CN211824650U - 调校四角平衡的压力传感装置、电路及电子衡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种调校四角平衡的压力传感装置、电路及电子衡器，其中，该调校四角平衡的压力传感装置包括弹性件，具有相对而设的第一表面和第二表面；第一应变片组，第一应变片组的数量为两组，两组第一应变片组沿弹性件长度方向相对间隔设置于弹性件上，且位于中心轴线上；每一第一应变片组具有2个应变片，分设于第一表面和第二表面，且位置对应；第二应变片组，第二应变片组与一第一应变片组在弹性件的宽度方向上并排相邻设置；每一第二应变片组具有2个应变片，分设于第一表面和第二表面，且位置对应。本实用新型技术方案提升了电子衡器中压力传感装置的测量精度。

Description

调校四角平衡的压力传感装置、电路及电子衡器

技术领域

本实用新型涉及电子衡器技术领域，特别涉及一种调校四角平衡的压力传感装置、电路及电子衡器。

背景技术

电子计价称、台秤等电子衡器一般采用承重托盘将被称重物的压力单点传递到其下面的一个压力传感器上，通过压力传感器的弹性变形，测得物体的重量。但是由于传感器本身以及安装传感器的衡器支架并非严格对称，会出现当同样重物在放置到承重托盘中心和四个角落时传感器输出信号存在偏差，导致被称重物的重量读数不一致。

目前修正这种衡器的偏差问题是在衡器安装完后，用锉刀修正传感器内部空腔，调节传感器的每个方向的弹性，使重物在放置到托盘每个角落时输出重量一致。这种通过机械修正的方式需要有经验的工人耗费大量工时，增加了整体成本，且修正精度并不高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种调校四角平衡的压力传感装置、电路及电子衡器，旨在提升电子衡器中压力传感装置的测量精度。

为实现上述目的，本实用新型提出一种调校四角平衡的压力传感装置，所述调校四角平衡的压力传感装置包括：

弹性件，具有相对而设的第一表面和第二表面；

第一应变片组，所述第一应变片组的数量为两组，两组所述第一应变片组沿所述弹性件长度方向相对间隔设置于所述弹性件上，且位于中心轴线上；每一所述第一应变片组具有2个应变片，分设于所述第一表面和第二表面，且位置对应；

第二应变片组，所述第二应变片组与一所述第一应变片组在所述弹性件的宽度方向上并排相邻设置；每一所述第二应变片组具有2个应变片，分设于所述第一表面和第二表面，且位置对应。

可选地，所述第一应变片组为轴线应变片组，所述第二应变片组为非轴线应变片组。

可选地，所述第二应变片组的组数为2N组，且每一所述第二应变片组与一所述第一应变片组在所述弹性件的宽度方向上并排设置；其中，N为大于或者等于1的整数。

可选地，所述弹性件的材料为铝。

可选地，所述第一应变片组和所述第二应变片组中的每一应变片均为电阻式压力传感器。

本实用新型还提出一种调校四角平衡的压力传感电路，应用于电子衡器，基于如上所述的调校四角平衡的压力传感装置，所述调校四角平衡的压力传感电路包括电源、压力传感电路、模数转换电路和控制电路；

所述模数电路和所述控制电路集成设置于所述压力传感电路上，所述电源与所述压力传感电路的电源端连接，所述压力传感电路的输出端与所述模数转换电路的输入端连接，所述模数转换电路的输出端与所述控制电路的输入端连接；

所述压力传感电路，用于检测所述称盘上的被测物体，并输出模拟信号至所述模数转换电路；

所述模数转换电路，用于将所述压力传感电路输出的模拟信号转换成数字信号，并输出至所述控制电路；

所述控制电路，用于对所述模数转换电路输出的数字信号进行处理，并计算出被测物体的重量值。

可选地，所述压力传感电路包括第一电阻组和第二电阻组；

所述第一电阻组的数量为两组，每一所述第一电阻组具有2个电阻，所述第二电阻组与所述第一电阻组并联连接对应设置，所述第一电阻组的电阻与所述第二电阻组的电阻组成电桥。

可选地，所述第二电阻组的数量为2N组；其中，N为大于或者等于1的整数。

可选地，所述调校四角平衡的压力传感电路还包括显示电路，所述显示电路的输入端与所述控制电路的输出端连接，用于显示被测物体重量值及所述电源的电量。

本实用新型还提出一种电子衡器，所述电子衡器包括如上所述的调校四角平衡的压力传感装置及如上所述的调校四角平衡的压力传感电路。

本实用新型技术方案调校四角平衡的压力传感装置应用于电子衡器，调校四角平衡的压力传感装置通过设置于弹性件上的第一应变片组和第二应变片组，使得在电子衡器可以测量出被测物体的重量。本方案的第一应变片组的数量为两组，两组第一应变片组沿弹性件长度方向相对间隔设置于弹性件上，且位于中心轴线上；每一第一应变片组具有2个应变片，分设于弹性件的第一表面和第二表面，且每一第一应变片组中的应变片位置对应设置；第二应变片组与第一应变片组在弹性件的宽度方向上并排相邻设置；每一第二应变片组具有2个应变片，分设于弹性件的第一表面和第二表面，且每一第二应变片组中的应变片位置对应设置。解决了相关技术中电子衡器需要通过锉刀修正传感器内部空腔，来调节传感器每个方向弹性，其修正精度较低的问题，本实用新型技术方案提升了电子衡器中压力传感装置的测量精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为现有技术中电子衡器一实施例的结构侧视图；

图2为现有技术中电子衡器一实施例的结构俯视图；

图3为现有技术中电子衡器压力传感电路一实施例的电路结构示意图；

图4为本实用新型技术方案电子衡器一实施例的结构俯视图；

图5为本实用新型技术方案基于调校四角平衡的压力传感装置的电路的结构示意图；

图6为图5中压力传感电路一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	弹性件	20	空腔
11	第一表面	30	托盘支架
				12	第二表面	60	模数转换电路
40	电源	70	控制电路
				50	压力传感电路	80	显示电路

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种调校四角平衡的压力传感装置、电路及电子衡器。在相关技术中电子衡器的侧面结构如图1所示，从上往下的俯视结构如图2所示，其中，A、B、C、D分别为设置于弹性体上的4个应变片，且分别附着在弹性体长度方向的中心轴线上，4个应变片组成如图3所示的电桥，通过测量电桥输出端OUT1和输出端OUT2的差值变化，就可得到电子衡器上被测物体的重量值。但是由于应变片本身以及安装应变片的衡器支架并非严格对称，会出现当同样重物在放置到承重托盘中心和四个角落时传感器输出信号存在偏差，导致被称重物的重量读数不一致。

为了修正这种衡器的偏差问题，在衡器安装完后，用锉刀修正应变片内部空腔，调节传感器的每个方向的弹性，使重物在放置到托盘每个角落时输出重量一致。然而，这种通过机械修正的方式，耗费工人的大量工时，增加了整体成本，且修正精度并不高。

为了解决上述问题，在本实用新型一实施例中，如图1和如图4所示，该调校四角平衡的压力传感装置包括：

弹性件10，具有相对而设的第一表面11和第二表面12；

第一应变片组，所述第一应变片组的数量为两组，两组所述第一应变片组沿所述弹性件10长度方向相对间隔设置于所述弹性件10上，且位于中心轴线上；每一所述第一应变片组具有2个应变片，分设于所述第一表面11和第二表面12，且位置对应；

第二应变片组，所述第二应变片组与一所述第一应变片组在所述弹性件10的宽度方向上并排相邻设置；每一所述第二应变片组具有2个应变片，分设于所述第一表面11和第二表面12，且位置对应。

本实施例中，所述第一应变片组为轴线应变片组，所述第二应变片组为非轴线应变片组。即是第一应变片组设置于电子衡器中弹性件10长度方向的中心轴线上；第二应变片组与第一应变片组在弹性件10的宽度方向上并排相邻设置，为非轴线应变片组。

本实施例中，所述第二应变片组的组数为2N组，且每一所述第二应变片组与一所述第一应变片组在所述弹性件10的宽度方向上并排设置；其中，N为大于或者等于1的整数。第二应变片组的数量可以为2组、4组、6组等，根据实际情况设定，此处不做限定。

进一步地，当第二应变片组的组数为2组时，即是对应第一应变片组的组数，两组第一应变片组沿弹性件10长度方向相对间隔设置于所述弹性件10上，且两组第一应变片组位于弹性件10长度方向的中心轴线上；2组第二应变片组就分别对应设置于第一应变片组在弹性件10的宽度方向上并排相邻设置，也即是每一第二应变片组的应变片分别设置于每一第一应变片组的应变片在弹性件10的宽度方向上，且并排相邻设置。

当第二应变片组的组数为4组时，即是每一第一应变片组的一个应变片在弹性件10的宽度方向上，并排相邻设置2个第二应变片组的应变片，也即是在弹性件10的宽度方向上，每一第一应变片组的一个轴线应变片并排相邻设置2个非轴线应变片。

当第二应变片组的组数为6组时，即是每一第一应变片组的一个应变片在弹性件10的宽度方向上，并排相邻设置3个第二应变片组的应变片，也即是在弹性件10的宽度方向上，每一第一应变片组的一个轴线应变片并排相邻设置3个非轴线应变片。

上述实施例中，所述第一应变片组和所述第二应变片组中的每一应变片均为电阻式压力传感器。可以理解的是，电阻式压力传感器即是电阻式应变片压力传感器，电阻式应变片压力传感器是将应变片附着在弹性金属体上，弹性金属体在受到压力后产生微小的变形，使应变片的电阻和压力大小成线性变化，从而根据这个线性变化的测量得到压力大小。其中的弹性金属体即是本方案中的弹性件10，弹性件10的材料部限定为铝，也可以是其他能实现同样效果的金属材料。

本实用新型技术方案调校四角平衡的压力传感装置应用于电子衡器，调校四角平衡的压力传感装置通过设置于弹性件10上的第一应变片组和第二应变片组，使得在电子衡器可以测量出被测物体的重量。本方案的第一应变片组的数量为两组，两组第一应变片组沿弹性件10长度方向相对间隔设置于弹性件10上，且位于中心轴线上；每一第一应变片组具有2个应变片，分设于弹性件10的第一表面11和第二表面12，且每一第一应变片组中的应变片位置对应设置；第二应变片组与第一应变片组在弹性件10的宽度方向上并排相邻设置；每一第二应变片组具有2个应变片，分设于弹性件10的第一表面11和第二表面12，且每一第二应变片组中的应变片位置对应设置。解决了相关技术中电子衡器需要通过锉刀修正传感器内部空腔，来调节传感器每个方向弹性，其修正精度较低的问题，本实用新型技术方案提升了电子衡器中压力传感装置的测量精度。

本实用新型还提出一种调校四角平衡的压力传感电路，应用于电子衡器，基于如上所述的调校四角平衡的压力传感装置，如图5所示，所述调校四角平衡的压力传感电路包括电源40、压力传感电路50、模数转换电路60和控制电路70；

所述模数电路和所述控制电路70集成设置于所述压力传感电路50上，所述电源40与所述压力传感电路50的电源端连接，所述压力传感电路50的输出端与所述模数转换电路60的输入端连接，所述模数转换电路60的输出端与所述控制电路70的输入端连接；

所述压力传感电路50，用于检测所述称盘上的被测物体，并输出模拟信号至所述模数转换电路60；

所述模数转换电路60，用于将所述压力传感电路50输出的模拟信号转换成数字信号，并输出至所述控制电路70；

所述控制电路70，用于对所述模数转换电路60输出的数字信号进行处理，并计算出被测物体的重量值。

本实施例中，电源40可以输出电压至压力传感电路50、模数转换电路60和控制电路70，以使得电子衡器在测量被测物体的重量时，压力传感电路50可以检测被测物体的重量，经模数转换电路60输出至控制电路70进行计算处理，以获得被测物体的重量。

压力传感电路50即是第一应变片组和第二应变片组组成的电桥，当电子衡器秤盘上放置被测物体时，压力传感电路50可以检测到被测物体，并输出模拟信号至所述模数转换电路60，将压力信号转换成数字信号，以供控制电路70对数字信号进行处理，并计算出被测物体的重量值。需要说明的是，控制电路70可以是单片机、DSP、可编程的FPGA控制器等，根据实际情况设置，此处不做限定。

本实施例中，所述模数电路和所述控制电路70集成设置于所述压力传感电路50上，这样对于的非轴线应变片组不用采用多余的线路传输至传感器外部，提高了调校四角平衡的压力传感电路50的集成度，降低了线路的复杂度。

本实施例中，所述压力传感电路50包括第一电阻组和第二电阻组；

所述第一电阻组的数量为两组，每一所述第一电阻组具有2个电阻，所述第二电阻组与所述第一电阻组并联连接对应设置，所述第一电阻组的电阻与所述第二电阻组的电阻组成电桥。

所述第二电阻组的数量为2N组；其中，N为大于或者等于1的整数。可以理解的是，第二电阻组的数量可以为2组、4组、6组等，根据实际情况设定，此处不做限定。

本实施例中，以第二电阻组的数量为2组为例进行说明，如图6所示，第一电阻组的电阻分别为M1a、M2a、M1b和M2b，第二电阻组的电阻分别为M3a、M4a、M3b和M4b。进一步地，电阻M1a和电阻M1b串联连接，组成一组电阻组，串联连接的公共端为第一输出端；电阻M2a和M2b串联连接，组成一组电阻组，串联连接的公共端为第二输出端；电阻M3a和电阻M3b串联连接，组成一组电阻组，串联连接的公共端为第三输出端；电阻M4a和M4b串联连接，组成一组电阻组，串联连接的公共端为第四输出端；四组电阻组并联连接组成电桥，并联连接的第一公共端为电源端，并联连接的第二公共端为接地端。

需要说明的是，如图6所示，第一电阻组和第二电阻组组成的电桥分别组成四组：M1/M2、M3/M4、M1/M4、M2/M3，并分别输出差分信号。

当被测物体加载到电子衡器的秤盘时：

M1\M2用于计算重量数据，同时M1/M2、M3/M4、M1/M4、M2/M3这四组数据的相对变化，可以用于识别被测物体重量加载到秤盘的位置。

进一步地，如图4所示，在电子衡器进行标定时，分别放置被测物体在电子衡器的秤盘的四个角落和中心点进行测量：

根据M1/M2，得到四角位置相对于中心点的偏差值；

放置被测物体在四角位置时：得到四角位置相对数据M1/M2、M3/M4、M1/M4、M2/M3；并可以根据这四组数据判断被测物体重量加载到秤盘的位置。

当被测物体的未知重量X，加载到秤盘时：

根据M1/M2，得到被测物体的重量X的值，并根据M1/M2、M3/M4、M1/M4、M2/M3的相对变化，判断出被测物体重量X在秤盘的位置。

已知标定时的被测物体重量M在四角位置的偏差值，可以根据M和X的比例，以及X在电子衡器秤盘上的位置，对根据M1/M2得到被测物体重量X的数据进行修正，从而消除四角偏差，提升了电子衡器中压力传感装置的测量精度。

在一实施例中，如图5所示，所述调校四角平衡的压力传感电路50还包括显示电路80，所述显示电路80的输入端与所述控制电路70的输出端连接，用于显示被测物体重量值及所述电源40的电量。可以理解的是，显示电路80可以是TFT显示屏或者LED显示屏，用于显示被测物体重量值、电源40的电量，以便于用户知道被测物体的重量及电子衡器的参数。

基于上述实施例，电子衡器通过在弹性件10的单一电阻式应变片压力传感器上增加一组或者多组非轴线应变片组，来实现对被测物体在托盘上的加载位置定位，并通过调校四角平衡的压力传感电路50的控制器计算对其进行补偿，进而消除电子衡器的四角偏差，提升了电子衡器中压力传感装置的测量精度。

本实用新型还提出一种电子衡器，所述电子衡器包括如上所述的调校四角平衡的压力传感装置及如上所述的调校四角平衡的压力传感电路50。

该调校四角平衡的压力传感装置和调校四角平衡的压力传感电路50的具体结构参照上述实施例，由于本电子衡器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的方案构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种调校四角平衡的压力传感装置，其特征在于，所述调校四角平衡的压力传感装置包括：

弹性件，具有相对而设的第一表面和第二表面；

第一应变片组，所述第一应变片组的数量为两组，两组所述第一应变片组沿所述弹性件长度方向相对间隔设置于所述弹性件上，且位于中心轴线上；每一所述第一应变片组具有2个应变片，分设于所述第一表面和第二表面，且位置对应；

第二应变片组，所述第二应变片组与一所述第一应变片组在所述弹性件的宽度方向上并排相邻设置；每一所述第二应变片组具有2个应变片，分设于所述第一表面和第二表面，且位置对应。

2.如权利要求1所述的调校四角平衡的压力传感装置，其特征在于，所述第一应变片组为轴线应变片组，所述第二应变片组为非轴线应变片组。

3.如权利要求2所述的调校四角平衡的压力传感装置，其特征在于，所述第二应变片组的组数为2N组，且每一所述第二应变片组与一所述第一应变片组在所述弹性件的宽度方向上并排设置；其中，N为大于或者等于1的整数。

4.如权利要求1所述的调校四角平衡的压力传感装置，其特征在于，所述弹性件的材料为铝。

5.如权利要求1至4任意一项所述的调校四角平衡的压力传感装置，其特征在于，所述第一应变片组和所述第二应变片组中的每一应变片均为电阻式压力传感器。

6.一种调校四角平衡的压力传感电路，应用于电子衡器，其特征在于，基于如权利要求1至5任意一项所述的调校四角平衡的压力传感装置，所述调校四角平衡的压力传感电路包括电源、压力传感电路、模数转换电路和控制电路；

所述模数转换电路和所述控制电路集成设置于所述压力传感电路上，所述电源与所述压力传感电路的电源端连接，所述压力传感电路的输出端与所述模数转换电路的输入端连接，所述模数转换电路的输出端与所述控制电路的输入端连接；

所述压力传感电路，用于检测秤盘上的被测物体，并输出模拟信号至所述模数转换电路；

所述模数转换电路，用于将所述压力传感电路输出的模拟信号转换成数字信号，并输出至所述控制电路；

所述控制电路，用于对所述模数转换电路输出的数字信号进行处理，并计算出被测物体的重量值。

7.如权利要求6所述的调校四角平衡的压力传感电路，其特征在于，所述压力传感电路包括第一电阻组和第二电阻组；

所述第一电阻组的数量为两组，每一所述第一电阻组具有2个电阻，所述第二电阻组与所述第一电阻组并联连接对应设置，所述第一电阻组的电阻与所述第二电阻组的电阻组成电桥。

8.如权利要求7所述的调校四角平衡的压力传感电路，其特征在于，所述第二电阻组的数量为2N组；其中，N为大于或者等于1的整数。

9.如权利要求6所述的调校四角平衡的压力传感电路，其特征在于，所述调校四角平衡的压力传感电路还包括显示电路，所述显示电路的输入端与所述控制电路的输出端连接，用于显示被测物体重量值及所述电源的电量。

10.一种电子衡器，其特征在于，所述电子衡器包括如权利要求1至5任意一项所述的调校四角平衡的压力传感装置及如权利要求6至9任意一项所述的调校四角平衡的压力传感电路。

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