電子秤的設計與制作

1、學習情境八學習情境八電子稱電路的設計與制作電子稱電路的設計與制作 任務一、電子稱電路的設計任務一、電子稱電路的設計 任務二、電子稱電路的制作任務二、電子稱電路的制作 電子稱電路的設計電子稱電路的設計 一電子稱電路的概述電子稱電路的概述 二電子稱電路的設計二電子稱電路的設計任務一任務一一、電子稱電路電子稱電路的概述的概述1.電子稱的概念電子稱的概念 稱重作為一種計量手段，廣泛應用于工農(nóng)業(yè)、科研、交通、內(nèi)外貿(mào)易等各個領域，與人民的生活緊密相連。電子秤是電子衡器中的一種，衡器是國家法定計量器具，是國計民生、國防建設、科學研究、內(nèi)外貿(mào)易不可缺少的計量設備。任務一任務一一、電子稱電路電子稱電路的概述的概

2、述2.電子稱電路的組成電子稱電路的組成系統(tǒng)主要涉及以下幾個方面的內(nèi)容： （1） 承重系統(tǒng)（2） 傳力系統(tǒng) （3） 復位系統(tǒng) （4） 測量顯示系統(tǒng) （5） 稱重傳感器 （6） 數(shù)據(jù)輸出的載荷測量裝置 （7） 輔助功能組件任務一任務一一、電子稱電路的概述電子稱電路的概述2.數(shù)控充電電源的組成數(shù)控充電電源的組成圖所示系統(tǒng)結構框圖圖所示系統(tǒng)結構框圖 任務一任務一一、電子稱電路的概述電子稱電路的概述3.電子稱設計的技術指標電子稱設計的技術指標 設計一種小型、簡便、精確度高的電子平臺秤，量程20Kg，分度值為5g，它用一個顯示窗口來顯示所稱物體的重量。可擴展功能是它具有置零、去皮、標定功能。置零：在開機或

3、稱重過程中，儀表顯示偏離零點且在稱重范圍內(nèi)，則可按置零鍵，顯示零值并零點指示燈亮。去皮：在稱重顯示狀態(tài)下，按去皮鍵，則顯示零值并去皮指示燈亮；在去皮狀態(tài)下，拿掉皮重物時按去皮鍵，可以清除皮重值。標定功能：為保證儀器預定精度的可靠性和合法性，儀器必須定期校準，為用戶提供一種方便的自動校準方式。任務一任務一二、電子稱的電路設計電子稱的電路設計 1.稱重傳感器部分稱重傳感器部分 稱重傳感器在電子秤中占有十分重要的位置，被喻為電子秤的心臟部件，它的性能好壞很大程度上決定了電子秤的精確度和穩(wěn)定性。通常稱重傳感器產(chǎn)生的誤差約占電子秤整機誤差的50%70%。若在環(huán)境惡劣的條件下（如高低溫、濕熱），傳感器所占

4、的誤差比例就更大，因此，在人們設計電子秤時，正確地選用稱重傳感器非常重要。該設計應用電阻應變式稱重傳感器。電阻應變式稱重傳感器是把電阻應變計粘貼在彈性敏感元件上，然后以適當方式組成電橋的一種將力（重量）轉換成電信號的傳感器。概述概述任務一任務一二、電子稱的電路設計電子稱的電路設計 1.稱重傳感器部分稱重傳感器部分 電阻應變式稱重傳感器包括兩個主要部分，一個是彈性敏感元件：利用它將被測的重量轉換為彈性體的應變值；另一個是電阻應變計：它作為傳感元件將彈性體的應變，同步地轉換為電阻值的變化。電阻應變片所感受的機械應變量一般為10 - 610 - 2，隨之而產(chǎn)生的電阻變化率也大約在10 - 610 -

5、 2數(shù)量級之間。這樣小的電阻變化用一般測量電阻的儀表很難測出，必須采用一定形式的測量電路將微小的電阻變化率轉變成電壓或電流的變化，才能用二次儀表顯示出來。 概述概述任務一任務一二、電子稱的電路設計電子稱的電路設計 1.稱重傳感器部分稱重傳感器部分電路方電路方框圖框圖任務一任務一二、電子稱的電路設計電子稱的電路設計 1.稱重傳感器部分稱重傳感器部分測量單元測量單元電路電路任務一任務一二、電子稱的電路設計電子稱的電路設計 2. A/D轉換器電路部分轉換器電路部分任務一任務一概述概述 在實際的測量和控制系統(tǒng)中檢測到的常是時間、數(shù)值都連續(xù)變化的物理量，這種連續(xù)變化的物理量稱之為模擬量，與此對應的電信號

6、是模擬電信號。模擬量要輸入到單片機中進行處理，首先要經(jīng)過模擬量到數(shù)字量的轉換，單片機才能接收、處理。實現(xiàn)模/數(shù)轉換的部件稱A/D轉換器或ADC。二、電子稱的電路設計電子稱的電路設計 2. A/D轉換器電路部分轉換器電路部分任務一任務一概述概述 目前有多種類型的ADC，有傳統(tǒng)的積分型、并行、逐次逼近型ADC，壓頻變換型ADC，也有近年來發(fā)展起來的型和流水線型。A/D轉換器型號比較多，性能指標也不同，選用什么型號的A/D轉換器根據(jù)電子秤的性能要求決定。對于靜態(tài)的，商用的電子秤來說，常選用分辨率為16位至24位的A/D轉換器。一種較適合商用電子秤設計的CS1180A/D轉換器。 二、電子稱的電路設計

7、電子稱的電路設計 2. A/D轉換器電路部分轉換器電路部分任務一任務一電路電路二、電子稱的電路設計電子稱的電路設計 3.控制顯示部分電路控制顯示部分電路 任務一任務一電路電路二、電子稱的電路設計電子稱的電路設計 4.軟件設計部分軟件設計部分任務一任務一概述概述 軟件設計需要有一個細致全面的過程，一般須先清楚的列出電子秤各部分電路與軟件設計的有關特點，并進行定義說明，以作為軟件設計的根據(jù)。在此基礎上畫出軟件的功能流程圖，程序流程圖，再根據(jù)程序流程圖用匯編語言或高級語言寫出。電子秤的信號處理流程電子秤要求有及時數(shù)據(jù)采集、處理、存結果、送顯示的運行過程。根據(jù)這一要求，電子秤的信息測量與處理分三個階段

8、：二、電子稱的電路設計電子稱的電路設計 4. 軟件設計部分軟件設計部分任務一任務一概述概述（1）在微處理器的控制下，經(jīng)傳感器轉換的電壓信號通過輸入電路送A/D轉換器處理，變?yōu)橄鄳臄?shù)字量，存入到數(shù)據(jù)存儲器中。（2）微處理器對采集的測量數(shù)據(jù)進行必要的數(shù)據(jù)處理，如特性補償、數(shù)字濾波、標度變換等。（3）顯示處理結果，把數(shù)據(jù)信號處理為顯示及記錄所要求的信號格式，通過輸出接口電路輸出并顯示與記錄。二、電子稱的電路設計電子稱的電路設計 4. 軟件設計部分軟件設計部分任務一任務一流程圖流程圖輸入接口數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)存儲特性補嘗處理運算處理格式化處理記錄顯示用數(shù)據(jù)輸出接口（ 驅動顯示）二、電子稱的電路設計電子稱的

9、電路設計 4. 軟件設計部分軟件設計部分任務一任務一程序方程序方框圖框圖電子才電路的制作電子才電路的制作任務二任務二 一電子稱電路的安裝電子稱電路的安裝 二電子稱電路的調(diào)試二電子稱電路的調(diào)試一電子稱電路的安裝一電子稱電路的安裝任務二任務二安裝步驟安裝步驟1、根據(jù)原理圖在Protel99軟件環(huán)境中繪制PCB板圖2、制作電路板3、選擇元器件4、元器件的焊接安裝二電子稱電路的調(diào)試二電子稱電路的調(diào)試任務二任務二1、調(diào)試儀器、調(diào)試儀器 Fluke 五位半數(shù)字萬用表一臺 WY 2174A交流毫伏表 計算機一臺 雙棕示波器一臺信號發(fā)生器一臺直流穩(wěn)壓電源一臺二電子稱電路的調(diào)試二電子稱電路的調(diào)試任務二任務二2、

10、調(diào)試方法調(diào)試方法 裝配完成后，要仔細審查電路連接，確認正確后，通電檢測。 （1）直流檢查 （2）交流檢查二電子稱電路的調(diào)試二電子稱電路的調(diào)試任務二任務二3、調(diào)試步驟、調(diào)試步驟（1）無效物理量的消除 在稱重系統(tǒng)中，稱重傳感器輸出的信號是秤臺、支架和被測物之和的轉換信號，實際所要測的是被測物的重量，因此，秤臺、支架等是無效的物理量，在信號處理過程中要用軟件方法來消除 。二電子稱電路的調(diào)試二電子稱電路的調(diào)試任務二任務二3、調(diào)試步驟、調(diào)試步驟（2）零漂處理 零位穩(wěn)定是影響電子秤精度非常重要的因素，因受溫度或其它因素影響將引起零位不穩(wěn)定，這種現(xiàn)象稱為零漂。由于零漂的影響，零輸入信號時，輸出可能不為零，為消除這個零位漂移值，采用零位補償技術，零位補償就是把這個零位漂移值儲存起來，每一數(shù)據(jù)采集時減去這個數(shù)值，得到的數(shù)值就是消除零漂的有效信號。二電子稱電路的調(diào)試二電子稱電路的調(diào)試任務二任務二3、調(diào)試步驟、調(diào)試步驟（3）標度變換 在實際測