一、工作原理

本方案采用的是應(yīng)變式壓力傳感器，電子應(yīng)變式稱重傳感器是將電阻應(yīng)變式貼在專門的彈性體梁上，重量加壓后彈性體發(fā)生變形，其電阻應(yīng)變計(jì)也隨著變形，被測(cè)重量的大小轉(zhuǎn)換成應(yīng)變量的變化，電阻值發(fā)生變化，是四壁組成的橋式測(cè)量電路打破了平衡，輸出電壓求得電壓值。具有良好的線性關(guān)系，很強(qiáng)的抗側(cè)向偏載及橫向偏載能力，四角誤差小。

將應(yīng)變片貼在被測(cè)定物上，使其隨著被測(cè)定對(duì)象的應(yīng)變一起伸縮，這樣應(yīng)變片里面的金屬箔材就隨著應(yīng)變伸長(zhǎng)或縮短。很多金屬在機(jī)械性地伸長(zhǎng)或縮短時(shí)其電阻會(huì)隨之變化。應(yīng)變片就是應(yīng)用這個(gè)原理，通過測(cè)量電阻的變化而對(duì)應(yīng)變進(jìn)行測(cè)定。一般應(yīng)變片的敏感柵使用的是銅鉻合金，其電阻變化率為常數(shù)，與應(yīng)變成正比例關(guān)系。

要精確地測(cè)量這么微小的電阻變化是非常困難的，一般的電阻計(jì)無法達(dá)到要求。為了對(duì)這種微小電阻變化進(jìn)行測(cè)量，我們使用帶有韋斯通電橋回路的專用應(yīng)變測(cè)量?jī)x。應(yīng)變片本身的追隨能力可以達(dá)到數(shù)百 KHZ，通過組合的測(cè)定裝置可以對(duì)沖擊現(xiàn)象進(jìn)行測(cè)量。行駛中的車輛。飛行中的飛機(jī)等各部位的變動(dòng)應(yīng)力可以通過應(yīng)變片和測(cè)定裝置進(jìn)行初步的測(cè)量。測(cè)量電路:惠斯通電橋。

惠斯通電橋適用于檢測(cè)電阻的微小變化，應(yīng)變片的電阻變化也可以用這個(gè)電路來測(cè)量。如圖 5 所示，惠斯通電橋由 4 個(gè)電阻組合而成。

圖示：全橋應(yīng)變片壓力傳感器

本方案中最多可以接入四個(gè)壓力傳感器。

二、硬件結(jié)構(gòu)

MCT3656 芯片的高精度電子秤方案由以下部分組成

1. 應(yīng)變片壓力傳感器4個(gè)

2. ADC 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片

3. 供電電路

4. 液晶屏 1602 采用 12C 接口

5. MCU 芯片

三、電路說明

1. 通過 H1 的 2.54mm 插排可以最多接入 4 個(gè)應(yīng)變片壓力傳感器，E+ E-為傳感器提供激勵(lì)電源。4 路傳感器信號(hào)（A+A-,B+B-,C+C-,D+D-）電壓通過低通濾波后接入 MCT3656 四路差分模擬輸入通道。

2. 四路差分信號(hào)經(jīng)過 MCT3656 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片放大轉(zhuǎn)換后通過 SPI 接口輸出到 MCU 芯片，由 MCU 完成數(shù)據(jù)的采集和處理，并將結(jié)果通過 I2C 接口送到液晶顯示屏顯示。

3. 供電電路包括電池供電電路，參考電壓產(chǎn)生電路，3.3V 電路幾個(gè)部分組成

四、軟件設(shè)計(jì)

1. 在程序中設(shè)計(jì)：稱重前首先清 0，即 MCT1256 的前后兩次采樣值相同，保證加載前質(zhì)量為 0。在實(shí)際操作中加載前必須保證這一點(diǎn)滿足條件。如果在實(shí)際加載中有時(shí)無法回 0，可按復(fù)位鍵重新開始。

2. 標(biāo)定砝碼逐步增重，可直接分別放在兩個(gè)稱重傳感器上，或在傳感器上加薄片，砝碼再加在薄片上.讀取 AD 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，并分析，對(duì)照獲得的重量進(jìn)行調(diào)整，使誤差盡可能小。

3. 測(cè)量過程中如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)重量區(qū)間誤差偏大，可自行設(shè)置重量區(qū)間分別進(jìn)行標(biāo)定調(diào)整。

例：10g 以內(nèi)，10g-50g 等等，區(qū)間可以任意設(shè)定，可大可小，看各自的測(cè)量情況定

4. 在測(cè)量中記錄數(shù)據(jù)：（以下為舉例說明 每個(gè)傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)都可能有不同）

1. 在測(cè)量中記錄數(shù)據(jù)：（以下為舉例說明 每個(gè)傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)都可能有不同）

獲得調(diào)整測(cè)量值的方法

(1) 數(shù)據(jù)過濾：每次測(cè)量采集一組數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)組進(jìn)行排序，去除掉最大和最小值后求取平均值。

(2) 因?yàn)槊總€(gè)傳感器特性曲線不一樣，因此每個(gè)傳感器需要矯正，調(diào)整 GapValue 的值，以獲得相對(duì)比較正確的測(cè)量值，還可以加減小數(shù)再次調(diào)整 。

Weight=(float)ADC on_Current Val/ Gap Value;

(3) 使用 EXCEL 的數(shù)據(jù)分析中的線性回歸方法獲得線性函數(shù)，再使用該函數(shù)對(duì)測(cè)量值進(jìn)行調(diào)整。

(4) 還可以先根據(jù)標(biāo)定重量和 AD 采樣值先進(jìn)行線性回歸獲得回歸函數(shù)后，對(duì) AD 采樣值進(jìn)行調(diào)整，

再代入（1）中進(jìn)行計(jì)算測(cè)量值。

程序流程：

1. MCT3656 初始化（自校準(zhǔn)，采樣通道選擇，PGA 倍數(shù)，采樣速率 SPS）

2. 初始化液晶屏

3. 稱重前清零

4. 采集數(shù)據(jù)處理（循環(huán)體）