电子秤的设计与制作

1、学习情境八学习情境八电子称电路的设计与制作电子称电路的设计与制作 任务一、电子称电路的设计任务一、电子称电路的设计 任务二、电子称电路的制作任务二、电子称电路的制作 电子称电路的设计电子称电路的设计 一电子称电路的概述电子称电路的概述 二电子称电路的设计二电子称电路的设计任务一任务一一、电子称电路电子称电路的概述的概述1.电子称的概念电子称的概念 称重作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连。电子秤是电子衡器中的一种，衡器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备。任务一任务一一、电子称电路电子称电路的概述的概

2、述2.电子称电路的组成电子称电路的组成系统主要涉及以下几个方面的内容： （1） 承重系统（2） 传力系统 （3） 复位系统 （4） 测量显示系统 （5） 称重传感器 （6） 数据输出的载荷测量装置 （7） 辅助功能组件任务一任务一一、电子称电路的概述电子称电路的概述2.数控充电电源的组成数控充电电源的组成图所示系统结构框图图所示系统结构框图 任务一任务一一、电子称电路的概述电子称电路的概述3.电子称设计的技术指标电子称设计的技术指标 设计一种小型、简便、精确度高的电子平台秤，量程20Kg，分度值为5g，它用一个显示窗口来显示所称物体的重量。可扩展功能是它具有置零、去皮、标定功能。置零：在开机或

3、称重过程中，仪表显示偏离零点且在称重范围内，则可按置零键，显示零值并零点指示灯亮。去皮：在称重显示状态下，按去皮键，则显示零值并去皮指示灯亮；在去皮状态下，拿掉皮重物时按去皮键，可以清除皮重值。标定功能：为保证仪器预定精度的可靠性和合法性，仪器必须定期校准，为用户提供一种方便的自动校准方式。任务一任务一二、电子称的电路设计电子称的电路设计 1.称重传感器部分称重传感器部分 称重传感器在电子秤中占有十分重要的位置，被喻为电子秤的心脏部件，它的性能好坏很大程度上决定了电子秤的精确度和稳定性。通常称重传感器产生的误差约占电子秤整机误差的50%70%。若在环境恶劣的条件下（如高低温、湿热），传感器所占

4、的误差比例就更大，因此，在人们设计电子秤时，正确地选用称重传感器非常重要。该设计应用电阻应变式称重传感器。电阻应变式称重传感器是把电阻应变计粘贴在弹性敏感元件上，然后以适当方式组成电桥的一种将力（重量）转换成电信号的传感器。概述概述任务一任务一二、电子称的电路设计电子称的电路设计 1.称重传感器部分称重传感器部分 电阻应变式称重传感器包括两个主要部分，一个是弹性敏感元件：利用它将被测的重量转换为弹性体的应变值；另一个是电阻应变计：它作为传感元件将弹性体的应变，同步地转换为电阻值的变化。电阻应变片所感受的机械应变量一般为10 - 610 - 2，随之而产生的电阻变化率也大约在10 - 610 -

5、 2数量级之间。这样小的电阻变化用一般测量电阻的仪表很难测出，必须采用一定形式的测量电路将微小的电阻变化率转变成电压或电流的变化，才能用二次仪表显示出来。 概述概述任务一任务一二、电子称的电路设计电子称的电路设计 1.称重传感器部分称重传感器部分电路方电路方框图框图任务一任务一二、电子称的电路设计电子称的电路设计 1.称重传感器部分称重传感器部分测量单元测量单元电路电路任务一任务一二、电子称的电路设计电子称的电路设计 2. A/D转换器电路部分转换器电路部分任务一任务一概述概述 在实际的测量和控制系统中检测到的常是时间、数值都连续变化的物理量，这种连续变化的物理量称之为模拟量，与此对应的电信号

6、是模拟电信号。模拟量要输入到单片机中进行处理，首先要经过模拟量到数字量的转换，单片机才能接收、处理。实现模/数转换的部件称A/D转换器或ADC。二、电子称的电路设计电子称的电路设计 2. A/D转换器电路部分转换器电路部分任务一任务一概述概述 目前有多种类型的ADC，有传统的积分型、并行、逐次逼近型ADC，压频变换型ADC，也有近年来发展起来的型和流水线型。A/D转换器型号比较多，性能指标也不同，选用什么型号的A/D转换器根据电子秤的性能要求决定。对于静态的，商用的电子秤来说，常选用分辨率为16位至24位的A/D转换器。一种较适合商用电子秤设计的CS1180A/D转换器。 二、电子称的电路设计

7、电子称的电路设计 2. A/D转换器电路部分转换器电路部分任务一任务一电路电路二、电子称的电路设计电子称的电路设计 3.控制显示部分电路控制显示部分电路 任务一任务一电路电路二、电子称的电路设计电子称的电路设计 4.软件设计部分软件设计部分任务一任务一概述概述 软件设计需要有一个细致全面的过程，一般须先清楚的列出电子秤各部分电路与软件设计的有关特点，并进行定义说明，以作为软件设计的根据。在此基础上画出软件的功能流程图，程序流程图，再根据程序流程图用汇编语言或高级语言写出。电子秤的信号处理流程电子秤要求有及时数据采集、处理、存结果、送显示的运行过程。根据这一要求，电子秤的信息测量与处理分三个阶段

8、：二、电子称的电路设计电子称的电路设计 4. 软件设计部分软件设计部分任务一任务一概述概述（1）在微处理器的控制下，经传感器转换的电压信号通过输入电路送A/D转换器处理，变为相应的数字量，存入到数据存储器中。（2）微处理器对采集的测量数据进行必要的数据处理，如特性补偿、数字滤波、标度变换等。（3）显示处理结果，把数据信号处理为显示及记录所要求的信号格式，通过输出接口电路输出并显示与记录。二、电子称的电路设计电子称的电路设计 4. 软件设计部分软件设计部分任务一任务一流程图流程图输入接口数据采集数据存储特性补尝处理运算处理格式化处理记录显示用数据输出接口（ 驱动显示）二、电子称的电路设计电子称的

9、电路设计 4. 软件设计部分软件设计部分任务一任务一程序方程序方框图框图电子才电路的制作电子才电路的制作任务二任务二 一电子称电路的安装电子称电路的安装 二电子称电路的调试二电子称电路的调试一电子称电路的安装一电子称电路的安装任务二任务二安装步骤安装步骤1、根据原理图在Protel99软件环境中绘制PCB板图2、制作电路板3、选择元器件4、元器件的焊接安装二电子称电路的调试二电子称电路的调试任务二任务二1、调试仪器、调试仪器 Fluke 五位半数字万用表一台 WY 2174A交流毫伏表 计算机一台 双棕示波器一台信号发生器一台直流稳压电源一台二电子称电路的调试二电子称电路的调试任务二任务二2、

10、调试方法调试方法 装配完成后，要仔细审查电路连接，确认正确后，通电检测。 （1）直流检查 （2）交流检查二电子称电路的调试二电子称电路的调试任务二任务二3、调试步骤、调试步骤（1）无效物理量的消除 在称重系统中，称重传感器输出的信号是秤台、支架和被测物之和的转换信号，实际所要测的是被测物的重量，因此，秤台、支架等是无效的物理量，在信号处理过程中要用软件方法来消除 。二电子称电路的调试二电子称电路的调试任务二任务二3、调试步骤、调试步骤（2）零漂处理 零位稳定是影响电子秤精度非常重要的因素，因受温度或其它因素影响将引起零位不稳定，这种现象称为零漂。由于零漂的影响，零输入信号时，输出可能不为零，为消除这个零位漂移值，采用零位补偿技术，零位补偿就是把这个零位漂移值储存起来，每一数据采集时减去这个数值，得到的数值就是消除零漂的有效信号。二电子称电路的调试二电子称电路的调试任务二任务二3、调试步骤、调试步骤（3）标度变换 在实际测