一种智能电子秤系统的制作方法

本实用新型属于日常生活技术领域，涉及电子秤方向，具体涉及一种智能电子秤系统。

背景技术：

称重技术自古以来就被人们所重视，在人类生产生活中不可或缺。电子秤是称重技术与电子技术相结合的产物,广泛应用于工业生产、商业贸易、交通运输、机械制造、医药卫生、航空航天和科学研究等领域。它具有响应速度快、结构简单、体积小、重量轻、寿命长等优点。

技术实现要素：

根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出一种智能电子秤系统，通过放大电路对微弱电压信号进行放大滤波处理，再经转换电路变成数字量送给单片机，单片机控制显示电路通过液晶屏显示被测物体重量，该系统测量精度高、秤量快、读数方便、节能环保、能在恶劣环境条件下工作，克服了传统电子秤环境适应性不强、不够人性化、耗电高等不足。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种智能电子秤系统，所述智能电子秤系统包括数据采集处理模块、单片机和液晶显示电路，数据采集处理模块连接单片机，单片机连接液晶显示电路，数据采集处理模块包括依次连接的传感器电路、放大电路和转换电路，所述传感器电路采用四个电阻应变片R1、R2、R3、R4连接的四臂全桥电路，电阻应变片包括敏感栅、基片、覆盖层和引线，应变片对称粘贴在弹性敏感元件上。

上述系统中，所述放大电路选用双通道运算放大电路。所述转换电路包括ADA45芯片电路、AD791芯片电路和电阻R8，ADA45芯片的7引脚连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接AD791芯片的4引脚。所述ADA45芯片电路包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、Rg和电容C1、C2，电阻R1、R2、R3和R4串联，电阻R1和R3的连接点连接AD791芯片电路中AD791芯片的5引脚，电阻R2和R4的连接点连接AD791芯片的6引脚，电阻R3和R4的连接点连接ADA45芯片的3引脚，电阻R1和R2的连接点连接ADA45芯片的5引脚，ADA45芯片的2引脚连接电阻R5和电阻Rg，电阻R5的另一端通过电阻R7连接AD791芯片电路，电阻R5的两端并联有电容C1，电阻Rg的另一端通过电阻R6和R8连接AD791芯片电路，电阻R6的两端并联电容C2。所述AD791芯片电路包括电阻R9、R10、R11、R12、电容C3、C4、C6、C7、C9、C10、和转接口P1，转接口P1的1、2、3和4引脚分别通过电阻R9、R10、R11和R12连接到AD791芯片的2、1、10和9引脚，AD791芯片的3和4引脚分别连接电容C3和C4，同时连接ADA45芯片电路，ADA45芯片的5引脚连接电容C9、C10和ADA45芯片电路， 电容C10的另一端连接AD791芯片的6引脚，AD791芯片得8引脚分别连接电容C6和C7。

本实用新型有益效果是:本实用新型提供的智能电子秤系统，利用高灵敏度电阻应变式传感器实现物体重量信息采集，经过高增益、低漂移仪用放大器对微弱信号放大调理，使用24位Σ-Δ型模数转换器实现数字量输出，通过单片机控制液晶屏实时显示测量结果。该电子秤结构简单，测量精度高、秤量速度快、读数方便、节能环保、更人性化，具有广阔的应用前景和推广价值。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本实用新型的具体实施方式的智能电子秤系统的工作原理框图。

图2是本实用新型的具体实施方式的电阻应变片的结构示意图。

图3是本实用新型的具体实施方式的四臂全桥电路的电路示意图。

图4是本实用新型的具体实施方式的转换电路的电路示意图。

其中，1-基片，2-敏感栅，3-引线，4-覆盖层。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1-4所示，一种智能电子秤系统，包括数据采集处理模块、单片机和液晶显示电路，数据采集处理模块连接单片机，单片机连接液晶显示电路，数据采集处理模块包括依次连接的传感器电路、放大电路和转换电路，所述传感器电路采用四个电阻应变片R1、R2、R3、R4连接的四臂全桥电路，电阻应变片包括敏感栅、基片、覆盖层和引线，基片固定在敏感栅上，引线连接基片，覆盖层位于基片上方覆盖敏感。应变片对称粘贴在弹性敏感元件上，当重物放到电子秤上时，传感器电路输出与物体重量成正比的模拟电压信号，通过放大电路将微弱电压信号放大，然后送给A/D转换电路进行模数转换(A/D转换)，再将转换后的数字量送给单片机，单片机接收数据后，对数据进行处理，将其转换成为质量信息通过液晶显示电路显示出来。

传感器电路采用低成本高精度的电阻应变片，该传感器性能决定着整部电子秤的精度，是电子秤的核心部件之一。图中R1、R2、R3、R4均为电阻应变片，可以选择精度等级较高的同一规格金属应变片，如BF350-3AA型号康铜箔式金属应变片，其精度等级为0.02级，初始电阻为350Ω，应变极限2.0％，温度范围为-30℃—150℃。之所以采用四臂全桥电路，主 要是考虑到全桥差动电路灵敏度较高，可以进行温度补偿，没有非线性误差。四臂全桥电路已将电阻应变片送出的微弱电阻变化转换为电压变化，没有非线性误差，由于电桥输出电压信号比较微弱，通常为毫伏级甚至是微伏级，不能满足A/D转换器对信号输入电平要求，因此需要选择精密仪用放大器作为前端放大电路以获得足够高的增益，提高信号幅度。在此选择ADA4528-2为双通道运算放大电路，它具有2.2V至5.5V的宽工作电源电压范围、高增益、出色的CMRR和PSRR特性。失调电压为2.5uV,失调电压漂移为0.015uV/℃，特别适用于低电平精密放大，8引脚封装，使用时按照引脚说明连续即可，可以采用电池供电，通过合理设置反馈电阻、电容，组成低通滤波器限制噪声。

转换电路包括ADA45芯片电路、AD791芯片电路和电阻R8，ADA45芯片的7引脚连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接AD791芯片的4引脚。所述ADA45芯片电路包括电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、Rg和电容C1、C2，电阻R1、R2、R3和R4串联，电阻R1和R3的连接点连接AD791芯片电路中AD791芯片的5引脚，电阻R2和R4的连接点连接AD791芯片的6引脚，电阻R3和R4的连接点连接ADA45芯片的3引脚，电阻R1和R2的连接点连接ADA45芯片的5引脚，ADA45芯片的2引脚连接电阻R5和电阻Rg，电阻R5的另一端通过电阻R7连接AD791芯片电路，电阻R5的两端并联有电容C1，电阻Rg的另一端通过电阻R6和R8连接AD791芯片电路，电阻R6的两端并联电容C2。所述AD791芯片电路包括电阻R9、R10、R11、R12、电容C3、C4、C6、C7、C9、C10、和转接口P1，转接口P1的1、2、3和4引脚分别通过电阻R9、R10、R11和R12连接到AD791芯片的2、1、10和9引脚，AD791芯片的3和4引脚分别连接电容C3和C4，同时连接ADA45芯片电路，ADA45芯片的5引脚连接电容C9、C10和ADA45芯片电路，电容C10的另一端连接AD791芯片的6引脚，AD791芯片得8引脚分别连接电容C6和C7。如图所示，R1、R2、R3、R4都是电阻应变片，同一个型号规格，测量时重物压到弹性敏感元件上，弹性敏感元件发生变形，贴在其上的应变片随之变形，用变化量Δ表示，导致电阻发生变化，经过电桥，使输出电压变化。

A/D转换电路是实现模拟信号到数字信号的转换，将电压信号采样编码输出送给控制模块。为了实现高精度转换，可以选择Σ-Δ型ADC芯片。根据电子秤测量范围以及精度要求，选择AD7791芯片，其内置一个24位Σ-Δ型ADC，其中含有一个可缓冲或无缓冲差分输入，内部集成了一个差分输入放大器电路，该电路可以进行二次信号放大。AD7791接受差分模拟输入和差分基准电压，为适合低频测量应用的低功耗、完整模拟前端，采用3V电源时，二者的典型功耗为65μA；采用5V电源、禁用缓冲时，典型功耗为75μA。总体来说，能满足微弱信号处理、精度高、接口简单、功耗低。

单片机选用STC89C52芯片，具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使 用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中。STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器，价格低廉，能够满足电子秤需求。本实用新型提供的一种基于电阻应变式传感器的智能电子秤系统，其体积小、重量轻、功耗低、计量准确、读数直观、便于携带，能满足人们日常生活对称重的需求。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。