YZC传感器

教学单位信息工程系学生学号嵌入式课程设计论文（设计）题目基于STM32的电子秤系统学生姓名专业名称电子信息工程指导教师成员基于STM32 的电子秤系统设计与实现摘要：智能电子秤是将检测与转换技术、计算机技术、信息处理、数字技术等技术综合一体的现代新型称重仪器。

它与我们日常生活紧密结合成为一种方便、快捷、称量精确的工具，广泛应用于商业、工厂生厂、集贸市场、超市、大型商场、及零售业等公共场所的信息显示和重量计算。

本作品使用STM32单片机作为中心控制单元，通过称重传感器采集质量信息，以HX711进行模数转换单元，在配以TFT液晶显示和触摸屏控制，及WT588D进行语音播报组成。

该电子称不但计量准确、快速方便，更重要的自动称重、计价功能外，还可实现去皮、净/毛转，自动计算，数字显示，语音播报，显示实时温度，实时时间。

本系统是针对是电子称的自动称重、自动计价、数据处理，语音播报进行研究的。

为了阐明用单片机是如何对采样数据进行处理，对数据的采集和转换、计算问题进行了研究。

讨论了单片机控制系统中关键的中断、计算问题，结果表明通过软件设计实现更完善。

本文在给出智能电子称硬件设计的基础上，详细分析了电子称的软件控制方法。

由于单片机控制的电子称结构简单，成本低廉，深受人们的喜爱，本文将对此进行详细讨论关键字：电子秤；STM32；称重传感器；HX711；TFT液晶屏幕；WT588DAbstract:Intelligent electronic balance values detection and the modern new -type names of technical comprehensive one body such as conversio n technical, computer technology, message handling and digital tec hnology instrument. Its and our close combination of daily life becomes a kind of convenient, shortcut, weighing accurate tool ,is applied extensively in commercial, factory raw factory , gat hers trade market, supermarket and large scale market , the mess age of the etc. public place of retail trade shows and weight calculation.Intelligent electronic name passes through name mainly with STM32 as central control unit, value sensor to carry out modulus con version unit , it is matching with keyboard , show by TFTand powerful software to form. It is accurate that this electron claims to not only measure , fast convenience, more important automatic name may still realize besides heavy, valuation function to remove the peel , completely / hair turns , calculate volu ntarily, figure shows , is welcomed by masses of user. Intellige nt electronic name since carry convenience.This system aims at is the automatic name of electronic name he avy, automatic valuation and data handling carry out research. To expound to use single flat machine , it is to how to carry out handling for sampling data , is for the collection of data and conversion and calculation problem has studied. Have discuss ed the suspension of the key in single flat machine control sys tem , calculate problem , show as a result that through softwar e design, realization is perfected more. This text is weighing t he foundation of hardware design to intelligent electron , has a nalysed the software control method of electronic name in detail. Since the electron of single flat machine control weighs struct ure, is simple, cost is cheap, receive deeply people like , thi s text will carry out detailed discussion for this.Key words：Intelligent and electronic to scale; Single flat machine 89c52; W eigh heavy sensor; LED shows目录摘要 ...................................................................................................... 错误!未定义书签。

实验三电阻式传感器的仿真与接口电路设计首先介绍一款应变片传感器YZC-1B称重传感器。

它的主要参数见下表。

额定载荷：3,5,8,10,15,20,25,30, 35,40,45kg绝缘电阻：≥5000MΩ工作温度范围：-40 ～+80℃灵敏度：2.0±0.002mv/v 安全过载：150%F.S综合误差：±0.02%F.S 极限过载：200%F.S 蠕变：±0.02%F.S推荐激励电压：10～12V(DC)零点平衡：±1%F.S最大激励电压：15V零点温度影响：±0.02%F.S/10℃密封等级：IP67输出温度影响：±0.02%F.S/10℃材质：铝合金输入电阻：405±5Ω电缆：线长：0.3～3m；直径：￠4mm 输出电阻：350±3Ω输入+：红；输入-：黑；输出+：绿；输出-：白这种传感器主要的应用领域是电子计价秤、计重秤等小台面电子秤。

它的外观是这样的。

这个实验里首先对这样一款传感器进行仿真，然后设计一个接口电路，使其具有测量压力（重量）的功能。

电阻应变片的工作原理基于电阻应变效应，即在导体产生机械变形时，它的电阻值相应发生变化。

应变片是由金属导体或半导体制成的电阻体，其阻值随着压力的变化而变化。

对于金属导体，导体变化率△R/R的表达式为:△ R/R ≈(1＋2μ)ε式中μ为材料的泊松系数；ε为应变量。

通常把单位应变所引起电阻值相对变化称作电阻丝的灵敏系数。

对于金属导体，其表达式为:K＝△R/R＝(1＋2μ)所以△R/R＝Kε。

在外力作用下，应变片产生变化，同时应变片电阻也发生相应变化。

当测得阻值变化为ΔR时，可得到应变值ε，根据应力与应变关系，得到应力值为:σ＝Eε式中：σ为应力；ε为应变量（为轴向应变）；E为材料的弹性模量（kg／mm2）。

又知，重力G与应力σ的关系为G＝㎎＝σs 。

式中：G为重力；S为应变片截面积。

广测YZC称重传感器参考资料广测传感器参照图YZC-522系列拉式S型称重传感器产品型号产品描述YZC-522-50kg 钢制拉式S型称重传感器，容量50KGYZC-522-100kg 钢制拉式S型称重传感器，容量100KGYZC-522-150kg 钢制拉式S型称重传感器，容量150KGYZC-522-200kg 钢制拉式S型称重传感器，容量250KGYZC-522-500kg 钢制拉式S型称重传感器，容量500KGYZC-522-1.5t 钢制拉式S型称重传感器，容量1500KGS型应用于拉伸/拉力测量，试验机，吊钩秤，搅拌站等。

YZC-522TS系列拉式S型称重传感器产品型号产品描述YZC-522TS-50kg 钢制拉式S型称重传感器，容量50KGYZC-522TS-100kg 钢制拉式S型称重传感器，容量100KGYZC-522TS-150kg 钢制拉式S型称重传感器，容量150KGYZC-522TS-200kg 钢制拉式S型称重传感器，容量250KGYZC-522TS-500kg 钢制拉式S型称重传感器，容量500KGYZC-522TS-1.5t 钢制拉式S型称重传感器，容量1500KGS型应用于拉伸/拉力测量，试验机，吊钩秤，搅拌站等YZC-5B（516）系列拉式S型称重传感器产品型号产品描述YZC-5B（516）-20kg 钢制拉式S型称重传感器，容量20KG YZC-5B（516）-30kg 钢制拉式S型称重传感器，容量30KG YZC-5B（516）-50kg 钢制拉式S型称重传感器，容量50KG YZC-5B（516）-100kg 钢制拉式S型称重传感器，容量100KG YZC-5B（516）-150kg 钢制拉式S型称重传感器，容量150KG YZC-5B（516）-200kg 钢制拉式S型称重传感器，容量250KG YZC-5B（516）-500kg 钢制拉式S型称重传感器，容量500KG YZC-5B（516）-750kg 钢制拉式S型称重传感器，容量500KG YZC-5B（516）-1.0t 钢制拉式S型称重传感器，容量1000KG YZC-5B（516）-1.5t 钢制拉式S型称重传感器，容量1500KG YZC-5B（516）-2.0t 钢制拉式S型称重传感器，容量2000KG YZC-5B（516）-3.0t 钢制拉式S型称重传感器，容量3000KGYZC-5B（516）-5.0t 钢制拉式S型称重传感器，容量5000KG YZC-5B（516）-7.5t 钢制拉式S型称重传感器，容量7500KG YZC-5B（516）-10t 钢制拉式S型称重传感器，容量10000KG YZC-5B（516）-20t 钢制拉式S型称重传感器，容量20000KG YZC-5B（516）-30t 钢制拉式S型称重传感器，容量30000KG S型应用于拉伸/拉力测量，试验机，吊钩秤，搅拌站等YZC-328系列压式波纹管称重传感器产品型号产品描述YZC-328-5kg 钢质压式波纹管称重传感器，容量5KGYZC-328-10kg 钢质压式波纹管称重传感器，容量10KGYZC-328-20kg 钢质压式波纹管称重传感器，容量20KGYZC-328-30kg 钢质压式波纹管称重传感器，容量30KGYZC-328-50kg 钢质压式波纹管称重传感器，容量50KGYZC-328-100kg 钢质压式波纹管称重传感器，容量100KG YZC-328-200kg 钢质压式波纹管称重传感器，容量200KG YZC-328-300kg 钢质压式波纹管称重传感器，容量300KG YZC-328-500kg 钢质压式波纹管称重传感器，容量500KG波纹管式应用于平台秤，料斗秤，皮带秤，包装称等。

CA-YD-107传感器广州南创谭工美国YZC有限公司在美国成立，是一个基于应变式称重传感器，数字指标，吊秤称重系统，自成立以来，CA-YD-107传感器的产品远销38个国家，在多个国家设立了分支机构或办事处，生产基地遍布美洲、东欧、中国等地；并在中国设立了广州南创传感器事业部，可为用户的实验和生产提供最佳的服务与解决方案。

高精度CA-YD-107传感器合金钢材料、S型结构设计,全密封焊接，防油、防水、耐腐蚀，YZC传感器可以适应各种环境；CA-YD-107传感器S型结构设计，拉压双向承载，安装方便灵活；适用于吊钩秤、机改秤、料斗秤等称重设备。

CA-YD-107传感器图片：CA-YD-107传感器型号大全YZC称重传感器箱式称重传感器：YZC-6A/50KG,YZC-6A/100KG,YZC-6A/200KG,YZC-6A/300KG,YZC-6A/500KG,YZC-6 A/750KG,YZC-6B/250KG,YZC-6B/500KG,YZC-6B/750KG,YZC-6B/1000KG,YZC-6B/1 500KG,YZC-6B/2000KGYZCYZC型号大全各系列产品：YZC称重传感器单剪切式:YZC-3/0.5T,YZC-3/1T,YZC-3/2T,YZC-3/3T,YZC-3/5T,YZC-3/10T,YZC-3/20T,YZ C-3/30T,YZC-3/50T,YZC-320/0.5T,YZC-320/1T,YZC-320/2T,YZC-320/3T,YZC-320/5T,YZC-320/10T,YZC-320/1.5T,YZC-320/2.5T,YZC-320/7.5T,YZC-320H/0.5T,YZC-320H/1T,YZC-320H/2T,YZC-320H/3T,YZC-320H/5T,YZC-320 H/10T,YZC-320H/1.5T,YZC-320H/2.5T,YZC-320H/7.5T,YZC-320SH/0.5T,YZC-320SH/1T,YZC-320SH/2T,YZC-320SH/3T,YZC-320SH/5T,YZ C-320SH/10T,YZC-320SH/1.5T,YZC-320SH/2.5T,YZC-320SH/7.5TYZC称重传感器YZC-322H/250lb,YZC-322H/500lb,YZC-322H/750lb,YZC-322H/1klb,YZC-322/250lb,YZC-322/500lb,YZC-322/750lb,YZC-322/1klb,YZC-323H/0.2t,YZC-323H/0.25t,YZC-323H/0.3t,YZC-323H/0.5t,YZC-323H/1t, YZC-323H/2t,YZC-323H/2.5t,YZC-323H/3t,YZC-323H/5t,YZC-323H/7.5t,YZC-3 23H/10t,YZC-323/0.2t,YZC-323/0.25t,YZC-323/0.3t,YZC-323/0.5t,YZC-323/1t,YZC-3 23/2t,YZC-323/2.5t,YZC-323/3t,YZC-323/5t,YZC-323/7.5t,YZC-323/10t, YZC-324A/500kg,YZC-324A/750kg,YZC-324A/1t,YZC-324A/2t,YZC-324B/500kg, YZC-324B/750kg,YZC-324B/1t,YZC-324B/2t,YZC-325/1t,YZC-325/2t,YZC-326/1t,YZC-322/3t,YZC-326/0.6t,YZC-334/1t,YZC-334/2t,YZC-334/3t,YZC-381/80KNYZC称重传感器波纹管:YZC-328/30kg,YZC-328/50kg,YZC-328/100kg,YZC-328/200kg,YZC称重传感器S型传感器:YZC-516/20kg,YZC-516/30kg,YZC-516/50kg,YZC-516/100kg,YZC-516/200kg,YZ C-516/250kg,YZC-516/300kg,YZC-516/500kg,YZC-516/1t,YZC-516/1.5t,YZC-516/2.5t,YZC-516/3.5t,YZC-516/7.5t,YZC-516/10t,YZC-516A/20kg,YZC-516A/30kg,YZC-516A/50kg,YZC-516A/100kg,YZC-516A/200kg,YZC-516A/250kg,YZC-516A/300kg,YZC-516A/500kg,YZC-516A/1t,YZC-516A/ 1.5tCA-YD-107传感器技术参数以《OIML60号国际建议》92年版为基础，最新具体变化可查看《JJG669—YZC广州南创传感器事业部检定规程》。

子天平、电子桌称、电子台秤、电子吊秤、电子地磅（或称“汽车衡”）等多种电子衡器[1-2]。

不同场景对电子衡器有着不同的要求，比如对高价值商品而言，要求电子衡器计量精度高，对于低价值商品而言，主要考虑计量效率和响应时间[3-4]。

研究电子衡器的组成和产品设计具有现实意义。

本文基于厨房秤、超市称、餐厅称等应用场景提出了一种高精度电子秤设计方案，电子秤系统由微控制器单元、传感器前端、人机交互单元、供电单元及通信接口等部分组成，设计实物具有低功耗、高性价比等优势。

1 压力传感方案及应变电桥原理压力传感器是电子秤系统的感受前端，其选型直接影响了电子秤的量程范围、功能适用、产品形态及测量精度[5-6]。

市面上常见的压力传感器有电容式、压电式和电阻应变电桥式等。

不同类型的传感器在电气指标、适用场景、工作原理、量程范围上差异较大[7-8]，以下是常用压力传感器的原理及特点对比：电容式压力传感器内部有两个极板，主要用以存储电荷类似于一个电容器，在极板上放置不同的被测重量会改变极板间距，从而导致电荷量变化，相当于利用可变电容器极板间的电荷量去间接量化重量。

该类型传感器常见于电子血压计场景，该类型传感器的优点是无需模数转换器即可达到较高的分辨率，例如SENSOR101传感器，在室温环境下的测量范围在0~40kPa/0~300mmHg，连线简单、性价比较高。

压电式压力传感器是利用压电晶体的压电效应制作电荷信号放大为适合测量的电压。

该类型传感器多用于测量压缩、冲击、反作用力与张力过程中的动态力和准静态力。

例如Dytran2300C6传感器，灵敏度可达0.35pC/psi，量程可达10000psi。

此类传感器在使用前需要做校准和调零，实际使用时还要加装外壳屏蔽和防尘/防水处理。

电阻应变电桥式压力传感器是利用弹性电阻应变片构成的电桥来感受重压下的微小形变，放置重物后使得应变片阻值变化，最终影响电桥输出电压，该类型传感器响应速度快、结构简单且耐劳时间长，适合于常规厨房秤、体重秤的设计[9-10]。

数字身高体重测量仪设计方案1.1 选题背景及目的随着社会的发展，人们生活水平不断提升，与身体状况相关的方面越来越得到人们的关注。

而身高与体重的变化则是身体状况最为直接的表现，因此身高体重便成为必要的测量内容。

身高体重测量仪现以不止用于医疗、体检部门，而是可以广泛应用于大众的仪器，因此身高体重测量仪的研究和设计有非常广阔的前景。

本设计的身高体重一体化测量仪可以同时测量身高和体重数据，并实时的在屏幕上显示，大大提高了使用效率。

本设计的仪器系统功耗低，运行情况良好而可靠，能利用最少的资源进行高精度的测量，信息性能可靠，操作便利，可以方便的获取结果，在实际的使用中获得了理想的效果，有重要的研究意义。

身高的测量使用非接触式的超声波来完成。

超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因此超声波经常用于障碍物的距离测量。

由于超声波可做到无接触检测距离,这一特性用在人体或其它物体高度的测量上会变得非常方便。

而且超声波传感器具有结构简单、体积小、信号处理可靠等特点。

因此本设计也是利用超声波来测量高度。

体重的测量采用应变式压力传感器做成电子称来测量重量。

和传统秤相比较，电子秤利用新型传感器、高精度AD转换器件、单片机设计实现，具有精度高、功能强等特点，因此电子称逐渐取代传统型的机械杠杆测量秤，成为测量领域的主流产品[1]。

本课题设计的电子秤具有基本称重、显示功能。

该电子秤的测量范围为0-200Kg，测量精度达到1kg，有高精度，低成本，易携带的特点。

1.2 总体方案设计与论证1.2.1 设计任务（1）题目：数字身高体重测量仪（2）测量要求：超声波测高精度±1cm，测量范围2cm-4m称重精度1kg，测量范围1kg-200kg要求测量准确，能同时在显示屏上显示出来。

1.2.2 设计内容外围设备：（1）51单片机最小系统开发板（2）STC89C52主芯片（3）超声波测距模块（4）压力传感器称重模块（5）AD转换模块（6）1602液晶显示模块1.2.3 方案论证与选择方案一：采用FPGA控制，超声波测距，电容式传感器称重，数码管显示数值。

电阻应变式称重传感器原理电阻应变式称重传感器原理电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。

由此可见，电阻应变片、弹性体和检测电路是电阻应变式称重传感器中不可缺少的几个主要部分。

下面就这三方面简要论述。

一、电阻应变片电阻应变片是把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。

他的一个重要参数是灵敏系数K。

我们来介绍一下它的意义。

设有一个金属电阻丝，其长度为L，横截面是半径为r的圆形，其面积记作S，其电阻率记作ρ，这种材料的泊松系数是μ。

当这根电阻丝未受外力作用时，它的电阻值为R：R = ρL/S（Ω）（2—1）当他的两端受F力作用时，将会伸长，也就是说产生变形。

设其伸长ΔL，其横截面积则缩小，即它的截面圆半径减少Δr。

此外，还可用实验证明，此金属电阻丝在变形后，电阻率也会有所改变，记作Δρ。

对式（2--1）求全微分，即求出电阻丝伸长后，他的电阻值改变了多少。

我们有：ΔR = ΔρL/S + ΔLρ/S –ΔSρL/S2 （2—2）用式（2--1）去除式（2--2）得到ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L –ΔS/S （2—3）另外，我们知道导线的横截面积S = πr2，则Δs = 2πr*Δr，所以ΔS/S = 2Δr/r （2—4）从材料力学我们知道Δr/r = -μΔL/L （2—5）其中，负号表示伸长时，半径方向是缩小的。

μ是表示材料横向效应泊松系数。

把式（2—4）（2—5）代入（2--3），有ΔR/R = Δρ/ρ + ΔL/L + 2μΔL/L=（1 + 2μ（Δρ/ρ）/（ΔL/L））*ΔL/L= K *ΔL/L （2--6）其中K = 1 + 2μ +（Δρ/ρ）/（ΔL/L）（２--７）式（2--6））说明了电阻应变片的电阻变化率（电阻相对变化）和电阻丝伸长率（长度相对变化）之间的关系。