一种高精度电子吊秤的设计与研究
称重技术自古以来就收到全世界各地区人们的重视,在古代由于没有完善的称重技术，导致商品贸易进行时没有统一的标准，在各行各业的劳动生产过程中也达不到一个固定的精确度，从而制约了生产力的发展现在称重技术已经成为一种计算手段被广泛应用于工业 农业交通科研等各个领域，与AG亚游集团陈天祥日常生活紧密相连.
电子吊秤的发展经历了由简单到复杂，有粗糙到精密，由机械到机电结合最后到全电子化，由单一功能到多功能的过程,尤其是近年以来，工艺流程中现场称重配料定量称重以及产品质量的检测等工作，都已离不开电子秤.这是由于电子吊秤不仅能给出质量和重量的信号，而且也能作为总系统中的一个检测和控制单元，从而推进工业生产和贸易交往的自动化和合理化。
因此，称重技术的研究和衡器工业的发展各国都很重视在五十年代中期，电子技术被应用于推动衡器制造业的发展六十年代初期出现机电结合电子衡器以来，到现在的四十五十多年里，电子衡器有了很大的改变最初，我国的电子衡器以机电结合型为主，现如今已经被权电子型和数字智能型的衡器所取代。如今电子衡器制造技术及应用有了新的发展趋势。电子称重技术更注重动态称重，而非静态称重计量方法也趋向于数字测量，而非模拟测量测量特点也是向多参数测量发展，取代单参数测量快速称重和动态称重更是成为研究与应用的重点
通过分析近年来电子衡器产品的发展情况，及国内外市场的需求，电子衡器总的发展趋势是小型化模块化集成化智能化。技术性能趋向是高速率高准确度高稳定性高可靠性，其功能趋向是称重计量的控制信息和非控制信息并重的智能化功能，其应用性能趋向于综合性和组合型。
1.系统组成
1.1电子吊秤的基本结构
电子吊秤是利用物体的重力作用来确定物体质量、重量、的测量仪器，也可以用来确定与质量相关的其他量大小参数特性通常有三部分组成。
（1）承重传力复位系统
它是被称物体与转换原件之间的机械传力复位系统，又称电子吊秤的称体，一般包括接受被称物体载荷的承载器称桥结构吊挂连接部件和限位减振机构等。
（2）称重传感器
即由非电量、质量或重量、转换成电量的转换元件，它是把支撑力变换成电的或其他形式的适合于计量求值的信号所用的一种辅助手段。
对称重传感器的基本要求是、输出电量与输入重量保持单值对应，具有良好的线性关系、有较高的灵敏度、对被称物体的状态影响要小、能在较差的工作条件下工作、有较好的频响特性、稳定可靠。
（3）测量显示和数据输出的载荷测量装置即处理称重传感器信号的电子线路；包括放大器模数转换电流源或电压源调节器补偿元件保护线路等和指示部件。如显示打印数据传输存贮器件等；这部分习惯上称载荷测量装置或二次仪表。在数字式的测量电路中，通常包括前置放大滤波运算变换计数寄存控制和驱动显示等环节。
1.2电子秤的工作原理
STC89C51RC单片机是采用8051核的ISP在系统可编程芯片，STC89C51RC单片机器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，STC89C51RC单片机芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP FaLsh存储单元，具有在系统可编程特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快，对本系统的设计要求完全符合。
1.3电子吊秤的计量性能
电子吊秤计量性能设计的主要技术指标有：量程、 分度值、分度数准确度等级等。
（1)量程:电子衡器的最大称量MAX，即电子秤在正常工作情况下，所能称量的最大值.
(2)分度值:电子吊秤的测量范围被分成若干等份，每份值即为分度值，用e或d来表示.
（3）分度数：衡器的测量范围被分成若干等份，总等份数为分度数用n表示.
(4)准确度等级:国际法制计量组织把电子秤按不同的分度数分成I、II、III、IIII四类等级，分别对应不同准确度的电子吊秤和分度数n的范围，如表1所示.
2.系统设计与实现
数字式电子吊秤的设计提出一种简单实用并且精度高的电子吊秤设计方案，使测量精度得到大大提高。设计分四个模块：称重传感器、滤波电路、A/D转换电路，通过外部 LED显示模块显示称量结果。电路应用电阻应变桥式传感器来采集电压的微小变化。通过电感与电容组成的抗干扰滤高频杂波作用的EMI滤波器,减小外部环境对电子秤电路的影响，由电阻电容组成的一阶RC滤波器，用来限制输入信号的带宽，降低输入信号的噪声.经过内部集成差分放大电路和高性能的过采样模数转换器的A/D转换芯片AD7799,对输入电压信号进行放大并转换成数字量输出；显示模块采用驱动器PS7219驱动四位八段LED显示器构成，显示实际测量值数字式电子秤设计的核心部件采用稳压电源称重传感器、滤波电路、A/D转换电路组成.内部集成差分放大电路.由外部LED显示称量结果，具有很高的灵敏度快速响应显示宽量程和低误差率等优良性能 以高性能24位AD7799模数转换芯片为核心，采用PS7219驱动电路驱动LED显示称量结果，设计了一款最大称重为6kg,最小分度为0.1g,称重精度为六万分之一的高精度电子吊秤。 电子吊秤系统总体设计实现了测量精度的大幅度提高另外，设计电路集成度高抗噪声能力强滤波效果显著，因而具有很好的系统稳定性和测量准确性.
采用9V电池经过三端集成稳压器LM340获得+5V稳压输出，为电子吊秤称重传感器提供激励电压，同时经过电阻网络产生所需要的基准电压UREF为AD7799提供参考电压.传感器输出的微弱电压变化经过滤波电路滤波 通过外部引脚送入到AD7799中，由其内部集成的有低噪声仪用可编程增益放大器满足弱信号放大要求放大后得到的信号在AD7799内部的 A/D 转换为数字信号，由于所选用的芯片AD7799已经具有译码功能，故在显示时只需要接上数码显示器驱动器即可用于显示选择PS7219作为显示器的驱动，直观地显示数字系统的运行数据。
2.1压力传感器
最普遍的电子吊秤应用桥式压力传感器实现，压力传感器输出电压直接与放在其上的重量成比例。
压力传感器采用电阻应变片，它能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化是由直径=0.02-0.05mm的康铜丝或镍铬丝绕成栅状夹在两层绝缘薄片中制成。用镀银铜线与应变片丝栅连接，作为电阻片引线。采用惠斯通电桥原理来测量电阻的变化。
电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效应，将各种力学量转换为电信号的结构型传感器。电阻应变片式电阻应变式传感器的核心元件，其工作原理是基于材料的电阻应变效应，电阻应变片即可单独作为传感器使用，又能作为敏感元件结合弹性元件构成力学量传感器。
2.2显示器的选型
本设计采用的1602LCD液晶屏作为显示模块液晶屏具有微功耗体积小显示内容丰富超薄轻巧等诸多优点，且外围电路简单.现在字符型液晶显示模块已经是单片机应用设计中最常用的信息显示器件.它模块内部字符发生存储器已经存储了160个不同的点阵字符图形 这些字符图形有:阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，它的读写操作屏幕和光标的操作都是可以通过指令编程来实现的.
3.软件系统设计
软件部分采用C51编程语言,单片机首先进行初始化，自动校准压力传感器.程序使用模块化设计思想,对每一个功能写出相对独立的子程序。
4.结语
本系统采用STC89C51RC单片机作为微控制器，使用LCD1602作为显示模块。程序设计采用模块化设计思想，能够满足绝大多数的用户的使用需求，具有一定的使用价值。
