壓電感應式電子稱的製作方法
2024-01-24 05:07:15
壓電感應式電子稱的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型壓電感應式電子稱，它主要包括壓電陶瓷片模塊（1）、A/D轉換晶片模塊（2）、單片機控制晶片（3）、液晶顯示(4)、電源(5)。當有物體放在電子稱的檯面上，壓電材料在物體的重力作用下產生電荷，產生的電荷經過處理電路再通過A/D轉換晶片，轉換成對應的壓力值，轉換結果送入單片機，最後由單片機驅動液晶顯示屏，顯示出重量值。電源給單片機供電，使它正常工作。本設計最大的特點是無需壓力傳感器和放大電路，將重力轉換成電能，再經過A/D轉換和單片機處理，轉換成重量值，並通過液晶顯示出來。與傳統的電子稱相比，壓電陶瓷片相當靈敏，誤差小，無損耗，使用壽命長，成本低廉。
【專利說明】壓電感應式電子稱
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一新型電子稱，利用壓電陶瓷的正壓電效應作為壓力傳感器，不需要外加放大電路。
【背景技術】
[0002]傳統電子稱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，主要由稱重傳感器，放大電路，AD轉換電路，顯示電路，鍵盤電路，通訊接口電路，穩壓電源電路等電路組成。稱重傳感器和放大電路都要消耗能源，而且傳感器等元件使用壽命有限，容易老化。某些材料在機械應力作用下，引起內部正負電荷中心相對位移而發生極化，導致材料兩端表面出現符號相反的束縛電荷的現象，稱為壓電效應。具有這種性能的陶瓷稱為壓電陶瓷，它的表面電荷的密度與所受的機械應力成正比。壓電陶瓷片裝置就是利用壓電陶瓷的壓電效應作為一種新型的傳感器，具有結構簡單、不耗電、無磨損、無電磁幹擾，易於加工製作和實現結構上的小型化、集成化等優點。通過人或物壓稱重臺面下的壓電陶瓷裝置產生電荷，經過一系列的電路處理後轉換為對應的壓力，通過單片機控制模塊輸出，並在液晶顯示器模塊上顯示，不需要外加壓力傳感器和放大電路。
【發明內容】
[0003]本實用新型涉及一種壓電感應式電子稱，利用壓電陶瓷的正壓電效應作為壓力傳感器，不需要外加放大電路，直接利用壓電陶瓷的壓電效應經處理電路處理就可直接讀出重量值。該壓電感應式電子稱主要包括:壓電陶瓷片模塊(1)、A/D轉換模塊(2)、單片機控制晶片(3)、液晶顯示模塊(4)、電源模塊(5)。當有物體放在電子稱的檯面上時，壓電陶瓷材料在物體的重力作用下產生電荷，該電荷經過處理電路再通過A/D轉換晶片，轉換成對應的壓力值，轉換結果送人單片機，最後由單片機驅動液晶顯示屏，顯示出重量值。壓電陶瓷具有敏感的特性，可以將極其微弱的機械振動轉換成電信號，因此，由它構成的電子稱具有較高的靈敏度。通過大量實驗得出，選用PZT材料的壓電陶瓷片2片，每片厚度H=2mm，面積A=150cm2，採用電極並聯的壓電疊堆模型方式，壓電陶瓷片採用懸臂支撐梁式。壓電陶瓷裝置產生的電荷經過一系列的電路處理後再通過A/D轉換晶片，轉換成對應的壓力值，轉換結果送人單片機，最後由單片機驅動液晶顯示屏，顯示出重量值，可以從顯示屏上讀出相應的重量值。與傳統的電子稱相比，該壓電感應式電子稱具有體積小，結構簡單，靈敏度高，誤差小，無損耗，不耗電，無多次幹擾，使用壽命長，且成本低廉等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0004]圖1為壓電感應式電子秤的電路原理框圖；
[0005]圖2為壓電感應式電子砰的外觀簡圖；
【具體實施方式】[0006]以下根據附圖對本發明進行詳細說明。
[0007]圖1為壓電感應式電子秤的電路原理框圖，I為壓電陶瓷片模塊，2為單片機控制晶片，3為A/D轉換模塊，4為液晶顯示模塊，5為電源模塊。當壓電陶瓷片受到重物的擠壓時，會產生電荷，這些電荷經過處理電路後再通過A/D轉換晶片，轉換成對應的壓力值，轉換結果送入單片機，最後由單片機驅動液晶顯示屏，顯示出重量值。
[0008]圖2為壓電陶瓷式體重計的外觀簡圖，I為液晶顯示屏部分，顯示重物的重量。2為重物的放置位置。下面有四個支撐墊。
[0009]以上所述，為本實用新型的實施案例，均應涵蓋在本實用新型的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種壓電感應式電子稱，主要包括:壓電陶瓷片模塊(I)、A/D轉換模塊(2)、單片機控制晶片(3)、液晶顯示模塊(4)、電源模塊(5)，其特徵在於壓電陶瓷裝置產生的電荷經過一系列的電路處理後再通過A/D轉換晶片，轉換成對應的壓力值，轉換結果送人單片機，最後由單片機驅動液晶顯示屏，顯示出重量值。
2.根據權利要求1所述的壓電感應式電子稱，其特徵在於壓電陶瓷裝置包括2片PZT材料的壓電陶瓷片，每片厚度H=2mm，面積A=150cm2。
【文檔編號】G01G3/13GK203502094SQ201320323376
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年6月5日 優先權日:2013年6月5日
【發明者】程晶晶, 沙成, 李松高 申請人:安徽理工大學