一種四通道測(cè)量電子秤及其測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種四通道測(cè)量電子砰及其測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的四砰腳砰傳感器部分工作原理，如圖1所示：定義VREF的電壓為UREF，S+的 電壓為us+，s-的電壓為US-。理論上，傳感器的每個(gè)阻值相等(實(shí)際的傳感器生產(chǎn)過(guò)程中，每 套傳感器要進(jìn)行配對(duì)，W化Ω阻值的傳感器為例，同一套傳感器內(nèi)的每個(gè)電阻的偏差小于8 Ω)，也就是R1=R2 =R3 =R4 =R5 =R6 =R7 =R8 =R;假設(shè)四只砰腳受力均勻，當(dāng)砰加載時(shí)， R1R2R5R6阻值變小，R3R4R7R8阻值變大。每個(gè)傳感器的阻值變化量相同為Δ化。根據(jù) 串聯(lián)電阻求電壓的公示，則US+ =UREF* [ (R+Δ化)/2R];US- =UREF* [ (R-Δ化)/2R]，則S+S-所組成的差分電壓信號(hào)Ud=US+-US- =UREF*(Δ化/RKUd由AD轉(zhuǎn)換電路可W測(cè)量出電壓 值，UREF為常數(shù)，R為常數(shù)，可W計(jì)算出Δ化=K*Ud，K=R/UREF;而Δ化與砰加載的重量成線(xiàn) 性關(guān)系，通過(guò)校準(zhǔn)和重量計(jì)算可換算出具體的重量值。所述的K值為理論的每個(gè)傳感器的靈 敏值，但是其實(shí)每個(gè)傳感器的靈敏值實(shí)際上是不同的，運(yùn)樣在稱(chēng)量時(shí)系統(tǒng)歸總就會(huì)產(chǎn)生誤 差，尤其是當(dāng)砰的四腳的其中一腳不著地時(shí)，其采集平均量誤差更大，更為不準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的電子砰取量存在的問(wèn)題，而提供一種四通道測(cè)量電子 砰及其測(cè)量方法。
[0004]本發(fā)明的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種四通道測(cè)量電子砰，它包括殼體， 殼體四腳的傳感器、信號(hào)放大功能單元、AD轉(zhuǎn)換功能單元、中央控制單元、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元、顯 示單元，其特征在于，所述殼體四腳的四個(gè)傳感器接入四個(gè)測(cè)量半橋模塊，四個(gè)半橋組合成 3組全橋與1組假全橋。
[0005] -種四通道電子稱(chēng)的測(cè)量方法:其特征在于，它包括W下幾個(gè)步驟：四個(gè)半橋組合 成3組全橋與1組假全橋進(jìn)行ADC量測(cè)，并通過(guò)運(yùn)四個(gè)ADC數(shù)字量轉(zhuǎn)換為重量，計(jì)算方式如下；
[0006] A、稱(chēng)重時(shí)：
[0007] 第1組量ii得到的ADC內(nèi)碼為A1;
[000引第2組量測(cè)得到的ADC內(nèi)碼為A2;
[0009] 第3組量ii得到的ADC內(nèi)碼為A3;
[0010] 第4組量測(cè)得到的ADC內(nèi)碼為A4;
[001。B、抓取零點(diǎn)時(shí)：
[001^ 第1組量測(cè)通道對(duì)應(yīng)的零點(diǎn)的ADC為Z1;
[OOK] 第2組量測(cè)通道對(duì)應(yīng)的零點(diǎn)的ADC為Z2;
[0014] 第3組量測(cè)通道對(duì)應(yīng)的零點(diǎn)的ADC為Z3;
[001引第4組量測(cè)通道對(duì)應(yīng)的零點(diǎn)的ADC為Z4;
[0016]C、由W上稱(chēng)重時(shí)得到的ADC與抓取零點(diǎn)時(shí)得到的ADC可W計(jì)算出4個(gè)半橋變化，并 定義4個(gè)半橋的變化值分別為vaI0、VAI1、VAI2、VAI3。
[0017]并得出4關(guān)系式①為：
[001 引 VAI3+VAI0 =Z1-A1
[0019] VAI3-VAI1=Z2-A2
[0020] VAI3+VAI2 =Z3-A3
[0021] VAI3 =Z4-A4
[0022] 定義Z1-A1=N1Z2-A2 =N2Z3-A3 =N3Z4-A4 =N4上述關(guān)系式①可簡(jiǎn)化為關(guān)系式 ②：
[0023]VAI3+VAI0 =N1
[0024]VAI3-VAI1=N2
[0025]VAI3+VAI2 =N3
[0026]VAI3 =N4
[0027] D、由關(guān)系式②可得出每個(gè)傳感器loadcell的變化量:VAI0 =N1-N4;
[0028]VAI1=M-N2;VAI2 =N3-N4;VAI3 =M。
[00巧]在校正時(shí)會(huì)得出已知：
[0030] loadcelll對(duì)應(yīng)的校正gain值為K1;
[0031] Loadcell2 對(duì)應(yīng)的校正gain值為K2;
[0032]Loadcell3 對(duì)應(yīng)的校正gain值為K3;
[0033]Loadcell4 對(duì)應(yīng)的校正gain值為K4;
[0034]重量的計(jì)算式為:Wei曲t=Kl*VAI0+K2*VAIl+K3*VAI2+K4*VAI3Wei曲1 = 1(1*(化-N4)+K2*(N4-N2)+K3*(N3-N4)+K4*N4
[0035] 一種基于四通道電子稱(chēng)的重量測(cè)量矯正方法:其特征在于，
[0036] a、進(jìn)入校正流程時(shí)顯示第1組通道量測(cè)到的ADC內(nèi)碼值，并且通過(guò)按鍵可W切換不 同組量測(cè)通道的ADC內(nèi)碼值；
[0037] b、進(jìn)入重量校正流程時(shí)，保持稱(chēng)臺(tái)上無(wú)破碼，然后顯示ADC內(nèi)部，當(dāng)獲取到穩(wěn)定的 四組通道的零點(diǎn)后自動(dòng)顯示設(shè)定值"X"，把重量為X克的破碼放置在loadcelll對(duì)應(yīng)的傳感 器角位，會(huì)顯示第1組量測(cè)通道的ADC內(nèi)碼，運(yùn)時(shí)保存該校正位置的四組ADC內(nèi)碼值；
[003引 C、把X克的破碼放置于loadcell2對(duì)應(yīng)的角位，顯示第2組通道的ADC內(nèi)碼并當(dāng)獲取 到該校正位置穩(wěn)定的ADC數(shù)據(jù)后保存；
[0039] d、把X克的破碼放置于loadcell3對(duì)應(yīng)的角位，顯示第3組通道的ADC內(nèi)碼并當(dāng)獲取 到該校正位置穩(wěn)定的ADC數(shù)據(jù)后保存；
[0040] e、把X克的破碼放置于loadcell2對(duì)應(yīng)的角位，顯示第4組通道的ADC內(nèi)碼并當(dāng)獲取 到該校正位置穩(wěn)定的ADC數(shù)據(jù)后會(huì)自動(dòng)計(jì)算每個(gè)loadcell的gain值存在，存儲(chǔ)后退出校正； [0041 ] f、第1次得到四組通道的ADC減去對(duì)應(yīng)方向零點(diǎn)的ADC值分別為A1、B1、C1、D1，
[0042] 第2次得到四組通道的ADC減去對(duì)應(yīng)方向零點(diǎn)的ADC值分別為A2、B2、C2、D2，
[0043] 第3次得到四組通道的減去對(duì)應(yīng)方向零點(diǎn)的ADC值分別為A3、B3、C3、D3，
[0044] 第4次得到四組通道的減去對(duì)應(yīng)方向零點(diǎn)的ADC值分別為A4、B4、C4、D4，
[0045]g、設(shè)破碼的重量為W，并設(shè)
[0046] loadcelll對(duì)應(yīng)的gain值為K1;
[0047]loadcelll對(duì)應(yīng)的gain值為Κ2;
[004 引loadcelll對(duì)應(yīng)的gain值為Κ3;
[0049]loadcelll對(duì)應(yīng)的gain值為Κ4;
[0050] W=(Al-Dl)xKl+(Dl-Bl)xK化（Cl-Dl)xK3+DlxK4 [0051 ] W=(A2-D2)xKl+(D2-B2)xK化（C2-D2)xK3+D2xK4
[0052] W=(A3-D3)xKl+(D3-B3)xK化（C3-D3)xK3+D3xK4 [0053] W =(A4-D4)xK1+(D4-B4)xK化（C4-D4)xK3+D4xK4 [0化4]
[0056] 通過(guò)求四階行列式的運(yùn)算可W得出每個(gè)半橋所對(duì)應(yīng)的GAIN值分別為K1、K2、K3、K4 的值。
[0057]與現(xiàn)有技術(shù)相比，該裝置的各個(gè)傳感器的靈敏度值K均能計(jì)算得出，各通道得到的 測(cè)量數(shù)據(jù)更為精準(zhǔn)，因此該裝置比傳統(tǒng)的人體電子稱(chēng)可W測(cè)量的更為準(zhǔn)確。
【附圖說(shuō)明】
[005引圖1是現(xiàn)有技術(shù)的傳感器接入電路圖。
[0059]圖2是本發(fā)明的傳感器接入測(cè)量模塊與中央控制單元的電路圖。
[0060] 圖3是傳感器接入測(cè)量模塊的放大圖。
[0061 ]圖4是電子砰矯正時(shí)的破碼安放順序圖。
[0062] 圖5是電子砰的全部單元模塊的連接關(guān)系圖。
[0063] 圖中，1、中央控制單元;2、測(cè)量模塊;3、破碼;4、電子砰;5、電源;6、傳感器;7、信號(hào) 放大功能單元;8、按鍵單元;9、AD轉(zhuǎn)換功能單元;11、顯示單元;12、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元。
【具體實(shí)施方式】
[0064] W下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述， 但本發(fā)明并不限于運(yùn)些實(shí)施例。
[0065] 圖5所示，本發(fā)明包括殼體，殼體四腳的傳感器6、信號(hào)放大功能單元7、AD轉(zhuǎn)換功能 單元9、中央控制單元1、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元、顯示單元11，W及為整個(gè)系統(tǒng)提供電能的電源5、輸 入的按鍵單元8,各單元電性連接。殼體四腳的四個(gè)傳感器6接入四個(gè)測(cè)量半橋模塊2,四個(gè) 半橋組合成3組全橋與1組假全橋。
[0066] 四個(gè)半橋的電子砰4是按照?qǐng)D3的量測(cè)方式進(jìn)行配對(duì)，組合成3個(gè)全橋與一個(gè)假全 橋進(jìn)行ADC量測(cè)，并通過(guò)運(yùn)四個(gè)ADC數(shù)字量轉(zhuǎn)換為重量，計(jì)算方式如下。
[0067] 稱(chēng)重時(shí)；
[006引第1組量測(cè)得到的ADC內(nèi)碼為A1;
[00例第2組量測(cè)得到的ADC內(nèi)碼為A2;
[0070] 第3組量ii得到的ADC內(nèi)碼為A3;
[0071] 第4組量測(cè)得到的ADC內(nèi)碼為A4;
[0072] 抓取零點(diǎn)時(shí)：
[0073] 第1組量測(cè)通道對(duì)應(yīng)的零點(diǎn)的ADC為Z1;
[0074] 第2組量測(cè)通道對(duì)應(yīng)的零點(diǎn)的ADC為Z2;
[0075] 第3組量測(cè)通道對(duì)應(yīng)的零點(diǎn)的ADC為Z3;
[0076] 第4組量測(cè)通道對(duì)應(yīng)的零點(diǎn)的ADC為Z4;
[0077] 由W上圖形的量測(cè)方式稱(chēng)重時(shí)得到的ADC與抓取零點(diǎn)時(shí)得到的ADC可W計(jì)算出4個(gè) 半橋變化，并定義4個(gè)半橋的變化值分別為VAI0、VAI1、VAI2、VAI3。
[0078]并得出4關(guān)系式①為：
[0079] VAI3+VAI0 = Z1-A1
[0080] VAI3-VAI1=Z2-A2
[0081 ] VAI3+VAI2 =Z3-A3
[0082] VAI3 =Z4-A4
[0083] 定義Z1-A1=N1Z2-A2 =N2Z3-A3 =N3Z4-A4 =N4上述關(guān)系式①可簡(jiǎn)化為關(guān)系式 ②：
[0084] VAI3+VAI0 = N1 [00化]VAI3-VAI1=N2
[0086] VAI3+VAI2 =N3
[0087]VAI3=N4
[008引由關(guān)系式②可得出每個(gè)loadce11的變化量:VAIO=N1-N4;VAI1 =N4-N2;VAI2 =N3-N4;VAI3 =M。
[0089] 在校正時(shí)會(huì)得出已知：
[0090] loadcelll對(duì)應(yīng)的校正gain值為ΚΙ;
[0091] Loadcell2 對(duì)應(yīng)的校正gain值為Κ2;
[0092] Loadcell3 對(duì)應(yīng)的校正gai