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基于單片機的便攜式電子秤

更新時間: 2019-03-23
閱讀量:1961

基于單片機的便攜式電子秤

引 言

       目前,臺式電子秤在商業(yè)貿(mào)易中的使用已相當(dāng)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應(yīng)、攜帶不便、應(yīng)用場所受到制約?,F(xiàn)有的便攜秤為桿秤或以彈簧、拉伸變形來實現(xiàn)計量的彈簧秤,居民用戶使用的基本是桿秤。彈簧盤秤制造工藝要求較高,彈簧的疲勞問題無法徹底解決,一旦超過彈簧彈性限度,彈簧秤就會產(chǎn)生很大誤差,以至損壞,影響到稱重的準(zhǔn)確性和可靠性,只是一種暫時的代用品,也被列入逐漸取消的行列。多年來,人們一直期待測量準(zhǔn)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。

       基于電子秤的現(xiàn)狀,本項目擬研究一種用單片機控制的高精度智能電子秤設(shè)計方案。這種高精度智能電子秤體積小、計量準(zhǔn)確、攜帶方便,集質(zhì)量稱量功能與價格計算功能于一體,能夠滿足商業(yè)貿(mào)易和居民家庭的使用需求。

       本項目研究的便攜式電子秤主要技術(shù)指標(biāo)為:稱量范圍0~15kg;分度值0.01kg;精度等級Ⅲ級;電源DC1.5V(一節(jié)5號電池供電)。主要功能有自檢、去皮、計價、累計、單價設(shè)定、計量單位選擇、過載報警和弱電壓指示等。儀器若不進(jìn)行稱量操作,5分鐘后自動進(jìn)入休眠模式,降低電源消耗。

       儀器的測量原理

       本文采用電容傳感器進(jìn)行稱重,有別于目前市場上使用的應(yīng)變式稱重傳感器。應(yīng)變式稱重傳感器設(shè)計成本很高,難以普及,而電容傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、靈敏度高、動態(tài)特性好、無接觸測量、分辨力強、適應(yīng)性強和抗干擾力強等優(yōu)點,最大特點是價格便宜,但它的主要缺點是電容量一般很小,僅幾十至幾百皮法,甚至只有幾個皮法,環(huán)境變化將影響電容量發(fā)生變化,因而應(yīng)用受到一定程度的限制。在電子稱重技術(shù)的應(yīng)用中,可將電子線路緊靠傳感器的極板以減小電纜分布電容的影響,利用微處理技術(shù)對電容式傳感器的溫度特性和非線性特性進(jìn)行補償。 本文采用變極距式電容傳感器,它由一對距離可變的平行極板構(gòu)成。兩板以彈性元件相連,當(dāng)向一活動板施加拉力時,兩極板距離發(fā)生變化,從而改變了平板電容器的電容量。經(jīng)電容-頻率轉(zhuǎn)換電路后,電路輸出頻率與電容成正比。被測物重量與電容量改變成正比,頻率的改變即頻差與在傳感器上所加重物的重量成正比,因而變極距式電容傳感器有良好的線性度。測質(zhì)量時只須測出電容的變化量。然而,電容值的直接測量非常困難。因此,系統(tǒng)將不易測量的電容變化量轉(zhuǎn)換成易于測量的頻率信號的變化量,并采用高穩(wěn)定參考電容生成參考頻率信號,消除系統(tǒng)誤差,實現(xiàn)高精度測量。兩路頻率分別送入后級處理電路,經(jīng)過數(shù)據(jù)選擇、帶通濾波傳入單片機系統(tǒng)。

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