論文題目數字電子秤設計一．導言部份數顯電子秤是現在生活中常用的電子稱重評判器，在各大商場、大小型超市、物流配送中心都可以看見。數顯電子秤在結構和原理上替代了傳統的機械稱量衡器。與傳統的機械式稱量器相比較，數顯電子秤具有精度高，應用范圍廣，便于操作使用等優點，在工作原理、結構和材料上都是全新的評判器。數顯電子秤的設計是通過壓力傳感采集到被測物體的準確重量并將其轉換成相應的電流訊號。輸出的電流訊號一般會很小，須要相應的放大電路進行確切的線性放大。放大后的模擬電流訊號經A/D轉換電路轉換成相應的數字訊號量被送入到主控電路的單片機中，再經過單片機控制解調顯示器，就可以顯示出被測物體的準確重現今市場上使用的稱量工具，有些是結構復雜，有些是運行不可靠，成本高，精度穩定性也不好，調正的時間長，易損件多，修理困難，能量消耗大。現今市場上電子秤產品整體水平不高，部份大型企業的產品質量差且技術力量薄弱，缺少產品的開發能力，電子秤產品質量處于低水平層次。所以，有針對性的開發出一套有實用價值的電子秤系統，從技術上克服上述眾多缺點，改善電子秤系統在應用中的不足之處，具有現實意義。20世紀70年代開始，在世界范圍內掀起了一股“電子秤熱”，各先進工業國都很注重傳感器技術和電子秤的研究、開發和生產。
傳感器技術早已成為重要的現代科技領域，電子秤及其系統生產早已成為了重要的新興行業。我國生產的電子秤產品主要是屬于靜態衡器電子秤，在計量要求、功能和外觀上早已達到了美國同類產品的先進水平，但是在價錢上又高于美國的同類產品，具有較好的出口潛力；但動態衡器電子秤，與美國的同類產品還有一定的差別，尤其是在動態穩定性上存在較大的距離，我國進口的電子秤大多數就是這類產品。我國的電子評判器要想攻入國際市場，參與國際競爭。這就要求企業必須以技術為先導、以質量為中心、以管理為基礎，努力提升制造技術與制造工藝水平，穩定產品的質量，提高國際市場競爭力。目前，臺式電子秤在商業貿易中的使用已相當普遍，似存在較大的局限性：容積大、成本高、需要工領交流電源供應、攜帶不便、應用場所遭到阻礙。現有的便攜秤為秤桿或以彈簧、拉伸變型來實現計量的彈簧稈電子秤怎么看重量及價格，村民用戶使用的基本是本秤桿。彈簧盤桿制造工藝要求較高，彈簧的疲勞問題未能徹底解決，一旦超過彈簧彈性限度，彈簧秤都會形成很大偏差，因而受損、影響到稱重的確切性和可靠性，只是一種暫時的代用具．也被納入逐步取消的行列。二、主題部份電子衡器通常是指裝有電子裝置的計量衡器。由于種類繁雜，并且會涉及到交易結算和廣大消費者的利益，所以被世界各國政府普遍關注和注重，并被確定為國家強制管理的法治計量用具。
電子衡器是手動化稱重控制和貿易計量的重要工具，對貿易結算、交通運輸、港口計量和科學研究等都起到了重要作用。電子衡器具有檢測范圍廣、反應速率快、使用操作便捷、便于計算機控制等一些特性。被廣泛應用于石油、化工、電力、冶金、交通運輸、建筑、機械制造和國防等各個領域1.國外外研社究現況50年代電子技術的出現帶動了衡器制造業的發展。60年代出現機電結合式電子衡器以來，經過了30多年的不斷改進與建立，我國電子衡器發展迅速，電子衡器整體水平基本上達到了國際90年代中期的水平。計量方式從模擬測試向數字測試發展；電子稱重技術從靜態稱重向動態稱重發展；檢測特征從單參數檢測向多參數檢測發展，非常是對快速稱重和動態稱重的方向的研究與應用。但總體上來說，我國電子衡器產品的數目和質量與發達國家相比較還是有較大差別的，其主要差別彰顯在技術與工藝上還不夠先進、開發能力不足、功能不完全、穩定性和可靠性較差等2.國外外發展趨勢通過剖析近些年來電子衡器產品的發展狀況以及國外外市場的需求，電子衡器總的發展趨勢是大型化、集成化、模塊化、智能化；其技術性能趨勢是確切度高、可靠性高、穩定性高；其應用性能趨于于綜合性和組合性（1）大型化妝載體積小、重量輕、高度低。
近幾年新研發的電子秤結構充分彰顯了大型化發展方向。對于低阻值的電子平臺秤，可采用將薄型的方形傳感，直接嵌入厚板底面與稱重傳感直徑相同的螺孔內，產生低外觀的秤體結構，厚板就是秤體的臺面，稱重傳感既是傳感器原件，又是承力的支點，這就極大地減化了秤體結構，降低了活動聯接等環節，不但減少了成本，并且提升了穩定性和可靠性。對于中等阻值的電子平臺秤，早已出現了采用圓形閉合截面的薄壁工字鋼板，并點焊成一個整體的竹筏式結構秤體，4個稱重傳感分別安裝在最外面兩根薄壁工字鋼板兩端的切口內，這樣既減化了承力傳力機構，又節約了秤體高度，這是一種很有發展前途的秤體結構。對于小型電子平臺秤，可借助有限單元進行等硬度和撓度估算，采用抗斜度大的鋁材和重型波紋夾心厚板等(2)集成化對于個別品種和結構的電子衡器，比如大型電子平臺秤、專用秤、便攜式靜動態電子車鉤秤、靜動態電的子軌道衡等，都可以實現秤體與稱重傳感，重軌與稱重傳感，軌道衡秤體與高鐵線路一體化。(3)模塊化對于小型或超小型的承載器結構，如小型靜動態電子車輛衡等，已開始采用幾種厚度的標準結構的模塊，經過分體組合，而形成新的品種和尺寸。這些模塊化分體式秤體結構，除了提升了產品的通用性、可靠性和互換性，但是也增強了生產效率和產品的質量。
同時還增加了成本，提高了企業的市場競爭能力。（4）智能化電子稱量系統的稱重顯示控制器與電子計算機組合，借助電子計算機的智能來降低稱重顯示控制器的功能。使電子衡器在原有功能的基礎上，降低推理、判斷、自確診、自適應、自組織等功能，這就是現今市場上采用微機化稱重顯示控制器的電子衡器與采用智能化稱重顯示控制器的電子稱量系統的根本區別。（5）綜合性電子稱量技術的發展規律就是不斷的強化基礎研究并擴大應用，擴充新技術領域，向相鄰學科和行業滲透，綜合各類技術去解決稱重計量、自動控制、信息處理等問題。（6）組合性在工業稱重計量過程或工藝流程中，不少稱重計量系統還要求具有可組合性，即檢測范圍等可以任意設定；硬件才能根據一定的工作條件和環境作個別調整電子秤怎么看重量及價格，硬件功能向軟件方向發展；軟件能按一定的程序進行更改和擴充；輸入輸出數據與指令可以使用不同的語言和條碼，并能與外部的控制和數據處理設備進行通訊。我國電子秤的研究主要集中在專業研究所和學院，源于20世紀70年代，與美國先進技術相比。我們有比較大的差別。為此，必須強化技術研究和引進先進設備，以提升整體水平。3、電子秤的基本結構電子秤是借助物體的重力作用來確定物體質量的檢測儀器，也可以來確定與質量相關的其它量的大小。
電子秤通常由以下三個部份組成：（1）秤體部份這部份富含承載器、減振機構和秤橋結構等。（2）稱重傳感部份傳感就是把采集到的非電量轉換成電量的轉換器件。根據稱重傳感的結構型式不同，可以分直接位移傳感和應變傳感。對稱重傳感的基本要求是：輸出電量與輸入重量保持單值對應，并有良好的線性關系，對被稱物體的狀態的影響要小，有較高的靈敏度，能在較差的工作條件下工作，穩定可靠。（3）檢測顯示和數據輸出地荷載檢測裝置部份即處理稱重傳感訊號的電子線路（包括放大器、模數轉換、調節器、補償器件、保護線路等）和指示部件（如顯示、打印和儲存元件等）。這部份習慣上稱荷載檢測裝置。4、電子秤的工作原理當被稱物體放置在秤體的秤臺上時，其重量通過秤體傳遞到稱重傳感，傳感急劇形成力-電效應，將物體的重量轉換成與被稱物體重量成一定函數關系的聯通號。此訊號由放大電路進行放大、經混頻后，再由模/數轉換器進行轉換，數字訊號再送到CPU處理，CPU不斷掃描按鍵和各類功能開關，按照按鍵輸入內容和各類功能開關的狀態進行必要的判定、分析、由儀表的軟件來控制各類運算。運算結果送到顯存貯器，須要顯示時，CPU發出指令，從顯存貯器中讀取送到顯示器顯示。
通常訊號的放大、濾波、A/D轉換以及訊號各類運算處理都在儀表中完成。[10]5、電子秤的計量性能電子秤的計量性能涉及的主要技術指標有：阻值、分度值、精確度等級等。（1）阻值：電子秤在正常工作情況下，所能稱量的最大值。（2）分度值：電子秤的檢測范圍被分成若干等份，每份值即為分度值。（3）確切的等級：國際法治計量組織把電子秤按不同的分度數分成、、、四類等級，分別對應不同確切度的電子秤和分度數n的范圍，如表1-1所示：表1-1電子秤等級分類標志及等級電子秤種類分度數范圍特種確切度基準衡器高確切度精密衡器中確切度商業衡器普通確切度粗衡器6、控制單片機的選型選擇單片機機型的出發點有以下幾個方面：1、市場貨源系統設計者只能在市場上才能提供的單片機中選擇，非常是作為產品大批量生產的應用系統，所選的單片機機型必須有穩定、充足的貨源。2、單片機性能應按照系統的功能要求和各類單片機的性能，選擇最容易實現系統技術指標的機型，并且能達到較高的性能價錢比。單片機性能包括片內硬件資源、運行速率、可靠性、指令系統功能、體積和封裝方式等方面。
影響性能價錢比的誘因除單片機的性能價錢外，還包括硬件和軟件設計的容易程度、相應的工作量大小，以及開發工具的性能價錢比。3、研制周期在研發任務重、時間緊的情況下，還要考慮所選的單片機機型是否熟悉，是否能馬上著手進行系統的設計。與研發周期有關的另一個重要誘因是開發工具，性能優良的開發工具能推進系統地研發進程。在眾多單片機中，單片機與其他單片機相比具有以下優勢：1、功能比標準51強這么一點點，多，多一個定時器、多，外置8KROM足夠容納通常程序；2、容易買到；3、資料諸多，編程與51兼容，最適宜中學生或則初學者使用；4、支持ISP下載，使用很便捷；5、可下載10000次以上；6、可靠性不錯。相應其缺點為：1、性能低，現今新型51單片機比強。2、性價比不高，這樣的功能，6-8塊的價錢不算實惠，STC單片機功能一樣，價錢只有它的一半；3、封裝是DIP40，太大了，不利于工業生產。綜上考慮，我選定了單片機作為本次設計的主控芯片。三、總結部份電子秤是能體會規定的被檢測并按一定的規律轉換成可用輸出訊號的元件，主要用于測量機電一體化系統自身與操作對象、作業環境狀態，為有效控制機電一體化系統的運作提供必要的相關信息[11]。
隨著人類窺探領域和空間的拓展，電子信息種類日漸繁雜，信息傳遞速率推進，信息處理能力日漸提高，相應的信息采集——傳感技術也將日漸發展，電子秤也將無所不在[12]今后幾年電子秤的發展動向是:在結構上，向大型化，便攜式。模塊化、組合化、嵌入式的方向發展；外形愈發美觀，向人性化、個性化設計方向發展[13]那個簡易型、價格適中、交直流兩用的電子秤將是市場銷售的主流。在性能上，向高靈敏、高精度，高可靠性方向發展；在功能上，向交直流兩用、多功能、接口豐富、便于與計算機聯接方向發展。在品種上，專用的、自動在線的電子秤及稱重計算機將有較大發展[14]四、參考文獻[1]王君,凌振寶,傳感原理及測量技術[M],廣東學院出版社,2001[2]黃繼昌,徐巧魚,傳感原理及應用實例[M],人民郵電出版社,2002[3]呂俊芳,傳感插口與測量儀器電路[M],廣州民航航天學院出版社,1998[4]萬隆,巴奉麗,單片機原理及應用技術[M],復旦學院出版社,2003
