【正文】 7 電子秤設(shè)計(jì)目的意義 ............................................ 7 電子秤設(shè)計(jì)思想 ................................................ 8 各電路單元或部件的選擇 ........................................ 9 直流穩(wěn)壓電源的選擇 .................................................... 9 電橋平衡網(wǎng)絡(luò)的選擇 .................................................... 9 稱重傳感器的選擇 ...................................................... 9 差動(dòng)放大器的選擇 ..................................................... 12 F/V 表的選擇 .......................................................... 12 最終方案的確定 ............................................... 13 硬件設(shè)計(jì)概要 ................................................. 13 硬件電路設(shè)計(jì)原理說(shuō)明及電路圖 ......................................... 13 硬件電路設(shè)計(jì)的步驟 ................................................... 14 所用到的單元或部件及其各自說(shuō)明 ............................... 15 單元或部件列表 ................................................ 15 直流穩(wěn)壓電源簡(jiǎn)介 .............................................. 15 電橋平衡網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介 .............................................. 16 霍爾式傳感器簡(jiǎn)介 .............................................. 16 差動(dòng)放大器簡(jiǎn)介 ................................................ 21 F/V 表簡(jiǎn)介 .................................................... 22 電子秤調(diào)試 ..................................................... 22 使用說(shuō)明 ....................................................... 23 傳感器在商用電子秤中的應(yīng)用 ..................................... 23 心得體會(huì) ....................................................... 27 電子秤的發(fā)展與應(yīng)用 稱重技術(shù)自古以來(lái)就被人們所重視，作為一種計(jì)量手段，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、科研、交通、內(nèi)外貿(mào)易等各個(gè)領(lǐng)域，與人民的生活緊密相連。利用傳感器將被測(cè)物體的質(zhì)量轉(zhuǎn)化成信號(hào)與質(zhì)量建的線性關(guān)系從而得出被測(cè)物體的質(zhì)量。目前，電子秤在商業(yè)銷售中的使用已相當(dāng)普遍，但在市場(chǎng)上仍廣泛使用的電子秤有很大局限性。特別是近 30 年以來(lái)，工藝流程中的現(xiàn)場(chǎng)稱重、配料定量 稱重、以及產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)測(cè)等工作，都離不開(kāi)能輸出電信號(hào)的電子衡器。但就總體而言，我國(guó)電子衡器產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距， 其主要差距是技術(shù)與工藝不夠先進(jìn)、工藝裝備與測(cè)試儀表老化、開(kāi)發(fā)能力不足、產(chǎn)品的品種規(guī)格較少、功能不全、穩(wěn)定性和可靠性較差等很多不足的地 [1]。電子稱重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先是通過(guò)壓力傳感器采集到被測(cè)物體 的重量并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面 ， 因材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的限制 , 會(huì)使力的傳遞出現(xiàn)誤差 ， 而傳感器輸出特性存在非線性 , 加上信號(hào)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)存在的非線性 ， 使得整個(gè)系統(tǒng)的非線性誤差變得不容忽視 。同時(shí) , 功能更加齊全的高精度的先進(jìn)電子秤將會(huì)不斷問(wèn)世 , 其應(yīng)用范圍也會(huì)更加拓寬。 2. 稱重傳感器； 即由非電量（質(zhì)量或重量）轉(zhuǎn)換成電量的轉(zhuǎn)換 元件，它是把支承力變換成電的或其它形式的適合于計(jì)量求值的信號(hào)所用的一種輔助手段。運(yùn)算結(jié)果送到內(nèi)存貯器，需要顯示時(shí)， CPU 發(fā)出指令，從內(nèi)存貯器中讀出送到顯示器顯示，或送打印機(jī)打印。此信號(hào)由放大電路進(jìn)行放大，直接進(jìn)入 F/V 表，可讀出電壓表示數(shù)，進(jìn)而確定電壓表示數(shù)與被測(cè)量物體重量的關(guān)系。 傳感器量程的選擇是依據(jù)秤的最大秤量值、選用傳感器的個(gè)數(shù)、秤體的自重、可能產(chǎn)生的最大偏載及動(dòng)載等因素綜合評(píng)價(jià)來(lái)確定傳感器的量程。它的工作原理是利用壓磁效應(yīng)，將被稱重量的變化變換成傳感器導(dǎo)磁體的導(dǎo)磁率變化并輸出電信號(hào)。在任一載荷下，傳感器的輸出電壓 =所加載荷供橋電壓輸出靈敏度 /額定載荷。 硬件設(shè)計(jì)概要 硬件電路設(shè)計(jì)原理說(shuō)明及電路圖 原理說(shuō)明：在直流穩(wěn)壓電源的激勵(lì)下，首先調(diào)整電位繼 W1 使電壓表示數(shù)為零，以補(bǔ)償不等位電勢(shì)（不考慮溫度誤差的影響）；當(dāng)有重物放在振動(dòng)平臺(tái)正中央且 霍爾元件通過(guò)恒定電流時(shí)，霍爾元件會(huì)在梯度磁場(chǎng)中向下移動(dòng)時(shí)，輸出的 霍爾電勢(shì)Ｖ也為負(fù)值，即與位移相對(duì)應(yīng)，且與位移在一定程度上呈線性關(guān)系；輸出的霍爾電勢(shì)經(jīng)差動(dòng)放大器放大顯示在 F/V 表上，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)可得出被測(cè)物體重量與電壓表示數(shù)的關(guān)系，從而通過(guò)看放未知重物時(shí)的電壓表示數(shù)可迅速得到其重量。 7. 在稱重平臺(tái)上放上砝碼，填入表 中。平衡電橋是把待測(cè)電阻與標(biāo)準(zhǔn)電阻進(jìn)行比較，通過(guò)調(diào)節(jié)電橋平衡，從而測(cè)得待測(cè)電阻值，如單 臂直流電橋 (惠斯登電橋 )、雙臂直流電橋 (開(kāi)爾文電橋 )。 圖 霍爾傳感器內(nèi)部原理圖 霍爾傳感器工作原理 霍爾式傳感器是由兩個(gè)環(huán)形磁鋼組 成梯度磁場(chǎng)和位于梯度磁場(chǎng)中的霍爾元件組成。因此霍爾元件一般采用 N型半導(dǎo)體材料 2）霍爾電壓 Uh 與元件的尺寸有關(guān)。當(dāng)霍爾元件的溫升達(dá)到 Δ Tm 時(shí)的 Ic 就是最大控制電流 Icm 。 N S S N 圖 不平衡電勢(shì) Uh 產(chǎn)生原理圖 B X X 霍爾元件 2X 圖 磁場(chǎng) B 與位移 X 關(guān)系 圖 霍爾式壓力傳感器內(nèi)部原理 霍爾傳感器的基本驅(qū)動(dòng)電路 霍爾元件的基本驅(qū)動(dòng)電路如圖 所示。 3. 根據(jù)線性起點(diǎn)移走平臺(tái)上放的多余稱重砝碼，記下此刻的表頭讀數(shù)，再在平臺(tái)上放一個(gè)未知重量之物，記下表頭讀數(shù)。 4. 一旦調(diào)整好 后，測(cè)量過(guò)程中不能移動(dòng)磁路系統(tǒng)。常用的電子計(jì)價(jià)秤傳感器的結(jié)構(gòu)如圖 4所示，其中圖 4（ a）為雙連橢圓孔彈性體，秤盤用懸臂梁端部上平面的兩個(gè)螺孔緊固；圖 4（ b）為梅花型四連孔彈性體，秤盤用懸臂梁端部側(cè)面的三個(gè)螺孔堅(jiān)固，中間支桿上粘貼補(bǔ)償用的應(yīng)變片。 圖 5 電子計(jì)價(jià)秤的電路框圖 圖 6是采用 CHBL3型號(hào) S型雙連孔彈性體稱重傳感器制作的便攜式家用電子手提秤的原理圖，由稱重傳感器、放大電路、 A/D 轉(zhuǎn)換和液晶顯示四部分組成。非線性誤差是傳感器特性中最重要的一點(diǎn)?；叵脒@幾年來(lái)在甘肅聯(lián)合大學(xué)的學(xué)習(xí)和生活，要衷心感謝這個(gè)學(xué)校為我們提供良好的學(xué)習(xí)和生活環(huán)境，感謝幾年來(lái)教授我知識(shí)的老 師們，感謝給予我?guī)椭耐瑢W(xué)們。最后也感謝學(xué)校這幾年來(lái)對(duì)我的栽培！