铁质悬臂梁应变全桥传感器：设计、实现与应用

本文主要探讨了一种基于应变全桥的铁质悬臂梁传感器的设计与实现。悬臂梁传感器是一种特殊的重量传感器，其工作原理是利用电阻应变片粘贴在铁质材料制成的梁上，当悬臂梁受到外部应力，如重量变化，导致梁体变形时，上下表面的应力差异会使得电阻应变片的桥路阻值发生变化，从而产生相应的电桥差分输出电压。这种设计的优势在于其高灵敏度和小巧的体积，便于集成和阵列化应用。 铁质悬臂梁传感器的关键组件包括电阻应变片构成的惠斯通电桥，模数转换器芯片HX711用于放大并数字化信号，以及单片机STC12C5A60S2进行数据处理和实时显示。设计过程中，通过Matlab软件对不同重量的砝码数据进行分段式曲线拟合，以便建立传感器的重量与电桥输出之间精确的关系模型。这样，单片机就能根据这个模型计算出被测物体的实际重量，并在显示器上实时更新。 实验结果显示，这种传感器制作的电子秤装置成本较低，且性能优良，能够实现0至500克的称重范围，支持超量程报警、金额累计和去皮等功能。在0至50克的重量范围内，误差控制在0.5克以内，而在50至500克范围内，误差控制在1克以内。针对可能存在的温漂问题，文中提出通过校正拟合系数的方法进行补偿，从而有效降低了对硬件的依赖，提高了系统的稳定性。 这项研究不仅展示了铁质悬臂梁传感器在电子秤领域的创新应用，而且强调了其在精度、成本和便携性方面的优势，为轻量化、低成本的智能称重设备提供了新的设计思路和技术路线。