稱(chēng)重技術(shù)是廣泛應用于工業(yè)，農業(yè)，交 通，貿易和科研等領(lǐng)域的重要技術(shù)，與社會(huì )發(fā) 展、工業(yè)生產(chǎn)和人們生活息息相關(guān)，電子秤屬 于電子衡器，技術(shù)水平的高低，直接影響著(zhù)生 產(chǎn)生活質(zhì)量和經(jīng)濟效益的發(fā)展。

電子秤采用單片機處理系統，通過(guò)稱(chēng)重傳 感器將被測量轉換為電信號，經(jīng)過(guò)對采樣信號 的處理和分析，實(shí)現重量信號的采集和轉換， 并利用單片機系統進(jìn)行計算分析，最后通過(guò)顯 示設進(jìn)行顯示，能達到快捷，方便的重量信息 顯示。電子秤設備采用數字顯示的方式，能直 接進(jìn)行計算等功能，使用方便，計量準確，在 生活中有廣泛的影響。

1.電子秤的基本組成結構

電子秤采用單片機系統和傳感器設備， 根據物體的質(zhì)量來(lái)測量相關(guān)特性參數，主要有 四部分構成，分別是承重傳力系統、稱(chēng)重傳感 器、智能處理器和數字顯示設備。

承重傳力系統是被測量物體與電子秤之 間的機械設備，主要有承載器，吊掛和減震機 構構成。稱(chēng)重傳感器是將被測量非電量轉換為 電信號的原件，能實(shí)現把承受的重力轉換成電 信號的一種傳感設備，在進(jìn)行轉換的過(guò)程中， 要求傳感器具有較高的靈敏度、對于輸入量和 轉化形成的電信號有較好的線(xiàn)性關(guān)系，并能適 應不同的工作環(huán)境，性能好，測量轉換結果穩 定。智能處理器是電子秤設備的核心機構，能 都實(shí)現對輸入信號的處理，并將處理后的數據 通過(guò)編碼的形式傳輸到外部現實(shí)設備。數字顯 示設備是人機交互的重要部件，主要有顯示、 打印鍵盤(pán)或觸摸屏輸入等功能構成。

2.電子秤的工作原理和設計要求

電子秤在工作過(guò)程中，能夠實(shí)現將物體 重量轉換成電信號，并給予顯示的能力。將物 體置于電子秤承重機構，重量傳遞到稱(chēng)重傳感 器，傳感器將重量信號轉換成與之有一定函數 關(guān)系的電信號，將此電信號經(jīng)過(guò)放大、濾波轉 換后，輸入到智能處理器，智能處理器掃描鍵 盤(pán)和各種輸入不見(jiàn)設備信息，并根據輸入信號 進(jìn)行判斷和分析，實(shí)現用戶(hù)所需要的各種計算 過(guò)程，最后將結果保存入存儲器，再由相關(guān)指 令控制信息傳入到顯示或打印設備。

根據電子秤稱(chēng)量的應用范圍，要求電子秤 測量精度高，結果準確本系統在相關(guān)方面要求參數如下稱(chēng)稱(chēng)量范圍0?6000g，分度值0. lkg, 精度等級II級，電源AC220V。

3.系統方案設計

系統采用STC12C5AS2作為智能控制器，稱(chēng) 重傳感器采用SP20C-G501電阻應變式傳感器， 輔助電源、按鍵和數字顯示設備。

STC12C5A60S2系列單片機，外圍電路設計 簡(jiǎn)單，在單片機外加上晶振電路和電源就能夠 正常工作。

SP20C-G501電阻應變式傳感器在進(jìn)行信號 處理過(guò)程中，需要信號放大，處理。傳感器放 大電路采用兩級放大電路，前級采用比例運算 電路，后級采用差動(dòng)比例運算電路。傳感器采 集的信號經(jīng)過(guò)前級放大電路進(jìn)行初步放大，在 放大電路處理過(guò)程中，為了提高對工模信號的 抑制，在反饋電阻選擇是采用精密可調電阻。

顯不模塊米用1602液晶模塊。1602液晶能 實(shí)現數字，圖形顯示，并能實(shí)現顯示對比度， 能較好適用于不同的環(huán)境。

根據電子秤工作流程需要，在設計軟件 程序的過(guò)程中，按照如下的流程進(jìn)行系統軟件 程序的設計。對系統進(jìn)行初始化，檢測按鍵和 設備，采集數據并對數據進(jìn)行處理，處理器運 算，輸出進(jìn)行數字化顯示。

4.數據處理技術(shù)分析

在測量轉換的過(guò)程中，由于硬件設備的特 點(diǎn)，需要采用軟件基礎實(shí)現對各個(gè)測量環(huán)節進(jìn)行 較好的處理，彌補硬件設備的缺點(diǎn)和不足，實(shí)現 電子秤的性能提升。在整個(gè)系統設計的過(guò)程中， 主要采用了非線(xiàn)性補償技術(shù)、標度變換、無(wú)效量 處理、零漂處理和數字濾波等技術(shù)。

非線(xiàn)性補償技術(shù)是在檢測傳感器輸入和輸 出特性的過(guò)程中，使得其相應關(guān)系成為近似線(xiàn) 性，在電子秤系統設計過(guò)程中，發(fā)現系統輸入和 輸出線(xiàn)性關(guān)系相對較好，采用了線(xiàn)性插值法，對 其進(jìn)行處理。結果表明，傳感器輸入輸出具有較 好的線(xiàn)性擬合度，達到了較好的效果。

標度變換是在測量過(guò)程中，需要把測量 檢測結果轉換成操作人員熟悉的數字量，達到 較好的人機交互環(huán)境，有利于產(chǎn)品的推廣和使 用，在電子秤系統中，需要將輸出量轉換成用 戶(hù)便于查看的信息，同時(shí)在轉換過(guò)程中由于 傳感器轉換和A/D轉換后得到的是一系列的數 碼，只能對應于參數的大小，在后期處理過(guò)程中，需要將其轉換成帶有量綱的數值進(jìn)行輸 出顯示或者打印。如果涉及到計算還需要在處 理器中對不同的量綱進(jìn)行轉換。

無(wú)效物理量的消除是由于在傳感器進(jìn)行信 號轉換時(shí)，包括稱(chēng)重設備等外部的質(zhì)量也被加 入到有效信號里，但是這部分是不屬于被測量 的，在相應的設計過(guò)程中，需要采用軟件的 方法消除掉相應的信號，而這部分信號在處理 過(guò)程中只能依靠軟件的方法來(lái)進(jìn)行消除。消除 的方法可以采用等量替換和減去法，能夠較有 效的消除相應的影響。

零漂處理在電子秤設計過(guò)程中的影響測 量精度的重要因素，由于傳感器收到溫度等因 素的影響，產(chǎn)生了零位不穩定的現象，在進(jìn)行 測量時(shí)，會(huì )出現零輸入信號卻產(chǎn)生了非零的輸 出信號，這樣的誤差會(huì )導致測量準確性嚴重降 低。由于影響零漂誤差的是受到非電信號或者 是硬件的影響，在處理過(guò)程中相對比較困難。 系統中采用零位補償技術(shù)，在應用過(guò)程中是將 零位漂移保存起來(lái)，在測量被測量的時(shí)候用采 集數據減去零位值，得到的結果就是消除零漂 的準確值，采用這種方法可以不用考慮引起零 漂的原因，能夠較好的適用不同的工作環(huán)境。

數字濾波技術(shù)是在測量過(guò)程中需要將混雜的 干擾信號進(jìn)行抑制，通過(guò)數字濾波的方式能對低 頻信號進(jìn)行處理和濾波，通過(guò)減少干擾信號在有 用信號中的比重，實(shí)現信號的可靠性和真實(shí)性。 采用的數字濾波技術(shù)有平滑濾波、中值濾波和程 序判斷濾波，在實(shí)際應用中收到了較好的效果。

本系統采用了微處理器和傳感器作為主要 器件，通過(guò)信號采集和轉換，實(shí)現了電子秤的 設計，并詳細闡述了數字信號處理的方法和過(guò) 程，對一般產(chǎn)品設計具有較好的借鑒意義。