手工制作高精度电子秤（非常详细）

这篇DIY电子秤的文章我会尽量详细的写，我们先来简单了解一下这次电子秤的工作原理（只是为了DIY也可直接跳过原理），电子的检测我们使用称重传感器，传感器一般有四根线，电源正、电源负、信号正和信号负（后面会具体说明），称重传感器在我们给电源线供好电之后在给传感器上施加不同的压力信号线会输出不同的电压值，我们对输出的电压值进行检测就能检测到施加在传感器上的力的变化，将改变的力的大小转化为物体的质量只要保证传感器受到的力是来自物体的重力即可，所以对传感器的安装有一定的要求（某宝上有支架），不需要了解原理可直接跳到支架安装！

上图可看到传感器有引出四根不同颜色的线，对应关系看下表

我们这里看下传感器参数

传感器的参数很多人说看起来不是太清楚是什么意思，这里量程应该都能看懂，输出灵敏度：1.0±0.1mv/V这个是指的传感器在测重达到满量程的时候供电电压和信号线输出电压的关系，一个量程10KG的传感器在5V供电的情况下满量程的时候信号线输出的电压Uout计算关系为1.0mv/V=Uout/5V，也就是说满量程的时候输出电压为5mv，这个时候我们会发现满量程才的时候也只有5mv，所以输出信号检测对于后面的检测模块还是有一定要求的（称重用的较多的HX711）！

AD检测模块

用来检测传感器输出电压的AD检测模块，我们这里用市面上用的比较多的HX711，HX711拥有24位高精度的AD检测，是一款专门为高精度电子秤而设计的！

HX711模块上面有接传感器的E+、E-、A-、A+可以和上表的传感器引脚一一对应，B-和B+我们这里不使用，另一侧引脚对应关系如下表

数值转换

HX711检测完传感器的电压量转换之后输出的数值为十六进制，这个数据仍然不是给人看的，而是给机器的，我们需要继续转换成人看的，这里懂得单片机得可以自己写程序接线去处理输出成十进制数，我们这里DIY呢就不写程序这么麻烦了，我们使用一个已经做好了带转换显示的成品

这个模块上面已经板载了单片机和程序处理，并且带数码管直接显示测量的重量

支架安装

表面有一层纸质的膜可以撕掉，这里上几张品图片就知道怎么安装了

接线说明

支架安装好之后就可以开始连线了，先把称重传感器的线和HX711上的引脚对应连起来对照下表连接

连完传感器和HX711之后开始711模块和显示仪的连接，连线参考下表即可

这里名字都是一样的其实对着名字连就行

接好线之后找根数据线供电就会在数码管上显示称重数值

校准

这个时候显示的数值是没有经过校准的，按照下面步骤校准

· 零点标定 长按减键3秒，屏幕上显示 - PL - 然后松开减键，秤上面不要放东西，在模块上输入0然后按确定按键（设置键），显示 - END - 零点标定完成

· 满度标定 长按加键3秒，屏幕上显示 - PH -然后松开按键，放上上不超过量程的砝码（能精确重量的物体都可），然后输入放上的砝码重量按确定，显示 - END - 满度标定完成

下面的是校准之后测试50g，70g，90g砝码的精度

总结

过程操作简单，长期发布类似文章，欢迎关注，本期电子秤就到这里了，欢迎随时留言，需要资料也可以在下方留言！

称重传感器的原理与应用

1. 什么是称重传感器？

称重传感器-有时称为“力”，“称重”或“重量”传感器，可将作用于其上的负载转换为可测量的输出信号。输出信号的大小与施加的力或负载成比例。

L称重传感器 通常由两部分组成。

弹性体

弹性体通常由钢或铝制成。其非常结实，具有非常小的弹性。正如名词“弹性体”所言，钢或铝在负载下产生一定量的变形，但随后会返回到初始位置，弹性地响应每次负载。这些极小的变化可以采用应变片获得。应变仪的变形由分析电子仪器解释以确定重量。

应变片

应变片它们是电导体，以蜿蜒的方式牢固地附着在基底上。当基底被拉动时，它和电导体就会一起更长。当其收缩时，变短。这将导致电导体中的电阻改变。该应变可以在此基础上确定，因为电阻随应变而增加 ，并随之收缩而减小 。

应变原理，特殊材料的应变与电阻成正比，把特殊材料的金属丝做成栅型，贴在纸基上，叫应变片，把应变片，贴在承载变形的铝材料或刚材料！把应变片组成惠登斯电桥，不受力，输出电压0受力，应变片的电阻发生变化，电桥不平衡输出电压，通过测量电压的变化，转换为力的变化！

完成的惠斯通电桥需要稳定的直流电源来激励电路。这通常是5Vdc或10Vdc，但可以是1Vdc至18Vdc的任何值。

当应力施加在粘合应变仪上时，会发生电阻变化，使惠斯通电桥不平衡。这提供了与应力值成线性比例的输出信号。该信号的值也与激励电压成比例，通常为几毫伏。

应变式称重传感器将作用于它们的负载转换为电信号。测量仪本身粘合到梁上或结构构件上，当施加力时该梁或结构构件变形。在大多数情况下，使用四个应变计来获得最大灵敏度和温度补偿。两个仪表通常处于拉伸状态，两个处于压缩状态，并通过补偿调整进行接线。当施加载荷时，应变会使载荷的电阻与载荷成比例地改变。随着应变仪版本继续提高其精度，同时降低单位成本，其他称重传感器正变得越来越不受欢迎。

应变仪连接到惠斯通电桥电路，带有四个应变仪（全桥），两个仪表（半桥）或一个仪表（四分之一桥）。使用半桥和四分之一桥，桥使用精密监视器完成。

电桥的四个臂上接工作应变片，都参与机械变形，同处一个温度场，温度影响相互抵消,电压输出灵敏度高。当 4 个应变片的材料、 阻值都相同时，可推导出以下公式:

⚡:图解释应变片的安装方式，并解释为什么增加和减小?

应变片牢固地固定到到弹性体上，因此它经历相同的运动。对于称重传感器来说，这些应变片被布置在惠斯登电桥中（见下图）。这意味着四个SG连接，组成一个桥路，并且被测量的力的方向与测量栅丝相应对齐。

如果一个物体放置在称重传感器上或悬挂在其上，则可以确定物体的重量。称重传感器的预期负载总是沿着地球中心的方向，即重力方向。也就是只能获得载荷重力方向的力分量。而 力传感器 不是这样，尽管设计类似。力传感器可以获取所有方向上发生的载荷。与地球引力的方向和安装方式无关。

二、称重传感器类型

称重传感器有多种类型，适合不同的应用。常用的包括：

Tips:以上图例是四个应变计固定在称重传感器上，箭头方向即为力的作用方向。

称重传感器也可以根据信号传输的类型进行分类：

内置电子元件，用于处理测量结果并显示和传输。

需要附加设备 - 测量放大器。

三、影响称重传感器的因素

1. 环境温度

每种物质随着温度的变化而变化，伴随着温度升高而扩张，温度下降而收缩。 同样适用于称重传感器及其应变片，同样影响导体的电阻。然而，无论环境温度如何，为了获得正确的测量结果，每个称重传感器都应内置温度补偿机制。

称重传感器必须能够承受各种环境温度影响。如极寒和高温环境。

2. 寄生力

根据称重传感器的安装环境，例如称重容器放在传送带下方，可能会发生重量以外的其他负载。“寄生力”是不仅会发生所需主要方向上，而且会从侧面，下方施加。称重传感器不是为此目的开发的，测量结果可能不正确或出现错误。因此，在安装过程中必须小心，以确保没有或尽可能少的寄生力。

四、应用

称重传感器精度

无论采用什么样的称重传感器，精度都起着非常重要的作用。称重传感器具有不同的最大量程（最大量程指最大预期负载）和精度等级。应变技术精度等级一般为C级和D级。具有电子校正的应变称重传感器拥有更高精度等级。

"重量占工业中主导地位，因为商品主要以重量进行销售." - Stefan Schmidt

因此，称重必须严格管制的。对于价值低的货物（如沙子或砾石），称重传感器不需要非常精确 - D级精度就足够了。另一方面，对于制药产品，需要最高精度等级A或B。最常见的消费品如肉类，水果和蔬菜称重，精度等级为C，对所使用的称重系统的精度要求较高。但机械工程或建筑材料衡器也需要C级精度。

严格的称重规标准不断对称重传感器开发人员提出新的挑战。对于OIML精度等级较高的称重传感器，精度偏差仅为几个 ppm（百万分之一）。

传感器接线

五、技术趋势

基于应变的称重传感器具有非常广泛的应用。应变称重技术在很多领域还没有得到充分的利用，但趋势已经确定 - 需要更精确，更坚固，更快，更智能，并且容易使用 。

参考资料

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