便携式数显电子秤具有准确度高、易于制作、成本低廉、体积小巧、实用等特点。本设计中的电子秤以电阻式应变式传感器为主，经放大电路和 A/D 转换器转换后将数据显示在数显面板表上，其分辨力为 1g，在 2kg 的范围内仔细调整，其精确度较高。

1.电阻应变式传感器简介

电阻应变式传感器是一种利用电阻应变效应，将力学量转换为电信号的传感器。电阻应变式传感器具有精度高，性能稳定，测量范围宽，可制成各种机械量传感器，并且具有结构简单，体积小，重量轻，可在超低温、强振动、强磁场等恶劣环境下工作等特点。

电阻应变式传感器是目前用于测量力、力矩、压力、加速度、重量等参数最广泛的传感器之一。它是基于电阻应变效应制造的一种测量微小机械变量的传感器。金属导体或半导体受到外力作用时，不仅产生相应的应变（伸长或缩短），而且其电阻值也将随之发生变化的现象成为电阻的应变效应。

电阻应变式传感器是通过弹性敏感元件将外部的应力转换成应变ε，再根据电阻应变效应，由电阻应变片将应变转换成电阻值的微小变化，通过测量电桥转换成电压或电流输出。敏感元件一般为各种弹性体，传感元件就是电阻应变片，测量转换电路一般为桥式电路。只要将应变片粘贴于各种弹性体上，并使其接到测量转换电路，这样就构成了测量各种物理量的专用应变式传感器，可以测量应变应力、弯矩、扭矩、加速度及位移等物理量。

电阻应变式传感器是将被测量的变化转换成传感器元件电阻值的变化，再经过转换电路变成电信号输出。由于应变量ε通常在 5000μ 以下，所引起的电阻变化 dR/R 一般都很微小，既难以直接测量准确，又不便直接处理，所以必须使用专门的电路测量这种微弱的电阻变化，而最常用的测量电路就为电桥电路。

应变片的测量电桥结构简单，具有灵敏度高、测量范围宽、线性度好、精度高和容易实现温度补偿等优点，因此应变片能很好地满足应变测量的要求，是目前使用最多最广泛的一种测量电路。

2.测力传感器的选择

由于传感器的精度高低、性能好坏将直接影响整个自动测试系统的品质和运行状态。一般来说，精度和性能是选用传感器的依据。一个自动测试系统的优劣关键在于传感器的选择。选择传感器总的原则是：在满足对传感器所有要求的情况下，必须保证成本低廉、工作可靠且易维修，即性能价格比要较高。

选择传感器的一般原则可按下列步骤进行：①根据测量对象与测量环境确定传感器的类型。要实现具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素后才能确定使用何种传感器。②灵敏度的选择。通常在传感器的线性范围内希望传感器的灵敏度越高越好，因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号比较大，这样才有利于信号处理。③频率响应特性。传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失灵的测量条件，实际上传感器的响应总是有一定延迟，因此，希望延迟时间越短越好。④线性范围。传感器的线性范围是指输出与输入成正比的范围。⑤稳定性。影响传感器长期稳定性的因素，除了传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。⑥精度。精度是传感器的一个重要的性能指标，关系到整个测量系统测量精度的重要环节。

3.数显电子秤的工作原理

数显电子秤电路的主要部分包括由电阻应变式传感器R1、IC2 及 IC3 组成的测量放大电路，和由 IC1 与外围元件组成的数显面板表。传感器 R1 采用 E350-2AA 箔式电阻应变片，其常态阻值为 350Ω。测量电路将 R1 产生的电阻应变量转换成电压信号输出。IC3 将经转换后的弱电压信号进行放大，作为 A/D 转换器的模拟电压输入。IC4 提供 1.22V 基准电压，它同时经 R5、R6 及 Rp2 分压后作为 A/D 转换器的模拟电压输入。7/2 位 A/D 转换器 ICL7126 的参考电压输入正端由 Rp2 中间触头引入，负端则由 Rp3 的中间触头引入。两端参考电压可对传感器的非线性误差进行适量补偿。

4.数显电子秤的制作与调试

本设计中的电子秤形变钢件可用普通钢锯条制成，制作方法是：首先将锯齿打磨平整，再将锯条加热至微红，趁热加工成 U 形，并在对应位置钻孔，以便后续安装，然后再将其加热至橙红色（700-800℃），迅速放入冷水中淬火，以提高刚度，最后进行表面处理工艺。有条件时，可制造成准S 形应变片传感器，但其成品价格较高。秤钩可用强力胶黏接于钢件底部，用专用应变胶粘剂将应变片黏接于钢件变形最大的部分（内侧正中）。这时其受力变化与阻值变化刚好相反。拎环应用活动链条与秤体连接，以便使用时秤体能自由下垂，同时拎环还应与秤钩在同一垂线上。

在调试时，应准备 1kg 和 2kg 标准码各一个，其调试过程如下：①调零。首先在秤体自然下垂已无负载时调整 Rp1，使显示器准确显示零。调整 Rp1 可引出表外进行。测量前先调整 Rp1，使显示器回零。Rp1 选用精密多圈电位器。②调满度。调整 Rp2，使秤体承担满量秤重量（本电路选满量程为 2kg）时显示满量程值。③校准。在秤钩下悬挂 1kg 的标准砝码，观察显示器是否显示 1.000，如有偏差，可调整 Rp3值，使之准确显示 1.000。④反复调整。重新进行步骤②、③，使之均满足要求为止。⑤电路定型。准确测量 Rp2、Rp3电阻值，并用固定精密电阻予以代替。