一種家用廚房電子計量秤的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種家用廚房電子計量秤，它涉及一種計量工具。它包括電源電路、電子秤傳感器測量電路、微處理器控制處理電路、鍵盤輸入單元和顯示電路，電源電路分別與電子秤傳感器測量電路、微處理器控制處理電路、鍵盤輸入單元和顯示電路連接，電子秤傳感器測量電路、鍵盤輸入單元均接微處理器控制處理電路，微處理器控制處理電路接顯示電路，所述的電子秤傳感器測量電路包括全橋低噪聲運算放大電路、電容式雙積分電路和比較器電路，全橋低噪聲運算放大電路接電容式雙積分電路，電容式雙積分電路接比較器電路。本實用新型實用性強，使用簡便，可精確測量各種食物原料的配量，極大提高烹飪質(zhì)量。
【專利說明】一種家用廚房電子計量秤

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及的是一種計量工具，具體涉及一種家用廚房電子計量秤。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的快速發(fā)展，人們對于生活質(zhì)量的追求越來越高，衣食住行中，食占據(jù)最重要的地位，在家庭日常廚房烹飪中，食物原料的精確配量非常關(guān)鍵，以往家庭烹飪配料時，通常要依據(jù)人的經(jīng)驗來進行，這樣一來，經(jīng)常會造成配料不準(zhǔn)，極大地影響烹飪質(zhì)量，特別對于烹飪經(jīng)驗不是十分豐富的年輕人造成的影響會更大，做出來的食物往往達不到理想的口味，而現(xiàn)有市面上適用于家庭的電子計量秤很少，且普遍存在測量數(shù)據(jù)不精確的問題，基于此，設(shè)計一種新型的家用廚房電子計量秤還是很有必要的。
實用新型內(nèi)容
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本實用新型目的是在于提供一種家用廚房電子計量秤，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，實用性強，使用簡便，可精確測量各種食物原料的配量，極大提高烹飪質(zhì)量。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn):一種家用廚房電子計量秤，包括電源電路、電子秤傳感器測量電路、微處理器控制處理電路、鍵盤輸入單元和顯示電路，電源電路分別與電子秤傳感器測量電路、微處理器控制處理電路、鍵盤輸入單元和顯示電路連接，電子秤傳感器測量電路、鍵盤輸入單元均接微處理器控制處理電路，微處理器控制處理電路接顯示電路，所述的電子秤傳感器測量電路包括全橋低噪聲運算放大電路、電容式雙積分電路和比較器電路，全橋低噪聲運算放大電路接電容式雙積分電路，電容式雙積分電路接比較器電路。
[0005]作為優(yōu)選，所述的全橋低噪聲運算放大電路包括第一運算放大器、電位器、第一電容-第五電容、第一電阻和第二電阻，傳感器輸出信號端的I腳接第五電容至地端，傳感器輸出信號端的2腳、3腳分別接第一運算放大器的反相輸入端、同相輸入端，第一運算放大器的反相輸入端與同相輸入端之間接有第三電容，第一運算放大器的反相輸入端、同相輸入端分別接第一電容、第二電容至地端，第一運算放大器的同相輸入端還接第二電阻至電位器的動端，第一運算放大器的反相輸入端與輸出端之間分別并接有第一電阻、第四電容。
[0006]作為優(yōu)選，所述的電容式雙積分電路包括第二運算放大器、三極管、第六電容-第十電容、第三電阻-第九電阻，第一運算放大器的輸出端依次接第十電阻、第五電阻至第二運算放大器的反相輸入端，第十電阻與第五電阻之間的節(jié)點接三極管的集電極，三極管的發(fā)射極接電源VCC端，三極管的基極接第八電容、第三電阻、第四電阻三者的并聯(lián)電路至T2點，第二運算放大器的反相輸入端與輸出端之間接有第九電容，第二運算放大器的輸出端接第九電阻至地端，第二運算放大器的正極端接第十電容至地端，第二運算放大器的同相輸入端分別接第六電阻、第六電容至電源VCC端、地端，第二運算放大器的同相輸入端還依次接第七電阻、第八電阻至地端，第八電阻與第七電容并接；所述的三極管采用型號為9012的PNP型三極管。
[0007]作為優(yōu)選，所述的比較器電路包括第三運算放大器、第十一電容，第三運算放大器的反相輸入端接第二運算放大器的輸出端，第三運算放大器的反相輸入端與輸出端之間接有第十一電容，第三運算放大器的同相輸入端接第七電容至地端，第一運算放大器、第二運算放大器、第三運算放大器均采用型號為LM324的運算放大器；全橋低噪聲運算放大電路、電容式雙積分電路、比較器電路三部分構(gòu)成了廚房秤傳感器測量電路，因為傳感器自身弱的電壓信號很難識別，通過低噪聲運算放大器轉(zhuǎn)換為相對強的電壓信號，由于普通的處理器無法識別模擬電壓信號，我們通過雙積分電路把電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率信號，這樣就實現(xiàn)了模數(shù)轉(zhuǎn)換便于處理器處理運算。
[0008]作為優(yōu)選，所述的電源電路包括穩(wěn)壓集成芯片、第十二電容和第十三電容，穩(wěn)壓集成芯片的I腳、3腳分別接第十三電容、第十二電容至地端，穩(wěn)壓集成芯片的3腳接電池至地端，穩(wěn)壓集成芯片采用型號為HT7136的三端穩(wěn)壓芯片；所述的微處理器控制處理電路包括處理器、第十四電容-第十九電容、晶振、按鍵和第十一電阻，處理器的9腳、10腳、12腳、13腳、30腳、32腳分別接第十四電容、第十九電容、第十五電容、第十六電容、第十八電容、第十七電容至地端，處理器的12腳與13腳之間接有晶振，處理器的9腳依次接按鍵、第十一電阻至地端，處理器的30腳接電感至5V電源，處理器采用型號為ATMEGA16L的微處理器；所述的顯示電路包括IXD顯示屏，IXD顯示屏的4腳-6腳分別接處理器的39腳-37腳，IXD顯示屏的11腳-14腳分別接處理器的36腳-33腳，IXD顯示屏的17腳接處理器的17腳，IXD顯示屏的2腳、15腳、19腳均接5V電源，IXD顯示屏的I腳、20腳均接地端，IXD顯示屏采用型號為LCD_16032的顯示屏。
[0009]本實用新型的有益效果:利用電阻應(yīng)變式傳感器做為廚房電子計量秤的主要傳感元件來確定稱重質(zhì)量，有利于家庭日常廚房烹飪中食物原料的精確配量，使用簡便，實用性強，極大提高烹飪質(zhì)量，方便了人們的生活。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】來詳細說明本實用新型；
[0011]圖1為本實用新型的原理框圖；
[0012]圖2為本實用新型電子秤傳感器測量電路的電路圖；
[0013]圖3為本實用新型全橋低噪聲運算放大電路的電路圖；
[0014]圖4為本實用新型電容式雙積分電路的電路圖；
[0015]圖5為本實用新型比較器電路的電路圖；
[0016]圖6為本實用新型電源電路的電路圖；
[0017]圖7為本實用新型微處理器控制處理電路的電路圖；
[0018]圖8為本實用新型顯示電路的電路圖。

【具體實施方式】
[0019]為使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實施方式】，進一步闡述本實用新型。
[0020]參照圖1-8，本【具體實施方式】采用以下技術(shù)方案:一種家用廚房電子計量秤，包括電源電路1、電子秤傳感器測量電路2、微處理器控制處理電路3、鍵盤輸入單元4和顯示電路5，電源電路I分別與電子秤傳感器測量電路2、微處理器控制處理電路3、鍵盤輸入單元4和顯示電路5連接，電子秤傳感器測量電路2、鍵盤輸入單元4均接微處理器控制處理電路3，微處理器控制處理電路3接顯示電路5，所述的電子秤傳感器測量電路2包括全橋低噪聲運算放大電路、電容式雙積分電路和比較器電路，全橋低噪聲運算放大電路接電容式雙積分電路，電容式雙積分電路接比較器電路。
[0021]值得注意的是，所述的全橋低噪聲運算放大電路包括第一運算放大器U1A、電位器VRl、第一電容Cl-第五電容C5、第一電阻Rl和第二電阻R2,傳感器輸出信號端S的I腳接第五電容C5至地端，傳感器輸出信號端S的2腳、3腳分別接第一運算放大器UlA的反相輸入端、同相輸入端，第一運算放大器UlA的反相輸入端與同相輸入端之間接有第三電容C3，第一運算放大器UlA的反相輸入端、同相輸入端分別接第一電容Cl、第二電容C2至地端，第一運算放大器UlA的同相輸入端還接第二電阻R2至電位器VRl的動端，第一運算放大器UlA的反相輸入端與輸出端之間分別并接有第一電阻R1、第四電容C4。
[0022]值得注意的是，所述的電容式雙積分電路包括第二運算放大器U1B、三極管Q1、第六電容C6-第十電容C10、第三電阻R3-第九電阻R9，第一運算放大器UlA的輸出端依次接第十電阻R10、第五電阻R5至第二運算放大器UlB的反相輸入端，第十電阻RlO與第五電阻R5之間的節(jié)點接三極管Ql的集電極，三極管Ql的發(fā)射極接電源VCC端，三極管Ql的基極接第八電容CS、第三電阻R3、第四電阻R4三者的并聯(lián)電路至T2點，第二運算放大器UlB的反相輸入端與輸出端之間接有第九電容C9，第二運算放大器UlB的輸出端接第九電阻R9至地端，第二運算放大器UlB的正極端接第十電容ClO至地端，第二運算放大器UlB的同相輸入端分別接第六電阻R6、第六電容C6至電源VCC端、地端，第二運算放大器UlB的同相輸入端還依次接第七電阻R7、第八電阻R8至地端，第八電阻R8與第七電容C7并接；所述的三極管Ql采用型號為9012的PNP型三極管。
[0023]值得注意的是，所述的比較器電路包括第三運算放大器U1C、第十一電容C11，第三運算放大器UlC的反相輸入端接第二運算放大器UlB的輸出端，第三運算放大器UlC的反相輸入端與輸出端之間接有第十一電容C11，第三運算放大器UlC的同相輸入端接第七電容C7至地端；所述的第一運算放大器U1A、第二運算放大器U1B、第三運算放大器UlC均采用型號為LM324的運算放大器。
[0024]值得注意的是，所述的電源電路I包括穩(wěn)壓集成芯片U2、第十二電容C12和第十三電容C13，穩(wěn)壓集成芯片U2的I腳、3腳分別接第十三電容C13、第十二電容C12至地端，穩(wěn)壓集成芯片U2的3腳接電池BT至地端，穩(wěn)壓集成芯片U2采用型號為HT7136的三端穩(wěn)壓芯片；電源電路I原理簡單，成本較低，產(chǎn)生的紋波電壓小，穩(wěn)定性較好，能夠滿足使用需要，使用過程中功耗較小。
[0025]此外，所述的微處理器控制處理電路3包括處理器U3、第十四電容C14-第十九電容C19、晶振Yl、按鍵SI和第i^一電阻Rl I，處理器U3的9腳、10腳、12腳、13腳、30腳、32腳分別接第十四電容C14、第十九電容C19、第十五電容C15、第十六電容C16、第十八電容C18、第十七電容C17至地端，處理器U3的12腳與13腳之間接有晶振Y1，處理器U3的9腳依次接按鍵S1、第十一電阻Rll至地端，處理器U3的30腳接電感LI至5V電源；所述的顯示電路5包括IXD顯示屏J4，IXD顯示屏J4的4腳-6腳分別接處理器U3的39腳-37腳，IXD顯示屏J4的11腳-14腳分別接處理器U3的36腳-33腳，IXD顯示屏J4的17腳接處理器U3的17腳，IXD顯示屏J4的2腳、15腳、19腳均接5V電源，IXD顯示屏J4的I腳、20腳均接地端，IXD顯示屏J4采用型號為LCD_16032的顯示屏；微處理器控制處理電路選用ATMEGA16L微處理器作為核心控制，廚房秤傳感器測量電路輸出的頻率信號送入處理器U3中，經(jīng)軟件控制測量高電平持續(xù)時間，可計算出傳感器輸出的電壓信號，進而計算出重量并顯示到IXD顯示屏上J4。
[0026]本【具體實施方式】是利用電阻應(yīng)變式傳感器做為廚房電子計量秤的主要傳感元件來確定稱重質(zhì)量的，具體工作過程:當(dāng)被測物理量作用于彈性元件上，彈性元件在力、力矩或壓力等的作用下發(fā)生變形，產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)變或位移，然后傳遞給與之相連的應(yīng)變片，引起應(yīng)變片的電阻值變化，通過測量電路變成電量輸出，輸出的電量大小反映被測量的大小。
[0027]在發(fā)生電阻應(yīng)變效應(yīng)情況下，電阻變化與應(yīng)變的關(guān)系式為:dR/R = (1+2 μ) εχ+ dp/P，其中(1+2 μ) ε X項稱為幾何效應(yīng)，dp/p項稱為壓阻效應(yīng)，對于金屬材料應(yīng)變片來說，一般d P / P〈〈1，則電阻變化率dR/R= ( 1+2μ) ε χ,此時我們定義靜態(tài)特性參數(shù):靈敏度系數(shù)K= dR/R /εχ = ( 1+2 μ);可見，當(dāng)力作用于用金屬材料制作的應(yīng)變片上時，其電阻相對變化與電阻絲軸向應(yīng)變成正比關(guān)系；由于彈性元件產(chǎn)生的機械變形微小，引起的應(yīng)變量ε也很微小(通常在5000μ以下)，從而引起的電阻應(yīng)變片的電阻變化率dR/R也很小，為了把微小的電阻變化率反映出來，必須采用測量電橋，把應(yīng)變電阻的變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流變化，從而達到精確測量的目的。
[0028](I)單臂工作方式下，即只有一只應(yīng)變片Rl接入，有UO = Ε.Κ.ε /4輸出電壓UO正比于應(yīng)變ε ；
[0029](2)半橋工作方式下，將兩只應(yīng)變片接入電橋的相鄰兩支橋臂，根據(jù)被測試件的受力情況一個受拉，一個受壓，有UO = Ε.Κ.ε/2，輸出電壓UO正比于應(yīng)變ε ；
[0030](3)全橋工作方式下，將四只應(yīng)變片接入電橋，并且差動工作。有UO = E*k* ε，輸出電壓UO正比于應(yīng)變ε。
[0031]本【具體實施方式】全橋低噪聲運算放大電路、電容式雙積分電路、比較器電路三部分構(gòu)成了廚房秤傳感器測量電路，因為傳感器自身弱的電壓信號很難識別，通過低噪聲運算放大器轉(zhuǎn)換為相對強的電壓信號，由于普通的微處理器無法識別模擬電壓信號，我們通過雙積分電路把電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率信號，這樣就實現(xiàn)了模數(shù)轉(zhuǎn)換便于微處理器處理運笪
ο
[0032]全橋低噪聲運算放大電路采用了差分放大電路，見圖3，特點是差分放大電路的輸入信號是從集成電路的正、負相端引入，正負相信號的差值按比例放大，電壓放大倍數(shù)A=Uo/AUi, Tl點的零點電壓可通過電位器VRl來調(diào)整，主要特點有:
[0033](I)高輸入阻抗，被提取的信號是不穩(wěn)定的高內(nèi)阻源的微弱信號，為了減少信號源內(nèi)阻的影響，必須提高放大器輸入阻抗。
[0034](2)高共模抑制比CMRR，信號工頻干擾以及所測量的參數(shù)以外的作用的干擾，一般為共模干擾，前置級須采用CMRR高的差動放大形式，能減少共模干擾向差模干擾轉(zhuǎn)化。
[0035](3)低噪聲和漂移，主要作用是對信號源的影響小，拾取信號的能力強，以及能使輸出穩(wěn)定。
[0036]電容式雙積分電路是整個電路的核心部分，見圖4，輸入端所接控制端Τ2可由方波信號發(fā)生器產(chǎn)生，當(dāng)T2端為低電平時對輸入T3端的電壓Vi進行積分，積分時間常數(shù)τ =RC，T2端的控制電路是由三極管、電容、電阻構(gòu)成的電路，由其構(gòu)成的電路可提供足夠的充電電流達到恒流效果，從而保證充電時電流的穩(wěn)定，積分器積分過程的線性以便于量測。
[0037]比較器電路主要為了便于檢測積分器的過程而設(shè)計的，見圖5，當(dāng)積分器開始充電即T2信號置低電平時，這時T4為高電平，T5也為高電平，當(dāng)積分器充電的電壓等于V3臨界點時再稍充電T4點電壓就會翻轉(zhuǎn)為低電平，同時T5點電平也緊跟著翻轉(zhuǎn)為低電平，也就是從T2點置低電平開始計時到T5點變低電平結(jié)束，這段時間即為tl，隨后積分器放電過程:從T5點電壓變低就開始把T2點電壓置高即積分器開始放電，到T5重新翻轉(zhuǎn)為高電平時在作適當(dāng)延時放電即為t2，積分器即可開始下個充放電的過程。
[0038]本【具體實施方式】結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，實用性強，使用簡便，可幫助很多烹飪經(jīng)驗不豐富的人們精確測量各種食物原料的配量，極大提高烹飪質(zhì)量，具有廣泛的市場應(yīng)用前景。
[0039]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種家用廚房電子計量秤，其特征在于，包括電源電路(I)、電子秤傳感器測量電路(2)、微處理器控制處理電路(3)、鍵盤輸入單元(4)和顯示電路(5)，電源電路⑴分別與電子秤傳感器測量電路(2)、微處理器控制處理電路(3)、鍵盤輸入單元(4)和顯示電路(5)連接，電子秤傳感器測量電路(2)、鍵盤輸入單元(4)均接微處理器控制處理電路(3)，微處理器控制處理電路(3)接顯示電路(5)，所述的電子秤傳感器測量電路(2)包括全橋低噪聲運算放大電路、電容式雙積分電路和比較器電路，全橋低噪聲運算放大電路接電容式雙積分電路，電容式雙積分電路接比較器電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用廚房電子計量秤，其特征在于，所述的全橋低噪聲運算放大電路包括第一運算放大器(UlA)、電位器(VRl)、第一電容(Cl)-第五電容(C5)、第一電阻(Rl)和第二電阻(R2)，傳感器輸出信號端(S)的I腳接第五電容(C5)至地端，傳感器輸出信號端(S)的2腳、3腳分別接第一運算放大器(UlA)的反相輸入端、同相輸入端，第一運算放大器(UlA)的反相輸入端與同相輸入端之間接有第三電容(C3),第一運算放大器(UlA)的反相輸入端、同相輸入端分別接第一電容(Cl)、第二電容(C2)至地端，第一運算放大器(UlA)的同相輸入端還接第二電阻(R2)至電位器(VRl)的動端，第一運算放大器(UlA)的反相輸入端與輸出端之間分別并接有第一電阻(Rl)、第四電容(C4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種家用廚房電子計量秤，其特征在于，所述的電容式雙積分電路包括第二運算放大器(UlB)、三極管(Ql)、第六電容(C6)-第十電容(C1)、第三電阻(R3)_第九電阻(R9)，第一運算放大器(UlA)的輸出端依次接第十電阻(RlO)、第五電阻(R5)至第二運算放大器(UlB)的反相輸入端，第十電阻(RlO)與第五電阻(R5)之間的節(jié)點接三極管(Ql)的集電極，三極管(Ql)的發(fā)射極接電源VCC端，三極管(Ql)的基極接第八電容(CS)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)三者的并聯(lián)電路至T2點，第二運算放大器(UlB)的反相輸入端與輸出端之間接有第九電容(C9)，第二運算放大器(UlB)的輸出端接第九電阻(R9)至地端，第二運算放大器(UlB)的正極端接第十電容(ClO)至地端，第二運算放大器(UlB)的同相輸入端分別接第六電阻(R6)、第六電容(C6)至電源VCC端、地端，第二運算放大器(UlB)的同相輸入端還依次接第七電阻(R7)、第八電阻(R8)至地端，第八電阻(R8)與第七電容(C7)并接；所述的三極管(Ql)采用型號為9012的PNP型三極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種家用廚房電子計量秤，其特征在于，所述的比較器電路包括第三運算放大器(UlC)、第十一電容(Cll)，第三運算放大器(UlC)的反相輸入端接第二運算放大器(UlB)的輸出端，第三運算放大器(UlC)的反相輸入端與輸出端之間接有第十一電容(Cll)，第三運算放大器(UlC)的同相輸入端接第七電容(C7)至地端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種家用廚房電子計量秤，其特征在于，所述的第一運算放大器(UlA)、第二運算放大器(UlB)、第三運算放大器(UlC)均采用型號為LM324的運算放大器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用廚房電子計量秤，其特征在于，所述的電源電路(I)包括穩(wěn)壓集成芯片(U2)、第十二電容(C12)和第十三電容(C13)，穩(wěn)壓集成芯片(U2)的I腳、3腳分別接第十三電容(C13)、第十二電容(C12)至地端，穩(wěn)壓集成芯片(U2)的3腳接電池(BT)至地端，穩(wěn)壓集成芯片(U2)采用型號為HT7136的三端穩(wěn)壓芯片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用廚房電子計量秤，其特征在于，所述的微處理器控制處理電路(3)包括處理器(U3)、第十四電容(C14)-第十九電容(C19)、晶振(Yl)、按鍵(SI)和第十一電阻(R11)，處理器(U3)的9腳、10腳、12腳、13腳、30腳、32腳分別接第十四電容(C14)、第十九電容(C19)、第十五電容(C15)、第十六電容(C16)、第十八電容(C18)、第十七電容(C17)至地端，處理器(U3)的12腳與13腳之間接有晶振(Yl)，處理器(U3)的9腳依次接按鍵(SI)、第i^一電阻(Rll)至地端，處理器(U3)的30腳接電感(LI)至5V電源，處理器(U3)采用型號為ATMEGA16L的微處理器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用廚房電子計量秤，其特征在于，所述的顯示電路(5)包括IXD顯示屏(J4)，IXD顯示屏(J4)的4腳-6腳分別接處理器(U3)的39腳-37腳，LCD顯示屏(J4)的11腳-14腳分別接處理器(U3)的36腳-33腳，LCD顯示屏(J4)的17腳接處理器(U3)的17腳，IXD顯示屏(J4)的2腳、15腳、19腳均接5V電源，IXD顯示屏(J4)的I腳、20腳均接地端，IXD顯示屏(J4)采用型號為LCD_16032的顯示屏。
【文檔編號】G01G3/142GK204255477SQ201420794378
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】李中望 申請人:李中望