2016年广西大学生电子设计竞赛
简易电子秤（G题）
【本科组】
2016年 7月 26日
简易电子秤
摘要：本设计给出了 Arduino Mega 2560芯片为核心的简易电子秤的基本原理
与实现方案。该系统由悬臂平行梁、电阻应变片桥和HX711压力传感器三个模块
构成，由Arduino Mega 2560单片机实现数据采集与控制功能。将电阻应变片粘
贴到受力的力敏型弹性元件上,当弹性元件受力产生变形时,应变片产生相应的
应变,转化成电阻变化。再由 24位 A/D转换器芯片 HX711来进行电压采集，
高精度的AD芯片和电阻应变片桥可以使测量精度达到0.05g,将数据由通信总线
传输到单片机进行数据转换，最后读出物品的重量，在LCD液晶屏上面显示出来。
触摸键盘以及语音播报的功能，使得系统具有智能化、人性化的特色。
关键词：质量测量电阻应变片桥高精度ADATMEL2560 LCD液晶
引言：称重传感器是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置，它是
专门在衡器上使用的压力传感器，能将衡器上被测物体的重量按一定的函数关系
转换成电信号输出[1]。1936-1938年，美国加利福尼亚理工学院教授E.Simmons
（西蒙斯）和麻省理工学院教授 A.Ruge（鲁奇）分别同时研制出纸基丝绕式电
阻应变计，并由美国 BLH公司专利生产，型号为SR-4，标志电阻应变式称重
传感器诞生。[2]。经过 70多年的发展，随着结构设计、制造工艺、感知原理
以及电子技术水平都有了突飞猛进的进步，称重传感器出现的种类繁多，其精度、
稳定性等技术指标有了质的飞跃[3]。本设计以电阻片为测量元件，制作简易的
电子秤。
一、方案论证与设计
1.1形变测量方案
方案一：霍尔传感器测量法，霍耳位置传感器是利用磁铁和集成霍耳元件间位置
变化输出信号（霍耳电压U）来测量微小位移。当通过半导体薄块的电流恒定时，
霍耳电压U和半导体薄块所处的磁感应强度B成正比。采用AD芯片测量霍尔传
感器输出的电压差值就可以得到求出形变量。
方案二：电阻应变片测量法，将应变片粘贴到受力的力敏型弹性元件上,当弹性
元件受力产生变形时,应变片产生相应的应变,转化成电阻变化。将四个应变片
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接成电桥，力引起的电阻变化将转换为测量电路的电压变化,通过测量输出电压
的数值,再通过换算即可得到所测量物体的重量。
对以上两种方案进行比较，方案一霍尔传感器对外界环境要求高，使用复杂，
使用时需要提高磁场，测量精度不高。采用方案二电桥的四个臂上接工作应变片，
都参与机械变形，同处一个温