改進的電子秤的製作方法
2023-06-15 05:58:31
專利名稱：改進的電子秤的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及稱重裝置，具體是一種電子秤系統。
背景技術：
電子秤是一種利用測重時傳感器電橋的電阻變化，在測重時產生的電阻變化經放大電路及數模轉換把重量顯示在顯示屏上的電子稱重裝置。電子秤的結構一般包括具有秤盤、秤重傳感器和秤重傳感器支架等部件的秤體，以及安裝在秤體上的主電路板和AD電路板，此主電路板上設置有稱重電路及與稱重電路相連接的用於顯示稱重結果的顯示屏，通過AD電路板將被秤物的重量信息轉化為電信號，此電信號被傳遞至主電路板進行相應的處理，並通過主電路板上的顯示屏顯示出來。此顯示屏可採用LED或IXD。能源緊缺成為制約我國經濟社會發展的關鍵問題，電子設備節能作為國家能源戰略的一個重要組成部分，受到了越來越多的關注。現有市場上的電子秤，雖然有些已可在 5-10毫安的低功耗待機工作，但因為在進入待機時，只是關斷了背光和部份液晶顯示屏，而稱重電路的主CPU和AD偵測晶片都未進入休眠狀態，一般用乾電池只能用大約一、兩個月， 就得充電或更換乾電池，其節能效果還是有改善空間。另一方面，現有這種電子秤，其待機狀態和工作狀態的切換一般是通過手動開關來控制，使用較為不方便，應用自動方式才方便。
實用新型內容為了解決上述問題，本實用新型的目的是提供一種更為省電且使用方便的改進的電子秤。為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案改進的電子秤，包括具有秤盤、秤重傳感器和秤重傳感器支架的秤體，以及安裝在秤體上的電路板，此電路板上設置有具有CPU的稱重電路及與稱重電路相連接的用於顯示稱重結果的顯示屏；特別增加了微振動觸發電路，此微振動觸發電路包括壓電傳感器和連接於此壓電傳感器輸出端的放大電路，此放大電路的輸出端連接至上述CPU的觸發喚醒端，上述CPU內設置有當電子秤不工作時便使CPU處於待機狀態的待機控制程序，此CPU特選取能在30 μ A下僅顯示屏工作，CPU不工作，又可被觸發喚醒之單片機。上述微振動觸發電路設置於上述電路板上，上述壓電傳感器安裝於此電路板上表面的邊緣處並部分伸出此電路板外。上述壓電傳感器以單點焊接的方式浮懸安裝於上述電路板表面的邊緣處方式。上述微振動壓電傳感器採用壓電蜂鳴片。上述放大電路採用敏感電晶體放大電路。故本實用新型改進的電子秤，在現有技術的基礎上增加了微振動觸發電路，並在稱重電路的CPU內設置有當電子秤不工作時便使CPU處於低功耗待機狀態的控制程序， 這樣，當有秤重物入進秤體的秤盤上時，微振動觸發電路感應到振動信號，輸出觸發信號給CPU的喚醒端腳，CPU打開稱重電路開始工作，使用非常方便；而且，當電子秤不工作時，CPU 內的待機控制程序工作，使CPU分步驟先關背光，再關A/D電路，再CPU進入省電待機模式 (只IXD工作，但CPU睡眠停止工作)，就可以大幅降低整秤的待機功耗，使得三顆5號鹼性乾電池待機時乾電池的使用壽命長達十二個月以上。與現有技術相比，本實用新型具有更為省電且使用方便的優點。
圖1為本實用新型中壓電傳感器的安裝示意圖；圖2為本實用新型中壓電傳感器的另一種安裝示意圖；圖3為本實用新型中振動觸發電路的電路原理圖；圖4為本實用新型中稱重電路的CPU的工作原理流程圖。
具體實施方式
本實用新型改進的電子秤，包括傳統的具有秤盤、秤重傳感器和秤重傳感器支架的秤體，以及安裝在秤體上的主電路板和AD電路板，秤重傳感器、主電路板、AD電路板和秤重傳感器支架一般包覆於一外殼內，此主電路板上設置有具有CPU的稱重電路及與稱重電路相連接的用於顯示稱重結果的液晶顯示屏，主電路板安裝於外殼的內側面，外殼上開設有供液晶顯示屏露出其外的窗口，AD電路板安裝於秤重傳感器支架上。通過AD電路板將被秤物的重量信息轉化為電信號，此電信號被傳遞至主電路板進行相應的處理，並通過主電路板上的顯示屏顯示出來。本實用新型另外特別增加了微振動觸發電路，此微振動觸發電路包括壓電傳感器和連接於此壓電傳感器輸出端的放大電路，該壓電傳感器採用一般蜂鳴器用的廉價圓形壓電蜂鳴片和連接於此壓電蜂鳴片輸出端的放大電路，此放大電路的輸出端連接至上述稱重電路的CPU的觸發端腳，上述稱重電路的CPU內設置有當電子秤不工作時便使CPU處於待機狀態的待機控制程序。此CPU特選取能在30 μ A下僅IXD工作，CPU不工作，又可被觸發喚醒之單片機。其中，採用液晶顯示屏使電子秤在有顯示的待機狀況只耗30μΑ以下。如圖1所示，圓形壓電蜂鳴片1通過焊點11安裝於主電路板2的上表面浮高 0. 2-0. 5mm的邊緣處並部分伸出主電路板2外。壓電蜂鳴片1焊接在主電路板2的上表面的邊緣處一方面可降低主電路板的面積所需要的成本，另一方面可使壓電蜂鳴片1對接受到的秤重物的振動具有較高的敏感性。而且，通過單點浮高焊接可使壓電蜂鳴片1產生最大的懸臂效果，能夠提高壓電蜂鳴片1對振動的感知能力。另外，如圖2所示，壓電蜂鳴片1 也可採用同樣的方式焊接在AD電路板3上，由於AD電路板3安裝在秤重傳感器支架4上， 這樣可獲得最佳的振動感知效果。當壓電蜂鳴片1在受到振動觸發產生壓電輸出時，因為振動傳感能量極小，所以需要有極高敏感性能的放大電路，如圖3所示，本實用新型採用了一種類似A類放大電路的極高敏感性電晶體放大電路，壓電蜂鳴片1連接在三極體Q16的基極，當壓電蜂鳴片1有輕微的機械振動，就會輸出極小的電壓波動，造成放大電路失去平衡而產生擺動輸出。此放大電路的基極偏置電阻(即R32/R33)，其目的是讓靜態時A點的直流偏置電壓 0. 7士0. 02 (士2%)，比三極體的導通電壓大一點點，當壓電蜂鳴片1振動時，會產生壓電訊號對已處於A類飽和放大狀況的三極體Q16產生截止或飽和的變化輸出。亦即三極體Q16的集電極在有振動時會輸出0到2. 8 (VDD)的變化值，輸出觸發信號對稱重電路的CPU產生觸發。此放大電路在振動狀態和沒有振動的狀態時，電流都能保證在0.5μ A以下，從而實現微電流、 微振動檢知的低成本的微振動觸發電路。本實用新型中，放大電路也可以採用運算放大去做高倍率的放大，用低功耗的運算放大器來替代運算放大，但成本會高出5-8元人民幣；壓電蜂鳴片也可以用麥克風或其它振動感應器，但成本都會高於壓電蜂鳴片3-4倍成本。綜合考慮之下，本實用新型採用了上述低成本、低功耗的壓電蜂鳴片作為振動傳感器，並配合上述低成本、低功耗放大電路， 以真正實現低成本、低功耗。本實用新型中，放大電路的輸出端連接至稱重電路中CPU的觸發端，稱重電路的 CPU內設置有當電子秤不工作時便使CPU處於待機狀態的待機控制程序。如圖4所示，電子秤開機後，程式先進行系統初始化，設置控制參數初始值，進入工作狀態，同時啟動省電待機控制流程。當電子秤無按鍵按下或重量停止變化(完成稱重)一定時間後(此時間可根據需要設定為3-200秒)，當有按鍵按下或有振動觸發信號時，CPU接受觸發喚醒進入高速運算的工作狀態。採用這種省電的CPU的待機控制技術和超敏感低成本的微振動觸發電路後，微振動觸發電路只要收到微弱的振動訊號(只要有重量的秤重物放在秤盤上就會觸發振動)或按鍵觸發就能讓CPU瞬間喚醒並進入工作狀態，從而實現其三個功耗狀態軟關機時<5 μ A，待機時<30 μ Α,工作(稱重時)約壙20mA。通過上述設計，使得本實用新型的電子秤使用更方便，而且可以大幅降低整秤的待機功耗，能讓電子秤的鹼性乾電池使用時間多倍延長(長達十二個月以上)。
權利要求1.改進的電子秤，包括具有秤盤、秤重傳感器和秤重傳感器支架的秤體，以及安裝在秤體上的電路板，此電路板上設置有具有CPU的稱重電路及與稱重電路相連接的用於顯示稱重結果的顯示屏；其特徵在於還包括微振動觸發電路，此微振動觸發電路包括壓電傳感器和連接於此壓電傳感器輸出端的放大電路，此放大電路的輸出端連接至上述CPU的觸發喚醒端，上述CPU內設置有當電子秤不工作時便使CPU處於待機狀態的待機控制程序，此 CPU特選取能在30 μ A下僅顯示屏工作，CPU不工作，又可被觸發喚醒之單片機。
2.根據權利要求1所述的改進的電子秤，其特徵在於上述振動觸發電路設置於上述電路板上，上述壓電傳感器安裝於此電路板上表面的邊緣處並部分伸出此電路板外。
3.根據權利要求2所述的改進的電子秤，其特徵在於上述壓電傳感器以單點焊接的方式浮懸安裝於上述電路板表面的邊緣處方式。
4.根據權利要求1-3任一項所述的改進的電子秤，其特徵在於上述壓電傳感器採用壓電蜂鳴片。
5.根據權利要求1-3任一項所述的改進的電子秤，其特徵在於上述放大電路採用敏感電晶體放大電路。
專利摘要本實用新型公開了一種改進的電子秤，其包括具有秤盤、秤重傳感器和秤重傳感器支架的秤體，以及安裝在秤體上的電路板，此電路板上設置有具有CPU的稱重電路及與稱重電路相連接的用於顯示稱重結果的顯示屏；特別增加了微振動觸發電路，此微振動觸發電路包括壓電傳感器和連接於此壓電傳感器輸出端的放大電路，此放大電路的輸出端連接至上述稱重電路的CPU的觸發端，上述稱重電路的CPU內設置有當電子秤不工作時便使CPU進入待機狀態的省電待機控制程序。採用上述方案後，在電子秤進入省電待機狀態後有任何放物秤重時的輕微振動均能立即觸發電子秤工作。本實用新型改進的電子秤，與現有技術相比，具有更為省電且使用方便的優點。
文檔編號G01G23/00GK202304969SQ20112034363
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月14日 優先權日2011年9月14日
發明者鈕李明 申請人:廈門頂尖電子有限公司