CN105509851A - 一种自调整测量精度电子秤 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自调整测量精度电子秤，包括依次连接的压力变换器、运放电路、多路AD转换器、单片机，以及与单片机连接的显示模块和输入模块；所述运放电路包括三个并联的运算放大器，三个运算放大器同时工作，将压力变换器传送的电压信号放大后传送至多路AD转换器，通过不同的AD转换通道把三个运算放大器输出的电压信号转化为相应的数字量信号，而后将数字量信号传送至单片机，单片机控制多路AD转换器的转换，接受输入模块的控制按键信号，显示模块显示结果。本发明结构简单，成本低廉，实现了电子秤的自动精度调整，又不会过多增加产品成本。

Description

一种自调整测量精度电子秤
技术领域
本发明涉及一种电子秤，尤其涉及一种自调整测量精度电子秤。
背景技术
无论是在超市还是在农贸市场电子秤能够及时的显示单价、重量、总价等信息，是一种方便的测量工具。电子秤的工作原理主要是使用传感器把重力信号转化为模拟电信号，然后对模拟信号进行适当的放大与预处理，再利用AD转换器把处理后的模拟信号转化为数字信号送入单片机中，单片机对数字信号处理后送入显示模块进行显示。
现有市场上的电子秤的精度都是固定的，例如量程是100kg的电子秤，误差在-50g至+50g，当测量的质量较大时，该误差是可以接受的。但是，若测量的质量较小，如测量一个大约是1kg的物品，-50g至+50g的误差就难以接受。而要想让这个称量范围大的电子秤的精度更高，需要更换位数更高的AD转换器，而位数高的AD转换器价格较昂贵，则无形中增加了产品的成本，因此，这是一个矛盾的问题，如何解决这一问题，需要对现有产品进行创新，让其能根据测量物的重量自动调整测量精度，又不会过多增加产品成本。
发明内容
为克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种自调整测量精度电子秤。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种自调整测量精度电子秤，包括依次连接的压力变换器、运放电路、多路AD转换器、单片机，以及与单片机连接的显示模块和输入模块；所述运放电路包括三个并联的运算放大器，三个运算放大器同时工作，将压力变换器传送的电压信号放大后传送至多路AD转换器，通过不同的AD转换通道把三个运算放大器输出的电压信号转化为相应的数字量信号，而后将数字量信号传送至单片机，单片机控制多路AD转换器的转换，接受输入模块的控制按键信号，显示模块显示结果。
进一步的，所述运算放大器为运算放大器I、运算放大器II、运算放大器III，且三者的放大倍数不相同。
更进一步的，所述多路AD转换器采用10位多路AD转换器，所述多路AD转换器设定工作时的参考电压为N伏时，多路AD转换器把0~N伏的电压转化为0000000000B至1111111111B之间的数字量，三个运算放大器采用不同的放大倍数，运算放大器I放大倍数是N*100倍，则此放大器将0~10毫伏的电压放大至0~N伏；运算放大器II放大倍数是100倍，则此放大器将0~N*10毫伏的电压放大至0~N伏；运算放大器III放大倍数是N*10倍，则此放大器将0~100毫伏的电压放大至0~N伏；在接收到压力变换器传送的信号时，单片机控制多路AD转换器先采集运算放大器III输出的模拟信号，而后将运算放大器III的输送信号处理并得到数字信号，判断数字信号所代表的数值区间与运算放大器I、运算放大器II和运算放大器III所代表的重量区间段进行比较，最终确定三个运算放大器中适合该重量区间的那个运算放大器，将该运算放大器传送的信号作为输出信号，送入多路AD转换器并将计算结果在显示模块上显示。
本发明的有益技术效果是：结构简单，成本低廉，当测量不同质量的物体时单片机控制多路AD转换器对不同的通道实现数字量信号的采集，而后根据物体重量自动调整选择一个合理的精度区间进行显示，实现了电子秤的自动精度调整，又不会过多增加产品成本。
具体实施方式
一种自调整测量精度电子秤，包括依次连接的压力变换器、运放电路、多路AD转换器、单片机，以及与单片机连接的显示模块和输入模块；所述运放电路包括三个并联的运算放大器，三个运算放大器同时工作，将压力变换器传送的电压信号放大后传送至多路AD转换器，通过不同的AD转换通道把三个运算放大器输出的电压信号转化为相应的数字量信号，而后将数字量信号传送至单片机，单片机控制多路AD转换器的转换，接受输入模块的控制按键信号，显示模块显示结果。
所述运算放大器为运算放大器I、运算放大器II、运算放大器III，且三者的放大倍数不相同。
所述多路AD转换器采用10位多路AD转换器，所述多路AD转换器设定工作时的参考电压为N伏时，多路AD转换器把0~N伏的电压转化为0000000000B至1111111111B之间的数字量，三个运算放大器采用不同的放大倍数，运算放大器I放大倍数是N*100倍，则此放大器将0~10毫伏的电压放大至0~N伏；运算放大器II放大倍数是100倍，则此放大器将0~N*10毫伏的电压放大至0~N伏；运算放大器III放大倍数是N*10倍，则此放大器将0~100毫伏的电压放大至0~N伏；在接收到压力变换器传送的信号时，单片机控制多路AD转换器先采集运算放大器III输出的模拟信号，而后将运算放大器III的输送信号处理并得到数字信号，判断数字信号所代表的数值区间与运算放大器I、运算放大器II和运算放大器III所代表的重量区间段进行比较，最终确定三个运算放大器中适合该重量区间的那个运算放大器，将该运算放大器传送的信号作为输出信号，送入多路AD转换器并将计算结果在显示模块上显示。
不同质量的物体产生不同的重力，压力变换器将这个力转化成电压信号，电压信号的大小与物体的重量呈现一定的关系，当被测量物体为0-10kg，压力变送器输出的信号为0-10毫伏；当被测量物体在0kg~50kg时压力变送器输出的信号为0-50毫伏；当被测量物体在0kg~100kg时压力变送器输出的信号为0-100毫伏；使用10位的多路AD转换器，当AD转换器工作时的参考电压为5伏时，AD转换器能够把0~5v的电压转化为0000000000B至1111111111B之间的数字量。三个运算放大器采用不同的放大倍数，运算放大器1放大倍数是500倍，该放大器能够把0-10毫伏的电压放大至0~5v；运算放大器2放大倍数是100倍，该放大器能够把0-50毫伏的电压放大至0~5v；运算放大器3放大倍数是50倍，该放大器能够把0-100毫伏的电压放大至0~5v；
当使用电子秤测量一个物体时，单片机首先利用AD转换器采集运算放大器III输出的模拟信号，利用运算放大器III的输出结果对应的数字信号确定使用哪一个运算放大器的输出结果。
运算放大器III对应输出经过多路AD转换器得到的数字量为0010000000B
~0111111111B时，对应的物体重量在50~100kg之间，此时不再使用运算放大器I和运算放大器II的输出结果进行测量，直接采用运算放大器3的输出结果进行测量，此时的精度为：100/1024(kg)=0.0977kg=97.7g。
运算放大器III对应输出经过多路AD转换器得到的数字量为0001100110B~00011111111B时对应的物体重量在10~50kg之间，此时单片机采集运算放大器II的输出对应的数字量，使用运算放大器II的输出结果进行测量，此时电子秤的精度为50/1024(kg)=0.0488kg=48.8g。
运算放大器III对应输出进过AD转换器得到的数字量为小于0001100110B时对应的物体重量在小于10kg，此时单片机采集运算放大器III的输出对应的数字量，使用运算放大器I的输出结果进行测量，此时电子秤的精度为：10/1024(kg)=0.0098kg=9.8g。
当测量不同的重量的物体时通过上述方式自动判断，进而使得测量结果有不同的精度。当测量范围在0-10kg时测量精度为9.8g，当测量范围在10-50kg时测量精度为48.8g，当测量范围在50~100kg时测量精度为97.7g。
以上实施例是对本发明内容的解释，不作为对本发明内容的限定，凡是本领域技术人员在本申请所公开基础上无创造性的变动，均在本申请的保护范围内。

Claims (3)

1.一种自调整测量精度电子秤，包括依次连接的压力变换器、运放电路、多路AD转换器、单片机，以及与单片机连接的显示模块和输入模块；所述运放电路包括三个并联的运算放大器，三个运算放大器同时工作，将压力变换器传送的电压信号放大后传送至多路AD转换器，通过不同的AD转换通道把三个运算放大器输出的电压信号转化为相应的数字量信号，而后将数字量信号传送至单片机，单片机控制多路AD转换器的转换，接受输入模块的控制按键信号，显示模块显示结果。
2.根据权利要求1所述的自调整测量精度电子秤，其特征在于：所述运算放大器为运算放大器I、运算放大器II、运算放大器III，且三者的放大倍数不相同。
3.根据权利要求2所述的自调整测量精度电子秤，其特征在于：所述多路AD转换器采用10位多路AD转换器，所述多路AD转换器设定工作时的参考电压为N伏时，多路AD转换器把0~N伏的电压转化为0000000000B至1111111111B之间的数字量，三个运算放大器采用不同的放大倍数，运算放大器I放大倍数是N*100倍，则此放大器将0~10毫伏的电压放大至0~N伏；运算放大器II放大倍数是100倍，则此放大器将0~N*10毫伏的电压放大至0~N伏；运算放大器III放大倍数是N*10倍，则此放大器将0~100毫伏的电压放大至0~N伏；在接收到压力变换器传送的信号时，单片机控制多路AD转换器先采集运算放大器III输出的模拟信号，而后将运算放大器III的输送信号处理并得到数字信号，判断数字信号所代表的数值区间与运算放大器I、运算放大器II和运算放大器III所代表的重量区间段进行比较，最终确定三个运算放大器中适合该重量区间的那个运算放大器，将该运算放大器传送的信号作为输出信号，送入多路AD转换器并将计算结果在显示模块上显示。
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