主要材料:滑動變阻器,歐姆表,彈簧,定值電阻,導線,電源 原理:利用歐姆表測滑動變阻器電阻來表現物體重量。
新型便攜式電子秤設計摘 要 本文研究了一種利用變極距電容式傳感器實現質量-電量轉換、以PIC16F877單片機為信息處理核心的便攜式電子秤,論述了儀器的測量原理,介紹了減少變極距電容式傳感器質量稱量誤差的自校準方法,給出了儀器原理框圖、單片機單元硬件電路和儀器程序流程圖。關鍵詞 電子秤;變極距電容式稱重傳感器;自校準;PIC16F877單片機0 引言目前,臺式電子秤在商業銷售中的使用已相當普遍,但存在較大的局限性:體積大,成本高,需要工頻交流電源供電,不能隨身攜帶,商販更改不易發現,應用前景受到制約?,F有的便攜秤為桿秤和彈簧秤,計量誤差較大,屬國家明令淘汰產品。多年來人們一直期待測量準確、攜帶方便、價格低廉的便攜式電子秤(袖珍電子秤)投放市場。為此,本文研究了一種利用變極距電容式傳感器實現質量-電量轉換、以低功耗單片機PIC16F877為信息處理核心的便攜式電子秤。這種新型電子秤體積小,計量準確,快速方便,集質量稱量功能與價格計算功能于一體,可以滿足貿易商販和家庭使用需要。儀器的最大稱量為15kg,分度值10g,精度等級Ⅲ級,采用電池供電,具有自檢、去皮、計價、累計、單價設定、自動休眠、中文提示等智能功能。1 儀器的構成與測量原理1·1 儀器的構成便攜式電子秤硬件系統由變極距電容式傳感器、高穩定參考電容、定時器、模擬開關、單片機系統、鍵盤、LCD顯示器等組成。電源為1節1·5V(AA)電池,經DC-DC電源變換后成為各電路單元穩定的5V供電電壓。儀器結構框圖如圖1所示。圖1 儀器結構框圖1·2 儀器的測量原理本文研究的便攜式電子秤采用變極距電容式傳感器,它的電容量很小,僅幾十至幾百皮法。儀器設計中,將調理電路緊靠傳感器的極板,盡量減小信號線分布電容的影響,并利用單片機對電容式傳感器的溫度特性和非線性特性進行了補償。變極距電容式傳感器由一對距離可變的平行極板構成,其一固定,其二為活動板,兩板以彈性元件相連。稱量時,被測試樣向活動板施加拉力,兩極板距離發生變化,平板電容器的電容量發生相應變化。此時,活動板的位移與被測試樣的質量成正比:Δd=aΔm (1)式中:a為質量與兩極板距離的轉換系數;Δm為被測試樣的質量。由于兩極板的面積很大,而它們之間的距離很小,所以兩極板構成的電容只與極距有關,可以忽略極板的邊緣效應。兩極板間的電容量為:C=ε·S/d (2)式中:ε為極板間介質的介電常數;S為極板的面積;d為極板間的距離。質量稱量時,電容極板間距的變化將導致電容量的變化量。但電容的直接測量非常困難。因此,系統將不易測量的電容變化量轉換成易于測量的頻率信號的變化量,并采用高穩定參考電容生成參考頻率信號,消除系統誤差,實現高精度測量。電容—頻率轉換框圖如圖2所示。兩路頻率分別送入后級處理電路,經數據選擇傳入單片機系統。1·3 儀器的自校準電容傳感器可以利用參考電容進行測量補。
電子秤采用現代傳感器技術、電子技術和計算機技術一體化的電子稱量裝置,才能滿足并解決現實生活中提出的"快速、準確、連續、自動"稱量要求,同時有效地消除人為誤差,使之更符合法制計量管理和工業生產過程控制的應用要求。隨著電子秤的發展,以及特殊應用場合的需求,防水秤應運而生。防水稱,顧名思義就是可以防水。防水秤因防水級別的不同,防水性能上也有一定的差異。香山防水計重秤的防水級別達到最高的IP68級別,泡在水中也能稱重。防水秤的內部采用全密封結構,防止有腐蝕性液體、汽體等對傳感器彈性體的腐蝕,大大提高傳感器的壽命。防水秤的目的就是防水防潮,以應對那些潮濕、鹽霧等惡劣環境。防水秤一般分為防水計價秤、防水計重計數秤、防水電子臺秤等。