基於壓阻傳感器的電子稱的製作方法

2023-09-21 18:20:45 1

專利名稱：基於壓阻傳感器的電子稱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種金屬應變片傳感器技術，具體涉及一種基於壓阻傳感器的電子稱。
背景技術：
電子稱屬于衡器的一種，是利用胡克定律或力的槓桿平衡原理測定物體質量的工具。電子稱主要由承重系統(如秤盤、秤體)、傳力轉換系統(如槓桿傳力系統、傳感器)和示值系統(如刻度盤、電子顯示儀表)3部分組成。按結構原理可分為機械稱、電子稱、機電結合稱三大類。目前，現有技術的電子稱具有方便精密稱重的功能，但現在常用的電子稱功能比
較單一。·

實用新型內容本實用新型提供一種基於壓阻傳感器的電子稱，高精度測重，效應速度較快，並根據預設的定價，具體計算價錢並顯示。為實現上述目的，本實用新型提供一種基於壓阻傳感器的電子稱，該電子稱包含承重裝置和電路模塊；其特點是，該電路模塊包含設置在承重裝置上的重力傳感模塊、與該重力傳感模塊的輸出端電路連接的差動測量放大模塊、與該差動測量放大模塊的輸出端電路連接的模數轉換模塊、與該模數轉換模塊的輸出端電路連接的主控模塊、與該主控模塊的輸出端電路連接的顯示模塊，以及與主控模塊的輸入端電路連接的輸入模塊。上述的承重裝置採用s型結構的s梁；其包含水平設置的底部、水平設置在底部上方的中部、水平設置在中部上方的頂部，以及分別豎直設置在中部兩端的下側部和上側部；下側部連接底部的一端，上側部連接頂部的一端。上述的重力傳感模塊設置在承重裝置的中部處。外界的被測重物體放置在所述承重裝置的頂部。上述的主控模塊採用單片機MCU。上述重力傳感模塊採用差動補償電橋。將被測重物體放置在承重裝置的頂部，承重裝置受力發生形變，重力傳感模塊將應變力變化信號轉化為電壓變化，傳輸至差動測量放大模塊，差動測量放大模塊對該電壓變化進行放大，傳輸至模數轉換模塊進行模數轉換傳輸至主控模塊，主控模塊對該信號進行處理將稱重結果傳輸至顯示模塊，顯示模塊將該稱重結果信息顯示給操作人員；可通過輸入模塊設定被測重物體的單價並傳輸至主控模塊存儲，在主控模塊接收並處理稱重信號時，可根據該單價信息計算被測重物體的總價格，並傳輸至顯示模塊，顯示模塊將該價格信息顯示給操作人員。本實用新型基於壓阻傳感器的電子稱和現有技術相比，其優點在於，本實用新型採用S梁作為承重裝置，並配合採用差動補償電橋的重力傳感模塊，具有高精度的測量能力，響應速度快；本實用新型可通過輸入模塊設定被測重物體的單價，通過主控模塊計算得出其價格，並通過顯示模塊顯示，操作方便；本實用新型的主控模塊採用單片機MCU，響應速度快。

圖I為本實用新型基於壓阻傳感器的電子稱的電路原理圖；圖2為本實用新型基於壓阻傳感器的電子稱的承重裝置的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖具體說明本實用新型的實施例。一種基於壓阻傳感器的電子稱，該電子稱包含承重裝置7，及其電路模塊。如圖I所示，電路模塊包含重力傳感模塊I、與該重力傳感模塊I的輸出端電路連接的差動測量放大模塊2、與該差動測量放大模塊2的輸出端電路連接的模數轉換模塊3、與該模數轉換模塊3的輸出端電路連接的主控模塊4、與該主控模塊4的輸出端電路連接的顯不模塊5,以及與主控模塊4的輸入端電路連接的輸入模塊6。重力傳感模塊I採用差動補償電橋電路，其電橋中電路連接有4個電阻應變片電阻應變片ROl、電阻應變片R02、電阻應變片R03和電阻應變片R04，該電阻應變片ROl、電阻應變片R02、電阻應變片R03和電阻應變片R04的阻值為120歐姆，作為測量應力的傳感器。形變會引起電阻應變片的阻值變化，該電阻應變片接入電橋，將電阻的變化轉換為電壓的變化。電阻應變片R02、電阻應變片R03之間電路連接有可調電阻R05，其阻值為120歐姆；電橋的兩端電路連接有電源E。差動測量放大模塊2包含有三個運算放大器運算放大器Al、運算放大器A2和運算放大器A3，該三個運算放大器採用UA741運算放大器。運算放大器Al的+極輸入端電路連接電阻應變片ROl與電阻應變片R02之間，同時該運算放大器Al的+極輸入端與電橋之間還電路練級有電容Cl和C2，該電容Cl和C2，用於濾除前級的噪聲，C1、C2為普通小電容(O.OluF)，可以濾除高頻幹擾。運算放大器Al的-極入端通過5k歐姆的電阻Rl電路連接其輸出端。運算放大器A2的+極輸入端電路連接電阻應變片R04與電阻應變片R03之間。該運算放大器Al的+極輸入端與電橋之間還電路練級有電容C3和C4，該電容C3和C4用於濾除前級的噪聲，Cl、C2為普通小電容(0. OluF)，可以濾除高頻幹擾。運算放大器A2的-極輸入端通過5k歐姆的電阻Rl電路連接其輸出端。運算放大器Al的-極輸入端與運算放大器A2的-極輸入端之間還電路連接，並串聯連接有電阻Rp，其阻值為Ik歐姆。運算放大器A3的-極輸入端電路連接阻值為Ik歐姆的電阻R，並通過該電阻R電路連接運算放大器Al的輸出端；運算放大器A3的-極輸入端還電路連接阻值為12k歐姆的電阻Rf，並通過該電阻Rf電路連接運算放大器A3的輸出端。運算放大器A3的-極輸入端電路連接阻值為Ik歐姆的電阻R，並通過該電阻R電路連接運算放大器A2的輸出端；運算放大器A3的-極輸入端還電路連接一 12k歐姆的電阻Rf，並通過該電阻Rf接地。模數轉換模塊3的輸入端電路連接運算放大器A3的輸出端，該模數轉換模塊3採用TLC1549M，是TI公司生產的一種單通道開關電容結構的逐次比較型10位AD轉換器。主控模塊4的輸入端電路連接模數轉換模塊3，其採用MCU微控制單元，又稱單片微型計算機(Single Chip Microcomputer)或者單片機。顯示模塊5的輸入端電路連接主控模塊4，該顯示模塊5採用IXD顯示器，實時顯示檢測的被測重物體的重量或價格。輸入模塊6的輸出端電路連接主控模塊4的輸入端。該輸入模塊6米用鍵盤,輸入被測重物體的單位價格，傳輸至主控模塊4，由主控模塊4存儲，並根據檢測被測重物體所得的重量計算被測重物體的總價。如圖2所示，承重裝置7採用s型結構的s梁。該承重裝置7包含水平設置的底部71、水平設置在底部71上方的中部72、水平設置在中部72上方的頂部73)，以及分別豎直設置在中部72上相對的兩端的下側部74和上側部75，下側部74的下端連接底部71的一端，上側部75的上端連接頂部73的一端。底部71平穩固定在任意水平面上。外界的被·測重物體放置在承重裝置7的頂部73，頂部73受到被測重物體的壓力，而發生形變。重力傳感模塊I的電阻應變片ROl、電阻應變片R02、電阻應變片R03和電阻應變片R04，分別設置在承重裝置I的中部72。其中、電阻應變片ROl和電阻應變片R03設置在重裝置7中部72的上表面，而電阻應變片R02和電阻應變片R04設置在重裝置7中部72的下表面。承重裝置7受力時發生形變，使得電阻應變片R01、電阻應變片R02、電阻應變片R03和電阻應變片R04受到形變，導致電阻應變片R01、R02、R03、R04的阻值變化。電阻應變片所在的差動補償電橋電路將電阻的阻值變化轉換為電壓變化。即將應變力變化轉換為了電信號。本實用新型基於壓阻傳感器的電子稱的工作原理如下將被測重物體放置在承重裝置7的頂部73，承重裝置7受力發生形變，電阻應變片ROl、電阻應變片R02、電阻應變片R03和電阻應變片R04受到形變而發生阻值變化，重力傳感模塊I的差動補償電橋電路將電阻應變片的阻值變化轉換為模擬電量信號，即電壓的變化，傳輸至差動測量放大模塊2，差動測量放大模塊2對該電壓變化進行放大，並傳輸至模數轉換模塊3，模數轉換模塊3對該信號進行模數轉換變為數字量信號，傳輸至主控模塊4，主控模塊4對該信號進行處理，並將稱重結果傳輸至顯示模塊5，顯示模塊5將該稱重結果信息顯示給操作人員。在稱重前可通過輸入模塊6設定被測重物體的單價並傳輸至主控模塊4存儲，在主控模塊4接收並處理稱重信號時，可根據該單價信息計算被測重物體的總價格，並傳輸至顯示模塊5,顯示模塊5將該價格信息顯示給操作人員。儘管本實用新型的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護範圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求1.一種基於壓阻傳感器的電子稱，該電子稱包含承重裝置(7)和電路模塊； 其特徵在於，該電路模塊包含設置在所述承重裝置(7)上的重力傳感模塊(I)、與所述的重力傳感模塊(I)的輸出端電路連接的差動測量放大模塊(2)、與所述的差動測量放大模塊(2)的輸出端電路連接的模數轉換模塊(3)、與所述模數轉換模塊(3)的輸出端電路連接的主控模塊(4)、與所述的主控模塊(4)的輸出端電路連接的顯示模塊(5)，以及與所述的主控模塊(4)的輸入端電路連接的輸入模塊(6)。
2.如權利要求I所述的基於壓阻傳感器的電子稱，其特徵在於，所述的承重裝置(7)採用s型結構的s梁；其包含水平設置的底部(71)、水平設置在底部(71)上方的中部(72)、水平設置在所述中部(72)上方的頂部(73)，以及分別豎直設置在所述中部(72)兩端的下側部(74)和上側部(75);下側部(74)連接底部(71)的一端，上側部(75)連接頂部(73)的一端。
3.如權利要求2所述的基於壓阻傳感器的電子稱，其特徵在於，所述的重力傳感模塊(I)設置在所述的承重裝置(7)的中部(72)處。
4.如權利要求2所述的基於壓阻傳感器的電子稱，其特徵在於，外界的被測重物體放置在所述承重裝置(7)的頂部(73)。
5.如權利要求I所述的基於壓阻傳感器的電子稱，其特徵在於，所述的主控模塊(4)採用單片機MCU。
6.如權利要求I所述的基於壓阻傳感器的電子稱，其特徵在於，所述重力傳感模塊(I)採用差動補償電橋。
專利摘要本實用新型公開了一種基於壓阻傳感器的電子稱，該電子稱包含承重裝置和電路模塊；該電路模塊包含設置在承重裝置上的重力傳感模塊、與該重力傳感模塊的輸出端電路連接的差動測量放大模塊、與該差動測量放大模塊的輸出端電路連接的模數轉換模塊、與該模數轉換模塊的輸出端電路連接的主控模塊、與該主控模塊的輸出端電路連接的顯示模塊，以及與主控模塊的輸入端電路連接的輸入模塊。本實用新型採用S梁作為承重裝置，並配合採用差動補償電橋的重力傳感模塊，具有高精度的測量能力，響應速度快；通過輸入模塊設定被測重物體的單價，通過主控模塊計算得出其價格，並通過顯示模塊顯示，操作方便；主控模塊採用單片機MCU，響應速度快。
文檔編號G01G3/13GK202547742SQ20122004161
公開日2012年11月21日 申請日期2012年2月9日 優先權日2012年2月9日
發明者侯東良 申請人:上海第二工業大學