[发明专利]利用传感器受力来实现按键功能的称重装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种称重装置，尤其涉及一种利用传感器受力来实现按键功能的称重装置。

背景技术

目前的电子秤,其按键大体可以分为以下三大类:

1.采用机械按键作为操作介质,利用机械按键内的金属弹片的接触导通来实

现按键操作；

2.采用电阻式的触摸按键为操作介质,电阻式触摸按键一般都是薄膜加上玻璃的结构,薄膜与玻璃相邻的一面均涂有ITO涂层。但是由于电阻式触摸按键需要一定的压力,时间长了易造成表面材料的磨损,影响产品寿命。

3.采用电容式的触摸按键为介质,利用人手的感应电容,实现按键操作。但是电容式的触摸按键的性能容易受温度、湿度等环境影响，导致性能不稳定。

发明内容

本发明的目的是克服目前传统电子秤按键易磨损，性能不稳定及寿命短的缺点。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

提供一种利用传感器受力来实现按键功能的称重装置，包括秤面为长方形的秤体、含工作激励电源的单片机和连接于该单片机的液晶显示器，在所述秤体的四个角位置分别对称设置一个由应变片和弹性体构成的金属应变传感器，每个金属应变传感器的一端均连接到所述单片机的一个不同I/O端口，每个金属应变传感器的另一端并联后连接到所述工作激励电源，每个金属应变传感器的第三端接地；还包括一个由两个标准电阻构成的无弹性体的虚拟金属应变传感器，其一端连接到所述单片机的一个不同于金属应变传感器所连接的I/O端口，另一端连接到所述工作激励电源，第三端接地；四个金属应变传感器的中心点A、B、C和D按逆时针方向构成一个长和宽分别为M和N的长方形，手指在光滑水平秤面上的任意按压点E的垂直于秤面方向的受力为F，A、B、C和D点的受力分别为Fa、Fb、Fc和Fd，以金属应变传感器A为原点，AB连线为X轴，AD连线为Y轴，则当手指按压秤面上的E点时，E点在水平面上的坐标（I，J）通过以下算式确定： 

F=Fa+Fb+Fc+Fc         (式1)；

I=M(Fb+Fc)/F       (式2)；

J=N(Fc+Fd)/F       (式3)；

通过以上算式确定位置的E点即为称重装置的操作按键，每按一次E点，称重装置就进行一次参数调整或状态切换，按键的功能由按压E点时所述单片机中运行的中断程序定义，与按键所在的位置一一对应，在按压E点的同时，所述液晶显示器上显示对应E点所在按键的标记。

所述操作按键的数量≥1。

所述操作按键的功能包括但不限于：数值的递增、数值的递减、状态确认、重量单位的切换、去皮扣重、称重装置的开关机。

本发明结构简单，构造新颖，当按压秤面上的某个按键时，仅利用称重装置自带的四个金属应变传感器为基础,通过每个金属应变传感器测量各自的受力,根据受力情况由力学算式计算出秤面的受力点位置,则该受力点位置即是按键的所在位置，每个按键位置均由单片机中断程序定义了该按键的功能，当计算确定出按键位置时，随之调用相应的中断程序，进而实现按键的功能。按键可定义在秤面任意点,并且只要在秤面的范围内,数量不限,按键功能可以根据产品功能定义,如数值的递增、数值的递减、状态确认、重量单位的切换、去皮扣重、称重装置的开关机等。由于本发明的按键没有传统按键的有形物理结构，按键操作即按压光滑秤面上的某一点，按键的功能完全由单片机的中断程序定义，不会发生传统按键物理结构损坏的致命缺陷，故障率显著降低，寿命较传统按键大大延长。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明电气原理图；

图3为秤面受力点在X-Y轴的受力分解示意图；

图4a-4c为金属应变传感器之间两两连接的示意图；

图4d为金属应变传感器与虚拟金属应变传感器之间连接的示意图。

图中：1.秤体，2. 金属应变传感器，3.虚拟金属应变传感器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步说明：

如图1所示，四个金属应变传感器2设于秤体1的四个角，虚拟金属应变传感器3位于单片机主控电路板上。如图2和图4a-4d所示，四个金属应变传感器Loadcell1-Loadcel4的一端均连接到单片机的一个I/O端口，另一端并联后连接到工作激励电源VDD，第三端接地，虚拟金属应变传感器的一端均连接到单片机的一个I/O端口，另一端连接到所述工作激励电源VDD，第三端接地。