便攜式數顯電子秤具有準確度高、易于制作、成本低廉、體積小巧、實用等特點。本設計中的電子秤以電阻式應變式傳感器為主，經放大電路和 A/D 轉換器轉換后將數據顯示在數顯面板表上，其分辨力為 1g，在 2kg 的范圍內仔細調整，其精確度較高。

1.電阻應變式傳感器簡介

電阻應變式傳感器是一種利用電阻應變效應，將力學量轉換為電信號的傳感器。電阻應變式傳感器具有精度高，性能穩定，測量范圍寬，可制成各種機械量傳感器，并且具有結構簡單，體積小，重量輕，可在超低溫、強振動、強磁場等惡劣環境下工作等特點。

電阻應變式傳感器是目前用于測量力、力矩、壓力、加速度、重量等參數最廣泛的傳感器之一。它是基于電阻應變效應制造的一種測量微小機械變量的傳感器。金屬導體或半導體受到外力作用時，不僅產生相應的應變（伸長或縮短），而且其電阻值也將隨之發生變化的現象成為電阻的應變效應。

電阻應變式傳感器是通過彈性敏感元件將外部的應力轉換成應變ε，再根據電阻應變效應，由電阻應變片將應變轉換成電阻值的微小變化，通過測量電橋轉換成電壓或電流輸出。敏感元件一般為各種彈性體，傳感元件就是電阻應變片，測量轉換電路一般為橋式電路。只要將應變片粘貼于各種彈性體上，并使其接到測量轉換電路，這樣就構成了測量各種物理量的專用應變式傳感器，可以測量應變應力、彎矩、扭矩、加速度及位移等物理量。

電阻應變式傳感器是將被測量的變化轉換成傳感器元件電阻值的變化，再經過轉換電路變成電信號輸出。由于應變量ε通常在 5000μ 以下，所引起的電阻變化 dR/R 一般都很微小，既難以直接測量準確，又不便直接處理，所以必須使用專門的電路測量這種微弱的電阻變化，而最常用的測量電路就為電橋電路。

應變片的測量電橋結構簡單，具有靈敏度高、測量范圍寬、線性度好、精度高和容易實現溫度補償等優點，因此應變片能很好地滿足應變測量的要求，是目前使用最多最廣泛的一種測量電路。

2.測力傳感器的選擇

由于傳感器的精度高低、性能好壞將直接影響整個自動測試系統的品質和運行狀態。一般來說，精度和性能是選用傳感器的依據。一個自動測試系統的優劣關鍵在于傳感器的選擇。選擇傳感器總的原則是：在滿足對傳感器所有要求的情況下，必須保證成本低廉、工作可靠且易維修，即性能價格比要較高。

選擇傳感器的一般原則可按下列步驟進行：①根據測量對象與測量環境確定傳感器的類型。要實現具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素后才能確定使用何種傳感器。②靈敏度的選擇。通常在傳感器的線性范圍內希望傳感器的靈敏度越高越好，因為只有靈敏度高時，與被測量變化對應的輸出信號比較大，這樣才有利于信號處理。③頻率響應特性。傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍，必須在允許頻率范圍內保持不失靈的測量條件，實際上傳感器的響應總是有一定延遲，因此，希望延遲時間越短越好。④線性范圍。傳感器的線性范圍是指輸出與輸入成正比的范圍。⑤穩定性。影響傳感器長期穩定性的因素，除了傳感器本身結構外，主要是傳感器的使用環境。⑥精度。精度是傳感器的一個重要的性能指標，關系到整個測量系統測量精度的重要環節。

3.數顯電子秤的工作原理

數顯電子秤電路的主要部分包括由電阻應變式傳感器R1、IC2 及 IC3 組成的測量放大電路，和由 IC1 與外圍元件組成的數顯面板表。傳感器 R1 采用 E350-2AA 箔式電阻應變片，其常態阻值為 350Ω。測量電路將 R1 產生的電阻應變量轉換成電壓信號輸出。IC3 將經轉換后的弱電壓信號進行放大，作為 A/D 轉換器的模擬電壓輸入。IC4 提供 1.22V 基準電壓，它同時經 R5、R6 及 Rp2 分壓后作為 A/D 轉換器的模擬電壓輸入。7/2 位 A/D 轉換器 ICL7126 的參考電壓輸入正端由 Rp2 中間觸頭引入，負端則由 Rp3 的中間觸頭引入。兩端參考電壓可對傳感器的非線性誤差進行適量補償。

4.數顯電子秤的制作與調試

本設計中的電子秤形變鋼件可用普通鋼鋸條制成，制作方法是：首先將鋸齒打磨平整，再將鋸條加熱至微紅，趁熱加工成 U 形，并在對應位置鉆孔，以便后續安裝，然后再將其加熱至橙紅色（700-800℃），迅速放入冷水中淬火，以提高剛度，最后進行表面處理工藝。有條件時，可制造成準S 形應變片傳感器，但其成品價格較高。秤鉤可用強力膠黏接于鋼件底部，用專用應變膠粘劑將應變片黏接于鋼件變形最大的部分（內側正中）。這時其受力變化與阻值變化剛好相反。拎環應用活動鏈條與秤體連接，以便使用時秤體能自由下垂，同時拎環還應與秤鉤在同一垂線上。

在調試時，應準備 1kg 和 2kg 標準碼各一個，其調試過程如下：①調零。首先在秤體自然下垂已無負載時調整 Rp1，使顯示器準確顯示零。調整 Rp1 可引出表外進行。測量前先調整 Rp1，使顯示器回零。Rp1 選用精密多圈電位器。②調滿度。調整 Rp2，使秤體承擔滿量秤重量（本電路選滿量程為 2kg）時顯示滿量程值。③校準。在秤鉤下懸掛 1kg 的標準砝碼，觀察顯示器是否顯示 1.000，如有偏差，可調整 Rp3值，使之準確顯示 1.000。④反復調整。重新進行步驟②、③，使之均滿足要求為止。⑤電路定型。準確測量 Rp2、Rp3電阻值，并用固定精密電阻予以代替。