电子秤的原理图解

　　电子秤属于衡器的一种，是利用胡克定律或力的杠杆平衡原理测定物体质量的工具。电子秤主要由承重系统（如秤盘、秤体）、传力转换系统（如杠杆传力系统、传感器）和示值系统（如刻度盘、电子显示仪表）3部分组成。按结构原理可分为机械秤、电子秤、机电结合秤三大类。

　　一、简单来说

　　电子称通过压力感应器收集重量，并通过电子芯片将收集的重量信息转换为标准公斤数，由显示屏输出数字。

　　核心原件：应变片,一个金属构架上贴着盘绕着金属丝的贴片.

　　称重时,金属构架受力形变,贴片上的金属丝也随着被拉长或缩短,金属丝电阻因此改变,通过测量金属丝的电阻变化,得到所称重物的数据.

　　金属丝的形变得到的电参数,经过放大电路,调零电路,模数转换（A/D转换）,译码电路后驱动数码管显示出数字.

　　二、电子秤的原理方框图

　　程式 K/B(按键) ↑ Fx → 传感器 → OP放大 → A/D转换 → CPU → 显示驱动 → 显示屏 ↓ 记忆体

　　工作流程说明： 当物体放在秤盘上时，压力施给传感器，该传感器发生形变，从而使阻抗发生变化，同时使用激励电压发生变化，输出一个变化的模拟信号。该信号经放大电路放大输出到模数转换器。转换成便于处理的数字信号输出到CPU运算控制。CPU根据键盘命令以及程序将这种结果输出到显示器。直至显示这种结果。

　　三、电子秤到底是怎么给出读数的

　　首先要明确的是，对于绝大多数「秤」而言，我们测量的不是质量，我们测量的只是重力。用标准砝码的天平测量的才是质量，大多数弹簧秤、电子秤测量的其实都是重力。读数是10千克，意思是说这个物体的重力与10千克物体在这个地方产生的重力相同。可能你觉得没有区别，但如果你跑到月球上，天平的结果不会变，但是弹簧秤和电子秤的结果会大幅改变。

　　其次要明确的是，力是无法直接测量的，我们测量的只是变形。力是一个非常抽象的概念而已，我们无法直接测量力，我们能测量的只是力的效应，也就是力作用在某些物体上之后这些物体的变形。这些变形是看得见摸得着的，但是力是虚无缥缈的。

　　比如这种最简单的弹簧秤，原理很简单，一根弹簧，底下挂上东西之后，弹簧会伸长。通过弹簧长度的改变，我们就可以推算被称量的物体的重量。

　　也就是说，虽然弹簧秤上刻着的是1千克、2千克、3千克之类的刻度，但其实这是长度的测量，这些刻度其实只是一把尺子，刻度的真实含义是弹簧伸长了1厘米、2厘米、3厘米。如果我们知道物体的重力跟弹簧的伸长尺寸之间的关系，比如说每一千克物体的重力刚好让弹簧伸长1厘米，我们就能用这把「尺子」来测量「重力」。举例来说，挂上某个物体，弹簧伸长了4厘米，我们就知道这个物体的重力能够让这根弹簧伸长4厘米，等比例换算，这个物体的重力就相当于4千克物体的重力。看看，即使是最最简单的弹簧秤，其实也是一个「长度」到「重力」再到「质量」的过程。

　　那转盘式的弹簧秤又是什么原理呢？不是说我们测量的是长度么？怎么会是一个大表盘呢？

　　方法也很简单，一个简单的小装置就可以把弹簧的伸长转变为表针的旋转。当弹簧伸长的时候，带动着这个锯条状的金属片移动，锯条上的锯齿再推动齿轮，把直线运动转化成旋转。齿轮再带动着表针旋转，给出最终的读数。

　　看，这就是最简单的原理图。锯条和齿轮把弹簧的长度变化转换成表针的旋转，这是一个很简单的机械原理。说白了，我们测量的还是这根弹簧伸长的长度。

　　问题就来了，归根结底，这些「秤」测量的不是质量，也不是重力，而是弹簧的长度。我们知道，弹簧的方向会改变，弹簧不是完全笔直的，弹簧会热胀冷缩，弹簧会生锈，弹簧会越拉越松，弹簧还可能会卡住，这些因素都会大幅影响测量结果。怎么解决这些问题，其实是很复杂的工程问题。

　　说完了机械的弹簧秤，我们再说说电子秤。电子秤又是什么原理呢？看上去好先进啊！怎么就能直接把重量显示在液晶屏上呢？

　　好吧，可能你也猜到了，本质上是一样的，电子秤测量的也是弹簧的长度……那问题又来了，弹簧长度是怎么转换成电子读数的呢？您能想出什么好方法吗？

　　还是最简单的弹簧秤，底下挂重物，弹簧会伸长。想象一下，如果我把一根电线粘在弹簧上会怎么样？电线会随着弹簧的伸长而跟着伸长，与此同时，电线的截面积会变小，因为电线跟着弹簧被拉长拉细了。

　　现在我们有了新的测量对象，一根随着测量物体的重量逐渐增加而逐渐变细的电线。电线变细意味着什么呢？意味着电阻发生了变化。如果我能知道电阻的变化，是不是就能知道电线的尺寸变化呢？知道了电线的尺寸变化，是不是就能知道弹簧的长度变化呢？

　　现在，我们把重力的测量问题转换成了弹簧长度问题，弹簧长度问题转换成了电线尺寸问题，电线尺寸问题转换成了电阻问题。如何测量电阻？这就是一个电子工程的问题了。如果你有已知电阻的元件，然后跟这个要测量的电线组成惠斯登电桥，输入恒定的电压，测量输出的电压。通过测得的电压变化，就能推算出被测量物体的电阻变化。

　　我们总结一下电子秤最终的工作原理：物体重力与质量相关，重力让电子秤里的弹簧长度发生变化，粘在弹簧上的电线跟着长度发生变化，电线的粗细也跟着发生变化，这导致了电线电阻的变化，继而导致了这根电线在惠斯登电桥里的输出电压的变化。电子秤说白了就是一个电压表，测量的就是这个电压变化。

　　这里面潜在的问题也很多。首先，跟机械的弹簧秤一样，弹簧可能会生锈、会变形、会卡住等等；其次，电线可能粘的不够结实，电线的电阻可能还受温度、湿度等等的影响；再次，电路的输入电压可能不稳定，电路里用作参照的其它电阻可能也不精确。所有这些问题，同样需要妥善的处理。