電子秤總的發(fā)展趨勢是小型化、模塊化、集成化、智能化; 其技術(shù)性能趨向是速率高、準(zhǔn)確度高、穩(wěn)定性高、可靠性高; 其功能趨向是稱重計量的控制信息和非控制信息并重的“智能化”功能; 其應(yīng)用性能趨向于綜合性和組合性。

　　目前，國內(nèi)生產(chǎn)的電子秤，電路集成度低，大部分都采用分離的A/D轉(zhuǎn)換器加放大器的電路，并采用模擬電路實現(xiàn)非線性修正和溫度補償，存在電路復(fù)雜、準(zhǔn)確度低、可靠性差等一系列問題。國外生產(chǎn)的一些電子秤能夠達(dá)到較高的準(zhǔn)確度和可靠性，但他們使用的稱重傳感器的成本都非常高，這樣就使得整機(jī)的成本過高。

　　由于中小型企業(yè)在稱量與結(jié)算工資方面一般采用手寫方式記錄，這不僅增加了工作量，也會造成工資的誤算。針對上述問題，我們設(shè)計并完成了集稱量與結(jié)算的一體化設(shè)備。方案采用20位AD芯片ADS1230對物重進(jìn)行精確稱量，通過物重計算出具體工資，再利用RFID技術(shù)的射頻讀寫器將重量與工資儲存至非接觸式IC卡，并顯示至LCD，完成工資結(jié)算。

　　為了實現(xiàn)高精度測量，采用TI公司生產(chǎn)的20位AD芯片ADS1230，對壓力傳感器進(jìn)行電壓采樣，實現(xiàn)稱重的數(shù)字化，由STM32讀取數(shù)據(jù)，通過均值濾波得到精確的模擬量，最后通過校準(zhǔn)儀器校準(zhǔn)。

　　設(shè)備使用LM2940穩(wěn)壓5V芯片供電，輸出噪聲150μVrms，能滿足設(shè)計要求。采用兩路供電方式為芯片供電，以減少電源紋波。ADS1230芯片數(shù)字端供電5V，模擬端供電5V，模擬信號通過AINP與AINN兩個差分信號輸入端輸入，在內(nèi)部PGA放大128倍原始信號，采樣速率是10SPS，最后通過AD_DOT、AD_SCLK、PDMN三個數(shù)字引腳讀取采樣信號模擬量。J1、J3是壓力傳感器信號輸出端，J4、J6為傳感器供電端。

　　20位的AD采樣精度達(dá)到0.0001%，按照實際情況傳感器的精度必須小于0 。 0 0 0 1 %.本設(shè)計采用的傳感器精度是C3（1/3000），量程0-2000g，使用5V供電，精度可達(dá)到0.01g.如圖所示。

　　影響稱重精度的原因

　　電子秤是目前常用的計量儀器，廣泛應(yīng)用在人們的日常生活中。由于重量傳感器輸出的信號極小，要將這種信號精確地測量非常困難。稱重系統(tǒng)在設(shè)計時，主要存在以下幾個問題：

　?。?）如何提供極低輸入?yún)⒖荚肼暎≧TI）。

　?。?）溫度漂移。在實際應(yīng)用中傳感器會存在測量范圍誤差與失調(diào)誤差，其輸出電壓會隨溫度的變化而不斷變化。隨著時間和溫度的變化，模擬電路在失調(diào)漂移和增益方面如何做到長期的穩(wěn)定，是提高系統(tǒng)整體精度的關(guān)鍵。

　　（3）壓力橋接傳感器在外力作用下會有非線性輸出。目前許多電子秤大都在數(shù)字化之前使用一種極低噪聲增益級放大來自橋接的信號，在重量變化相對較小、較慢的情況下，增益級帶寬不會造成太大的影響。不過仍然需要廠方或用戶進(jìn)行定期的校準(zhǔn)。在稱重系統(tǒng)中A/D轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生諧波失真原因有兩個：一是調(diào)制器反饋環(huán)節(jié)，二是量化間隔。調(diào)制器反饋環(huán)節(jié)由調(diào)制器實現(xiàn)方式?jīng)Q定;量化間隔大于1，則有非線性現(xiàn)象出現(xiàn)，量化間隔越大，非線性越嚴(yán)重。

　　為保證整個調(diào)制器的基本性能，要做到以下幾點：

　　（1）參考電源要非常穩(wěn)定（參考電源中的諧波分量和波動將直接反映到傳感器輸出中）。

　　（2）由輸出控制的反饋電壓要保持對稱穩(wěn)定，否則將引起積分器輸出飽和

　?。?）積分器的積分時間和各級濾波器的放大倍數(shù)要適當(dāng)，具體調(diào)節(jié)要看積分器輸出波形。采用ADS1230芯片能夠很好地解決以上問題。

　　ADS1230內(nèi)部自帶增益功能，無需普通稱重系統(tǒng)中應(yīng)用的放大電路，使儀器的結(jié)構(gòu)和硬件電路更加合理，控制程序精煉靈活，同時又采用數(shù)字濾波技術(shù)，提高了系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)選用CZL-1Z微型應(yīng)變片式稱重傳感器，該傳感器與其他傳感器相比具有靈敏度高、精度高、測量速度快等優(yōu)點。系統(tǒng)中單片機(jī)的選型本著體積小，價格便宜，容易制作的原則，采用AT89C51。

　　稱重時稱重傳感器將物體的重量信號轉(zhuǎn)換成與之成線性關(guān)系的模擬信號（一般為毫伏級的電壓或毫安級的電流信號），輸入到ADS1230中，信號經(jīng)過放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再傳輸?shù)?a target="_blank">單片機(jī)芯片中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。硬件結(jié)構(gòu)如圖所示。

　　稱重系統(tǒng)由應(yīng)變片式稱重傳感器、ADS1230、單片機(jī)、LED顯示、電源5部分組成。