感受的机械应变量一般为 10- 6～10- 2，产生的电阻变化率也大约在 10- 6～10- 2 数量级之间。 这样微小的电阻变化量必须采用一定形式的测量电路，将微小的电阻变化率转变成为电压 或者电流的变化量，才能用二次仪表显示出来。在电阻应变式称重传感器中通过桥式电路 并将电阻的变化转换成电压的变化。电阻应变式称重传感器工作原理框图如图 2-1 所示。

图 2-1 电阻应变式称重传感器工作原理框图

当传感器不受载荷时，弹性敏感元件不产生应变，粘贴在其上的应变片不发生变形， 阻值不变，电桥平衡，输出电压为零；当传感器受力时，即弹性敏感元件受载荷 P 时，应 变片就会发生变形，阻值发生变化，电桥失去平衡，有输出电压。

R1、R2、R3、R4 为 4 个应变片电阻，组成了桥式测量电路，Rm 为温度补偿电阻，e 为激励电压，V 为输出电压。

若不考虑 Rm，在应变片电阻变化以前，电桥的输出电压为：

由于桥臂的起始电阻全等，即 R1=R2=R3=R4=R，所以 V=0 。

当应变片的电阻 R1、R2、R3、R4 变成 R+△R1、R+△R2、R+△R3、R+△R4 时，电桥的 输出电压变为：

通过化简，上式则变为：

也就是说，电桥输出电压的变化与各臂电阻变化率的代数和成正比。 

如果四个桥臂应变片的灵敏系数相同，且 R

= Kε ，则上式又可写成： 

V eK ( ε  1-ε  2+ε  3-ε 4） （2-4）4

式中K 为应变片灵敏系数，ε 为应变量。 上式表明，电桥的输出电压和四个轿臂的应变片所感受的应变量的代数和成正比。在

电阻应变式称重传感器中，4 个应变片分别贴在弹性梁的 4 个敏感部位，传感器受力作用 后发生变形。在力的作用下，R1、R3 被拉伸，阻值增大，△R1、△R3 正值，R2、R4 被压 缩，阻值减小，△R2、△R4 为负值。再加之应变片阻值变化的绝对值相同，即

R1=△R3=+△R 或ε  1=ε 3=+ε （2-5）

△R2=△R4=-△R 或ε  2=ε 4=-ε （2-6）

因此，V= eK ×4ε    = e Kε  。若考虑 Rm，则电桥的输出电压变成：

SU 称为传感器系数或传感器输出灵敏度。

对于一个高精度的应变传感器来说，仅仅靠 4 个应变片组成桥式测量电路还是远远不 够的。由于弹性梁材料金相组织的不均匀性及热处理工艺、应变片性能及粘贴工艺、温度 变化等因素的影响，传感器势必产生一定的误差。为了减少传感器随温度变化产生的误差， 提高其精度和稳定性，需要在桥路两端和桥臂中串入一些补偿元件。如：初始不平衡值的 补偿、零载输出温度补偿、输出灵敏度温度补偿等。

2。3 系统总体方案设计

此设计的单片机电子秤系统由 STC89C52 单片机及其最小系统、应变片、A/D 转换电 路、LCD1602 液晶显示等部分组成。如图 2-3 所示。

2。4 单片机最小系统

STC89C52 单片机的最小系统由三个部分组成：晶振电路、复位电路和电源电路。

2。4。1 STC89C52 单片机

STC89C52 单片机是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8k bytes 的可反 复擦写的 Flash 只读程序存储器（ROM）和 256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），器 件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系统，片内 置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储单元，功能强大的 STC89C52 单片机可为您提供许多 较复杂系统控制应用场合。