传感器应用-电子秤制作汇总
用称重传感器制作的数显电子秤
用称重传感器制作的数显电子秤数字电子秤是一种常见的精密仪器，它称重精确，读数方便，很受人们的欢迎，但是价格却往往让人望而却步。
毕竟和普通的秤相比，其价格要高过许多。
一次买回一个便宜的称重传感器，经过一段时间的琢磨，结合网上的资料，制作了一个使用普通的数字万用表就可以直接读取重量的电子秤，称重精度为lg，最大量程3kg。
还可以通过上面的精密多圈电位器，自己设定电子秤斜率，满足你直观的读数需要。
称重传感器本身是一个精密电阻，当重物加在上面的时候电阻就会有微小的变化，这时加在这个电阻上的电压也会有变化，不过，由于变化比较小，所以必须放大才能够测量，在该传感器自带的配套电路板中，使用了CMOS四运放LMC660AIM。
它具有高阻抗的输入缓冲级和极低的偏置电流，同时又具有126dB的电压增益，单电源供电，很适合做称重传感器的放大电路。
LMC660AIM有四个运放单元，这里只使用了一个ICla，其它三个为了防止干扰将其作为电压跟随的方式。
实际接线非常简单，只需要对配套电路板上的LMC660AIM的IC la进行电压测量就可以了，其电路图如下图。
LMC660AIM的①、②脚分别和电位器相连，再接万用表测量就可以了，电位器的作用是调整电子秤斜率的。
电路焊好以后，然后按下图的样式安装就可以了。
首先需要用合适螺丝将传感器固定在一稳定的平台上，以我的图片为例，是固定在一个磁带盒子上的，然后再在传感器的另外一头，固定一个光盘就可以做为托盘了。
然后再把万用表针插在接头里，接上电源（12V，正负无所谓，电路中还有个整流部分）．微调电位器，当电压指示在11 5.OmV的时候，则此时的斜率就是正常的O.1mV/1g（这个数据是测量得来的）。
然后需要用标准物品进行校准，最简单的方法是使用一元硬币，每个6g，你可以准备5个左右的硬币，依次加进去，检查是不是每次增加6g。
在检测完成以后，再进行大重量的实验，加上一个500g左右的重物，然后再依次加入这6个硬币，这时候应该仍然是每次增加6g。
传感器在电子秤中的设计和应用
传感器在电子秤中的设计和应用摘要：在我们的生产生活中，电子秤的应用范围相当广泛。
一个物体被称量，其重量通过压力传感器的转换和处理，变为电压信号。
将这种微弱的电压信号利用信号放大电路放大，再由A/D转换器转换为相应的数字信号送入主控电路，最后呈现在显示屏上，显示被称量物体的重量。
在电子秤的设计中，传感器起到了至关重要的作用。
关键词：传感器；电子秤；设计；应用引言在我国各项经济获得平稳增长的今天，家庭和个人对各种便携式小型秤的需求越来越大。
早期电子秤一般是通过模拟电路来实现的，随着电子技术的发展和数字芯片价格的逐渐降低，模拟控制已经慢慢被数字控制替代，而电子秤设计的模式也大多转变为以处理器为核心的模式，其精度与可靠性也都有明显的提高。
1传感器对电子秤的重要性电子秤系统分为五个部分，分别是测量、控制、键盘、数据显示和电路电源。
测量部分就是利用压力传感器和放大电路进行数据采集。
控制部分是利用单片机来进行数据处理。
传感器在设计中的作用，就是将物体的重量转化为能被识别和传递的电信号。
传感器对电子秤而言，就像是人类的感觉器官，感受其所承受的物体之重。
2利用传感器测量并采集数据2.1电阻应变式传感器的测量电路应变片是用粘结剂粘贴到被测件上的，这就要求粘结剂形成的胶层必须准确迅速地将被测件的应变传递到敏感栅上。
选择粘结剂时必须考虑应变片和被测件的材料性能，要求粘接力强，粘接后机械性能可靠，电绝缘性良好等。
常用的粘结剂类型有硝化纤维素型，氰基丙烯酸型，聚酯树脂型等。
综合考虑经济性和目标的硬性要求，我们采用了聚酯树脂型。
金属丝的原始长度L，半径r，受力F作用后长度为L+ΔL，半径为r-Δr，根据金属丝的电阻计算公式：R=ρL/S，由R的全微分得到R的相对变化，表达式：式中：ΔL/L为长度的相对变化，即应变ε；ΔS/S是截面积的相对变化；Δρ/ρ是电阻率的相对变化。
对于金属丝的变形，有：式中：μ为泊松比，它反映了金属丝变形后长度的相对变化ΔL/L和半径的相对变化Δr/r之间的比例关系。
传感器在电子秤中的应用ppt
电容式传感器
电容式传感器是一种利用电容原理将被测量转换成电信号 的传感器。
电容式传感器广泛应用于各种静态和动态测量中，例如液 位传感、料位传感、厚度传感等。
Hale Waihona Puke 电容式传感器的工作原理电容式传感器的工作原理是当被测物体发生位移或形变时， 会引起极板间的距离变化，从而引起电容的变化。
网络化、数字化
随着互联网和物联网的不断发展，电子秤和传感器的发 展趋势开始向网络化、数字化方向发展，如无线通信、 远程控制等。
电子秤与传感器的未来应用领域
工业生产
工业生产中需要高精度的电子秤和传感器来对原 料、半成品和成品进行精确的称重和检测，以保 证生产过程的稳定性和产品的质量。
医疗保健
医疗保健领域需要高精度、高稳定性的电子秤和 传感器来监测患者的血压、体温等生理参数，为 医生提供准确的诊断依据。
清洁维护
保持传感器表面清洁，避免灰尘和 杂物对测量的影响，同时注意定期 维护保养。
05
电子秤与传感器的未来发展
电子秤与传感器的发展趋势
多元化、多功能化
随着应用领域的不断扩展，电子秤和传感器的发展趋势 呈现出多元化、多功能化的特点，如高精度、高稳定性 、高可靠性等。
智能化、自动化
随着技术的不断发展，电子秤和传感器的发展趋势开始 向智能化、自动化方向发展，如自动校准、自动检测、 自动诊断等。
传感器在电子秤中的重要性
传感器是电子秤的重要组成部分，其作用是将质量信号转换为电信号。通过 使用传感器，电子秤能够实现高精度、快速、方便的称量，同时延长了使用 寿命。
电子秤和传感器的关系
基于电子应变式传感器电子称的制作
基于电子应变式传感器电子称的制作电子称是一个广泛被应用于各种领域的重要设备，它能够准确测量物体的质量，并且在工厂、实验室和物流等场合得到了广泛的应用。
电子称的制作可以采用不同的技术，而其中基于电子应变式传感器电子称就是一种非常流行的方法。
本文将介绍这种电子称的制作过程以及其应用。
首先，必须要先了解一下电子应变式传感器。
它是一种测量应力（strain）的设备，应力是物体在外力作用下的形变程度。
电子应变式传感器利用应变片（strain gauge）来测量应力，应变片是一种薄膜电阻器，它随着应力的变化而变化。
当有物体施加在应变片上时，应变片的电阻值也会随之变化，这样就可以通过检测电阻值的变化来计算物体的应力。
电子应变式传感器的优点是精度高、测量范围广、可靠性高等，因此在各种场合得到了广泛应用。
要制作基于电子应变式传感器的电子称，需要以下材料和设备：1. 应变片（strain gauge）：用于检测物体施加的应力。
2. 操作放大器（operational amplifier）：用于放大应变片的信号。
3. A/D转换器（analog-to-digital converter）：用于将模拟信号转换为数字信号。
4. 微控制器（microcontroller）：用于输入和处理数字信号。
5. 电子秤外壳、负载皿和其他机械部件。
6. 电源。
制作基于电子应变式传感器的电子称的具体步骤如下：1. 制备应变片：应变片是用于检测物体施加的应力的部件，它需要按照需求的规格进行制备。
一般来说，应变片是由一块金属片和薄膜电阻器组成的。
应变片制备好后需要将其固定在电子秤的负载皿上。
2. 连接电子元器件：将应变片连接到操作放大器，再将操作放大器连接到A/D转换器和微控制器。
通过这些电子元器件的连接，可以将应变片检测到的应力转化为数字信号，然后进行处理。
3. 校准：在使用电子称前，必须对其进行校准。
校准的目的是调整电子元件的参数，使得电子称能够准确地测量相应的质量值。
常用的传感器的小制作
13.5.1 工作原理
图13-7 光控延时照明灯电路原理图
时基集成电路IC与电位器RP、电容器C1构成单稳态触发器
2
光控电路
红外光控电路
*
当有人进入光控区后，遮挡光照使VTL1截止，IC的2脚变为高电平，人走出光控区后，IC的2脚加入负脉冲，使其内部的触发器翻转，IC的3脚输出高电平，使VT受触发而导通，照明灯EL被点亮。待IC暂态结束后，其3脚恢复低电平，使VT截止，照明灯EL熄灭。
13.6.2 元器件选择
3
4
*
13.6.3 制作与调试
IC2芯片可通过5根7mm长铜丝直接插焊在电路板对应数标孔内。焊接时注意：电烙铁外壳一定要良好接地，以免交流感应电压击穿IC1、IC2内部COMS集成电路。焊接好的电路全部装入合适的塑料小盒内。盒面板开孔伸出IC1探测镜头，并为B开出放音孔。盒侧面开孔固定SA。
01
其最大的特点是白天和晚上都能正常工作，可广泛用于家庭防护、误入危险区域警示、商店营业部来客告知及外出旅行度假时安全防范等场所。
02
*
13.6.1 工作原理
图13-8 热释电红外探头 报警器的电路图
热释电式红外探测头,是一种被动式红外检测器件，它能以非接触方式检测出运动人体所辐射出来的红外能，并将其转化为正脉冲电信号输出；同时，它还能有效地抑制人体辐射波长以外的红外光和可见光的干扰。
IC1选用CD4013双D触发器数字集成电路；IC2选用CD4017十进制计数分频器数字集成电路；IC3选用KD2538音乐集成电路。
1
5
*
13.2.3 制作与调试
实际安装时，将压电陶瓷片BC通过502胶粘贴在大门背面正对个人常敲门的位置（一般离地面1.4m左右），门铃盒则固定在室内墙壁上。
制作电子秤报告
制作电子秤报告1. 引言本报告旨在介绍制作电子秤的过程和结果。
电子秤是一种用于测量重量的设备，使用传感器对物体施加的力进行测量，并将其转化为数字信号。
在本报告中，我们将介绍电子秤的原理、设计过程和测试结果。
2. 原理说明电子秤的工作原理基于牛顿第二定律，即F = m * a，其中F是施加在物体上的力，m是物体的质量，a是物体的加速度。
电子秤通过传感器测量施加在物体上的力，并转化为电信号，然后使用电路和算法将该信号转化为对应的质量。
电子秤通常由以下几个部分组成： - 传感器：用于测量物体施加的力，常见的传感器有应变片传感器和压力传感器。
- 模拟电路：将传感器输出的电信号放大和处理，以提高测量的准确性。
- 数模转换器：将模拟信号转化为数字信号，以便于电子设备的处理和显示。
- 显示屏：用于显示测量结果。
3. 设计过程3.1 选取传感器传感器是电子秤的关键组成部分，其准确度和灵敏度直接影响测量结果的准确性。
在选取传感器时，我们需要考虑以下几点： - 测量范围：传感器应能够满足预期的测量范围，通常根据应用场景来确定。
- 准确度：传感器的准确度应满足测量要求。
- 稳定性：传感器在长时间使用过程中是否稳定，尽量选择稳定性较好的传感器。
3.2 模拟电路设计模拟电路负责放大和处理传感器输出的微小电信号，以提高测量的准确性。
在设计模拟电路时，我们需要注意以下几点： - 放大比：选择合适的放大比，使得传感器输出的信号能够被放大到数模转换器可以接受的范围内。
- 滤波：添加滤波电路，以去除传感器输出中的噪声信号，提高测量结果的稳定性。
- 电源稳定性：保证电源电压的稳定，以避免对测量结果的影响。
3.3 数模转换器和显示屏选择数模转换器负责将模拟信号转化为数字信号，方便后续电子设备的处理和显示。
显示屏用于显示测量结果。
在选择数模转换器和显示屏时，我们需要考虑以下几点：- 分辨率：数模转换器的分辨率应能够满足测量的精度要求。
《传感器原理及应用》基于压力传感器的电子秤设计实验报告
《传感器原理及应用》基于压力传感器的电子秤
设计实验报告
1.实验功能要求
压力传感器把压力信号转换为电信号，经放大器处理，通过HX711在数码管显示压力数据在数码管。
2.实验所用传感器原理
原理：
上下表面各有一个应变片，每个应变片内有两个压力电阻，四个电阻组成全桥式电路（提高测量精度）。
将应变片粘贴到受力的力敏型弹性元件上，当弹性元件受力产生变形时，应变片产生相应的应变，转化成电阻变化。
如右图所示电桥电路，力引起的电阻变化将转换为测量电路的电压变化，通过测量输出电压的数值，再通过换算即可得到所测量物体的重量。
3.实验电路
4.实验过程
将电子秤大致能划分为三大部分，数据采集模块、控制器模块和人机交互界面模块。
其中数据采集模块由压力传感器、信号的前级处理和A/D 转换部分组成。
转换后的数字信号送给控制器处理，由控制器完成对该数字量的处理，驱动显示模块完成人机间的信息交换。
此外添加了一个过载、欠量报警提示的特殊功能。
5.
6.如图2-1（上图为本系统的设计图）
为了方便程序调试和提高可靠性，程序设计采用自上而下、模块化、结构化的程序设计方法，把总的编程过程逐步细分，分解成一个个功能模块，每个功能模块相互独立，每个模块都能完成一个明确的任务，实现某
个具体的功能。
本设计按任务模块划分的程序主要有初始化程序、主程序，A/D转换子程序、显示子程序、键盘处理子程序。
传感器在电子秤中的应用课件
根据不同的分类标准，传感器可以分为多种类型，如按工作原理可分为电阻式 、电容式、电感式、压电式等；按输出信号可分为模拟输出和数字输出。
传感器的原理与特点
原理
传感器的工作原理基于物理、化 学或生物学的原理，通过感知外 界刺激并将其转换为电信号。
特点
传感器具有高精度、高灵敏度、 快速响应等特点，能够实现非接 触、连续、实时的检测和监测。
电容传感器具有测量精度高、稳定性好、抗干扰能力 强等优点，广泛应用于各种电子秤中。
04
传感器在电子秤中的优势与挑战
传感器在电子秤中的优势
01
02
03
04
高精度测量
传感器能够提供高精度的测量 ，使得电子秤在称重时具有极
高的准确性。
快速响应
传感器的快速响应能力使得电 子秤能够迅速地读取和显示重
量，提高了称重的效率。
电信号经过放大、滤波、A/D 转换等处理后，被送入微处理 器进行计算处理。
微处理器根据预先设定的程序 和算法，对电信号进行处理， 最终将物体的质量以数值的形 式显示在显示屏上。
电子秤的精度与误差
电子秤的精度指其显示的数值与实际质量之间的误差范围。
影响电子秤精度的因素有传感器性能、放大电路、A/D转换精度、微处理器性能等 。
传感器的应用领域
工业自动化
传感器在工业自动化领域中广 泛应用于生产线上，如压力、 温度、流量等参数的检测和控
制。
环境监测
传感器可用于环境监测领域， 如空气质量、水质、噪声等参 数的检测和监测。
医疗保健
传感器在医疗保健领域中用于 监测患者的生理参数，如血压 、血糖、心电等。
智能家居
传感器可用于智能家居领域， 如智能门锁、智能照明、智能 空调等，实现智能化控制和管
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差动变压器工作在理想情况下（忽略涡流损耗、磁滞损
耗和分布电容等影响）时的等效电路：
RS1
RP M1 ～
LS1
U i ～
LP
LS2
U 0 RS2
M2 ～
螺线管式差动变压器
等效电路
项目2 电子秤的制作
知识点 2 电感式传感器
.
当次级开路时，初级绕组的交流电流为： .
IP
Ui
RP jLP
次级绕组的感应电动势为：U. 1
弹性圆柱
薄壁圆筒受力分析
等截面悬臂梁
等强度悬臂梁
项目2 电子秤的制作
知识点 2 电感式传感器
一、自感式传感器
1、基本变间隙自感式传感器
结构如下图所示。工作时衔铁与被测物体连接，被 测物体的位移将引起空气间隙长度发生变化。由于气隙 磁阻的变化，导致了线圈电感量的变化。
项目2 电子秤的制作
知识点 2 电感式传感器
❖ 电路组装与调试 ❖ 考核 ❖ 拓展训练
项目2 电子秤的制作
知识点 1 电阻应变式式传感器
一、应变式传感器概述
❖ 工作原理：
将被测量的变化转换成电阻值的变化，再经过转换电路变成 电信号输出。
物理量
电量
❖ 优点：
结构简单、使用方便、性能稳定、可靠、灵敏度高和测量速 度快等
❖ 应用：
广泛航空、机械、电力、化工、建筑、医学等许多领域，常 用来测量力、压力、位移、应变、扭矩、加速度等
U0
2MUi
RP2 LP 2
与U1同极性
③ 铁芯下降时，M1 = M -ΔM，M2 = M +ΔM
U0
2MUi
RP2 LP 2
与U2同极性
项目2 电子秤的制作
知识点 2 电感式传感器
零点残余电压： 当差动变压器的衔铁处于中间位置时，理想条件下其输出电 压为零。但实际上，当使用桥式电路时，在零点仍有一个微小的 电压值(从零点几mV到数十mV)存在，称为零点残余电压。ຫໍສະໝຸດ 线圈的电感N2 L
Rm
设传感器的初始间隙长度为δ0，面积为So，线性化处理
后的电感相对增量为
L L0 0
电感相对增量灵敏度K为
K L / 1
L0
0
为了减小非线性误差，实际测量中广泛采用差动变间隙 式电感传感器。
项目2 电子秤的制作
知识点 2 电感式传感器
2、差动变间隙式传感器
如图所示为差动变间隙式电感传感器的结构原理图。 差动形式输出的总电感变化量近似为
传感器应用
项目2 电子秤的制作
——压力检测
项目2 电子秤的制作
项目要求
电子秤的制作
❖ 利用电阻应变式传感器 制作一个电子称，测量 范围为2kg,其分辨力 为1克，测量精度0.5 ％RD ± l字
❖ 利用数码管显示测量值 。
项目2 电子秤的制作 项目目标
项目2 电子秤的制作
项目内容
❖ 知识点：
1、电阻应变式传感器测量压力 2、电感式传感器测量压力
则:
轴应变量
径向应变量
项目2 电子秤的制作
由于
得
令
最终可得：
知识点 1 电阻应变式式传感器
项目2 电子秤的制作
知识点 1 电阻应变式式传感器
2、弹性敏感元件
根据弹性元件结构形式（柱形、筒形、环形、梁式、轮辐式）和 受载性质（拉、压、弯曲、剪切等）的不同，它们可分为许多种类。 （1) 柱式弹性元件 （2）薄壁圆筒 （3）悬臂梁
项目2 电子秤的制作
知识点 1 电阻应变式式传感器
二、电阻应变片的种类与结构 1．丝式应变片：结构如下图所示。
2、箔式应变片：如左图所示，箔材 厚度多为0.001-0.01mm。
3.薄膜应变片
3、薄膜应变片：采用真空蒸发或真 空沉积等方法，将电阻材料在基底上 制成一层各种形状的敏感栅。
项目2 电子秤的制作
.
jM1 I P
.
U2
.
jM 2 I P
由于次级绕组反向串接，故差动变压器输出电压为
.
U 0
jM1
M2
RP
Ui
jLP
其有效值为
U0
M1 M 2 U i RP2 LP 2
项目2 电子秤的制作
知识点 2 电感式传感器
① 铁芯处于中间位置时，M1 = M2 = M，U0 = 0 ② 铁芯上升时，M1= M +ΔM，M2= M -ΔM
c、传感器衔铁移动方向相反时
Z1 Z Δ Z、Z2 Z Δ Z，
u0 (u / 2) (Δ Z / Z )
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知识点 2 电感式传感器
（2）谐振电路
谐振电路如下图所示。图（a）中Z为传感器线圈，e为 激励电源。若谐振电路中激励源的频率为f，则可确定其工 作在谐振曲线A点。这种电路灵敏度很高，但非线性严重， 常与单线圈自感式传感器配合，用于测量范围小或线性度要 求不高的场合。
零点残余电压产生原因：
①基波分量
Ｕ０
②高次谐波
消除零点残余电压方法：
0
ＵＺ
①设计和工艺上保证结构对称性 x ②选用合适的测量线路
知识点 1 电阻应变式式传感器
三、电阻的应变效应 1、应变效应 电阻应变片的工作原理是基于金属的电阻应变效应。
一根金属电阻丝，在其未受力时，原始电阻值为：
R l
S
当电阻丝受到拉力F作用时， 引起电阻值变化量为
项目2 电子秤的制作
由上面2式相除得 dR dl dS d RlS
由
，得
所以
知识点 1 电阻应变式式传感器
电感相对变化量为 则电感相对增量灵敏度K为
结论： ①差动式比单线圈式的灵敏度高一倍； ②差动式的线性度得到明显改善。
项目2 电子秤的制作
知识点 2 电感式传感器
3、螺管型电感式传感器
如图 所示为螺管型电感式传感器的结构图。螺管型 电感传感器的衔铁随被测对象移动，线圈磁力线路径上的 磁阻发生变化，线圈电感量也随之变化，线圈电感量的大 小与衔铁位置有关，线圈的电感量L与衔铁进入线圈的长 度x保持线性关系。
项目2 电子秤的制作
知识点 2 电感式传感器
4、测量电路 (1) 交流变压器式电桥
z2
u/2
u0
u/2 z1
输出空载电压
u0
Z1
u
Z2
Z1
u 2
u 2
Z1 Z1
Z2 Z2
a、初始平衡状态，Z1=Z2=Z, u0=0
b、衔铁偏离中间零点时
Z1 Z Δ Z、Z2 Z Δ Z，
u0 (u / 2) (Δ Z / Z )
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知识点 2 电感式传感器
（3）调频电路 传感器自感变化将引起输出电压频率的变化
f
L C
f
G
f 1/ 2 LC
0 L
特点：灵敏度很高，但线性差，适用于线性要求不高的场合
项目2 电子秤的制作
知识点 2 电感式传感器
二、互感式传感器---差动变压器
1、螺线管式传感器的结构与工作原理