龙源期刊网 基于电阻应变片的高精度电子秤设计 作者：李翠锦 来源：《科学与信息化》2016 年第 20 期 摘 要 为了解决现在电子秤精度不高的问题，本文采用 STM32 嵌入式控制芯片作为核心芯 片，结合电阻应变式压力传感器和 A/D 转换芯片 HX711，实现了一种高精度多功能数字电子 秤，用 LCD 显示称重重量、单价、总价等信息，用语音播报模块实时播报单价和金额。该电 子秤具有称重、键盘输入、自动计价、信息显示、语音播报的功能，具有体积小、成本低、精 确度高、可靠性高等特点。 关键词 电阻式传感器 前言 物料计量是工业生产与贸易流通中的一个重要环节。称重装置是其中不可或缺的计量工具 之一。集现代传感器技术、电子技术和计算机技术于一体的电子秤，具有称量快速、显示直 观、不易磨损等优点，因而正逐渐取代传统的机械杠杆测量秤成为主流产品。本作品采用 STM32 嵌入式控制芯片作为核心芯片，结合电阻应变式压力传感器和 A/D 转换芯片 HX711， 实现了一种高精度多功能数字电子秤，用 LCD 显示称重重量、单价、总价等信息，用语音播 报模块实时播报单价和金额。该电子秤具有称重、键盘输入、自动计价、信息显示、语音播报 的功能，具有体积小、成本低、精确度高、可靠性高等特点。
1 系统设计方案 本系统由 4 个部分组成：控制部分、数据采集部分、数据转换部分、人机交互界面、语音 模块[1]，系统总体方案设计如图 1 所示。 1.1 硬件结构设计 本设计主要由 3 部分组成：控制器、数据采集、人机交互界面，具体测量过程如下：利用 应变片传感器检测被测物体的重量，将压力信号转换成与被称物体重量成一定函数关系（线性 关系）的电压信号输出。放大电路把来自传感器微弱信号放大，放大、滤波后的电压信号经过 A/D 转换电路把模拟信号转换成数字信号，再送入单片机处理。数字信号经过单片机数据处理 转换为实际重量信号，送液晶显示电路显示并由语音播放。整个系统结构简单，使用方便，功 能齐全，精度高，具有一定的开发价值。 图 1 系统总体方案设计框图 1.2 软件设计 龙源期刊网 本设计使用 STM32 嵌入式芯片对电子秤进行控制，当开始称重时，按下复位键对所秤物 品进行去皮，去皮后对物品再次称重，此时为物品本身重量，然后对物品进行计价，电子秤还 具有累加功能，得出物品总价，如果不再称重，电子秤会直接给出总价;如果不去皮的重量为 物品加包装的重量，此时计算出来的价格比物品本身重量的价格贵。
若不进行任何操作，电子 秤将不进行计价加价操作，此时的液晶显示屏上为零。 2 测试结果 测试类型包括：功能测试、性能指标测试、数据精度测试、TFT 液晶界面测试、HX711 数 据转换测试、传感器数据采集测试。经过以上测试电子秤可以数字显示被称物体的重量电阻应变片精度，单位 克（g）;在电子秤称重范围 5.00～500g;重量小于 50g，称重误差小于 0.5g;重量在 50g 及以上，称重误差小于 1g 的要求也已经达到;而且电子秤还可以设置单价（元/克）电阻应变片精度，可计算物品金额并 实现金额累加;本电子秤具有去皮功能，去皮范围不超过 100g 的功能[2]。 表 1 测试数据 砝码重量 实际值 测量值 误差值 误差率 5g 5.0g 5.0g 0.0g 0.0% 60g 60.0g 60.0g 0.0g 0.0% 100g 100.0g 100.0g 0.0g 0.0% 240g 240.0g 239.7g 0.3g 0.3% 500g 500.0g 499.3g 0.7g 0.7% 3 结论 本系统通过电阻应变片采集到被测物体的重量并将其转换成电压信号，经过信号处理电路 进行线性放大，放大后的模拟电压信号经 A/D 转换电路转换成数字量送到主控电路 STM32 位 嵌入式芯片中，在经过液晶显示屏显示出被测物体数据。
通过测试结果表明，本设计电子秤精 度较高，功能齐全。 参考文献 [1] 李大朋，曹国华，陈佶言.基于 STM32 单片机驱动面阵 CCD 实时图像显示的研究[J].长 春理工大学学报（自然科学版），2014，（01）：37-40. [2] 袁月峰，刘钢海，陈典红.基于 STM32 单片机的气动比例方向阀控制器[J].仪表技术与 传感器，2013，（04）：22-24. 龙源期刊网
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