的电路，其特征在于，所述秤的电路包括：至少三个传感器、电源、参考输入器件、测量电路和信号处理电路，所述至少三个传感器中的每个传感器由第一压力传感器和第二压力传感器组成，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器串联；

所述第一压力传感器与所述电源的第一电极连接，所述第二压力传感器与所述电源的第二电极连接，所述信号处理电路与所述测量电路连接；

所述至少三个传感器中任意一个传感器与所述测量电路连接，所述参考输入器件与所述测量电路连接，所述至少三个传感器中任意一个传感器、所述参考输入器件和所述测量电路组成差分电路，所述至少三个传感器中任意一个传感器输出的信号和所述参考输入器件输出的信号均为所述差分电路的输入信号。

2.如权利要求1所述的秤的电路，其特征在于，所述测量电路包括：模数转换器，所述至少三个传感器中任意一个传感器和所述参考输入器件均与所述模数转换器的输入端连接。

3.如权利要求2所述的秤的电路，其特征在于，所述测量电路还包括：放大器，所述至少三个传感器中任意一个传感器和所述参考输入器件通过所述放大器与所述模数转换器连接；

所述至少三个传感器中任意一个传感器和所述参考输入器件与所述放大器的输入端连接，所述放大器的输出端与所述模数转换器的输入端连接。

4.如权利要求1所述的秤的电路，其特征在于，所述至少三个传感器中的任一传感器输出的信号和所述参考输入器件输出的信号均为模拟信号，所述测量电路用于将所述模拟信号转换为数字信号。

5.如权利要求1所述的秤的电路，其特征在于，所述秤的电路还包括至少三个开关，所述至少三个开关与所述信号处理电路连接；

所述至少三个传感器和所述测量电路通过所述至少三个开关连接，每个开关与所述至少三个传感器中的任意一个传感器连接，每个开关连接的传感器均不相同。

6.如权利要求5所述的秤的电路，其特征在于，所述至少三个开关为金属氧化物半导体场效应晶体管。

7.如权利要求1至6任一所述的秤的电路，其特征在于，所述信号处理电路是专用集成电路或单片机。

8.如权利要求1至6任一所述的秤的电路，其特征在于，所述第一压力传感器包括压敏器件，所述第二压力传感器包括压敏器件或电阻。

9.一种秤的校准装置，其特征在于，包括称重设备和权利要求1-8任一项所述的秤的电路，所述称重设备包括：秤盘和至少一个砝码，所述秤盘放置在所述至少三个传感器上，所述至少一个砝码放置在所述秤盘上，所述至少一个砝码在竖直方向的投影与所述至少三个传感器中任意一个传感器所在的区域交叉；

所述测量电路用于发送称重结果，所述信号处理电路用于接收所述称重结果，并根据所述称重结果和所述至少一个砝码的重量计算得到校准系数。

10.如权利要求9所述的秤的校准装置，其特征在于，所述称重设备还包括秤的本体和支撑组件，所述支撑组件位于所述秤的本体底部。