低成本高精度简易电子秤设计详解

本文档主要介绍了熊欢任宏在2011年4月12日关于费城简易电子秤的设计方案，该设计旨在利用低成本和高精度的电子技术来实现一个便携式的电子秤。设计的核心组成部分包括： 1. **设计目标**： - 称重范围：5g至5000g - 最小精度：5g - 单位：克 2. **设计思路**： - 基于微控制器单元(MCU)控制和称重传感器的集成，利用电阻应变片电桥模块将物体重量转换为电信号。 - 采用高性能的仪表放大器，如INA128，提供稳定的信号放大，并具有良好的抗干扰能力。 - 高精度运放OP07确保了信号处理的准确性，即使在噪声环境中也能保持稳定。 - 使用STC公司的12C5A60S2单片机作为MCU，具备8路12位高速A/D转换器，提高了数据处理速度，同时价格经济实惠。 - 显示模块采用了LCD12864液晶屏，显示清晰且占用系统资源少。 3. **关键模块详解**： - **称重传感器**：采用集成平衡电桥，操作简单，平衡调整效果良好。 - **仪表放大器**：INA128芯片提供了足够的增益，通过激光校准增强抗干扰性能。 - **高精度运放**：OP07芯片以其高精度和低价格成为理想选择。 - **A/D转换器与MCU**：STC单片机的A/D转换效率高，便于编程控制。 - **显示模块**：LCD12864液晶屏用于清晰显示测量结果。 4. **电路设计**： - 文档中包含电桥电路图，基于惠斯登等臂电桥原理，利用应变片电阻变化反映重量变化。 5. **理论分析**： - 对应变片电桥的工作原理进行了详尽阐述，通过电阻变化与受力的关系推导出称重方程。 - 提供了电桥平衡条件下的电压分析，以及负载变化时电阻的变化对电桥电压的影响。 通过这个设计，熊欢任宏展示了如何通过精心选择和配置各种电子元件，创造出一个功能强大、成本效益高的电子秤，满足不同场合的精确测量需求。