模数智芯微电子推出基于MCT1256系列ADC芯片的高精度电子秤方案
本文介绍基于模数智芯微电子MCT1256系列ADC芯片的高精度电子秤方案。
一、工作原理
本方案采用的是应变式压力传感器，电子应变式称重传感器是将电阻应变式贴在专门的弹性体梁上，重量加压后弹性体发生变形，其电阻应变计也随着变形，被测重量的大小转换成应变量的变化，电阻值发生变化，是四壁组成的桥式测量电路打破了平衡，输出电压求得电压值。具有良好的线性关系，很强的抗侧向偏载及横向偏载能力，四角误差小。
将应变片贴在被测定物上，使其随着被测定对象的应变一起伸缩，这样应变片里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片就是应用这个原理，通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金，其电阻变化率为常数，与应变成正比例关系。
要精确地测量这么微小的电阻变化是非常困难的，一般的电阻计无法达到要求。为了对这种微小电阻变化进行测量，我们使用带有韦斯通电桥回路的专用应变测量仪。应变片本身的追随能力可以达到数百KHz，通过组合的测定装置可以对冲击现象进行测量。行驶中的车辆、飞行中的飞机等各部位的变动应力可以通过应变片和测定装置进行初步的测量。测量电路：惠斯通电桥。
惠斯通电桥适用于检测电阻的微小变化，应变片的电阻变化也可以用这个电路来测量。如图所示，惠斯通电桥由4个电阻组合而成。
本方案中最多可以接入四个压力传感器。
图示：全桥应变片压力传感器
二、硬件结构
MCT1256芯片的高精度电子秤方案由以下部分组成：
应变片压力传感器4个
ADC模数转换芯片
供电电路
液晶屏1602采用12C接口
MCU芯片
三、电路说明
1、通过H1的2.54mm插排可以最多接入4个应变片压力传感器，E+E-为传感器提供激励电源。4 路传感器信号（A+A-,B+B-,C+C-,D+D-）电压通过低通滤波后接入MCT1256四路差分模拟输入通道。
2、四路差分信号经过MCT1256模数转换芯片放大转换后通过SPI接口输出到MCU芯片，由MCU完成数据的采集和处理，并将结果通过I²C接口送到液晶显示屏显示。
3、供电电路包括电池供电电路，参考电压产生电路，3.3V电路几个部分组成。
四、软件设计
1、在程序中设计：称重前首先清0，即MCT1256的前后两次采样值相同，保证加载前质量为0。在实际操作中加载前必须保证这一点满足条件。如果在实际加载中有时无法回0，可按复位键重新开始。
2、标定砝码逐步增重，可直接分别放在两个称重传感器上，或在传感器上加薄片，砝码再加在薄片上读取AD转换数据，并分析，对照获得的重量进行调整，使误差尽可能小。
3、测量过程中如果发现某个重量区间误差偏大，可自行设置重量区间分别进行标定调整。例：10g以内，10g-50g 等等，区间可以任意设定，可大可小，看各自的测量情况定。
4、在测量中记录数据：（以下为举例说明每个传感器的测量数据都可能有不同）
获得调整测量值的方法：
⑴ 数据过滤：每次测量采集一组数据，对数组进行排序，去除掉最大和最小值后求取平均值。
⑵ 因为每个传感器特性曲线不一样，因此每个传感器需要矫正，调整GapValue的值，以获得相对比较正确的测量值，还可以加减小数再次调整。
Weight=(float)ADC on_Current Val/ Gap Value;
⑶ 使用EXCEL的数据分析中的线性回归方法获得线性函数，再使用该函数对测量值进行调整。
⑷ 还可以先根据标定重量和AD采样值先进行线性回归获得回归函数后，对AD采样值进行调整，再代入⑴中进行计算测量值。
五、程序流程
1、MCT1256初始化（自校准，采样通道选择，PGA倍数，采样速率SPS）
2、初始化液晶屏
3、称重前清零
4、采集数据处理（循环体）
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本文由ll转载自MAGICORE（模数智芯微电子公众号），原文标题为:应用方案 | 高精度电子秤方案，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
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