3.2.2LCS-D3称重传感器简介

LCS-D3称重传感器是一种利用电阻应变效应，将各种力学量转换为电信号的结构型传感器。电阻应变片是电阻应变式传感器的核心元件，其工作原理基于材料的电阻应变效应。将应变片粘贴到受力的力敏型弹性元件上，当弹性元件受力产生形变时，应变片产生相应的应变，转化成电阻变化[7]。将应变片接成如图3-2所示电桥，力引起的电阻变化将转化为测量电路的电压变化，通过测量输出电压的数值，再通过换算即可得到所测物体的重量。其工作原理如图3-2所示。

图3-2电阻应变式传感器测量原理

在同一温度场，湿度影响相互抵消，连接在电桥臂上并参与机械变形的四个应变片电压输出灵敏度高。当四个应变片完全相同时，可推导出以下公式：

直流电桥抗干扰能力强，信号不会受各元件和导线的分布电感及电容的影响，但因机械应变的输出信号小，信号送入下一级处理之前必须用高增益和高稳定性的放大器对信号进行放大。

3.3A/D转换模块设计

3.3.1A/D转换电路的选型

数据采集模块中将被测重力转换为电压信号，但由于该电压信号极其微小难以进行下一步处理，故需要在A/D转换之前端加入一个前级放大器，将所要处理的信号放大至A/D转换电路所能识别处理的电压模拟信号。而HX711芯片[8]集成了前端放大器、A/D转换电路以及包括稳压电源、片内时钟振荡器等其他同类型芯片所需要的外围电路，是一种专用的电子秤A/D转换芯片。HX711芯片转换精度为24位，满足整个称重系统对转换精度的要求。

3.3.2HX711简介

与具有相似功能的其他芯片相比，有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。不仅将成本降低，也提高了整个装置的整体性能。该芯片通过管脚驱动后端单片机芯片控制信号，不需要在芯片内部对寄存器编程。通道A或通道B可供选择输入开关，并连接内部的低噪声可编程放大器。芯片通过单片机提供的供电电源转换为稳压模拟电源，向外部传感器和芯片内的A/D转换器提供电源。芯片内的时钟振荡器不需要任何外接器件。上电自动复位功能简化了开机的初始化过程[9]