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電子稱工作原理
1.工作原理：電子秤的工作原理以電子元件（稱重傳感器，AD轉換電路，單片機電路，顯示電路，鍵盤電路，通訊接口電路，穩壓電源電路等電路組成。
2.使用功能：電子秤采用現代傳感器技術、電子技術和計算機技術一體化的電子稱量裝置，才能滿足并解決現實生活中提出的"快速、準確、連續、自動"稱量要求，同時有效地消除人為誤差，使之更符合法制計量管理和工業生產過程控制的應用要求。
3.電子秤是強制檢定的計量器具，他的合格產品是有檢定分度值e和細分值D的標準，是受計量法保護的產品。
4.電子秤的分類：
1）.按原理分：電子秤 機械秤 機電結合秤
2）.按功能分：計數秤 計價秤 計重秤
3）.按用途分：工業秤 商業秤 特種秤
4）.按放置位置分類：桌面秤 指全稱量在30Kg以下的電子秤 臺秤： 指全稱量在30-300Kg以內的電子秤 地磅： 指全稱量在300Kg以上的電子秤 4.精密天平
5）.按度分類： I級： 特種天平 精密度≥1/10萬 II級： 2.高精度天平 1/1萬≤精密度＜1/10萬 III級： 3.中精度天平 1/1000≤精密度＜1/1萬 IV級： 普通秤 1/100≤精密度＜1/1000
電子秤的原理方框圖解讀
*部分 電子秤的原理方框圖:
程式 K/B（按鍵）
↑ Fx → 傳感器 → OP放大 → A/D轉換 → CPU → 顯示驅動 → 顯示屏 記憶體
工作流程說明： 當物體放在秤盤上時，壓力施給傳感器，該傳感器發生形變，從而使阻抗發生變化，同時使用激勵電壓發生變化，輸出一個變化的模擬信號。該信號經放大電路放大輸出到模數轉換器。轉換成便于處理的數字信號輸出到CPU運算控制。CPU根據鍵盤命令以及程序將這種結果輸出到顯示器。直至顯示這種結果。
第二部分 秤的分類： 1.按原理分：電子秤機械秤 機電結合秤 2.按功能分：計數秤 計價秤 計重秤 3.按用途分：工業秤商業秤 特種秤
第三部分 秤的種類： 1.桌面秤 指全稱量在30Kg以下的電子秤 2.臺秤 指全稱量在30-300Kg以內的電子秤 3.地磅 指全稱量在300Kg以上的電子秤 4.精密天平
第四部分 按度分類： I級： 特種天平 精密度≥1/10萬 II級： 高精度天平 1/1萬≤精密度＜1/10萬 III級： 中精度天平 1/1000≤精密度＜1/1萬 IV級： 普通秤 1/100≤精密度＜1/1000
第五部分 專業術語： 1.zui大稱量： 一臺電子秤不計皮重，所能稱量的zui大的載荷; 2.zui小稱量：一臺電子秤在低于該值時會出現的一個相對誤差; 3.安全載荷： 120%正常稱量范圍; 4.額定載荷： 正常稱量范圍; 5.允許誤差： 等級檢定時允許的zui大偏差; 6.感量： 一臺電子秤所能顯示的zui小刻度;通常用“d”來表示; 7.解析量： 一臺具有計數功能的電子秤，所能分辯的zui小刻度; 8.解析度： 一臺具有計數功能的電子秤，內部具有分辯能力的一個參數; 9.預熱時間：一臺秤達到各項指標所用的時間; 10.精度： 感量與全稱量的比值; 11.電子秤使用環境溫度為： -10攝氏度 到 40攝氏度 12.臺秤的臺面規格： 25cm X 30cm 30cm X 40cm 40cm X 50cm 42cm X 52cm 45cm X 60cm
第六部分 電子秤的特點： 1.實現遠距離操作; 2.實現自動化控制; 3.數字顯示直觀、減小人為誤差; 4.準確度高、分辯率強; 5.稱量范圍廣; 6.*功能：扣重、預扣重、歸零、累計、警示等; 7.維護簡單; 8.體積小; 9.安裝、校正簡單; 10.特種行業，可接打印機或電腦驅動; 11.智能化電子秤，反應快，效率高;
第七部分 電子秤檢查過程： 1.先整體檢查：有無磨損和損壞; 2.能否開機：開機后是否從0到9依次顯示、數字是否模糊、能否歸零; 3.有無背光; 4.用砝碼測試能否稱重; 5.充電器是否完好，能否使用; 6.配件是否齊全;
第八部分 傳感器類型： 1.電阻式：價格適中、精度高、使用廣泛; 2.電容式：體積小、精度低; 3.磁浮式：特高精度、造價高; 4.油壓式：現市場上已淘汰; 顯示器種類： 1.LCD（液晶顯示）：免插電、省電、附帶背光; 2.LED：免插電、耗電、很亮; 3.燈管：插電、耗電、很高; K/B（按鍵）類型： 1.薄膜按鍵：觸點式; 2.機械按鍵：由許多單按鍵組合在一起; 傳感器的特性： 1.額定載荷; 2.輸出靈敏度; 3.非線性; 4.滯后; 5.重復性; 6.蠕變; 7.零點輸出影響; 8.額定輸出溫度影響; 9.零點輸入; 10.輸入阻抗; 11.輸出阻抗; 12.緣阻抗; 13.容許激勵電壓;（5-18V）
第九部分 傳感器損壞后現象： 1.稱量不準; 2.顯示不歸零; 3.顯示的數字亂跳 判斷傳感器的+E、-E、+S、-S 1.先用電阻檔測4條線兩兩這間的電阻值，共有6組。如為400-450歐則為+E、-E;如果為350歐，則為+S、-S;為290歐，則為R橋臂; 2.在+E、-E端接上+_5V電壓，
傳感器正確施加一個壓力，如輸出+_S增大，則紅表筆為+S，反之-S;
第十部分 高精度計數秤特點： 1.Kg/Ib單位轉換功能; 2.零點顯示范圍、調整功能（GLH系列沒有） 3.取樣速度調節功能; 4.有10組單重記憶功能; 5.可同時進行重量、數量、累計功能（GLH只有數量累計） 6.可設定重量、數量上限警示功能; 7.自動零點追蹤、溫度線性校正; 8.扣重及預扣重功能; 9.待機功能; 10.有零點顯示范圍和零點跟蹤范圍; 11.有電池電壓管制限制功能;
1 生產企業的原材料入廠檢斤[選用計重臺式電子秤，可以增加打印和電腦軟件管理功能]；
2 生產企業的生產過程材料配比，混合加料重量控制[選用計重案秤或臺秤]；
3 企業產品包裝分檢系統，可以提高產品的合格率[選用檢重電子秤，可以增加打印和電腦軟件管理功能]；
4 生產企業原料和產品的質量化驗體系[選用高精度天平計重，可以選擇計量單位]；
5 商品倉儲批發企業的入庫出庫計量[選用計重/計數電子秤，利用計數功能提高工作效率]；
6 企業庫房承重系統，[可以利用檢重，計數功能提高數據準確性和降低勞動強度，利用打印和電腦軟件實現科學管理]；
7 餐飲，商場，超市等服務行業稱重[選用計重電子秤，可以實現采購的物品重量準確，降低各種漏洞帶來的經濟損失]；
8 快遞，貨運，物流行業進行計量稱重管理[選用計重平臺秤，配合打印，大屏幕，電腦軟件管理，可以實現公平交易，提高企業誠信度]；
9 科研部門利用電子稱重，可以提高計算的度，達到事半功倍的作用，利用RS-232數據實現程序共享； 10 現代化社會，任何行業都需要計量，精細，準確，穩定，是電子稱重產品的核心技術，電子秤技術性能的提高是全社會電子稱重計量普及的基礎。
一、名詞解釋
利用作用于物體上的重力來測量該物體質量（重量）的計量儀器，裝有電子裝置的秤為電子秤。
二、工作原理
秤重物品經由裝在機構上的重量傳感器，將重力轉換為電壓或電流的模擬訊號，經放大及濾波處理后由A/D處理器轉換為數字訊號，數字訊號由中央處理器（CPU）運算處理，而周邊所須要的功能及各種接口電路也和CPU連接應用，zui后由顯示屏幕以數字方式顯示。
買個壓力傳感器，然后根據量程設計合適的平衡電橋（單、雙臂都可以），然后用電流表測電流，改表盤能夠得到很簡單的指針式電子秤。用AD模塊采樣傳感器串聯的電阻兩端的電壓，用單片機計算并驅動顯示。也有相應的模塊。
核心原件：應變片，一個金屬構架上貼著盤繞著金屬絲的貼片。
稱重時，金屬構架受力形變，貼片上的金屬絲也隨著被拉長或縮短，金屬絲電阻因此改變，通過測量金屬絲的電阻變化，得到所稱重物的數據。
金屬絲的形變得到的電參數，經過放大電路，調零電路，模數轉換（A/D轉換），譯碼電路后驅動數碼管顯示出數字。
電阻應變式稱重傳感器（0-300克）
電阻應變式稱重傳感器原理
機械磅秤是利用杠桿位移原理秤量被測物體的質量，它是一種模擬測量，所以顯示值誤差很大。電子衡器是利用傳感器測量原理，它是把外部的壓力通過傳感器的彈性梁變形使之貼在上面的應變片發生阻值變化，在激勵電壓的作用下，輸出與被測物成正比的模擬的電信號，給AD電路。
電子衡器的AD電路，它把傳感器送來的模擬信號進行調制、放大、濾波、取樣、積分，輸出穩定的數字信號，送給中央微處理器（CPU），由CPU控制內部的工作程序通過顯示電路，顯示出被測物重量值。
秤量的標定，是由量值（法定砝碼）的質量，輸出的數字碼（BCD碼）與CPU內部程序存儲器所編制的程序校準碼一致時，便可完成秤量標定。模擬衡器是靠標準砝碼直接標定，技術含量低，容易作假（取決于標準砝碼的質量）。電子衡器的秤量標定需要標準砝碼，但還需要標定密碼。標定密碼由衡器生產廠家掌握，它是嚴格保密的。
電子衡器的非法標定是利用標準砝碼的質量值與校準程序的校準碼值的允許范圍來進行的，因為校準數碼值是有一定范圍空間的（例如zui大秤量150kg的電子秤，它的50kg內碼值是在12000～18000范圍內都可以標定為50kg顯示值。如果標定砝碼實際質量是49kg標定出的顯示值是50kg，那么該電子秤顯示150kg時它的實際重量是147kg。這種秤在市場貿易中就會造成什么后果，不言而喻。
這就是法制計量在國民經濟中的重要性。
*部分 電子秤的原理方框圖:
程式 K/B（按鍵） ↑ Fx → 傳感器 → OP放大 → A/D轉換 → CPU → 顯示驅動 → 顯示屏 ↓ 記憶體
工作流程說明： 當物體放在秤盤上時，壓力施給傳感器，該傳感器發生形變，從而使阻抗發生變化，同時使用激勵電壓發生變化，輸出一個變化的模擬信號。該信號經放大電路放大輸出到模數轉換器。轉換成便于處理的數字信號輸出到CPU運算控制。CPU根據鍵盤命令以及程序將這種結果輸出到顯示器。直至顯示這種結果。
第二部分 秤的分類： 1.按原理分：電子秤 機械秤 機電結合秤 2.按功能分：計數秤 計價秤 計重秤 3.按用途分：工業秤 商業秤 特種秤
第三部分 秤的種類： 1.桌面秤 指全稱量在30Kg以下的電子秤 2.臺秤 指全稱量在30-300Kg以內的電子秤 3.地磅 指全稱量在300Kg以上的電子秤 4.精密天平
第四部分 按度分類： I級： 特種天平 精密度≥1/10萬 II級： 高精度天平 1/1萬≤精密度＜1/10萬 III級： 中精度天平 1/1000≤精密度＜1/1萬 IV級： 普通秤 1/100≤精密度＜1/1000
第五部分 專業術語： 1.zui大稱量： 一臺電子秤不計皮重，所能稱量的zui大的載荷; 2.zui小稱量：一臺電子秤在低于該值時會出現的一個相對誤差; 3.安全載荷： 120%正常稱量范圍; 4.額定載荷： 正常稱量范圍; 5.允許誤差： 等級檢定時允許的zui大偏差; 6.感量： 一臺電子秤所能顯示的zui小刻度;通常用“d”來表示; 7.解析量： 一臺具有計數功能的電子秤，所能分辯的zui小刻度; 8.解析度： 一臺具有計數功能的電子秤，內部具有分辯能力的一個參數; 9.預熱時間：一臺秤達到各項指標所用的時間; 10.精度： 感量與全稱量的比值; 11.電子秤使用環境溫度為： -10攝氏度 到 40攝氏度 12.臺秤的臺面規格： 25cm X 30cm 30cm X 40cm 40cm X 50cm 42cm X 52cm 45cm X 60cm
第六部分 電子秤的特點： 1.實現遠距離操作; 2.實現自動化控制; 3.數字顯示直觀、減小人為誤差; 4.準確度高、分辯率強; 5.稱量范圍廣; 6.*功能：扣重、預扣重、歸零、累計、警示等; 7.維護簡單; 8.體積小; 9.安裝、校正簡單; 10.特種行業，可接打印機或電腦驅動; 11.智能化電子秤，反應快，效率高;
第七部分 電子秤檢查過程： 1.先整體檢查：有無磨損和損壞; 2.能否開機：開機后是否從0到9依次顯示、數字是否模糊、能否歸零; 3.有無背光; 4.用砝碼測試能否稱重; 5.充電器是否完好，能否使用; 6.配件是否齊全;
第八部分 傳感器類型： 1.電阻式：價格適中、精度高、使用廣泛; 2.電容式：體積小、精度低; 3.磁浮式：特高精度、造價高; 4.油壓式：現市場上已淘汰; 顯示器種類： 1.LCD（液晶顯示）：免插電、省電、附帶背光; 2.LED：免插電、耗電、很亮; 3.燈管：插電、耗電、很高; K/B（按鍵）類型： 1.薄膜按鍵：觸點式; 2.機械按鍵：由許多單按鍵組合在一起; 傳感器的特性： 1.額定載荷; 2.輸出靈敏度; 3.非線性; 4.滯后; 5.重復性; 6.蠕變; 7.零點輸出影響; 8.額定輸出溫度影響; 9.零點輸入; 10.輸入阻抗; 11.輸出阻抗; 12.緣阻抗; 13.容許激勵電壓;（5-18V）
第九部分 傳感器損壞后現象： 1.稱量不準; 2.顯示不歸零; 3.顯示的數字亂跳判斷傳感器的+E、-E、+S、-S 1.先用電阻檔測4條線兩兩這間的電阻值，共有6組。如為400-450歐 則為+E、-E;如果為350歐，則為+S、-S;為290歐，則為R橋臂; 2.在+E、-E端接上+_5V電壓，傳感器正確施加一個壓力，如輸出+_S增大，則紅表筆為+S，反之-S;
第十部分 高精度計數秤特點： 1.Kg/Ib單位轉換功能; 2.零點顯示范圍、調整功能（GLH系列沒有） 3.取樣速度調節功能; 4.有10組單重記憶功能; 5.可同時進行重量、數量、累計功能（GLH只有數量累計） 6.可設定重量、數量上限警示功能; 7.自動零點追蹤、溫度線性校正; 8.扣重及預扣重功能; 9.待機功能; 10.有零點顯示范圍和零點跟蹤范圍; 11.有電池電壓管制限制功能;
壓阻式傳感器是根據半導體材料的壓阻效應在半導體材料的基片上經擴散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件，擴散電阻在基片內接成電橋形式。當基片受到外力作用而產生形變時，各電阻值將發生變化，電橋就會產生相應的不平衡輸出。
用作壓阻式傳感器的基片（或稱膜片）材料主要為硅片和鍺片，硅片為敏感材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視，尤其是以測量壓力和速度的固態壓阻式傳感器應用zui為普遍。
傳感器的靈敏度
靈敏度是指傳感器在穩態工作情況下輸出量變化△y對輸入量變化△x的比值。
它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關系，則靈敏度S是一個常數。否則，它將隨輸入量的變化而變化。
靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應表示為200mV/mm。
當傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時，靈敏度可理解為放大倍數。
提高靈敏度，可得到較高的測量精度。但靈敏度愈高，測量范圍愈窄，穩定性也往往愈差。
傳感器常用術語
1.傳感器
能感受規定的被測量并按照一定的規律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。通常有敏感元件和轉換元件組成。
① 敏感元件是指傳感器中能直接（或響應）被測量的部分。
② 轉換元件指傳感器中能較敏感元件感受（或響應）的北側量轉換成是與傳輸和（或）測量的電信號部分。
③ 當輸出為規定的標準信號時，則稱為變送器。
2.測量范圍
在允許誤差限內被測量值的范圍。
3. 量程
測量范圍上限值和下限值的代數差。
4. 度
被測量的測量結果與真值間的一致程度。
5.從復性
在所有下述條件下，對同一被測的量進行多次連續測量所得結果之間的符合程度：
相同測量方法：
相同觀測者：
相同測量儀器：
相同地點：
相同使用條件：
在短時期內的重復。
6. 分辨力
傳感器在規定測量范圍圓可能檢測出的被測量的zui小變化量。
7. 閾值
能使傳感器輸出端產生可測變化量的被測量的zui小變化量。
8. 零位
使輸出的值為zui小的狀態，例如平衡狀態。
9. 激勵
為使傳感器正常工作而施加的外部能量（電壓或電流）。
10. zui大激勵
在一定內條件下，能夠施加到傳感器上的激勵電壓或電流的zui大值。
11. 輸入阻抗
在輸出端短路時，傳感器輸入的端測得的阻抗。
12. 輸出
有傳感器產生的與外加被測量成函數關系的電量。
13. 輸出阻抗
在輸入端短路時，傳感器輸出端測得的阻抗。
14. 零點輸出
在市內條件下，所加被測量為零時傳感器的輸出。
15. 滯后
在規定的范圍內，當被測量值增加和減少時，輸出中出現的zui大差值。
16. 遲后
輸出信號變化相對于輸入信號變化的時間延遲。
17. 漂移
在一定的時間間隔內，傳感器輸出于被測量無關的不需要的變化量。
18. 零點漂移
在規定的時間間隔及室內條件下零點輸出時的變化。
19. 靈敏度
傳感器輸出量的增量與相應的輸入量增量之比。
20. 靈敏度漂移
由于靈敏度的變化而引起的校準曲線斜率的變化。
21.熱靈敏度漂移
由于靈敏度的變化而引起的靈敏度漂移。
22. 熱零點漂移
由于周圍溫度變化而引起的零點漂移。
23. 線性度
校準曲線與某一規定直線一致的程度。
24. 非線性度
校準曲線與某一規定直線偏離的程度。
25.長期穩定性
傳感器在規定的時間內仍能保持不超過允許誤差的能力。
26. 固有憑率
在無阻力時，傳感器的自由（不加外力）振蕩憑率。
27. 響應
輸出時被測量變化的特性。
28.補償溫度范圍
使傳感器保持量程和規定限內的零平衡所補償的溫度范圍。
29. 蠕變
當被測量機器多有環境條件保持恒定時，在規定時間內輸出量的變化。
30. 緣電阻
如無其他規定，指在室溫條件下施加規定的直流電壓時，從傳感器規定緣部分之間測得的電阻值。
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一、稱重傳感器的基本知識
1. 定義：GB/T7551-1997《稱重傳感器》
考慮到使用地點的重力加速度（g）和空氣浮力（f）的影響后，通過把其中一種被測量（質量）轉換成另外一種被測量（輸出）來測量質量的力傳感器。
被測量（質量） 稱重傳感器 輸出
2. 組成
敏感元件+傳感元件+測量電路
其中：敏感元件——電阻應變計； 傳感元件——彈性體； 測量電路——惠斯通電橋
二、電阻應變計工作原理
以金屬材料為轉換元件的電阻應變計，其轉換原理是基于金屬電阻絲的電阻——應變效應。
所謂應變效應是指金屬導體（電阻絲）的電阻值隨變形（伸長或縮短）而發生改變的一種物理現象。如下圖所示：
1. 受力前（F=0）電阻值
R=ρ*L/S （1）
式中R——金屬絲的電阻（Ω）； ρ——金屬絲的電阻率（Ω*M）；
L——金屬絲的長度（m）； S——金屬絲的橫截面積（m2）（πD2/4）
D——金屬絲的直徑（m）
2. 受力后（F＞0）電阻變化值
⊿R=R*Kε （2）
式中⊿R——電阻變化量； R——原始電阻值；
K——應變計的靈敏系數； ε——軸向應變
結論：金屬絲拉伸，電阻值增加；
金屬絲壓縮，電阻值減小
3. 幾種常見的電阻應變計外形
4. 電阻應變計的組成部分
5. 我公司常用應變計的阻值（Ω）
350；700；1000
三、稱重傳感器的工作原理
1. 兩個典型的力學模型
當F＞0時，R1、R3被拉伸，阻值增大；R2、R4被壓縮，阻值減小。
2. 惠斯頓電橋
在應變計的電測技術中，應用zui廣泛的測量電路是惠斯通電橋電路。測量電橋由于具有靈敏度高、測量范圍寬、電路結構簡單、精度高、容易實現溫度補償等優點，因此能很好地滿足應變測量的要求。
電橋根據電源的性質分直流電橋和交流電橋兩種，當Ui為直流時該電橋為直流電橋。電橋電路如上圖所示，它的四個橋臂由R1、R2、R3、R4組成。
1） 直流電橋的電壓輸出
根據分壓原理，從D-A-C半橋來看，從D經A到C的電壓降為Ui，通過R1、R2的電流
I1=Ui/（R1+R2） （1）
R2上的電壓降為I1R2，代入（1）得
UAC=Ui*R2/（R1+R2） （2）
同樣，D-B-C半橋的電壓降也是Ui，R3上的電壓降為：
UBC=Ui*R3/（R3+R4） （3）
則輸出電壓UO是UBC與UAC之間的差，即
R1R3-R2R4
UO=UBC-UAC= Ui （4）
（R1+R2）（R3+R4）
由（4）可知，當橋臂電阻滿足如下條件時，即
R1R3=R2R4 （5）
電橋的輸出電壓UO=0，電橋處于平衡狀態。
為了保證測量的準確性，在實測之前應使電橋平衡（置零），這樣輸出電壓只與應變計感受應變所引起的電阻變化有關。
2） 按上述力學模型解釋：
當F=0時，R1R3=R2R4；U0=0；
當F＞0時，R1、R3增加，R2、R4減小，U0＞0。
若欲得到與上述電信號相反的結果時，只需將A與C（或B與D）之間的電源正、負互換即可。
3） 當橋臂電阻的阻值發生變化時，電橋的輸出電壓也隨著發生變化，當⊿R<<R時，其輸出電壓與電阻變化率⊿R/R（或應變ε）成線性關系。
我們在選擇稱重傳感器時，傳感器的說明書會有很多參數向我們說明這種傳感器的性能指，其中的抗干擾的，受溫度漂移影響的。還有精度的。
其中有一個參數叫靈敏度，它一般是向如下這么標注的：
靈敏度 2±0.002（mv/v）
這個靈敏度是什么意思呢？這是傳器的一個重要性能指標，當然其它指標也很重要，但在我們選擇傳感器要使用時，這個指標會直接影響到使用。其實它的意思是，傳感器在受到額定的拉力（如果滿量程是200KG的，它的額定拉力就是200KG）做用下，在激勵電壓（也叫供橋電壓，輸入電壓）是1v的情況下，它的兩個輸出端會有2mv的壓力變化。當然實際工作時激勵電壓會大于1v，一般為10v到12v。如果一個200KG的傳感器，它的靈敏度是2±0.002（mv/v），它的激勵電壓是10v，那么在200KG拉力作用下，輸出端的壓力變化就是2*10=20mv。我們在選擇傳感器的時候，往往是三個或四個同時并聯使用的，必須要求每個傳感器的靈敏度要相同才能同時使用。如果不相同的會使整個秤不準，把一個東西放在同一個秤的不同地方會顯示不同的重量。如果在更換損壞的傳感器時，也要找到靈敏度和量程相同的傳感器，其它的指標可以忽略，只要這兩項指標相同，就是不同廠家的傳感器放在一起用也可以