电子称的设计(原稿)

一款简易电子秤的设计文章介绍一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤的设计与制作。

系统主要分为单片机模块、传感与A/D模块、按键模块、显示模块等。

该电子秤可以数字显示被称物体的重量，且称重误差在要求范围之内，并可以设置单价（元/克），可计算物品金额并实现金额累加，且具有去皮功能，去皮范围不超过100g。

测试表明各项指标都符合设计任务要求。

标签：电阻应变片；A/D转换；LED一、设计要求设计并制作一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤，电子秤的结构要求铁质悬臂梁固定在支架上，支架高度不大于40cm，支架及秤盘的形状与材质不限。

悬臂梁上粘贴电阻应变片作为称重传感器。

具体要求：（1）电子秤可以数字显示被称物体的重量，单位克（g）。

（2）电子秤称重范围5.00g～500g；重量小于50g，称重误差小于0.5g；重量在50g及以上，称重误差小于1g。

（3）电子秤可以设置单价（元/克），可计算物品金额并实现金额累加。

（4）电子秤具有去皮功能，去皮范围不超过100g。

二、方案论证（一）显示方案选择方案一：采用LCD液晶显示。

优点：控制方法简单；缺--点：显示内容有限，有些功能需要分页显示。

方案：采用LED显示。

优点：显示内容较多，多项功能可同时显示；缺点：控制稍复杂。

考虑两个方案的优缺点，在本系统中采用方案二。

（二）传感器设计方案本设计采用电阻应变片和铁质悬臂梁自制称重传感器。

设计过程中，用不同厚度的铁片，以及改变桥式连接的电阻应变片的相对位置，分别制作了多个传感器进行试验，最终选定灵敏度最好的进行系统联调。

（三）系统方案最终确定的系统由单片机系统、称重传感器、A/D转换模块、键盘模块、LED 显示模块等构成，调试时需外接一个电源。

三、理论分析与计算（一）电阻应变式称重传感器当传感器不受载荷时，弹性敏感元件不产生应变，粘贴在其上的应变片不发生变形，阻值不变，电桥平衡，输出电压为零；当传感器受力时，即弹性敏感元件受载荷P时，应变片就会发生变形，阻值发生变化，电桥失去平衡，有输出电压。

设计一种电子称（量程0—1.999kg ）1.系统方案设计1.1 概述称重技术自古以来就被人们所重视，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。

经过多年的发展，电子称总的发展趋势是小型化、模块化、集成化、智能化；其技术性能趋向是速率高、准确度高、稳定性高、可靠性高；其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能；其应用性能趋向于综合性和组合性。

电子称采用现代传感器技术、电子技术和计算机技术一体化的电子称量装置，同时有效地消除人为误差，使之更符合法制计量管理和工业生产过程控制的应用要求。

本课程设计的电子秤是利用全桥测量原理，通过对电路输出电压和标准重量线性关系，建立具体的数学模型，将电压量纲V 改为重量纲kg 即成为一台原始电子秤。

其中测量电路中最主要的元器件就是电阻应变式传感器。

电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，本设计采用全桥测量电路，使系统产生的误差更小，输出的数据更精确。

而三运放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D 转换器对输入信号电平的要求。

A/D 转换的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模数转换，然后把数字信号输送到显示电路中去，最后由显示电路显示出测量结果。

1.2 系统方案框图电子秤的测量过程实际是通过传感器将被测物体的重量转换成电压信号输出，放大系统把来自传感器的微弱信号放大，放大后的电压信号经过模数转换把模拟信号转换成数字量，数字量通过显示器显示重量。

系统方案框图电阻应变式传感器输出信号 三运放大电路放大信号 A/D 转换电路（双积分） 显示电路（LED ）2.工作原理2.1 检测原理当被称物体放置在电子秤的称台上时，起重量便通过称体传递给称重传感器，传感器随之产生力-电效应，将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数（一般成正比关系）关系的电信号（电压或电流），此信号经放大电路放大、滤波后传达给A/D转换器进行转换，数字信号经一定的电路进行输出显示。

摘要摘要现代社会的发展，对称重技术提出了更高的要求。

目前，台式电子秤在商业贸易中的使用已相当普遍，但存在较大的局限性：体积大、成本高、需要工频交流电源供应、携带不便、应用场所受到制约。

现有的便携秤为杆秤或以弹簧压缩、拉伸变形来实现计量的弹簧秤，居民用户使用的是国家已经明令淘汰的杆秤。

多年来，人们一直期待测量准确、携带方便、价格低廉的便携式电子秤投放市场。

本文设计了一种便携式电子秤，论述了仪器的工作原理，给出了仪器电路设计与软件流程，探讨了仪器的工程设计技术。

便携式电子秤主要由电源、称重传感器、单片机、键盘/开关、LCD显示器等部分构成。

主要技术指标为：称量范围0～10kg；分度值0.01kg；精度等级Ⅲ级；电源DC1.5V。

仪器的技术指标参考了目前国内市场上使用最多、国内外产量最大的电子衡器的技术指标，其合理性无疑加大了产品投放市场后的竞争能力。

仪器主要功能有自检、去皮、计价、累计、单价设定、过载报警和欠压提示等。

仪器若不进行称量操作，5分钟后自动进入休眠模式，降低电源消耗。

新型便携式电子秤体积小、计量准确、携带方便、操作简单、称量速度快，并集质量称量功能与价格计算功能于一体，能够满足商业贸易和居民家庭的使用需求，具有广阔的应用前景。

关键词：便携式电子秤；电容式称重传感器；PLC16F877单片机；工程设计I目录目录摘要 (I)目录 (II)第一章绪论 (1)1.1电子秤的发展现状 (1)1.2现有便携秤和电子秤的不足 (2)1.3项目研究背景 (2)1.4本文的机构 (3)第二章便携式电子秤的测量原理 (4)2.1称重传感器 (4)2.2电容式称重传感器设计 (4)2.2.1传感器弹性体 (4)2.2.2传感器工作原理与分析 (5)2.3便携式电子秤的称量原理 (6)第三章仪器软件设计 (8)3.1仪器主程序 (8)3.2校正模块 (10)3.3电源管理模块 (10)3.4键盘管理模块 (11)3.5采样管理模块 (11)3.6数据处理模块 (11)3.7计价模块 (11)第四章仪器工程设计 (13)4.1仪器低功耗设计 (13)4.1.1低功耗元器件的选择 (13)4.1.2电路低功耗设计 (14)4.1.3软件低功耗设计 (14)4.2仪器抗干扰设计 (15)4.2.1硬件抗干扰设计 (15)4.2.2软件抗干扰设计 (15)第五章总结与展望 (17)致谢 (18)参考文献 (19)II第一章绪论第一章绪论质量是测量领域中的一个重要参数，称重技术自古以来就被人们所重视[1]。

电子称的设计摘要随着微电子技术的应用，市场上使用的传统称重工具已经满足不了人们的要求。

为了改变传统称重工具在使用上存在的问题，在本设计中将智能化、自动化、人性化用在了电子秤重的控制系统中。

本系统主要由单片机来控制，测量物体重量部分由称重传感器及A/D 转换器组成，加上显示单元，此电子秤俱备了功能多、性能价格比高、功耗低、系统设计简单、使用方便直观、速度快、测量准确、自动化程度高等特点。

本系统以AT89S52单片机为主控芯片，外围附以称重电路、显示电路、报警电路、键盘电路等构成智能称重系统电路板，从而实现自动称重系统的各种控制功能。

可以说,此设计所完成的电子秤很大程度上满足了应用需求。

关键词 AT89S52单片机；电阻式应变传感器； A/D转换器； LCD显示器1 绪论随着时代科技的迅猛发展，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。

常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。

作为重量测量仪器，智能电子秤在各行各业开始显现其测量准确，测量速度快，易于实时测量和监控的巨大优点，并开始逐渐取代传统型的机械杠杆测量称，成为测量领域的主流产品。

本文设计的电子秤以单片机为主要部件，用汇编语言进行软件设计，硬件则以半桥传感器为主,测量0～5kg电子秤，随时可改变上限阈值，并达到阈值报警的功能。

称重传感器输出的电量是模拟量，数值比较小达不到A/D转换接收的电压范围。

所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。

然后，A/D转换的结果才能送单片机进行数据处理并显示。

其数据显示部分采用LCD显示，成本低且能很好地实现所要求的功能。

2 设计要求2.1 基本要求1、电子称的称重范围：0~5k g；分度值0.01Kg；精度等级Ⅲ2、液晶显示：所称物体重量、10种商品的购物清单等。

电子秤设计目录1 绪论 (1)1.1课题的背景及意义 (1)1.2电子称重技术的发展概况 (1)2 系统的总体设计 (3)2.1电子称重技术的基本原理 (3) 2.2系统的组成 (3)2.3电源电路 (3)3 系统的硬件设计 (5)3.1模拟电路设计 (5)3.2数字电路设计 (11)4 系统的软件设计 (18)4.1软件的设计思想 (18)4.2主程序流程图 (18)4.3主要程序模块设计 (19)4.4使用操作说明 (20)5 总体调试 (22)5.1测试仪表 (22)5.2操作方法 (22)5.3测试方法 (22)5.4测试数据及测试结果分析 (22) 结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录1：软件程序 (27)附录2：英文资料 (45)附录3：英文翻译 (55)1 绪论电子衡器一般是指装有电子装置的衡器。

因其种类繁多，且涉及到贸易结算和保护广大消费者的利益，所以为世界各国政府普遍关注和重视，并被确定为国家强制管理的法制计量器具。

电子衡器是自动化称重控制和贸易计量的重要手段，对加强企业管理、严格生产、贸易结算、交通运输、港口计量和科学研究都起到了重要作用。

电子衡器具有反应速度快，测量范围广、应用面广、结构简单、使用操作方便、信号远传、便于计算机控制等特点。

被广泛应用于煤炭、石油、化工、电力、轻工、冶金、矿山、交通运输、港口、建筑、机械制造和国防等各个领域。

1.1 课题的背景及意义电子称重技术是从50年代中期电子技术深入到衡器的辅助侧量技术，从60年初出现了机电结合电子衡器开始，迅速发展成为一门新兴技术，它是集传感器技术、微电子技术、计算机控制及测试技术、机械制造自动化技术、物料输送和管理技术为一体的综合技术，是现代称重计量和控制系统工程的重要技术基础。

应用电子称重技术开发的电子称重系统，具有广阔的应用领域和较强的渗透性、同其它高技术产业一样，电子衡器产业也是国家经济和科学竞争的重要阵地。

摘要本简易电子秤由数据采集、控制器和人机交互界面三部分构成。

其中数据采集部分由测量电路、差动放大电路与电压采集电路组成；测量电路采用4片电阻应变片组成的全桥电路。

差动放大把传感器输出的微弱模拟信号放大275倍，以满足A/D转换器对输入信号电平的要求；A/D转换器把模拟信号转变成数字信号，控制器把数字信号输送到显示电路中去。

控制器选用IAP15F2K61S2单片机，用按键来选择、确定功能，最后所有结果由OLED进行显示。

电子秤自带电源，并具有称重、设置单价、金额累计、去皮、超量程报警与语音播报等功能。

当电子秤称重范围为5.00g~500g。

当重量小于50g时，称重误差小于0.5g；重量在50g及以上，称重误差小于1g。

整个系统稳定，界面友好，转换精度高，人性化。

关键词：电子秤传感器A/D 控制器目录第1章方案比较论证与选择 (1)1.1整体设计思路 (1)1.2数据采集部分 (1)1.2.1测量电路 (1)1.2.2放大电路 (2)1.2.3电压采集电路 (2)1.3控制器部分 (2)1.4人机交互界面 (3)1.4.1按键 (3)1.4.2显示界面 (3)1.5系统设计框图 (4)第2章系统模块电路设计 (4)2.1数据采集部分 (4)2.1.1测量电路 (4)2.1.2放大电路 (5)2.1.3电压采集电路 (6)2.2控制器部分 (7)2.3人机交互界面 (7)2.3.1按键 (7)2.3.2显示界面 (7)2.4其他 (8)2.4.1系统电源 (8)2.4.2语音播报部分 (8)2.4.3固件升级接口 (8)第3章系统软件设计 (9)3.1软件设计工具与平台 (9)3.2软件设计思想 (9)3.3软件设计流程图 (10)第4章系统调试与测试 (10)4.1调试与测试所用仪器 (10)4.2调试过程 (10)4.3测试过程 (11)4.4测试结果 (13)4.5结果分析 (13)第5章设计总结 (14)参考文献 (14)附录 (15)第1章 方案比较论证与选择1.1整体设计思路此设计分为数据采集部分、控制器部分和人机交互界面三部分。

引言电子秤的研究现状以及发展趋势近些年，电子秤从之前单一的称重器向着智能称发展，电子称技术有了飞跃的发展，越来越集成化，模块化，测量方面速度越来越快，现实的精度越来越高，在准确度方面也是国际领先水平，作为重量测量仪器，智能电子秤已经取代之前的杆秤以及甚至后来的单一的简易电子秤。

纵观国际上的在电子称方面，无论是技术还是规模都有了较高的水平，尤其是在准确度和精度方面突破性较大，在称重传感器方面，国外很多产品在技术和结构方面有较大的发展空间。

目前在人们的生活中，电子称应用十分的广泛，尤其是自己经营商店的应用更是广泛。

正是由于应用十分的广泛，电子称的种类也在不停的改变，随着市场的不断扩大更新型的电子称也更加的浮出水面，现在的电子称更便捷，更智能，更准确。

本设计的主要工作本次的课题是基于单片机的电子称的设计，以单片机为核心展开一系列的工作：(1)掌握STC89C52单片机的工作原理以及开发过程；(2)结合所需要完成的功能，具体的给出方案并进行方案的设计；(3)正确选择开发工具，进行软件硬件的调试。

第1章系统方案设计为了实现本次的设计，采用由整体到局部的设计思想，将软、硬件结合从而完成本次的设计任务，达到所需要的目标。

1.1 设计要求（1）电源电压+5V;（2）最大称重重量5Kg ,精度0.1Kg;（3）进行计量单位的切换；（4）显示称重重量；（5）超出量程时具有蜂鸣器报警功能。

1.2工作原理当托盘上受到被测物体的重力，压力施加给传感器，传感器的弹性元件在外力的作用下会产生弹性形变，使得黏贴在表面的应变片也发生形变，应变片形变之后其电阻值也发生变化，经过后面相应的测量电路把电阻的变化转换成电压的变化，这样问完成了将机械形变转换成电信号的过程，得到一个模拟的信号，经过后期的信号放大给模数转换器一个高倍放大后的数字信号信号，将数字信号送给CPU，主控芯片STC89C52根据软件的编译代码将测量结果送到显示器，显示出被测物体的重量，其总体设计框图如图1-1所示。

电子秤毕业设计一、引言在当今社会，电子秤作为一种重要的测量工具，广泛应用于商业、工业、农业以及日常生活等各个领域。

其高精度、快速响应和便捷操作的特点，使得它成为了不可或缺的设备。

本次毕业设计旨在设计一款功能完善、性能可靠的电子秤。

二、设计目标与要求（一）精度要求能够准确测量物体的重量，精度达到 01g 以内，满足一般商业和工业应用的需求。

（二）量程范围设计量程为 0 10kg，以适应常见物体的称重需求。

（三）显示与操作配备清晰直观的液晶显示屏，操作按键简单易懂，方便用户进行称重、去皮、单位转换等操作。

（四）稳定性与可靠性在不同环境条件下（如温度、湿度变化）能够保持稳定的测量性能，具备良好的抗干扰能力，长时间使用不易出现故障。

三、系统总体设计（一）硬件设计1、传感器选择选用高精度的电阻应变式传感器，其具有精度高、稳定性好、线性度优良等特点。

2、信号调理电路将传感器输出的微弱信号进行放大、滤波和模数转换，以获得准确的数字信号。

3、微控制器采用主流的单片机作为控制核心，负责处理传感器数据、控制显示和执行操作逻辑。

4、电源模块提供稳定的电源供应，确保系统正常工作。

（二）软件设计1、编程语言选择 C 语言进行编程，具有高效、灵活和可移植性强的优点。

2、算法实现采用均值滤波算法对采集的重量数据进行处理，提高测量精度；通过线性拟合算法对传感器的输出特性进行校准，保证测量的准确性。

四、硬件电路设计（一）传感器接口电路设计合适的接口电路，实现传感器与信号调理电路的连接，确保信号传输的稳定性和准确性。

（二）信号放大与滤波电路采用运算放大器和无源滤波器构建放大与滤波电路，将传感器输出的微弱信号放大到合适的幅度，并去除噪声干扰。

（三）模数转换电路选用高精度的 ADC 芯片，将模拟信号转换为数字信号，供单片机处理。

（四）单片机最小系统包括单片机芯片、晶振电路、复位电路等，为单片机的正常运行提供必要的条件。

（五）显示与按键电路使用液晶显示屏显示重量、单位等信息，通过按键实现操作功能。

电子皮带秤设计范文【前言】电子皮带秤是一种用于连续称重的装置，通常用于工业生产线中的物料输送系统，以测量物料的重量。

这种秤将物料放置在运输皮带上，通过传感器感知物料的重量，并通过电子显示屏或计算机进行数据处理和显示。

本文将介绍电子皮带秤的设计原理、结构和工作流程。

【设计原理】电子皮带秤的工作原理基于拉力传感器的测量原理。

拉力传感器是一种转换物体受力为电信号的装置，常用于测量物体的重量或应力。

在电子皮带秤中，拉力传感器安装在皮带的不同位置，当有物料通过时，皮带会受到一定的拉力，拉力传感器可以测量出这种拉力，并将其转换为电信号。

根据拉力传感器测得的电信号，可以计算出物料的重量。

【设计结构】1.皮带系统：皮带系统由输送带、滚筒和驱动装置组成。

输送带是一根由耐压、耐磨材料制成的橡胶带，用于搬运物料。

滚筒用于支撑和引导输送带的运行。

驱动装置通过电动机驱动滚筒，使输送带运行，从而将物料从起始点运输到终点。

2.传感器系统：传感器系统由拉力传感器和信号放大器组成。

拉力传感器被安装在皮带的两端或中间位置，用于测量皮带受到的拉力。

信号放大器将传感器测得的微小电信号放大，以便后续的数据处理。

3.电子显示系统：电子显示系统包括数字显示屏和数据处理器。

通过数字显示屏，可以直观地显示皮带上物料的重量。

数据处理器负责对传感器测得的电信号进行处理，并将结果显示在数字显示屏上。

4.控制系统：控制系统负责设置设备参数、控制数据采集和数据处理，并将数据发送给上位系统。

控制系统由一块电路板、按钮和接口组成。

【工作流程】1.设置参数：用户通过控制系统设置皮带秤的参数，如皮带长度、传感器安装位置等。

2.物料输送：打开电机，驱动输送带开始运行，将物料从起始点通过皮带运输到终点。

3.拉力测量：当物料通过时，皮带受到一定的拉力，拉力传感器测量到了这个拉力，并将其转换为电信号。

4.信号放大：信号放大器对传感器测得的微小电信号进行放大，以便后续的数据处理。