CN211061034U - 一种高精度称重原理验证的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度称重原理验证的实验装置，涉及称重装置，解决的是现有称重装置在实验教学中存在不直观、精度差的技术问题，所述实验装置包括控制模块、显示模块、报警模块、键盘模块、滤波电路、桥式称重传感器、桥式测温传感器、型号为HX711的模数转换器，所述桥式称重传感器、桥式测温传感器通过所述滤波电路连接所述模数转换器的输入端，所述模数转换器的输出端、键盘模块连接所述控制模块的输入端，所述控制模块的输出端分别连接所述显示模块、报警模块。本实用新型显示直观、操作方便、精度高。

Description

一种高精度称重原理验证的实验装置

技术领域

本实用新型涉及称重装置，更具体地说，它涉及一种高精度称重原理验证的实验装置。

背景技术

称重技术一直以来都是人们关注的话题，随着科技的不断发展，电子方面的发展也取得了很大的进步，电子产品已经深入到广大人们的日常生活中。特别是电子秤，在各种市场随处可见，它已经广泛应用于科研、农业、交通等各个领域，更是买卖过程中必不可少的一种计量工具。现有的电子秤在实验室教学过程中存在不够直观、精度差的问题，不能满足实验室教学需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本实用新型的目的是提供一种显示直观、操作方便的高精度称重原理验证的实验装置。

本实用新型的技术方案是：一种高精度称重原理验证的实验装置，包括控制模块、显示模块、报警模块、键盘模块、滤波电路、桥式称重传感器、桥式测温传感器、型号为HX711的模数转换器，所述桥式称重传感器、桥式测温传感器通过所述滤波电路连接所述模数转换器的输入端，所述模数转换器的输出端、键盘模块连接所述控制模块的输入端，所述控制模块的输出端分别连接所述显示模块、报警模块。

作为进一步地改进，所述滤波电路包括第二三极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容；电源连接所述第二三极管的发射极，所述模数转换器的第2引脚BASE连接所述第二三极管的基极，所述第二三极管的集电极连接所述桥式称重传感器的输入端正极、桥式测温传感器的输入端正极、模数转换器的第3引脚AVDD，所述模数转换器的第5引脚AGND连接所述桥式称重传感器的输入端负极、桥式测温传感器的输入端负极，所述第二电阻的两端分别连接所述模数转换器的第3引脚AVDD、第4引脚VFB，所述第三电阻的两端分别连接所述模数转换器的第4引脚VFB、第5引脚AGND，所述第三电容的两端分别连接所述模数转换器的第3引脚AVDD、第5引脚AGND，所述第四电容的两端分别连接所述模数转换器的第5引脚AGND、第6引脚VBG，所述桥式称重传感器的输出端负极连接所述模数转换器的第7引脚INNA，所述桥式称重传感器的输出端正极通过所述第四电阻连接所述模数转换器的第8引脚INPA，所述桥式测温传感器的输出端负极连接所述模数转换器的第9引脚INNB，所述桥式测温传感器的输出端正极通过所述第五电阻连接所述模数转换器的第10引脚INPB，所述第五电容的两端分别连接所述模数转换器的第7引脚INNA、第8引脚INPA，所述第六电容的两端分别连接所述模数转换器的第9引脚INNB、第10引脚INPB。

进一步地，所述报警模块包括蜂鸣器、第一三极管、第六电阻，电源连接所述蜂鸣器的正极，所述蜂鸣器的负极连接所述第一三极管的发射极，所述第一三极管的集射极接地，所述第一三极管的基极连接所述控制模块的输出端。

进一步地，所述控制模块为型号为AT89S52的单片机。

进一步地，所述显示模块为型号为LCD12864的液晶显示器。

进一步地，所述键盘模块为4*4矩阵式的键盘。

有益效果

本实用新型与现有技术相比，具有的优点为：本实用新型通过设置控制模块、显示模块、报警模块、键盘模块、滤波电路、桥式称重传感器、桥式测温传感器、型号为HX711的模数转换器，桥式称重传感器的检测信号和桥式测温传感器的温度补偿信号通过滤波电路输入模数转换器进行放大和模数转换得到数字信号，检测精度高，数字信号输入控制模块进行处理，通过显示模块将重量显示输出，当重量超重时通过报警模块输出报警信号，通过键盘模块可以方便设定称重参数，本实用新型显示直观、使用方便，能满足实验室教学需求，便于提高教学质量。

附图说明

图1为本实用新型的方框结构示意图；

图2为本实用新型中桥式称重传感器与模数转换器的电路图；

图3为本实用新型中报警模块的电路图；

图4为本实用新型中控制模块的电路图；

图5为本实用新型中显示模块的电路图；

图6为本实用新型中键盘模块的电路图；

图7为本实用新型中电源模块的电路图。

其中：A-滤波电路、B-桥式称重传感器、C-桥式测温传感器、U1-控制模块、U2-模数转换器、LCD-显示模块、AL-报警模块、KB-键盘模块、R1-第一电阻、R2-第二电阻、R3-第三电阻、R4-第四电阻、R5-第五电阻、R6-第六电阻、C3-第三电容、C4-第四电容、C5-第五电容、C6-第六电容、C7-第七电容、C8-第八电容、C9-第九电容、C10-第十电容、Q1-第二三极管、Q2-第二三极管、BELL-蜂鸣器。

具体实施方式

下面结合附图中的具体实施例对本实用新型做进一步的说明。

参阅图1-7，一种高精度称重原理验证的实验装置，包括控制模块U1、显示模块LCD、报警模块AL、键盘模块KB、滤波电路A、桥式称重传感器B、桥式测温传感器C、型号为HX711的模数转换器U2，桥式称重传感器B、桥式测温传感器C通过滤波电路A连接模数转换器U2的输入端，模数转换器U2的输出端、键盘模块KB连接控制模块U1的输入端，控制模块U1的输出端分别连接显示模块LCD、报警模块AL。

滤波电路A包括第二三极管Q2、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6；电源VCC连接第二三极管Q2的发射极，模数转换器U2的第2引脚BASE连接第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的集电极连接桥式称重传感器B的输入端正极E+、桥式测温传感器C的输入端正极F+、模数转换器U2的第3引脚AVDD，模数转换器U2的第5引脚AGND连接桥式称重传感器B的输入端负极E-、桥式测温传感器C的输入端负极F-，第二电阻R2的两端分别连接模数转换器U2的第3引脚AVDD、第4引脚VFB，第三电阻R3的两端分别连接模数转换器U2的第4引脚VFB、第5引脚AGND，第三电容C3的两端分别连接模数转换器U2的第3引脚AVDD、第5引脚AGND，第四电容C4的两端分别连接模数转换器U2的第5引脚AGND、第6引脚VBG，桥式称重传感器B的输出端负极A-连接模数转换器U2的第7引脚INNA，桥式称重传感器B的输出端正极A+通过第四电阻R4连接模数转换器U2的第8引脚INPA，桥式测温传感器C的输出端负极B-连接模数转换器U2的第9引脚INNB，桥式测温传感器C的输出端正极B+通过第五电阻R5连接模数转换器U2的第10引脚INPB，第五电容C5的两端分别连接模数转换器U2的第7引脚INNA、第8引脚INPA，第六电容C6的两端分别连接模数转换器U2的第9引脚INNB、第10引脚INPB，模数转换器U2的第11引脚PD_SCK、第12引脚DOUT连接控制模块U1的输入端。第三电容C3作为滤波电容稳定电压，VAVDD电压只有在A/D进行采集时才输出，由此大大降低系统功耗。A+A-为桥式称重传感器B的输出端，将B+、B-作为温度补偿输入，A+、A-连接桥式称重传感器B输出，传感器输出信号分别经过R4、C5，R5、C6组成的低通滤波器去除高频干扰，模数转换器U2内部具有128倍的放大倍数，桥式称重传感器B的检测信号和桥式测温传感器C的温度补偿信号通过滤波电路A输入模数转换器U2进行放大和模数转换得到数字信号，检测精度高。

报警模块AL包括蜂鸣器BELL、第一三极管Q1、第六电阻R6，电源VCC连接蜂鸣器BELL的正极，蜂鸣器BELL的负极连接第一三极管Q1的发射极，第一三极管Q1的集射极接地，第一三极管Q1的基极连接控制模块U1的输出端。当重量超重时通过报警模块AL输出报警信号。

在本实施例中，控制模块U1为型号为AT89S52的单片机。模数转换器U2的第11引脚PD_SCK连接控制模块U1的P3.6引脚WR，模数转换器U2的第12引脚DOUT连接控制模块U1的P3.7引脚RD，第一三极管Q1的基极连接控制模块U1的P2.0引脚A8。

显示模块LCD为型号为LCD12864的液晶显示器。显示模块LCD的第5引脚R/W连接控制模块U1的P2.4引脚A12，显示模块LCD的第6引脚E(SCLK)连接控制模块U1的P2.5引脚A13。可以简化电路原理图的设计和PCB图的设计，LCD12864液晶显示器模块还具有光标显示、画面移位、睡眠模式等功能，显示称重输入以及按键输入选项等人机交互界面友好，编程简单。

键盘模块KB为4*4矩阵式的键盘。键盘模块KB主要用于输入物品单价、去皮、纠错、计算金额等功能，一共需要16个按键，采用4*4矩阵式键盘，4*4矩阵键盘采用动态扫描的方式只需要8个IO口就可以了，避免浪费单片机IO口资源。键盘模块KB通过连接端子P直接连接到控制模块U1的P0.0～P0.7口上，电路设计简单。通过键盘模块KB可以方便设定称重参数。

实验装置还包括电源模块，电源模块包括开关S1、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、稳压器U3、第一电阻R1、电源指示灯LED1，开关S1的输入侧连接电源适配器或锂电池，开关S1的输出侧正极分别连接第七电容C7一端、第八电容C8一端、稳压器U3的输入端，稳压器U3的输出端分别连接第九电容C9一端、第十电容C10一端后输出电源VCC，开关S1的输出侧负极与第七电容C7另一端、第八电容C8另一端、稳压器U3的接地端、第九电容C9另一端、第十电容C10另一端共地连接，第一电阻R1串接电源指示灯LED1后连接于电源VCC与地之间。输入电压先经过第七电容C7、第八电容C8初步滤波，经过稳压器U3稳压后再经过第九电容C9、第十电容C10进一步滤波，可以得到高稳定性的工作电压，保证实验装置工作的稳定性。

本实用新型显示直观、使用方便，能满足实验室教学需求，便于提高教学质量。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (6)

1.一种高精度称重原理验证的实验装置，其特征在于，包括控制模块(U1)、显示模块(LCD)、报警模块(AL)、键盘模块(KB)、滤波电路(A)、桥式称重传感器(B)、桥式测温传感器(C)、型号为HX711的模数转换器(U2)，所述桥式称重传感器(B)、桥式测温传感器(C)通过所述滤波电路(A)连接所述模数转换器(U2)的输入端，所述模数转换器(U2)的输出端、键盘模块(KB)连接所述控制模块(U1)的输入端，所述控制模块(U1)的输出端分别连接所述显示模块(LCD)、报警模块(AL)。

2.根据权利要求1所述的一种高精度称重原理验证的实验装置，其特征在于，所述滤波电路(A)包括第二三极管(Q2)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第六电容(C6)；电源(VCC)连接所述第二三极管(Q2)的发射极，所述模数转换器(U2)的第2引脚BASE连接所述第二三极管(Q2)的基极，所述第二三极管(Q2)的集电极连接所述桥式称重传感器(B)的输入端正极(E+)、桥式测温传感器(C)的输入端正极(F+)、模数转换器(U2)的第3引脚AVDD，所述模数转换器(U2)的第5引脚AGND连接所述桥式称重传感器(B)的输入端负极(E-)、桥式测温传感器(C)的输入端负极(F-)，所述第二电阻(R2)的两端分别连接所述模数转换器(U2)的第3引脚AVDD、第4引脚VFB，所述第三电阻(R3)的两端分别连接所述模数转换器(U2)的第4引脚VFB、第5引脚AGND，所述第三电容(C3)的两端分别连接所述模数转换器(U2)的第3引脚AVDD、第5引脚AGND，所述第四电容(C4)的两端分别连接所述模数转换器(U2)的第5引脚AGND、第6引脚VBG，所述桥式称重传感器(B)的输出端负极(A-)连接所述模数转换器(U2)的第7引脚INNA，所述桥式称重传感器(B)的输出端正极(A+)通过所述第四电阻(R4)连接所述模数转换器(U2)的第8引脚INPA，所述桥式测温传感器(C)的输出端负极(B-)连接所述模数转换器(U2)的第9引脚INNB，所述桥式测温传感器(C)的输出端正极(B+)通过所述第五电阻(R5)连接所述模数转换器(U2)的第10引脚INPB，所述第五电容(C5)的两端分别连接所述模数转换器(U2)的第7引脚INNA、第8引脚INPA，所述第六电容(C6)的两端分别连接所述模数转换器(U2)的第9引脚INNB、第10引脚INPB。

3.根据权利要求1所述的一种高精度称重原理验证的实验装置，其特征在于，所述报警模块(AL)包括蜂鸣器(BELL)、第一三极管(Q1)、第六电阻(R6)，电源(VCC)连接所述蜂鸣器(BELL)的正极，所述蜂鸣器(BELL)的负极连接所述第一三极管(Q1)的发射极，所述第一三极管(Q1)的集射极接地，所述第一三极管(Q1)的基极连接所述控制模块(U1)的输出端。

4.根据权利要求1所述的一种高精度称重原理验证的实验装置，其特征在于，所述控制模块(U1)为型号为AT89S52的单片机。

5.根据权利要求1所述的一种高精度称重原理验证的实验装置，其特征在于，所述显示模块(LCD)为型号为LCD12864的液晶显示器。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种高精度称重原理验证的实验装置，其特征在于，所述键盘模块(KB)为4*4矩阵式的键盘。

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