一种可提高称重重复性的人体秤、电路及方法与流程

本发明属于人体秤技术领域，尤其涉及一种可提高称重重复性的人体秤、电路及方法。

背景技术：

在传统家用人体秤应用领域，人体秤在应用过程中存在的一个痛点就是称重的重复性较差，在人体秤的应用过程中经常会遇到连续几次上秤测量体重，输出的体重值相差较大的情况，严重影响用户的称重体验；造成这种现象的原因是在秤体设计时，传感器测量端理论上需要四个半桥传感器的线性完全一致，才能准确的反映实际重量；但实际情况下，由于电子称重传感器弹性体和电阻应变片等关键材料的差异，以及制造安装方面的误差，每个传感器的绝对灵敏度会有所不同，导致秤体的不同位置施加相同的称重量，得出的称重值也会不同，导致了重复上秤时，因为站立的秤体位置不同，导致显示的称重值有误差。

目前行业传统的做法是在组装人体秤时选择线性度尽量接近的传感器进行线性度匹配，减小秤体偏载的影响；这样的做法首先是不能解决由安装过程带来的误差，其次是需花费时间和成本去进行传感器的线性度匹配。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可提高称重重复性的人体秤、电路及方法，旨在解决由于现有技术称重时重复性较差的问题，无法提供一种有效的可提高称重重复性的人体秤。

一方面，本发明提供了一种人体秤，包括：

本体和承重板，其特征在于，所述本体上设有称重测量装置，所述称重测量装置包括设置在所述本体上的多个称重传感器，以及与多个所述称重传感器连接的模数转换芯片；所述承重板位于多个所述称重传感器的称重端上方；所述称重测量装置连接有微处理器，所述微处理器设置在所述本体上，用于根据所述模数转换芯片输出的多个所述称重传感器在不同状态下的差分ad值，利用多个所述称重传感器在不同状态下的差分ad值计算出人体的总重量。

优选地，所述人体秤还包括与所述微处理器连接的显示单元，所述显示单元安装在所述本体上，用于显示每个所述称重传感器所承受的重量、所述人体的总重量、电池的电量、人体的平衡度及标定状态。

优选地，所述本体为长方体状或正方体状；多个所述称重传感器包括第一称重传感器，第二称重传感器，第三称重传感器及第四称重传感器；所述第一称重传感器位于所述本体的东北角位置，所述第二称重传感器位于所述本体的西北角位置，所述第三称重传感器位于所述本体的西南角位置，所述第四称重传感器位于所述本体的东南角位置。

另一方面，本发明提供了一种人体秤的提高称重重复性的电路，包括多个所述称重传感器和所述模数转换芯片以及基准电路，其特征在于，多个所述称重传感器包括设置在所述本体东北角的第一称重传感器，设置在所述本体西北角的第二称重传感器，设置在所述本体的西南角的第三称重传感器以及设置在所述本体的东南角的第四称重传感器；

所述第一称重传感器和所述第二称重传感器的第一端均与电源的正极连接，所述第一称重传感器的第二端连接有第一电阻，所述第一电阻的另一端与所述电源的负极连接，所述第二称重传感器的第二端连接有第二电阻，所述第二电阻的另一端与所述电源的负极连接；

所述第三称重传感器的第一端连接有第三电阻，所述第三电阻的另一端与所述电源的正极连接，所述第三称重传感器的第二端与所述电源的负极连接，所述第四称重传感器第一端连接有第四电阻，所述第四电阻的另一端与所述电源的正极连接，所述第四称重传感器的第二端与所述电源的负极连接；所述基准电路包括第五电阻和第六电阻，所述第五电阻的一端与所述电源的正极连接，另一端与所述第六电阻连接，所述第六电阻的另一端与所述电源的负极连接。

优选地，多个所述称重传感器均为应变片式压力传感器；所述第一称重传感器和所述第二称重传感器的第二端均与所述模数转换芯片连接，所述第三称重传感器和所述第四称重传感器的第一端均与所述模数转换芯片连接；所述第五电阻的另一端与所述模数转换电路连接。

另一方面，本发明提供了一种提高称重重复性的方法，所述方法包括：

计算出每个差分对的差分ad值的变化量；根据每个差分对的差分ad值变化量计算出人体的总重量。

进一步优选地，计算出每个差分对的差分ad值的变化量的步骤之前还包括：

将所述第一称重传感器和所述第三称重传感器所输出的测量信号设定为第一差分对，将所述第三称重传感器和所述第二称重传感器所输出的测量信号设定为第二差分对，将所述第二称重传感器和所述第四称重传感器所输出的测量信号设定为第三差分对，以及将所述第四称重传感器所输出的测量信号和所述基准电路所输出的基准信号设定为第四差分对。

优选地，计算出每个差分对的差分ad值的变化量的步骤包括：

将所述人体秤空载时的所述第一差分对的差分ad值设定为z1，将所述第二差分对的差分ad值设定为z2，将所述第三差分对的差分ad值设定为z3，将所述第四差分对的差分ad值设定为z4；

对所述人体秤施加负载之后的所述第一差分对的差分ad值设定为l1，将所述第二差分对的差分ad值设定为l2，将所述第三差分对的差分ad值设定为l3，将所述第四差分对的差分ad值设定为l4；

每个差分对的差分ad值的变化量分别为：

l1-z1＝n1；l2-z2＝n2；l3-z3＝n3；l4-z4＝n4；其中，n1为所述第一差分对的差分ad值的变化量，n2为所述第二差分对的差分ad值的变化量，n3为所述第三差分对的差分ad值的变化量，n4为所述第四差分对的差分ad值的变化量。

优选地，根据每个差分对的差分ad值变化量计算出人体的总重量的步骤包括：

根据公式w＝k1*(n1+n3-n2-n4)+k2*(n2+n4-n3)+k3*(n3-n4)+k4*n4，获取所述人体的总重量，其中，k1为所述第一称重传感器的增益值，k2为所述第二称重传感器的增益值，k3为所述第三称重传感器的增益值，k4为所述第四称重传感器的增益值，w为所述人体的总重量。

进一步优选地，在计算出每个差分对的差分ad值的变化量时，还可以按顺序计算所述第一差分对的差分ad值的变化量，所述第三差分对的差分ad值的变化量和所述第二差分对的差分ad值的变化量以及所述第四差分对的差分ad值的变化量。

本发明提供的人体秤，包括本体和承重板，本体上设有称重测量装置，称重测量装置包括设置在本体上的多个称重传感器，以及与多个称重传感器连接的模数转换芯片；承重板位于多个称重传感器的称重端上方；称重测量装置连接有微处理器，微处理器设置在本体上，用于根据模数转换芯片输出的多个称重传感器在不同状态下的差分ad值，利用多个称重传感器在不同状态下的差分ad值计算出人体的总重量，从而提高了人体秤的称重重复性，为用户提供了一种简化、便利的人体秤。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的人体秤的结构示例图；

图2是本发明实施例一提供的人体秤的优先结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的人体秤的提高称重重复性的电路图；

图4是本发明实施例三提供的提高称重重复性的方法实现流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

实施例一：

图1示出了本发明实施例一提供的人体秤的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

本发明实施例提供的人体秤包括本体1和承重板(图中未显示)，设置在本体1上的称重测量装置2，称重测量装置2包括设置在本体1上的多个称重传感器；

如图2所示，多个称重传感器包括设置在本体1东北角的第一称重传感器s1，设置在本体1西北角的第二称重传感器s2，设置在本体1的西南角的第三称重传感器s3及设置在本体1的东南角的第四称重传感器s4，以测量承重板上不同的位置所承受的重量；称重测量装置2还包括与多个称重传感器连接的模数转换芯片u1，用于将称重传感器所输出的模拟信号转换成数字信号，以满足其它电路的使用需求；

本体1上还设有与称重测量装置2连接的微处理器u2，用于根据模数转换芯片输出的多个称重传感器在不同状态下的差分ad值，利用多个称重传感器在不同状态下的差分ad值计算出人体的总重量；

进一步优选地，本体1上还设置有与微处理器u2连接的显示单元3，显示单元3为led显示屏或lcd显示屏，还可以为阵屏模块，以用于显示每个称重传感器所承受的重量、人体的总重量、电池的电量、人体的平衡度及标定状态。

本发明提供的人体秤，包括本体1和承重板，本体1上设有称重测量装置2，称重测量装置2包括设置在本体1上的多个称重传感器，以及与多个称重传感器连接的模数转换芯片u1；承重板位于多个称重传感器的称重端上方；称重测量装置2连接有微处理器u2，微处理器u2设置在本体1上，用于根据模数转换芯片输出的多个称重传感器在不同状态下的差分ad值，利用多个称重传感器在不同状态下的差分ad值计算出人体的总重量，从而提高了人体秤的称重重复性，为用户提供了一种简化、便利的人体秤。

实施例二：

图3是本发明实施例二提供的人体秤的提高称重重复性的电路，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

包括多个称重传感器和模数转换芯片u1以及基准电路4，多个称重传感器包括设置在本体1东北角的第一称重传感器s1，设置在本体1西北角的第二称重传感器s2，设置在本体1的西南角的第三称重传感器s3及设置在本体1的东南角的第四称重传感器s4，以测量体重秤的四个角所承受的重量；

第一称重传感器s1和第二称重传感器s2的第一端均与电源的正极连接，第一称重传感器s1的第二端连接有第一电阻r1，第一电阻r1的另一端与电源的负极连接，第二称重传感器s2的第二端连接有第二电阻r2，第二电阻r2的另一端与电源的负极连接，第三称重传感器s3的第一端连接有第三电阻r3，第三电阻r3的另一端与电源的正极连接，第三称重传感器s3的第二端与电源的负极连接，第四称重传感器s4第一端连接有第四电阻r4，第四电阻r4的另一端与电源的正极连接，第四称重传感器s4的第二端与电源的负极连接；既两个称重传感器反向链接组成差分对，由此可知每个差分对在称重时的差分ad值的变化量为两个称重传感器的差分ad值的变化量的总和；

基准电路4包括第五电阻r5和第六电阻r6，第五电阻r5和第六电阻r6的阻值均为1k，第五电阻r5的一端与电源的正极连接，另一端与第六电阻r6连接，第六电阻r6的另一端与电源的负极连接，第五电阻r5的另一端与模数转换电路u1连接，使用基准电路4为称重传感器提供补偿，以提高测量的准确性，电路结构简单，成本低；

多个称重传感器均为应变片式压力传感器；第一称重传感器s1和第二称重传感器s2的第二端均与模数转换芯片连接u1，第三称重传感器s3和第四称重传感器s4的第一端均与模数转换芯片u1连接；使用应变片式传感器的以使测量精度高，测量范围广，寿命长，结构简单，频响特性好，能在恶劣条件下工作，体积小，以缩小体重秤的整体体积。

实施例三：

图4是本发明实施例三提供的提高称重重复性的方法实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，其中包括：

在步骤s401中，将第一称重传感器，第二称重传感器，第三称重传感器,第四称重传感器以及基准电路两两相连组成多个差分对。

本发明实施例中，将第一称重传感器和第三称重传感器所输出的测量信号设定为第一差分对，将第三称重传感器和第二称重传感器所输出的测量信号设定为第二差分对，将第二称重传感器和第四称重传感器所输出的测量信号设定为第三差分对，以及将第四称重传感器所输出的测量信号和基准电路所输出的基准信号设定为第四差分对。

在步骤s402中，计算出每个差分对的差分ad值的变化量。

本发明实施例中，将人体秤空载时的第一差分对的差分ad值设定为z1，将第二差分对的差分ad值设定为z2，将第三差分对的差分ad值设定为z3，将第四差分对的差分ad值设定为z4；

对人体秤施加负载之后的第一差分对的差分ad值设定为l1，将第二差分对的差分ad值设定为l2，将第三差分对的差分ad值设定为l3，将第四差分对的差分ad值设定为l4；

每个差分对的差分ad值的变化量分别为：

l1-z1＝n1；l2-z2＝n2；l3-z3＝n3；l4-z4＝n4；其中，n1为第一差分对的差分ad值的变化量，n2为第二差分对的差分ad值的变化量，n3为第三差分对的差分ad值的变化量，n4为第四差分对的差分ad值的变化量。

在步骤s403中，根据每个差分对的差分ad值变化量计算出人体的总重量。

在本发明实施例中，根据重量运算公式获取人体的总重量，重量运算公式为w＝k1*(n1+n3-n2-n4)+k2*(n2+n4-n3)+k3*(n3-n4)+k4*n4，其中，k1为第一称重传感器的增益值，k2为第二称重传感器的增益值，k3为第三称重传感器的增益值，k4为第四称重传感器的增益值，w为人体的总重量。

优选地，从重量运算公式中可看出，第一差分对的差分ad值n1的变化量和第三差分对的差分ad值变化量n3在重量运算时所占的权重较大，如图2所示，第一差分对的第一称重传感器s1和第三称重传感器s3为斜对角设置，第三差分对的第二称重传感器s2和第四称重传感器s4为斜对角安装，进一步优选地，在计算出每个差分对的差分ad值的变化量时，还可以按顺序计算第一差分对的差分ad值的变化量，第三差分对的差分ad值的变化量和第二差分对的差分ad值的变化量以及第四差分对的差分ad值的变化量，以使称重时的微小晃动得到很大的缓冲，提高测量的准确定，以提高了称重的重复性；在称重时优先计算权重较大的两个差分对的差分ad值变化量，并保证两个差分对要连续测量，以尽量减小时间因素对称重的精度影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。