專(zhuān)利名稱(chēng)：一種無(wú)線式精密電子秤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及稱(chēng)量?jī)x器，尤其涉及一種無(wú)線式精密電子秤。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來(lái)，在稱(chēng)重領(lǐng)域一般采取的方式是秤到重量后直接通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)， 然后通過(guò)人工讀取記錄。還有一部分電子秤實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化，但是通過(guò)有線的方式直接進(jìn)行數(shù) 據(jù)傳輸?shù)?。人工讀取要耗費(fèi)大量的人力成本，同時(shí)人在重復(fù)性的勞動(dòng)下，存在很大的不確定 性，引入的誤差很大，如果還要進(jìn)行數(shù)據(jù)電子化，中間又會(huì)增加成本并引入誤差。如果通過(guò) 布線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，這樣會(huì)增加布線成本，而且在信號(hào)的傳輸過(guò)程中會(huì)受到干擾，又會(huì)引入 誤差。這些誤差在高精度的稱(chēng)重領(lǐng)域都是需要最大程度降低的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種無(wú)線式精密電子秤。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下本實(shí)用新型包括放大濾波電路、中央處理器電路、無(wú)線收發(fā)模塊電路、第一電源轉(zhuǎn) 換電路、第二電源轉(zhuǎn)換電路、手動(dòng)去皮按鈕，工作狀態(tài)指示燈，電源電壓指示燈和力傳感器； 中央處理器電路分別與放大濾波電路、無(wú)線收發(fā)模塊電路、第一電源轉(zhuǎn)換電路、第二電源轉(zhuǎn) 換電路、手動(dòng)去皮按鈕，工作狀態(tài)指示燈和電源電壓指示燈連接，力傳感器與放大濾波電路 連接，第一電源轉(zhuǎn)換電路還分別與力傳感器和放大濾波電路連接，第二電源轉(zhuǎn)換電路還與 無(wú)線收發(fā)模塊電路連接。所述的放大濾波電路包括儀用放大器AD620和運(yùn)放0P07 ；儀用放大器AD620與力 傳感器連接，運(yùn)放0P07的輸出與中央處理器電路的AD 口連接，它由第一電源轉(zhuǎn)換電路供 H1^ ο所述的第一電源轉(zhuǎn)換電路包括9013三極管Q1、IRF4905M0S管M1、SPX2940電源芯 片U1、CAT660電源芯片，9013三極管Ql的基極與中央處理器電路的I/O 口連接。所述的第一電源轉(zhuǎn)換電路包括9013三極管Q2、IRF4905M0S管M2、SPX2940電源芯 片U2，9013三極管Q2的基極與中央處理器電路的I/O 口連接，SPX2940電源芯片U2的輸 出連接到無(wú)線收發(fā)模塊電路的供電引腳。本實(shí)用新型具有的有益效果是采用無(wú)線通訊的方式降低了成本、減小了干擾。上位機(jī)通過(guò)無(wú)線方式對(duì)電子秤進(jìn) 行命令設(shè)定、信息讀取的方案，采用軟硬件濾波和低溫漂的IC器件提高電子秤精度，采用 簡(jiǎn)單科學(xué)的通訊格式滿(mǎn)足上下位機(jī)各種通訊功能，采用合理的電路設(shè)計(jì)及控制策略降低電 子秤功耗。最后達(dá)到了滿(mǎn)量程20kg的電子秤，在恒定溫度下，對(duì)固定重量的多次測(cè)量結(jié) 果波動(dòng)不超過(guò)20g(千分之一精度)；0 60°的范圍內(nèi)，溫漂對(duì)結(jié)果的影響不超過(guò)40g。 6V2. 8Ah的鉛酸蓄電池充一次電可供電子秤使用半年。通過(guò)無(wú)線通訊的方式實(shí)現(xiàn)稱(chēng)重信號(hào)的無(wú)線傳輸，這樣電子秤的布放十分靈活，結(jié)構(gòu)可以做的很簡(jiǎn)單精巧，同時(shí)，減少了長(zhǎng)距離布線，減少了干擾，降低了成本。同時(shí)通過(guò)節(jié)能 型的硬件設(shè)計(jì)與軟件控制，又可以在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不用充電，大大降低了人力成本。

圖1是電子秤工作原理框圖。圖2是電子秤系統(tǒng)軟件流程圖。圖3是上下位機(jī)通訊的幀格式圖。圖4是第一電源轉(zhuǎn)換電路原理圖。圖5是第二電源轉(zhuǎn)換電路原理圖。圖6是放大濾波電路原理圖。圖7是無(wú)線式精密電子秤電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)用新型包括放大濾波電路1、中央處理器電路2、無(wú)線收發(fā)模塊電 路3、第一電源轉(zhuǎn)換電路4、第二電源轉(zhuǎn)換電路5、手動(dòng)去皮按鈕6，工作狀態(tài)指示燈7，電源電 壓指示燈8和力傳感器9 ；中央處理器電路2分別與放大濾波電路1、無(wú)線收發(fā)模塊電路3、 第一電源轉(zhuǎn)換電路4、第二電源轉(zhuǎn)換電路5、手動(dòng)去皮按鈕6，工作狀態(tài)指示燈7和電源電壓 指示燈8連接，力傳感器9與放大濾波電路1連接，第一電源轉(zhuǎn)換電路4還分別與力傳感器 9和放大濾波電路1連接，第二電源轉(zhuǎn)換電路5還與無(wú)線收發(fā)模塊電路3連接。在電源轉(zhuǎn)換 電路一 4的供電下，力傳感器9將受到的力轉(zhuǎn)化為微弱的電壓信號(hào)，這個(gè)信號(hào)通過(guò)放大濾波 電路1后，進(jìn)入中央處理器電路2，通過(guò)中央處理器電路2對(duì)信號(hào)的AD采樣、軟件濾波、線性 差值，得到所受壓力的大小。中央處理電路通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊電路3將信號(hào)調(diào)制后發(fā)射。如圖6所示，所述的放大濾波電路1包括儀用放大器AD620和運(yùn)放0P07 ；儀用放 大器AD620與力傳感器9連接，運(yùn)放0P07的輸出與中央處理器電路2的AD 口連接，它由第 一電源轉(zhuǎn)換電路4供電。如圖4所示，所述的第一電源轉(zhuǎn)換電路4包括9013三極管Q1、IRF4905M0S管Ml、 SPX2940電源芯片U1、CAT660電源芯片，9013三極管Ql的基極與中央處理器電路2的I/O 口連接，SPX2940電源芯片Ul的+5v輸出分別與力傳感器9、放大濾波電路1中儀用放大器 AD620和運(yùn)放0P07的+5v供電引腳相連，CAT660電源芯片的_5v輸出分別與放大濾波電路 1中儀用放大器AD620和運(yùn)放0P07的_5v供電引腳相連。如圖5所示，所述的第一電源轉(zhuǎn)換電路4包括9013三極管Q2、IRF4905M0S管M2、 SPX2940電源芯片U2，9013三極管Q2的基極與中央處理器電路2的I/O 口連接，SPX2940 電源芯片U2的輸出連接到無(wú)線收發(fā)模塊電路3的供電引腳。如圖7所示為無(wú)線式精密電子秤總的電路結(jié)構(gòu)原理圖?？梢钥闯鍪謩?dòng)去皮按鈕7， 工作狀態(tài)指示燈8，電源電壓指示燈9與中央處理器電路2的I/O 口相連，用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)按 鍵去皮、指示電子秤工作狀態(tài)、指示電壓是否正常等功能。系統(tǒng)軟件具體流程如圖2所示，軟件設(shè)計(jì)時(shí)，在主程序中，完成必要的初始化過(guò)程 之后即進(jìn)入低功耗狀態(tài)。等待相應(yīng)中斷發(fā)生后進(jìn)入中斷服務(wù)程序。用到的中斷主要有串口接收中斷，串口發(fā)送中斷，AD轉(zhuǎn)換中斷，定時(shí)器中斷。其中定時(shí)器中斷是主中斷，由它來(lái) 調(diào)度系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。上下位機(jī)通過(guò)命令幀來(lái)進(jìn)行信息及控制指令的傳遞。上位機(jī)通過(guò)無(wú)線通訊，可實(shí) 現(xiàn)讀取重量、讀取AD、讀取電壓、設(shè)置校正值、讀取校正值、設(shè)定休眠時(shí)間、去皮等功能。指令 格式如圖3所示，其中所有字節(jié)均為ASCII字符。具體工作過(guò)程1、通過(guò)讀取AD值指令，對(duì)0kg、5kg、10kg、15kg、20kg五個(gè)質(zhì)量下的AD值進(jìn)行讀取。2、通過(guò)設(shè)置校正點(diǎn)指令，對(duì)上述五個(gè)校正點(diǎn)進(jìn)行AD值的設(shè)定。此時(shí)五個(gè)校正點(diǎn)的 AD值存入下位機(jī)的FLASH中。在讀取其他重量時(shí)，會(huì)根據(jù)這五個(gè)校正點(diǎn)進(jìn)行線性差值求得重量。3、通過(guò)去皮指令，對(duì)電子秤進(jìn)行去皮。此時(shí)讀取重量時(shí)會(huì)得到0kg。4、去皮后可以通過(guò)讀取重量指令對(duì)電子秤進(jìn)行重量的讀取。注意讀重量時(shí)要將 休眠時(shí)間設(shè)為0，如果讀數(shù)完成，則將休眠時(shí)間設(shè)為需要的時(shí)間，單片機(jī)將進(jìn)入休眠狀態(tài)，此 時(shí)下位機(jī)無(wú)法響應(yīng)上位機(jī)的指令。當(dāng)時(shí)間到時(shí)，單片機(jī)喚醒，又可以繼續(xù)進(jìn)行重量讀取等各 種操作。5、為了測(cè)試系統(tǒng)的精度，分別對(duì)4kg、11kg、17kg三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量塊進(jìn)行10次連續(xù)的
重量讀取，讀取結(jié)果如下表所示第η次12345678910[0034]讀取的44444443. 993. 994[0035]質(zhì)量1110.991110.9911111110. 991110[0036]/kg1716.991716.99171716. 99171717由測(cè)量結(jié)果可以看出，電子秤的精度很高，最大偏差20g，稱(chēng)重結(jié)果很穩(wěn)定。上位機(jī)可以是PC機(jī)或者帶串口的ARM控制器。通過(guò)對(duì)串口編程實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與無(wú) 線模塊的通訊，這樣上位機(jī)就可以通過(guò)無(wú)線模塊對(duì)下位機(jī)進(jìn)行命令設(shè)定及狀態(tài)讀取。
權(quán)利要求一種無(wú)線式精密電子秤，其特征在于包括放大濾波電路(1)、中央處理器電路(2)、無(wú)線收發(fā)模塊電路(3)、第一電源轉(zhuǎn)換電路(4)、第二電源轉(zhuǎn)換電路(5)、手動(dòng)去皮按鈕(6)，工作狀態(tài)指示燈(7)，電源電壓指示燈(8)和力傳感器(9)；中央處理器電路(2)分別與放大濾波電路(1)、無(wú)線收發(fā)模塊電路(3)、第一電源轉(zhuǎn)換電路(4)、第二電源轉(zhuǎn)換電路(5)、手動(dòng)去皮按鈕(6)，工作狀態(tài)指示燈(7)和電源電壓指示燈(8)連接，力傳感器(9)與放大濾波電路(1)連接，第一電源轉(zhuǎn)換電路(4)還分別與力傳感器(9)和放大濾波電路(1)連接，第二電源轉(zhuǎn)換電路(5)還與無(wú)線收發(fā)模塊電路(3)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線式精密電子秤，其特征在于所述的放大濾波電路 (1)包括儀用放大器AD620和運(yùn)放0P07 ；儀用放大器AD620與力傳感器(9)連接，運(yùn)放0P07 的輸出與中央處理器電路(2)的AD連接，它由第一電源轉(zhuǎn)換電路⑷供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線式精密電子秤，其特征在于所述的第一電源轉(zhuǎn)換 電路(4)包括9013三極管Q1、IRF4905M0S管M1、SPX2940電源芯片Ul、CAT660電源芯片， 9013三極管Ql的基極與中央處理器電路(2)的I/O 口連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線式精密電子秤，其特征在于所述的第二電源轉(zhuǎn)換 電路(5)包括9013三極管Q2、IRF4905M0S管M2、SPX2940電源芯片U2，9013三極管Q2的 基極與中央處理器電路(2)的I/O 口連接，SPX2940電源芯片U2的輸出連接到無(wú)線收發(fā)模 塊電路⑶的供電引腳。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種無(wú)線式精密電子秤。其中央處理器電路分別與放大濾波電路、無(wú)線收發(fā)模塊電路、第一電源轉(zhuǎn)換電路、第二電源轉(zhuǎn)換電路、手動(dòng)去皮按鈕，工作狀態(tài)指示燈和電源電壓指示燈連接，力傳感器與放大濾波電路連接，第一電源轉(zhuǎn)換電路還分別與力傳感器和放大濾波電路連接，第二電源轉(zhuǎn)換電路還與無(wú)線收發(fā)模塊電路連接。采用無(wú)線通訊的方式減小了干擾。上位機(jī)通過(guò)無(wú)線方式對(duì)電子秤進(jìn)行命令設(shè)定、信息讀取的方案，采用軟硬件濾波和低溫漂的IC器件提高電子秤精度，采用簡(jiǎn)單科學(xué)的通訊格式滿(mǎn)足上下位機(jī)各種通訊功能降低電子秤功耗。解決了高精度稱(chēng)重遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膯?wèn)題，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布放靈活，降低了成本。
文檔編號(hào)G08C17/00GK201680888SQ20102018734
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者侯順發(fā), 臺(tái)毅柱, 桑衛(wèi)東, 王逸喬, 金波, 陳誠(chéng) 申請(qǐng)人:友匯貿(mào)易(上海)有限公司;浙江大學(xué)