[实用新型]压电晶体电子秤

说明书

压电晶体电子秤属于测重器具。

现有电子秤的主要部件是由电阻测力传感器和单片机数据处理器组成，由于电阻测力传感器输出的是模拟信号，而单片机需要的是数字信号，所以就要加A／D转换器，在需要精度高、转换速度快的场合，A／D转换器的价格就高，使电子秤的成本居高不下。若采用压电晶体作测力传感器，就可取消A／D转换器，但要克服扭曲、偏载、超载的问题后，压电晶体电子秤才能实施。

本实用新型的目的是取消电子秤的A／D转换器，采用压电晶体作测力传感器，从而降低电子秤的成本，为提高电子秤的精度，设计了一种抗扭曲、抗偏载、抗超载的压电晶体电子秤。

本实用新型由加力装置1、温漂抵消电路2、数据处理器3、显示器4组成。加力装置1由平行四边形弹性体5、传力弹簧6、过载保护器7、压电晶体8、传递力板9、定位板10、垫片11、平板12组成。

平行四边形弹性体5由可动端两个刚体13、两个中空的刚体14通过八个弹性膜片15与四个同样形状的刚体16用螺钉固定连接而成如图5。

平板12、垫片11、传递力板9的一端与平行四边形弹性体5的刚体13是通过螺钉形式固定连接，传递力板9的另一端下面伸出一圆柱体17，用来插接传力弹簧6的一端，传力弹簧6的另一端与定位板10上的圆柱套18套在一起。定位板10的另一端插在中空刚体14中，并用螺钉形式固定连接。压电晶体8被夹持在定位板10与基座19之间。基座19与刚体14通过螺钉形式固定连接。

过载保护器7是由螺栓20和紧固螺帽21组成，螺栓20采用螺纹连接，在平板12的下端，螺栓20与刚体14之间的距离可以调节，然后用螺帽固定。

以上方案可做为本实用新型的实施例一。

力的传递过程如下：力（重物）首先作用在平板（秤盘）12的上面，因平板12的一端与垫片11、传递力板9一起与平行四边形弹性体5的可动端刚体13相连，所以，力就被传到传递力板9上，通过传递力板9另一端的圆柱体17，又将力值传给了传力弹簧6，传力弹簧6与定位板10将力值传递给了压电晶体8。因为平行四边形弹性体5的可动端刚体13与固定端刚体14相对平行移动，所以压电晶体所感受的力值与被测力基本相等，达到了抗扭曲、抗偏载的目的。

为防止过载，将压电晶体压碎，本实施例的过载保护器7是这样实现的。调节螺栓20与刚体14之间的距离，使之等于满量程时传力弹簧6的压缩量，这样，当继续加大力时，由于螺栓20和刚体14已接触，力就直接加在基座19上，压电晶体感受的力就不会超出满量程，从而实现了过载保护。

压电晶体传感器是物性传感器，最大缺点是易受温度影响，为消除温度影响，本实用新型在电路上采用了差动方法。将两个压电晶体放在传感器中，一个受力，另一个不受力，由于两个感受的温度是一样的，温漂也就一样，所以通过电路差频法就可将温度影响消除。由下面的数学关系式可以看出：

f₁＝f₀₁＋△f_T＋△f_F，f₂＝f₀₂＋△f_T

f₁－f₂＝△f_F＋（f₀₁－f₀₂），式中f₁，f₂为压电晶体振荡频率，f₀₁、f₀₂为初始振荡频率，、△f_T为由于温度引起的频率漂移。△f_F为在力的作用下频率的变化量。数据处理器3采样的是差频f₁－f₂信号，不包括温漂引起的频移量，故消除了温度影响。经数据处理器3处理后的力值送给显示器4显示。

本实用新型的积极效果：本实用新型具有测量精度高，使用寿命长，造价低等优点。

附图说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为实施例一中加力装置1的整体结构示意图；

图3为实施例二中加力装置1的整体结构示意图；

图4为实施例三中加力装置1的整体结构示意图；

图5为加力装置1中平行四边形弹性体5的结构示意图。

实施例二：