[liantaiwei]電子秤壓力傳感弱信号處理思路——聯泰威電子
在智能(néng)家用電子秤設計中，將(jiāng)集成(chéng)電路與微機電系統進(jìn) 行單片集成(chéng)具有突出的意義和價值，能(néng)夠有效的降低生産成(chéng) 本，提升傳感器性能(néng)，而且還(hái)易于電子秤輕便、個性化設計， 能(néng)夠爲家用電子秤設計提供更多的選擇。但單片集成(chéng)的壓力傳感 器壓阻電橋輸出較小，不易檢測，這(zhè)就(jiù)需要對(duì)壓力傳感器信 号進(jìn)行适當的處理，使其在家用電子秤數據輸出時(shí)更加精确。
在基于單片集成(chéng)的智能(néng)家用電子秤工作時(shí)，人體站上電子秤 時(shí)，其自身重量會(huì)通過(guò)家用電子秤的秤體傳遞到内部的壓力傳感 器，壓力傳感器感受到壓力之後(hòu)産生電阻應變效應，將(jiāng)阻值 變化轉變爲電壓信号，進(jìn)而實現人體體重按照一定函數關系 轉換爲電信号。在單片集成(chéng)下，産生的這(zhè)個電信号較弱，需 要通過(guò)放大電路將(jiāng)此弱信号放大，然後(hòu)經(jīng)濾波再由A/D轉換 器進(jìn)行轉換。轉換後(hòu)的數字信号經(jīng)過(guò)家用電子秤CPU的各種(zhǒng)運算， 最終將(jiāng)結果顯示在LCD顯示器上，進(jìn)而完成(chéng)了壓力傳感弱 信号的處理過(guò)程。
二、壓力傳感器敏感單元結構
1、彈性膜片。應用于智能(néng)家用電子秤的壓阻式微型壓力傳 感器的敏感單元通常是由壓阻電橋與彈性膜片構成(chéng)，其中對(duì) 秤體壓力變化起(qǐ)到感應與信号輸出功能(néng)的是彈性膜片，其原 理是當人站上家用電子秤之後(hòu)，彈性膜片感受到外界帶來的壓力， 在壓力的作用下産生對(duì)應性的變形，并由其上力敏電阻構成(chéng) 的惠斯通電橋將(jiāng)變形轉換爲電信号輸出。在家用電子秤設計 中，壓力傳感器的彈性膜片通常采用正方形的平面(miàn)形狀，這(zhè) 種(zhǒng)形狀有利于得到較高的靈敏度。
2、壓阻晶向(xiàng)在膜片上的位置。在智能(néng)家用電子秤的壓力傳 感器中，矽材料通常選擇P型壓阻，這(zhè)種(zhǒng)P型矽以剪切壓阻 效應爲主，忽略橫向(xiàng)與正向(xiàng)壓阻效應。當矽薄膜受到壓力變 形時(shí)，内部産生應力，電阻值發(fā)生變化，爲壓力，T爲壓阻系數，爲/表示縱向(xiàng)，表 示橫向(xiàng)。對(duì)于P型矽而言，通過(guò)實驗分析可知，當壓阻圍繞 晶面(miàn)水平和豎直中心線對(duì)稱放置時(shí)，其壓阻敏感性不如折疊 放置，因此從壓阻信号輸出敏感性層面(miàn)考慮，采取折疊放置 方式。
電子秤還(hái)可實現動态計量或與某些作業同時(shí)進(jìn)行，大大縮 短了作業時(shí)間，降低了勞動強度，提高了勞動效率，如：動态電 子軌道(dào)衡就(jiù)是在列車運行過(guò)程中，同時(shí)完成(chéng)稱量工作；又如電子 皮帶秤，在完成(chéng)運輸的同時(shí)，完成(chéng)稱重計量。智能(néng)化的電子秤具有稱量、計算、控制、校驗、通訊等方方面(miàn)面(miàn)的功能(néng)，其應用 領域不斷擴大，這(zhè)更是機械衡器所望塵莫及的。
電子秤在給我們帶來便利的同時(shí)，也在電子秤的維護與保養 方面(miàn)給我們提出了更高的要求。由于電子秤的電子部件是敏感 部件，任何一個部件出現問題都(dōu)會(huì)給計量稱重工作帶來嚴重的後(hòu) 果，輕則造成(chéng)計量數據不準确，重則影響煤炭企業的正常發(fā)運工 作，給企業造成(chéng)經(jīng)濟損失，因此在實際工作中我們更應該加強電子秤維護保養的管理工作，确保計量檢斤工作的順利進(jìn)行。
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