电子秤的制作方法

本发明实施例涉及称重领域，尤其涉及一种人体称重的电子秤。

背景技术：

随着人民生活水平的提高，体重已经成为生活中越来越关心的一个健康数据。目前体重的测量主要是通过电阻应变式的压力传感器来采集测量，有机械指针式的，有电子数字式的。电子式人体秤通常采用的是4个压力传感器通过接线组成一个全桥，即“惠斯通电桥”其中两个传感器连接的电源信号激励端，另外两个传感器的输出端，受称重对象的压力的影响而输出变化的压力电信号，用于计算人体重量。然而，现有技术的人体秤不能检测人体重心偏移的情况。

因此，一种能够检测人体重心偏移的电子秤成为了现有技术急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种可以检测人体重心偏移的电子秤。

一种电子秤，包括：

第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器，所述第一至第四压力传感器依次连接构成全桥网络，第一压力传感器的输出端和第三压力传感器的输出端连接在供电电源正负极之间；

参考电压电路，所述参考电压电路连接在所述供电电源正负极之间，所述参考电压电路包括一参考电压输出端；

微控芯片，所述微控芯片连接到所述第二压力传感器的第二输出端和第四压力传感器的第四输出端，所述微控芯片还连接到所述参考电压输出端，所述微控芯片根据参考电压输出端提供的参考信号以及第二压力传感器的第二输出端和第四压力传感器的第四输出端提供的信号计算称重重量w以及称重重心偏移参数δw；

显示装置，所述显示装置连接到微控芯片用于显示称重重量w所述称重重心偏移参数δw。

进一步地，所述显示器包括第一显示区域和第二显示区域，所述第一显示区域用于显示所述称重重量w，所述第二显示区域用于显示称重重心偏移参数δw。

进一步地，所述第二显示区域用于显示“偏左”、“偏右”、“平衡”三种文字信息以表示不同的称重重心偏移参数。

进一步地，所述第二显示区域用于显示“偏左”、“偏右”、“平衡”三种人体图像之一以表示不同的称重重心偏移参数。

进一步地，所述微控芯片包括第一比较放大器，所述第二压力传感器的第二输出端连接至第一比较放大器的第一输入端，所述参考电压输出端连接至第一比较放大器的第二输入端，所述电子秤空载时，所述第一比较放大器用于产生第一空载输出s1_v0_adc，所述电子秤承重时，所述第一比较放大器用于产生第一承重输出s1_v1_adc。

进一步地，所述微控芯片包括第二比较放大器，所述第四压力传感器的第四输出端连接至第二比较放大器的第一输入端，所述参考电压输出端连接至第二比较放大器的第二输入端，电子秤空载时，所述第二比较放大器用于产生第二空载输出s0_v0_adc，电子秤承重时，所述第二比较放大器用于产生第二承重输出s0_v1_adc。

进一步地，所述微控芯片还包括存储器和计算单元，第一比较放大器的输出端和第二比较放大器的输出端都连接至存储器，

所述存储器用于分别存储第一空载输出s1_v0_adc＝k*(s1_v0-vref)、第一承重输出s1_v1_adc＝k*(s1_v1–vref)、第二空载输出s0_v0_adc＝k*(s0_v0-vref)和第二承重输出s0_v1_adc＝k*(s0_v1-vref)，其中，k为放大倍数，s1_v0为电子秤空载时第二输出端的感测信号，s1_v1为电子秤承重时第二输出端的感测信号，vref为参考电压输出端提供的参考电压信号；

所述计算单元根据存储器存储的数据计算所述第一承重输出和第一空载输出之间的第一称重变化值δs1，所述微控芯片的计算单元还用于计算所述第二承重输出和第二空载输出之间的第二称重变化值δs0，所述微控芯片的计算单元还用于计算所述第一称重变化值δs1和第二称重变化值δs0之间的总变化量δs，所述微控芯片的计算单元根据所述称重重量w、第一称重变化值δs1、第二称重变化值δs0以及总变化量δs计算获得所述称重重心偏移参数δw。

进一步地，所述微控芯片包括多通道转换器、第三比较放大器、存储器和计算单元，所述第二压力传感器的第二输出端、第四压力传感器的第四输出端以及参考电压输出端连接到所述多通道转换器的输入端，多通道转换器的输出端连接到第三比较放大器的两个输入端，第三比较放大器的输出端连接到存储器，所述多通道转换器可以使得自身的输入端和输出端的连接关系在第一模式和第二模式之间转换；

第一模式下，多通道转换器可以使得第二压力传感器的第二输出端连接至第三比较放大器的第一输入端，所述参考电压输出端连接至第三比较放大器的第二输入端；电子秤空载时，所述第三比较放大器用于产生第一空载输出s1_v0_adc＝k*(s1_v0-vref)，所述电子秤承重时，所述第三比较放大器用于产生第一承重输出s1_v1_adc＝k*(s1_v1–vref)，其中，k为放大倍数，s1_v0为电子秤空载时第二输出端的感测信号，s1_v1为电子秤承重时第二输出端的感测信号，vref为参考电压输出端vref提供的参考电压信号；

在第二模式下，所述第四压力传感器的第四输出端连接至第三比较放大器的第一输入端，所述参考电压输出端连接至第三比较放大器的第二输入端，电子秤空载时，所述第三比较放大器用于产生第二空载输出s0_v0_adc＝k*(s0_v0-vref)，电子秤承重时，所述第三比较放大器用于产生第二承重输出s0_v1_adc＝k*(s0_v1-vref)，s0_v0为电子秤空载时第四输出端的感测信号，s0_v1为电子秤承重时第四输出端的感测信号；

所述存储器用于分别存储第一空载输出s1_v0_adc、第一承重输出s1_v1_adc、第二空载输出s0_v0_adc和第二承重输出s0_v1_adc用于计算单元进行计算。

进一步地，所述电子秤还包括蓝牙模块，用于接收用户从手机提供的个人信息参数，所述微控芯片根据所述个人信息参数、称重重量w以及称重重心偏移参数δw生成用户的身体锻炼信息，所述显示装置进一步用于显示个人信息参数和身体锻炼信息。

进一步地，所述电子秤还包括语音提示模块，用于对所述人信息参数、称重重量w、所述称重重心偏移参数δw身体锻炼信息中的一种或多种进行语音提示。

相对于现有技术，本发明实施例中提供的电子秤通过增加了一个参考电压电路，在不改变现有电子秤的电路结构的基础上实现了准确测量用户站立称重时的称重重心偏移参数δw，电路的结构简单实用，成本较低。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的电子秤的电路结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的电子秤的电路结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的电子秤的电路结构示意图；

图4为本发明实施例三的电子秤显示称重重心偏移参数δw的多个图标的示意图；

图5为本发明实施例四提供的电子秤的电路结构示意图；

图6为本发明实施例五提供的电子秤的微控芯片的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一速度差值为第二速度差值，且类似地，可将第二速度差值称为第一速度差值。第一速度差值和第二速度差值两者都是速度差值，但其不是同一速度差值。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

实施例一

参考图1，本实施例提供一种电子秤，本实施例的电子秤包括第一压力传感器r1、第二压力传感器r2、第三压力传感器r3和第四压力传感器r4。本实施例中四个压力传感器r1-r4会被固定在一个称重平面上，四个压力传感器r1-r4的固定点位置会组成一个矩形或方形。本实施例所述第一至第四压力传感器r1-r4依次首尾连接构成全桥网络。本实施例中，四个压力传感器r1-r4的压力感测电阻首尾依次串联后构成惠斯通电桥。第一压力传感器r1包括第一输出端e1，第二压力传感器r2包括第二输出端s1，第三压力传感器r3包括第三输出端e0，第四压力传感器r4包括第四输出端s0。本实施例的第一压力传感器r1的第一输出端e1和第三压力传感器r3的第三输出端e0连接在供电电源b1正负极v+、v-之间，例如第一压力传感器r1的第一输出端e1连接至电源的正极v+，第三压力传感器r3的第三输出端e0连接至电源的负极v-。第二压力传感器r2的第二输出端s1和第四压力传感器r4的第四输出端s0用于根据待测人体的重量产生不同的感测信号。本实施例中第一压力传感器r1、第二压力传感器r2、第三压力传感器r3和第四压力传感器r4都采用单臂传感器。

本实施例中，电子秤还包括一参考电压电路，所述参考电压电路连接在供电电源b1正负极v+、v-之间，所述参考电压电路包括一参考电压输出端vref。具体地，本实施例参考电压电路包括串联的第五电阻r5和第六电阻r6。第五电阻r5的一端连接至第一输出端e1，第五电阻r5的另一端连接至第六电阻r6的一端，第六电阻r6的另一端连接至第三输出端e0。本实施例的第五电阻r5和第六电阻r6的阻值相等，第五电阻r5和第六电阻r6之间的节点作为参考电压输出端vref用于输出二分之一电源电压。

本实施例的电子秤还包括微控芯片m1，所述微控芯片m1连接到所述第二压力传感器r2的第二输出端s1和第四压力传感器r4的第四输出端s0。所述微控芯片m1还连接到所述参考电压输出端vref。用户测量体重时，直接站在称重平面上，压力会被分配到四个传感器r1-r4，本实施例的微控芯片m1根据参考电压输出端vref提供的参考信号以及第二压力传感器r2的第二输出端s1和第四压力传感器r4的第四输出端s0提供的称重信号可以计算称重重量w以及称重重心偏移参数δw，具体描述如下。

微控芯片m1包括第一比较放大器c1，所述第二压力传感器r2的第二输出端s1连接至第一比较放大器c1的第一输入端，所述参考电压输出端vref连接至第一比较放大器c1的第二输入端。电子秤空载时，所述第一比较放大器c1用于产生第一空载输出s1_v0_adc＝k*(s1_v0-vref)，所述电子秤承重时，所述第一比较放大器c1用于产生第一承重输出s1_v1_adc＝k*(s1_v1–vref)，其中，k为放大倍数，s1_v0为电子秤空载时第二输出端s1的感测信号，s1_v1为电子秤承重时第二输出端s1的感测信号，vref为参考电压输出端vref提供的参考电压信号。

微控芯片m1还包括第二比较放大器c2，所述第四压力传感器r4的第四输出端s0连接至第二比较放大器c2的第一输入端，所述参考电压输出端vref连接至第二比较放大器c2的第二输入端。电子秤空载时，所述第二比较放大器c2用于产生第二空载输出s0_v0_adc＝k*(s0_v0-vref)，电子秤承重时，所述第二比较放大器c2用于产生第二承重输出s0_v1_adc＝k*(s0_v1-vref)。其中，k为放大倍数，s0_v0为电子秤空载时第四输出端s0的感测信号，s0_v1为电子秤承重时第四输出端s0的感测信号，vref为参考电压输出端vref提供的参考电压信号。

本实施例，微控芯片m1还包括存储器ram和计算单元u1，第一比较放大器c1的输出端和第二比较放大器c2的输出端都连接至存储器ram，所述存储器ram用于分别存储第一空载输出s1_v0_adc＝k*(s1_v0-vref)、第一承重输出s1_v1_adc＝k*(s1_v1–vref)、第二空载输出s0_v0_adc＝k*(s0_v0-vref)和第二承重输出s0_v1_adc＝k*(s0_v1-vref)，其中，k为放大倍数，s1_v0为电子秤空载时第二输出端的感测信号，s1_v1为电子秤承重时第二输出端的感测信号，vref为参考电压输出端vref提供的参考电压信号。

微控芯片将所述第二压力传感器r2的第二输出端s1连接至第四比较放大器c4的第一输入端，所述第四压力传感器r4的第四输出端s0连接至第四比较放大器c4的第二输入端，电子秤空载时，所述第四比较放大器c4用于产生总空载输出s1_s0_v0_adc，所述电子秤承重时，所述第四比较放大器c4用于产生总承重输出s1_s0_v1_adc，计算单元u1根据s1_s0_v1_adc和s1_s0_v0_adc之间的差值换算出所承载总重量w＝s1_s0_v1_adc-s1_s0_v0_adc。

微控芯片m1的计算单元u1根据存储器存储的数据计算所述第一承重输出s1_v1_adc和第一空载输出s1_v0_adc之间的第一称重变化值δs1＝s1_v1_adc-s1_v0_adc，所述微控芯片m1的计算单元u1还用于根据存储器存储的数据计算所述第二承重输出s0_v1_adc和第二空载输出s0_v0_adc之间的第二称重变化值δs0＝s0_v1_adc-s0_v0_adc。

微控芯片m1的计算单元u1还用于根据存储器存储的数据计算所述第一称重变化值δs1和第二称重变化值δs0之间的总变化量δs＝δs1-δs0，所述微控芯片m1的计算单元u1根据所述称重重量w、第一称重变化值δs1、第二称重变化值δs0以及总变化量δs计算获得所述称重重心偏移参数δw。本实施例的称重重心偏移参数δw计算方式如下：

w1＝(δs1/δs)*w,

w0＝(δs0/δs)*w，

δw＝w1-w0

相对于现有技术，本实施例的电子秤通过增加了一个参考电压电路，在不改变现有电子秤的电路结构的基础上实现了准确测量人体站立称重时的称重重心偏移参数δw，电路的结构简单实用，成本较低。

实施例二

参考图2，本实施例提供另一种电子秤，本实施例的电子秤包括第一压力传感器r1、第二压力传感器r2、第三压力传感器r3和第四压力传感器r4。本实施例中四个压力传感器r1-r4会被固定在一个称重平面上，四个压力传感器r1-r4的固定点位置会组成一个矩形或方形，本实施例所述第一至第四压力传感器r1-r4依次连接构成全桥网络，即惠斯通电桥。，本实施例中，四个压力传感器r1-r4的压力感测电阻首尾依次串联后构成全桥网络，第一压力传感器r1包括第一输出端e1，第二压力传感器r2包括第二输出端s1，第三压力传感器r3包括第三输出端e0，第四压力传感器r4包括第四输出端s0。本实施例的第一压力传感器r1的第一输出端e1和第三压力传感器r3的第三输出端e0连接在供电电源b1正负极之间，例如第一压力传感器r1的第一输出端e1连接至电源的正极v+，第三压力传感器r3的第三输出端e0连接至电源的负极v-。第二压力传感器r2的第二输出端s1和第四压力传感器r4的第四输出端s0用于根据待测人体的重量产生不同的感测信号。本实施例中第一压力传感器r1、第二压力传感器r2、第三压力传感器r3和第四压力传感器r4采用单臂传感器。

本实施例中，电子秤还包括一参考电压电路，所述参考电压电路连接在供电电源b1正负极之间，所述参考电压电路包括一参考电压输出端vref。具体地，本实施例参考电压电路包括串联的第五电阻r5和第六电阻r6，第五电阻r5的一端连接至第一输出端e1，第五电阻r5的另一端连接至第六电阻r6的一端，第六电阻r6的另一端连接至第三输出端e0。本实施例的第五电阻r5和第六电阻r6的阻值相等，第五电阻r5和第六电阻r6之间的节点作为参考电压输出端vref用于输出二分之一电源电压。

本实施例的电子秤还包括微控芯片m1，所述微控芯片m1连接到所述第二压力传感器r2的第二输出端s1和第四压力传感器r4的第四输出端s0。所述微控芯片m1还连接到所述参考电压输出端vref。用户测量体重时，直接站在称重平面上，压力会被分配到四个传感器，本实施例的微控芯片m1根据参考电压输出端vref提供的参考信号以及第二压力传感器r2的第二输出端s1和第四压力传感器r4的第四输出端s0提供的称重信号可以计算称重重量w以及称重重心偏移参数δw。

和第一实施例不同之处在于，本实施例的微控芯片m1包括多通道转换器t1、第三比较放大器c3、存储器ram和计算单元u1，所述第二压力传感器r2的第二输出端s1、第四压力传感器r4的第四输出端s0以及参考电压输出端vref连接到所述多通道转换器t1的输入端，多通道转换器t1的输出端连接到第三比较放大器c3的两个输入端，第三比较放大器c3的输出端连接到存储器ram。本实施例中，所述多通道转换器t1可以使得自身的输入端和输出端的连接关系在第一模式和第二模式之间转换。替代实施例中，多通道转换器t1可以为两个，分别连接第三比较放大器c3的两个输入端，用于分别控制第三比较放大器c3的两个输入端每个时钟周期输入的不同信号。

第一模式下，多通道转换器t1可以使得第二压力传感器r2的第二输出端s1连接至第三比较放大器c3的第一输入端，所述参考电压输出端vref连接至第三比较放大器c3的第二输入端。电子秤空载时，所述第三比较放大器c3用于产生第一空载输出s1_v0_adc＝k*(s1_v0-vref)，所述电子秤承重时，所述第三比较放大器c3用于产生第一承重输出s1_v1_adc＝k*(s1_v1–vref)。其中，k为放大倍数，s1_v0为电子秤空载时第二输出端s1的感测信号，s1_v1为电子秤承重时第二输出端s1的感测信号，vref为参考电压输出端vref提供的参考电压信号。

在第二模式下，所述第四压力传感器r4的第四输出端s0连接至第三比较放大器c3的第一输入端，所述参考电压输出端vref连接至第三比较放大器c3的第二输入端。电子秤空载时，所述第三比较放大器c3用于产生第二空载输出s0_v0_adc＝k*(s0_v0-vref)，电子秤承重时，所述第三比较放大器c3用于产生第二承重输出s0_v1_adc＝k*(s0_v1-vref)。其中，k为放大倍数，s0_v0为电子秤空载时第四输出端s0的感测信号，s0_v1为电子秤承重时第四输出端s0的感测信号，vref为参考电压输出端vref提供的参考电压信号。

所述存储器用于分别存储第一空载输出s1_v0_adc＝k*(s1_v0-vref)、第一承重输出s1_v1_adc＝k*(s1_v1–vref)、第二空载输出s0_v0_adc＝k*(s0_v0-vref)和第二承重输出s0_v1_adc＝k*(s0_v1-vref)用于计算单元u1进行计算。

第三模式下，第二输出端s1和第四输出端s0分别接入第三比较放大器c3的两个输入端，电子秤空载时，第三比较放大器c3输出为空载称重w0，电子秤承重时，第三比较放大器c3输出为负载称重w1。电子秤空载时，所述第三比较放大器c3用于产生总空载输出s1_s0_v0_adc，所述电子秤承重时，所述第三比较放大器c3用于产生总承重输出s1_s0_v1_adc，计算单元u1根据s1_s0_v1_adc和s1_s0_v0_adc之间的差值换算出所承载总重量w＝s1_s0_v1_adc-s1_s0_v0_adc。

微控芯片m1的计算单元u1还用于计算所述第一承重输出s1_v1_adc和第一空载输出s1_v0_adc之间的第一称重变化值δs1＝s1_v1_adc-s1_v0_adc。

微控芯片m1的计算单元u1还用于计算第二称重变化值δs0＝s0_v1_adc-s0_v0_adc。所述微控芯片m1的计算单元u1还用于计算所述第一称重变化值δs1和第二称重变化值δs0之间的总变化量δs＝δs1-δs0，所述微控芯片m1的计算单元u1根据所述称重重量w、第一称重变化值δs1、第二称重变化值δs0以及总变化量δs计算获得所述称重重心偏移参数δw。本实施例的称重重心偏移参数δw计算方式如下：

w1＝(δs1/δs)*w,

w0＝(δs0/δs)*w，

δw＝w1-w0

相对于现有技术，本实施例的电子秤的微控芯片m1多通道转换器t1对输入计算单元u1的信号进行切换，简化了电路结构，可以进一步降低了芯片使用的身成本。

实施例三

参考图3-4，本实施例提供的电子秤进一步包括显示装置d1，所述显示装置d1连接到微控芯片m1用于显示称重重量w和称重重心偏移参数δw。具体地，显示装置d1包括第一显示区域31和第二显示区域32，所述第一显示区域用于显示所述称重重量w，所述第二显示区域用于显示称重重心偏移参数δw。较佳实施例中，所述第二显示区域用于显示“偏左”、“偏右”、“平衡”三种文字信息以表示不同的称重重心偏移参数。替代实施例中，所述第二显示区域用于显示如图4所示的“偏左”41、“偏右”42、“平衡”43三种人体图像中的一种，以表示不同的称重重心偏移参数。本实施例的电子秤的显示的图像生动，使用户能够有较好的使用体验。

实施例四

参考图5，本实施例提供的电子秤进一步包括蓝牙模块bt，蓝牙模块bt用于接收用户从手机提供的个人信息参数，例如身高、体重、年龄等，所述微控芯片m1根据所述个人信息参数、称重重量w以及称重重心偏移参数δw生成用户的身体锻炼信息。所述显示装置d1，进一步用于显示个人信息参数和身体锻炼信息，例如，称重用户可以每天锻炼10分钟或称重用户目前无需进行大强度锻炼。本实施例，电子秤还进一步包括语音提示模块sp，用于对所述人信息参数、称重重量w、所述称重重心偏移参数δw以及身体锻炼信息提示进行语音提示。本实施例的语音提示模块方便了称重用户从多渠道了解称重的结果，方便了不同用户的使用体验，适应性广。

实施例五

参考图6，在实施例二的基础上，本实施例提供的电子秤的微控芯片m1包括多通道转换器t1、第三比较放大器c3、模数转换器adc、滤波器f、存储器ram和计算单元u1。多通道转换器t1的输入端的连接关系和实施例二相同，多通道转换器t1的输出端连接到第三比较放大器c3的两个输入端，第三比较放大器c3的输出端连接到模数转换器adc的输入端，模数转换器adc的输出端连接到存储器ram。本实施例中从比较放大器c3中输出的模拟信号通过数转换器adc转换为数字信号并且进行去噪滤波后存储至存储器ram中，以便计算单元u1根据需要读取用于计算。

值得注意的是，上述仪表信息显示装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。