一种四通道测量电子秤及其测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于计量技术领域，特别设及一种四通道测量电子砰及其测量方法。
【背景技术】
[0002] 传统的四砰脚砰传感器部分工作原理，如图1所示：定义VREF的电压为UREF，S+的 电压为us+，s-的电压为US-。理论上，传感器的每个阻值相等(实际的传感器生产过程中，每 套传感器要进行配对，W化Ω阻值的传感器为例，同一套传感器内的每个电阻的偏差小于8 Ω)，也就是R1=R2 =R3 =R4 =R5 =R6 =R7 =R8 =R;假设四只砰脚受力均匀，当砰加载时， R1R2R5R6阻值变小，R3R4R7R8阻值变大。每个传感器的阻值变化量相同为Δ化。根据 串联电阻求电压的公示，则US+ =UREF* [ (R+Δ化)/2R];US- =UREF* [ (R-Δ化)/2R]，则S+S-所组成的差分电压信号Ud=US+-US- =UREF*(Δ化/RKUd由AD转换电路可W测量出电压 值，UREF为常数，R为常数，可W计算出Δ化=K*Ud，K=R/UREF;而Δ化与砰加载的重量成线 性关系，通过校准和重量计算可换算出具体的重量值。所述的K值为理论的每个传感器的灵 敏值，但是其实每个传感器的灵敏值实际上是不同的，运样在称量时系统归总就会产生误 差，尤其是当砰的四脚的其中一脚不着地时，其采集平均量误差更大，更为不准确。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有的电子砰取量存在的问题，而提供一种四通道测量电子 砰及其测量方法。
[0004]本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种四通道测量电子砰，它包括壳体， 壳体四脚的传感器、信号放大功能单元、AD转换功能单元、中央控制单元、数据储存单元、显 示单元，其特征在于，所述壳体四脚的四个传感器接入四个测量半桥模块，四个半桥组合成 3组全桥与1组假全桥。
[0005] -种四通道电子称的测量方法:其特征在于，它包括W下几个步骤：四个半桥组合 成3组全桥与1组假全桥进行ADC量测，并通过运四个ADC数字量转换为重量，计算方式如下；
[0006] A、称重时：
[0007] 第1组量ii得到的ADC内码为A1;
[000引第2组量测得到的ADC内码为A2;
[0009] 第3组量ii得到的ADC内码为A3;
[0010] 第4组量测得到的ADC内码为A4;
[001。B、抓取零点时：
[001^ 第1组量测通道对应的零点的ADC为Z1;
[OOK] 第2组量测通道对应的零点的ADC为Z2;
[0014] 第3组量测通道对应的零点的ADC为Z3;
[001引第4组量测通道对应的零点的ADC为Z4;
[0016]C、由W上称重时得到的ADC与抓取零点时得到的ADC可W计算出4个半桥变化，并 定义4个半桥的变化值分别为vaI0、VAI1、VAI2、VAI3。
[0017]并得出4关系式①为：
[001 引 VAI3+VAI0 =Z1-A1
[0019] VAI3-VAI1=Z2-A2
[0020] VAI3+VAI2 =Z3-A3
[0021] VAI3 =Z4-A4
[0022] 定义Z1-A1=N1Z2-A2 =N2Z3-A3 =N3Z4-A4 =N4上述关系式①可简化为关系式 ②：
[0023]VAI3+VAI0 =N1
[0024]VAI3-VAI1=N2
[0025]VAI3+VAI2 =N3
[0026]VAI3 =N4
[0027] D、由关系式②可得出每个传感器loadcell的变化量:VAI0 =N1-N4;
[0028]VAI1=M-N2;VAI2 =N3-N4;VAI3 =M。
[00巧]在校正时会得出已知：
[0030] loadcelll对应的校正gain值为K1;
[0031] Loadcell2 对应的校正gain值为K2;
[0032]Loadcell3 对应的校正gain值为K3;
[0033]Loadcell4 对应的校正gain值为K4;
[0034]重量的计算式为:Wei曲t=Kl*VAI0+K2*VAIl+K3*VAI2+K4*VAI3Wei曲1 = 1(1*(化-N4)+K2*(N4-N2)+K3*(N3-N4)+K4*N4
[0035] 一种基于四通道电子称的重量测量矫正方法:其特征在于，
[0036] a、进入校正流程时显示第1组通道量测到的ADC内码值，并且通过按键可W切换不 同组量测通道的ADC内码值；
[0037] b、进入重量校正流程时，保持称台上无破码，然后显示ADC内部，当获取到稳定的 四组通道的零点后自动显示设定值"X"，把重量为X克的破码放置在loadcelll对应的传感 器角位，会显示第1组量测通道的ADC内码，运时保存该校正位置的四组ADC内码值；
[003引 C、把X克的破码放置于loadcell2对应的角位，显示第2组通道的ADC内码并当获取 到该校正位置稳定的ADC数据后保存；
[0039] d、把X克的破码放置于loadcell3对应的角位，显示第3组通道的ADC内码并当获取 到该校正位置稳定的ADC数据后保存；
[0040] e、把X克的破码放置于loadcell2对应的角位，显示第4组通道的ADC内码并当获取 到该校正位置稳定的ADC数据后会自动计算每个loadcell的gain值存在，存储后退出校正； [0041 ] f、第1次得到四组通道的ADC减去对应方向零点的ADC值分别为A1、B1、C1、D1，
[0042] 第2次得到四组通道的ADC减去对应方向零点的ADC值分别为A2、B2、C2、D2，
[0043] 第3次得到四组通道的减去对应方向零点的ADC值分别为A3、B3、C3、D3，
[0044] 第4次得到四组通道的减去对应方向零点的ADC值分别为A4、B4、C4、D4，
[0045]g、设破码的重量为W，并设
[0046] loadcelll对应的gain值为K1;
[0047]loadcelll对应的gain值为Κ2;
[004 引loadcelll对应的gain值为Κ3;
[0049]loadcelll对应的gain值为Κ4;
[0050] W=(Al-Dl)xKl+(Dl-Bl)xK化（Cl-Dl)xK3+DlxK4 [0051 ] W=(A2-D2)xKl+(D2-B2)xK化（C2-D2)xK3+D2xK4
[0052] W=(A3-D3)xKl+(D3-B3)xK化（C3-D3)xK3+D3xK4 [0053] W =(A4-D4)xK1+(D4-B4)xK化（C4-D4)xK3+D4xK4 [0化4]
[0056] 通过求四阶行列式的运算可W得出每个半桥所对应的GAIN值分别为K1、K2、K3、K4 的值。
[0057]与现有技术相比，该装置的各个传感器的灵敏度值K均能计算得出，各通道得到的 测量数据更为精准，因此该装置比传统的人体电子称可W测量的更为准确。
【附图说明】
[005引图1是现有技术的传感器接入电路图。
[0059]图2是本发明的传感器接入测量模块与中央控制单元的电路图。
[0060] 图3是传感器接入测量模块的放大图。
[0061 ]图4是电子砰矫正时的破码安放顺序图。
[0062] 图5是电子砰的全部单元模块的连接关系图。
[0063] 图中，1、中央控制单元;2、测量模块;3、破码;4、电子砰;5、电源;6、传感器;7、信号 放大功能单元;8、按键单元;9、AD转换功能单元;11、显示单元;12、数据存储单元。
【具体实施方式】
[0064] W下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述， 但本发明并不限于运些实施例。
[0065] 图5所示，本发明包括壳体，壳体四脚的传感器6、信号放大功能单元7、AD转换功能 单元9、中央控制单元1、数据储存单元、显示单元11，W及为整个系统提供电能的电源5、输 入的按键单元8,各单元电性连接。壳体四脚的四个传感器6接入四个测量半桥模块2,四个 半桥组合成3组全桥与1组假全桥。
[0066] 四个半桥的电子砰4是按照图3的量测方式进行配对，组合成3个全桥与一个假全 桥进行ADC量测，并通过运四个ADC数字量转换为重量，计算方式如下。
[0067] 称重时；
[006引第1组量测得到的ADC内码为A1;
[00例第2组量测得到的ADC内码为A2;
[0070] 第3组量ii得到的ADC内码为A3;
[0071] 第4组量测得到的ADC内码为A4;
[0072] 抓取零点时：
[0073] 第1组量测通道对应的零点的ADC为Z1;
[0074] 第2组量测通道对应的零点的ADC为Z2;
[0075] 第3组量测通道对应的零点的ADC为Z3;
[0076] 第4组量测通道对应的零点的ADC为Z4;
[0077] 由W上图形的量测方式称重时得到的ADC与抓取零点时得到的ADC可W计算出4个 半桥变化，并定义4个半桥的变化值分别为VAI0、VAI1、VAI2、VAI3。
[0078]并得出4关系式①为：
[0079] VAI3+VAI0 = Z1-A1
[0080] VAI3-VAI1=Z2-A2
[0081 ] VAI3+VAI2 =Z3-A3
[0082] VAI3 =Z4-A4
[0083] 定义Z1-A1=N1Z2-A2 =N2Z3-A3 =N3Z4-A4 =N4上述关系式①可简化为关系式 ②：
[0084] VAI3+VAI0 = N1 [00化]VAI3-VAI1=N2
[0086] VAI3+VAI2 =N3
[0087]VAI3=N4
[008引由关系式②可得出每个loadce11的变化量:VAIO=N1-N4;VAI1 =N4-N2;VAI2 =N3-N4;VAI3 =M。
[0089] 在校正时会得出已知：
[0090] loadcelll对应的校正gain值为ΚΙ;
[0091] Loadcell2 对应的校正gain值为Κ2;
[0092] Loadcell3 对应的校正gai