專利名稱：袖珍多功能電子秤的制作方法
技術領域：
本實用新型屬一種全電子多功能數字顯示的袖珍稱重器具，特別是能在無交流電源供電的流動環境作稱重、計價、日期、時間的顯示。
現有的電子秤是由殼體、機械調整裝置、傳感器換能裝置、電路伺服處理系統、讀出顯示等組成，市場出售和目前使用的就是這種形式。稱重物體放在聯接傳感器經過平衡調校的機械托盤中，傳感器輸出應變電壓(流)，前置作微信號放大、濾波，變換成供模數轉換的模擬量，經A／D轉換由單片機進行運算處理，驅動熒光顯示器顯示。使用這種電子秤時，必須平放于操作臺面進行機械平衡調校，稱重物體的重量和體積必須適宜稱重托盤的容積并必須放于托盤中心，液體或輕量大體積和需吊掛稱重的物體難于進行方便稱重。熒光數碼顯示器需較高的激勵電壓，必須采用工頻電源供電，欲得顯示清晰，宜在照度較暗的環境中使用。電路結構上采用減去零壓力數據的辦法消除失調、漂移等因素，就是定時把零壓力對應的數據送入微處理器，把在壓力測量中所得數據中減去零壓力數據而求得實際壓力對應的純數據。由于輸入為零時輸出不為零，存在較大的共模輸出而引起電路失調，在一定程度上，共模信號會隨增益的急驟增加而增加，即是減去零壓力數據，實際還是存在共模誤差，難于實現微量稱重的精確度。
本實用新型的目的是提供一種適用范圍更廣泛、稱量精確、造價低廉、隨身攜帶，從而實現方便地應用于各種稱重、計價、日期、時間顯示和定時、響鬧、運算等多功能袖珍電子秤。
本實用新型是以如下方式實現的。
一個由塑料或金屬構成的殼體、操作和鍵盤顯示的殼面、傳感器和與其相連的稱重掛鉤構成的檢測計、顯示器、平衡吊環、限位保護螺絲的袖珍多功能電子秤，能夠任意轉動的稱重掛鉤直接活動交連于和傳感器組成的檢測計上，掌握殼體或提吊平衡吊環便自動垂直平衡，一次換能元件傳感器構成的稱重檢測計，檢測的信號直接輸入至前置進行比例放大，三運算集成放大器組成的儀表放大器具有良好的對稱性，輸入放大器中的第一級共模誤差信號源將被輸出級的減法器抵消，使輸入為零時輸出也為零，經兩階有源濾波整形后輸出供A／D轉換的模擬量，高分辯率單片CNDS IC配用多路炬陣動態掃描4 1/2 位LCD顯示器直接完成模擬量——數字量的A／D轉換、計數、譯碼，驅動LCD顯示器直接顯示稱重數量，通過鍵盤，小型微處理器對稱重數據作計價、金額運算，直接驅動顯示于另一多路掃描10位LCD顯示器上，當稱重運算結束后，恢復日期、時間等顯示。同熒光顯示器不同的液晶顯示器，照度越亮越顯示清晰，CNOS高阻電壓控制器件，功耗極低，于是達到了袖珍多功能目的。采用下面要詳述的實施方案，全電子結構，成本不到現有電子秤的五分之一，體積的五十分之一。
結合以下附圖對本實用新型作進一步地描述。
圖1是本實用新型的整體結構示意圖。
圖2是本實用新型的電原理圖。
參照圖1，具有合符機械強度的圓形金屬或塑料掛鉤(1)，被鉚焊在中間開孔的橢圓球面圓形金屬或塑料帽(2)中，穿過圓形外緣攻花、內緣斜底螺帽(3)，緊旋于凹頭螺絲(4)的頂端凹陷處，與內紋斜底螺帽(3)構成萬向連接。凹頂螺絲(4)的螺桿直接與傳感器(6)合金彈性體下端緊牙相連，傳感器合金彈性體(6)依附平頭螺絲(7)緊固于機體殼架的中梁開孔處，構成一次換能機構。殼體(17)的頂部中央開孔處，套有下端帶帽的平頭空芯內紋螺絲(8)，平頭空芯內紋螺絲(8)的螺桿略長于殼體(17)頂壁的厚度，擰緊平頭外緣攻花螺絲(11)后，仍能徑向轉動。與外緣攻花平頭螺絲(11)連體的頂端大帽下緣同中間臺階帽的上緣加工成沿軸芯凹進的半圓弧面，正中橫穿一半橢圓形耐機械拉力提吊，懸掛的金屬或塑料套環(10)，用以提吊或固定本體能在任何環境稱重作業。殼體(17)下緣靠斜底內紋螺帽(3)處，陷進殼體(17)的調整螺絲(5)，緊靠傳感器(6)的下緣，微調調整螺絲(5)的工作行程，可鎖定和限定傳感器的工作，保護器件不受機械損傷。傳感器(6)的鋁合金彈性體的應變區粘貼連接成四邊形的四條雙端元件力敏應變片，一個與對角相連的激勵源和與其他兩個對角相連的檢測端，檢測的是跨接與激勵源的兩個電位計輸出之間的差值。
本實用新型稱重傳感器(6)結構成S型，體積僅雙孔梁式的十分之一。
本實用新型殼面(16)裝有顯示閂鎖開關(13)，重量LCD顯示器(14)、計價金額、日期、時間等顯示的LCD顯示器(15)，功能轉換，鍵盤(超重，欠重、低電壓指示被剖掉末表示出)。
本實用新型的殼體(17)、殼面(16)，采用工程塑料注塑或輕質合金澆鑄成型，殼體殼面通過暗榫嚙合成一體。
參照圖2，由發光二極管LED、BG1、BG2VR組成的電池電壓監視電路，調定VR，預置電池電壓下限值，當電池電壓快耗盡接近下限值時，BG2截止，BG1導通，發光二級管LED發亮，警示需要更換新電池。這里，監視電路連續工作在電池的作用期，耗電約200NA。可用本體配置的小型電池，也能外接電源供電。
為保證稱量精度，以運算放大器IC2，能隙管IC1、BG3、W1組成的電壓調整電路，精確調整W1可獲得高精度的穩定電壓輸出，通過IC3的極性變換，得到負極性電壓。
以RV1－RV4力敏應變片構成的換能器，連接成四邊形的四條雙端元件，一個與對角相連的激勵源和與其它二個對角相連的電壓檢測端所構成檢測計檢測的實際跨接與激勵源的二個電位計輸出之間的差值，通過對同樣元件的比較間接地測量電路元件的電學特性；當RV1／RV4＝RV2／RV3時，電阻電橋總是處于零位，四個電阻中二個電阻值增加的比率和另外二個電阻值減少的比率相同，電阻變化的互補性即能獲得線性輸出。
以RG、IC4、IC5、IC6構成的三運放集成儀表放大器，進一步對檢測器輸出的信號可能產生的共模干擾、時間和溫度漂移進行抑制，同時，對稱重信號進行精確放大。高精度低溫漂集成運算放大器組成的儀表放大器，其轉換特性是輸出VONT＝輸入(V1N＋－V1N－)( (R7.8)/(RC) ＋1)( (R11)/(R9) )式中R7＝R8、R9＝R10、R11＝R12電路中的R11、R12、R9、R10的比率匹配決定共模抑制比和增益精度，R7和R8的匹配對共模抑制無關，在一定限度內，精確選擇RG獲得前級希望的增益而不會增加共模誤差信號，鑒此，共模抑制正比于增益急劇增加，共模信號卻不管增益僅以因子1放大。由于共模電壓不會出現在RG兩端，運算放大器輸入端間一般不會有很大的電勢差，共模電流就不會流過RG，在運算放器的限度內較大的共模信號就可以獨立于增益加以處理。由于選用CMOS工藝高精度、高增益、低溫漂、自調零、高共模抑制比集成運算放大器組成的儀表放大器具有極高的精度和對稱性，所以在輸入放大器中的第一級即是出現共模誤差源也將被輸出級的減法器所抵消。由于本實用新型的A／D轉換同譯碼驅動共用了單片CNOSIC直接驅動顯示，不能采用典型的用單片機減去零壓力數據的辦法消除失調和溫漂，這就要求儀表放大器要具有極高的轉換精度和共模抑制比。
IC7、C8、R14、R15組成的兩階有源低通濾波器對儀表放大器輸出的模擬信號進一步整形純化。
設R14＝R15C9＝C8通帶點f=122πR2·C2]]>濾波器在通帶內增益為1，有平直的響應，在截止點有3dB的衰減，并且具有每倍頻程12dB的衰減斜率。
用CNOS配用矩陣多路掃描(掃速100HZ)的LCD數顯器構成本實用新型的讀出顯示，集分頻、計數、鎖存、譯碼、驅動、邏輯控制、自動調零于一體，完成稱重數據的模擬量——數字量轉換，直接驅動LCD顯示器顯示。具有低電壓警示，RENGE端內部通過3NA電流將其電平置于(DG)低電平，所以能夠外部懸空使用。(EOC)L／H端外加高電平V＋時將鎖定顯示讀數，還能在變換結束當內部鎖存器更新數字時出現負向脈沖作為變換結束狀態標志用于外部接口控制。利用OR和VR信號實現超、欠量程警示。CON輸出低電壓識別報警及顯示，以保證稱量精度。
振蕩時鐘產生使用120KHZ的晶體振子KT，經IC內部2分頻后成為60KHZ作為變換計數時鐘。R16、C15用于除去干擾脈沖，R16兼有輸入過流保護。IC8能隙管對基準電壓進一步穩定，C10用去除干擾噪聲，微調W4獲得精確的基準電壓，COM端連接VR用作基準電壓源的定位端，使V＋到VR－的電壓通常固定在3.2V左右。VD1Sp端是LCD顯示器的電流吸收端，用電阻分壓偏置成適應LCD顯示器的激勵電壓。
用CNOS構成的4 1/2 位數字顯示器，分辯率高達10NV，輸入端的共模抑制比達110dB，足以保證本實用新型的使用精度。
以NECD1033G微處理器為核心的計算、時間、日期顯示響鬧裝置，方便和擴大了本實用新型的使用范圍，既可并機也能單獨使用，它的結構原理已不屬本實用新型描述范圍，恕不詳述。
權利要求1.一種袖珍多功能電子秤，在有機械強度的外殼中，稱重傳感器、放大器、顯示器順序電路聯接，其特征在于，稱重掛鉤同傳感器萬向相連，平衡吊钚依附殼體中梁同合金彈性體緊固懸浮于殼體中，緊靠調整螺絲，以傳感器構成的稱重檢測計，CMOS IC組成的儀表放大器、轉換器、鍵盤、顯示器電路連接。
2.按照權利要求1的袖珍多功能電子秤，其特征在于，平衡和固定吊钚(10)活動橫穿于外緣攻花平頭螺絲(11)連體的頂端平頭大帽下緣和中間臺階沿軸心的半園內弧中，平頭空心內紋螺絲(8)的頂端長于殼體頂梁厚度，稱重掛鉤(1)的上緣頂端鉚焊在中間開孔的橢園球頂帽(2)中，依托園形外緣攻花內緣斜底螺帽(3)緊固于傳感器(6)，構成萬向聯接，調整螺絲(5)緊靠傳感器(6)。
3.按照權利要求1的袖珍多功能電子秤，其特征在于，傳感器(6)的合金彈性體的應變區粘貼連接成四邊形的四條雙端力敏元件，一個與對角相連的激勵源和與其他兩個對角相連的檢測端，檢測的是跨接與激勵源的兩個電位計輸出之間的差值輸入儀表放大器。
4.按照權利要求1或3的袖珍多功能電子秤，其特征在于，儀表放大器輸出的摸擬量經A／D轉換后驅動數字顯示器，通過鍵盤，小型微處理器驅動另一顯示器對運算價格金額顯示。
5.按照權利要求3或4之一項的袖珍多功能電子秤，其特征在于，以IC1、IC2、BG3、W1、構成的電壓調整電路，能用本體小型電池，也能外接電源供電。
6.按照權利要求1的袖珍多功能電子秤，其特征在于，稱重和計價運算能同時組合應用，也能自成體系單獨使用，殼體殼面由工程塑料或輕質合金加工成型，通過暗榫嚙合一體。
專利摘要一種袖珍多功能電子秤，在有機械強度的外殼中，稱重傳感器、放大器、顯示器順序電連接結構的稱重掛鉤同傳感器萬向相連，平衡吊環依附殼體中梁同合金彈性體緊固懸浮于殼體中，以傳感器構成的稱重檢測計、CMOS、IC組成的儀表放大器、轉換器、鍵盤、顯示器電路連接。用本體電池，也能外接電源。手握或提吊殼體，便自動平衡，顯示稱重數量，同時，還顯示計價金額。稱重計價結束，自動作定時響鬧、日期、時間顯示。
文檔編號G01G19/414GK2107015SQ9121655
公開日1992年6月10日 申請日期1991年6月16日 優先權日1991年6月16日
發明者譚孝俊 申請人:譚孝俊
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
