[发明专利]称重装置

说明书

本发明涉及使用信号处理电路对负载单元输出的负载信号进行电处理的这一类称重装置，因此被称重物体的重量可由显示单元显示。

一些现在市场上可买到的称重装置一般使用图9所示的这种电子信号处理电路。为讨论认为与本发明有关的先有技术，现请参阅图9。

图9所示的先有技术称重装置包括与在主电路接线板31上形成的电路电连接的负载传感器30。负载传感器30有四个应变计32，各为电阻元件形式固定，或以其他方式提供，在应变产生元件上(未图示)，作为被称物体放置结果，应变产生元件响应放在其上负载产生应变。这些应变计32与柔性印刷电路板(未图示)电气连接。因而构成全桥型桥式电路33。上面提及的柔性印刷电路板通过适当的连接器(未图示)与主电路板31相连。一般在先有技术称重装置中使用的应变计32为一种能补偿应变产生元件热膨胀系数变化的类型，因此可消除由于应变产生元件和应变计之间热膨胀系数不同引起的任何可能测量误差。

在桥式电路33的四臂中，每臂有各自的应变计32位于其上，通过接点C连接在一起的二臂包括各自的调节元件34，用于在称重装置无负载期间完成零点调整。在某些型号中，桥式电路的四臂中都使用了调节元件34。在任一情况下，每个调节元件34包括调零(偏移调节)电阻35和零点温度特性补偿电阻36，调零电阻35为精密电阻元件形式，用于配合应变计32中电阻值的变化，将从桥式电路33的输出调节至例如0V的目标电平，零点温度特性补偿电阻36为温度敏感电阻元件形式，与调零电阻35串联，以补偿由于桥式电路33与温度有关的漂移引起的桥式电路33输出偏离目标电平的变化。

桥式电路33的输入侧接点a和b与各自的幅度(span)温度特性补偿电阻39相连，温度特性补偿电阻39又与在桥式电路33的接点a和b上加以输入电压的直流电源38相连。每个幅度温度特性补偿电阻39为温度敏感电阻元件，以补偿由于应变产生元件的杨氏模量随温度增加而降低引起应变量增加时发生的负载信号电平的增加。

桥式电路33的输出侧接点c和d之间的电压被加至设置在主电路板31上的信号处理电路40。在这种先有技术称重装置中使用的信号处理电路40包括用以放大负载单元30输出的负载信号的差分放大器级41，用于滤去已经差分放大器级41放大的负载信号中噪声分量的模拟滤波器，用于将经滤波的负载信号变换为数字负载信号的模数变换器(ADC)43，和用于根据从模数变换器43供给的数字负载信号计算表示被称物体重量的测量值和也将测量值以能被显示的重量信号的形式供给显示单元的中央处理单元(CPU)44。

另一方面，直流电源38也与第一分压器电路46相连，用于为信号处理电路40的所有分量元件提供第一基准电压V_COM和与第二分压器电路47相连，用于为模数变换器43a提供第二基准电压V_REF，使模数变换器43a决定加在其上的输入信号的电平。

图9所示的电路结构在(例如)四个应变计42和二个分压电路46和47中使用许多个电阻元件，这样其中所使用的元件数量较大。而且，由于在称重装置中使用的这种类型的每个应变计32的电阻值一般较小，桥式电路33消耗较大量电力。因此，在电池供电的称重装置的情况下电池易于很快消耗完。

针对上述问题，EP299806建议使用图10所示的桥式电路33A。图10所示桥式电路33A是这样设计的，使得在应变计32之间接点d出现的电压和第一基准电压V_COM之差值可以用作负载信号。这种桥式电路33A被认为的优点在于：分压器电路46和47的每一个被选择为具有较高电阻值，可以大大减小被桥式电路33A消耗的电能量，然而，这种桥式电路33A的结构已被发现具有下列二个问题。

首先，除非幅度温度特性补偿电阻39具有相同电阻值和相同温度特性，否则在负载信号可以取出的接点d处的电压会随温度变化而波动，即，随温度变化变得不稳定。