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1. 惠斯通电桥原理
惠斯通电桥各个臂上电阻变化时，计算过程如下图所示：
- 单个臂变化时δV = 1/4(δR/R)
- 两个臂变化时δV = 1/2(δR/R)
- 四个臂变化时δV = δR/R
- 多臂变化时，R1、R3同步增减；R2、R4同步增减
1.1 应变片
电阻应变片的工作原理是基于应变效应制作的，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化，这种现象称为“应变效应”。半导体应变片是用半导体材料制成的，其工作原理是基于半导体材料的压阻效应。压阻效应是指当半导体材料某一轴向受外力作用时，其电阻率发生变化的现象。应变片是由敏感栅等构成用于测量应变的元件，使用时将其牢固地粘贴在构件的测点上，构件受力后由于测点发生应变，敏感栅也随之变形而使其电阻发生变化，再由专用仪器测得其电阻变化大小，并转换为测点的应变值。金属电阻应变片品种繁多，形式多样，常见的有丝式电阻应变片和箔式电阻 应变片。箔式电阻应变片是一种基于应变——电阻效应制成的，用金属箔作为敏感栅的，能把被测试件的应变量转换成电阻变化量的敏感元件。
把电阻应变片作为惠斯通电桥中的电阻，则相应的电路如下图所示。
1.2 常见电子秤传感器
电子秤传感器种类很多，按照量程范围大致分为
- 小量程（＜5kg）：生活中常见的厨房秤、珠宝/黄金秤等
- 一般量程（＜50kg）：体重秤等
- 大量程（＞50kg）：地磅等
1.2.1 小量程电子秤传感器
一般为悬臂式结构，如下图所示，电阻应变片贴在悬臂的上下两侧
1.2.2 一般量程电子秤传感器
一般为E型或者G型结构，如下图所示，
桥臂上贴了两个应变片，为半桥式结构，如下图所示
内部有两个1kΩ的应变片，量程为50kg。测量时外侧边施加外力，E字形传感器的应变梁部分和外侧边形成一个方向相反的力，中间的应变梁发生弯曲变形。E型传感器有三种使用方式：
- 用一只传感器配合外接高精度电阻组成全桥测量，量程为一个传感器的量程：50kg，对外接电阻要求较高；
- 用两只传感器组成全桥测量，量程为两只传感器的量程之和：100kg；
- 用四只传感器组成全桥测量，量程为四只传感器的量程之和：200kg；
2. HX711检测电路
HX711是一款高精度24位A/D转换芯片，集成了稳压电源、片内时钟振荡器、数字通信功能。专为电子秤设计，提高了整机的性能和可靠性。内部框图如下：
官方推荐原理图设计如下图。淘宝上有很多做好的HX711模块，可以直接买过来做测试使用。
3. 程序要点
platformio的库中有HX711的驱动和例程，可以方便的调用。
编程注意：
- 启动后需要先采集初始值offset，后续实际测量值要减去offset
- 测量值-offset后，要除以一个scaler，计算出来的值才是实际重量
- 最好用标准砝码做校准
测试
家里一个厨房秤坏了，拆开检测问题。现象：开机后一直显示0g，无论放多重的物体都是0g。
拆机如下图：
在这里插入图片描述
- 拆下来E型传感器单独测试：红白间电阻1k，红蓝间电阻1k，白蓝间电阻2k。正常
- 单独将4个E型传感器连接成惠斯通全桥，检测各点电阻：E+与E-电阻2k，V+与V-电阻2k，E+与V-1.5k，E+与V+1.5k，正常。
- 将惠斯通全桥接到HX711模块单独测试：发现读取回来的值一直是-8388608。说明E型传感器已经变形，超出测量范围。在开机启动的时候经过去皮处理，就一直显示0g了。
- 更换悬臂型传感器到厨房秤电路上后，读数开始变化，不再是0g
结论：E型传感器坏了，可能是使用过程中放了超过量程的重物，导致传感器永久变形了。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-419992.html
问题
拆解E型传感器如下图所示：
问题：文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-419992.html
- 上图中应变片贴在上桥臂上，向下压时，应变片拉长，电阻变大。但是半桥中，应该是一个R变大，一个R变小，如何实现？
参考
- https://blog.csdn.net/weixin_41659040/article/details/111753439
到了这里，关于惠斯通电桥称重传感器检测原理的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
