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电子秤电路设计

电子秤电路设计
电子秤是现代社会中广泛应用的一种衡量物品重量的设备,它具有高精度、稳定性强、易于读数等优点。

电子秤的核心部件是压电式传感器,传感器通过受力形变产生电信号,再经过信号处理器处理并转化为显示重量的数字。

因此,电子秤电路设计中压电式传感器与信号处理器是核心考虑因素。

一、压电式传感器的电路设计
压电式传感器是通过物理变化产生电压信号,进而检测物体重量的设备。

根据工作原理,压电式传感器可分为电荷式和压力式两种。

电荷式传感器通过物理变化产生电荷,进而产生电压信号。

压力式传感器则是通过物理体积变化,产生电信号。

以下仅讨论压力式传感器的电路设计。

1.电路原理
压力传感器主要由桥式电路、信号放大电路和滤波电路三部分组成。

(1)桥式电路:桥式电路分为有源桥式电路和无源桥式电路。

目前多采用无源桥式电路,因为它不需要外部电源,便于实现多点测量等多台组合共同测量。

(2)信号放大电路:传感器产生的电信号相当小,需通
过信号放大器放大后才能有效的进行传输和处理。

(3)滤波电路:滤波器用于去除杂波、信号噪声等,保证电路稳定性和准确性。

常用的滤波器有低通滤波器和带通滤波器等。

2.电路参数
(1)灵敏度:传感器允许工作范围内,重量变化所引起的电路输出变化量,常用的单位是mv/kg,kg/mv。

(2)非线性度:指传感器输出与实际值之间的误差,一般用±%来表示。

(3)零点漂移:指在重量不变的情况下,电路输出随时间漂移的程度,常用的单位是mV/h或%FS/h。

(4)灵敏度温漂:指在温度变化的情况下,灵敏度相对变化的情况,常用的单位是%RS/℃。

二、信号处理器的电路设计
信号处理器是将传感器输出的电信号传输和处理的部分,主要问题是如何提高信号精度和稳定性。

1.放大电路设计
放大电路是放大传感器输出信号的重要组成部分,合理的设计可以使信号精度和信噪比大大提高。

在放大电路中,需要考虑的几个问题:
(1)增益大小:增益大小是决定信号放大倍数的关键因素,合理选择增益大小可以使信号精确到小数点后几位。

(2)增益平坦度:增益平坦度是指信号处理器在接收同样大小的信号时所产生的放大倍数应尽量平均,不应因频率不同而有所差异。

(3)输出电阻:如何把放大电路输出信号与后续电路、微处理器等相连接也需要考虑输出电阻,通常采用低输出电阻的差动放大电路。

2.滤波电路设计
由于信号受到干扰,无论在有线或无线环境中,信号都很容易受到各种噪声的影响,所以需要设计滤波电路,主要有低通滤波器和带通滤波器两种。

3.微处理器的设计
微处理器的设计应依据具体应用场合而定,如蓝牙传输、WIFI传输、4-20mA模拟输出等。

需要考虑的因素有信号灵敏度、处理速度、低功耗等。

除了上述方面,在电源选择、温度稳定性等方面也需要考虑,具体应根据实际情况进行综合考虑。

综上,电子秤电路设计中,压电式传感器和信号处理器是设计的两个重要组成部分。

在使用不同的传感器、信号处理器的设计中需要综合考虑不同参数要素,提高电路的精度和稳定性,以提供更加准确的重量测量。

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