基于改良惠斯通电桥和滑动滤波算法的电子秤设计

发布时间：2021-11-05 12:03

　　为解决电子秤量程小、精确度及分辨力低的问题,设计并且搭建了这款量程为10kg、分辨力高且具有进一步数据处理功能的电子秤。该电子秤通过主控STM32F103EU收集并处理来自由改良惠斯通电桥和仪表放大电路组成的传感器重量信号和来自矩阵键盘的计算参数,其分辨力可达到1mg,且输入与输出结果线性关系良好（R²=0.999）。该电子秤分辨力强、精确度高,可在物流、零售和黄金交易等行业广泛应用,并为其在物联网中的应用奠定基础。 

【文章来源】：国外电子测量技术. 2020,39(06)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

总体设计

市场上常见的电子秤传感器按照其测量原理大致可分为3种，分别为电阻应变片式压力传感器、电容式压力传感器、硅压阻式压力传感器和电感式压力传感器[7-8]。传感器的选择要遵循以下几条规则，如较高的稳定性、较高的灵敏度、较高的精度、较长的寿命，此外还要考虑到安装环境的要求。电阻应变片式的压力传感器优于其他两类同功能的传感器，如技术成熟，成本与价格可以得到很好的控制等。根据测量的实际情况，选取了电阻应变片式压力传感器。其原理为利用受力平衡原理：重物所受到的重力与传感器受到的作用力在大小上相等。待测重物将在重力的作用下将导致传感器的总体外部安装如图2所示。该传感器大体组成分4部分，弹性敏感元件、电阻应变片、补偿电阻和电缆线。弹性敏感元件主要是由合金工件构成的器件，其主要负责将因重物作用在秤盘上而产生的应力转换为形变。电阻应变片主要由对待测的非电量变化相当敏感的元件组成。补偿电阻和电缆线主要由滑动变阻器和导线构成，主要负责调解电桥平衡和提供必要的支持等作用。电阻应变片采用四臂差动电桥的测量电路，具体电路如图3所示。图3 四臂差动电桥电路

四臂差动电桥电路

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32单片机的通信技术实验系统设计[J]. 朱向庆,何昌毅,朱万鸿,钟创平.  实验技术与管理. 2019(08)
[2]基于STM32的多重ADC采样技术研究与应用[J]. 侯志伟,包理群.  工业仪表与自动化装置. 2019(03)
[3]基于综合滤波算法与模糊PID控制的温度控制系统[J]. 李幸,周凤星,严保康.  仪表技术与传感器. 2019(03)
[4]基于西门子PCS7的多现场总线控制系统通讯[J]. 平国楠,王琦,关燕鹏,孙竹梅.  自动化与仪表. 2018(02)
[5]一种双色激光接收放大电路设计[J]. 王帅涛,霍力君,梅浩.  测控技术. 2017(09)
[6]基于STC15F2K60S2单片机波形发生器设计[J]. 郭占苗.  国外电子测量技术. 2017(07)
[7]一种基于电阻应变片式传感器的简易电子秤设计[J]. 张丽丽,陈余寿.  电子科学技术. 2017(04)
[8]基于均值滑动滤波算法和STM32电子秤的设计[J]. 周继裕,陈思露,符少文.  现代电子技术. 2017(10)
[9]基于岭回归的压力传感器高精度测量模型研究[J]. 龙军,关威,汪旭东,陈君.  传感技术学报. 2017(03)
[10]基于HX711的电子称设计[J]. 于飞,李擎,员乾乾.  传感器世界. 2016(12)



本文编号：3477763