一种称重模块及其电子计量装置论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种称重模块及其电子计量装置，该称重模块包括外壳、托盘、传感器、缓冲机构以及称重电路板。传感器设置在外壳内，且支撑托盘，并用于检测托盘的重量，以产生相应的模拟信号。缓冲机构包括柔性支撑板和多个弹性支撑柱。支撑柱安装在外壳的底壁上，支撑板搭在支撑柱上，传感器安装在支撑板上。称重电路板设置在外壳内，且包括模数转换电路、稳压电路以及接口电路。模数转换电路用于将模拟信号转换为数字信号，稳压电路用于向模数转换电路和接口电路供电。称重电路板处理数字信号后通过接口电路将处理后的测量数据输出。该缓冲机构可以对传感器起缓冲的作用，防止物体超重损坏称重仪器，提高称重仪器的使用寿命。

主设计要求

1.一种称重模块，其包括：外壳(1)；托盘(2)，其设置在外壳(1)上；传感器(3)，其设置在外壳(1)内，且支撑托盘(2)，并用于检测托盘(2)的重量，以产生相应的模拟信号；其特征在于，所述称重模块还包括：缓冲机构，其包括柔性支撑板(4)和多个弹性支撑柱(5)；支撑柱(5)安装在外壳(1)的底壁上；支撑板(4)搭在支撑柱(5)上，传感器(3)安装在支撑板(4)上；以及称重电路板，其设置在外壳(1)内，且包括模数转换电路、稳压电路以及接口电路；所述模数转换电路用于将所述模拟信号转换为数字信号，所述稳压电路用于向所述模数转换电路和所述接口电路供电；所述称重电路板处理所述数字信号后通过所述接口电路将处理后的测量数据输出。

设计方案

1.一种称重模块，其包括：

外壳(1)；

托盘(2)，其设置在外壳(1)上；

传感器(3)，其设置在外壳(1)内，且支撑托盘(2)，并用于检测托盘(2)的重量，以产生相应的模拟信号；

其特征在于，所述称重模块还包括：

缓冲机构，其包括柔性支撑板(4)和多个弹性支撑柱(5)；支撑柱(5)安装在外壳(1)的底壁上；支撑板(4)搭在支撑柱(5)上，传感器(3)安装在支撑板(4)上；以及

称重电路板，其设置在外壳(1)内，且包括模数转换电路、稳压电路以及接口电路；所述模数转换电路用于将所述模拟信号转换为数字信号，所述稳压电路用于向所述模数转换电路和所述接口电路供电；所述称重电路板处理所述数字信号后通过所述接口电路将处理后的测量数据输出。

2.如权利要求1所述的称重模块，其特征在于，所述模数转换电路包括增益放大器、滤波器以及模数转换器；所述增益放大器用于放大所述模拟信号，所述滤波器用于对所述增益放大器放大后的模拟信号进行滤波，以去除干扰信号；所述模数转换器用于将所述滤波器滤波后的模拟信号转化为所述数字信号。

3.如权利要求1所述的称重模块，其特征在于，外壳(1)包括底座(6)和上盖(7)；底座(6)内开设收纳槽，传感器(3)、所述缓冲机构以及所述称重电路板均设置在所述收纳槽内；上盖(7)通过多个螺栓(8)固定在底座(6)上，并盖住所述收纳槽。

4.如权利要求3所述的称重模块，其特征在于，所述称重模块还包括：

密封胶圈(9)，其设置在底座(6)与上盖(7)之间。

5.如权利要求4所述的称重模块，其特征在于，上盖(7)上开设定位孔一(10)，密封胶圈(9)上开设定位孔二(11)；托盘(2)的底端具有位于定位孔一(10)和定位孔二(11)中的凸起部(12)，且凸起部(12)内开设至少两个通孔(13)；托盘(2)通过至少两个固定件(14)相应穿过至少两个通孔(13)并插在传感器(3)中，以使托盘(2)与传感器(3)相对固定。

6.如权利要求3所述的称重模块，其特征在于，传感器(3)的外壁与所述收纳槽的槽壁相贴合，传感器(3)与所述缓冲机构的高度之和与所述收纳槽的深度相同。

7.如权利要求1所述的称重模块，其特征在于，外壳(1)的侧壁上开设插孔(15)，所述接口电路的接口固定在插孔(15)中。

8.如权利要求1所述的称重模块，其特征在于，所述称重模块还包括：

多块隔热垫片(16)，其环绕设置在外壳(1)的内壁上，并位于传感器(3)与外壳(1)之间。

9.如权利要求1所述的称重模块，其特征在于，传感器(3)为称重传感器或者压力传感器。

10.一种电子计量装置，其特征在于，其包括：

称重模块，其为如权利要求书1-9中任意一项所述的称重模块；

支撑架(17)，其固定在外壳(1)上；以及

显示屏(18)，其安装在支撑架(17)上，且用于通过所述接口电路接收所述测量数据，并显示传感器(3)检测的重量信息。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及计量技术领域的一种模块，尤其涉及一种称重模块及其电子计量装置。

背景技术

目前，科学证明由于万有引力的作用下任何物体都具有不可缺少的物理量：“重量”，包括空气，物体即使在真空中也存在质量。近年来，物体重量的应用分析与研究从未停息，并随着检测仪器、设备、人工智能的迅速发展而进一步深入，物体的重量测量越来越被广泛应用。

但是，传统的人工定量包装、物品筛选、人员售卖，都是由人工的完成，在当今人工费用高昂的今天普遍存在成本高、计量不准确、操作不方便或者效率低的状况，同时在称重时，称量的物体往往会超重并容易损坏称重仪器，降低称重仪器的使用寿命。

实用新型内容

针对现有的技术问题，本实用新型提供一种称重模块及其电子计量装置，解决了现有的称重仪器成本高，同时称量的物体往往会超重并容易损坏称重仪器，降低称重仪器的使用寿命的问题。

本实用新型采用以下技术方案实现：一种称重模块，其包括：

外壳；

托盘，其设置在外壳上；

传感器，其设置在外壳内，且支撑托盘，并用于检测托盘的重量，以产生相应的模拟信号；

缓冲机构，其包括柔性支撑板和多个弹性支撑柱；支撑柱安装在外壳的底壁上；支撑板搭在支撑柱上，传感器安装在支撑板上；以及

称重电路板，其设置在外壳内，且包括模数转换电路、稳压电路以及接口电路；所述模数转换电路用于将所述模拟信号转换为数字信号，所述稳压电路用于向所述模数转换电路和所述接口电路供电；所述称重电路板处理所述数字信号后通过所述接口电路将处理后的测量数据输出。

作为上述方案的进一步改进，所述模数转换电路包括增益放大器、滤波器以及模数转换器；所述增益放大器用于放大所述模拟信号，所述滤波器用于对所述增益放大器放大后的模拟信号进行滤波，以去除干扰信号；所述模数转换器用于将所述滤波器滤波后的模拟信号转化为所述数字信号。

作为上述方案的进一步改进，外壳包括底座和上盖；底座内开设收纳槽，传感器、所述缓冲机构以及所述称重电路板均设置在所述收纳槽内；上盖通过多个螺栓固定在底座上，并盖住所述收纳槽。

进一步地，所述称重模块还包括：

密封胶圈，其设置在底座与上盖之间。

再进一步地，上盖上开设定位孔一，密封胶圈上开设定位孔二；托盘的底端具有位于定位孔一和定位孔二中的凸起部，且凸起部内开设至少两个通孔；托盘通过至少两个固定件相应穿过至少两个通孔并插在传感器中，以使托盘与传感器相对固定。

再进一步地，传感器的外壁与所述收纳槽的槽壁相贴合，传感器与所述缓冲机构的高度之和与所述收纳槽的深度相同。

作为上述方案的进一步改进，外壳的侧壁上开设插孔，所述接口电路的接口固定在插孔中。

作为上述方案的进一步改进，所述称重模块还包括：

多块隔热垫片，其环绕设置在外壳的内壁上，并位于传感器与外壳之间。

作为上述方案的进一步改进，传感器为称重传感器或者压力传感器。

本实用新型还提供了一种电子计量装置，其包括：

称重模块，其为上述任意所述的称重模块；

支撑架，其固定在外壳上；以及

显示屏，其安装在支撑架上，且用于通过所述接口电路接收所述测量数据，并显示传感器检测的重量信息。

本实用新型的称重模块及其电子计量装置，其缓冲机构的支撑柱具有弹性，并且支撑板具有柔性，这样可以减轻传感器与外壳的底壁之间的相互作用，从而保护传感器，尤其是在称量的物体超重时，缓冲机构可以对传感器起缓冲的作用，防止物体超重损坏称重仪器，提高称重仪器的使用寿命。在本实用新型中，称重电路板的接口电路可采用动态地址分配技术，减少部分硬件电路，从而降低称重仪器的成本。而且，模数转换电路将传感器产生的模拟信号转化数字信号，以便于称重电路板对数字信号进行处理，并通过RS485接口电路输出处理后的测量数据。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的称重模块的拆分图；

图2为图1中的称重模块的立体示意图；

图3为图1中的称重模块的正视图；

图4为图1中的称重模块的俯视图；

图5为图1中的称重模块的部分剖视图；

图6为本实用新型实施例1的称重模块的称重电路板的电路原理方框图；

图7为本实用新型实施例2的电子计量装置的正视图；

图8为本实用新型实施例3的称重模块的纵剖图；

图9为本实用新型实施例4的称重模块的纵剖图。

符号说明：

1 外壳 12 凸起部

2 托盘 13 通孔

3 传感器 14 固定件

4 支撑板 15 插孔

5 支撑柱 16 隔热垫片

6 底座 17 支撑架

7 上盖 18 显示屏

8 螺栓 19 限位板

9 密封胶圈 20 弹簧

10 定位孔一 21 线缆

11 定位孔二

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

请参阅图1-4，本实施例提供了一种称重模块，其用于对物体进行称重，并输出相应的数据。其中，称重模块包括外壳1、托盘2、传感器3、缓冲机构以及称重电路板，还可包括密封胶圈9。

在本实施例中，外壳1呈矩形盒状，而在其他实施例中，外壳1可呈圆盒形，也可呈其他不规则形状。其中，外壳1包括底座6和上盖7。底座6内开设收纳槽，传感器3、缓冲机构以及称重电路板均设置在收纳槽内。上盖7通过多个螺栓8固定在底座6上，并盖住收纳槽。密封胶圈9设置在底座6与上盖7之间，以进一步密封底座6与上盖7，这样一方面可以防水防尘，另一方面可以提高外壳1的密封性，以便于进行安装。

托盘2设置在外壳1上，托盘2可呈圆形，也可呈矩形，还可呈其他不规则的形状。在称量物体时，可将物体放置在托盘2上，而托盘2的尺寸可根据实际物体的大小进行设定，形状也可根据物体的形状进行设置。当需要称量的物体为球状时，托盘2的边缘可增设环状凸起，防止球状物体滚出。为了便于安装，托盘2的底端具有凸起部12，凸起部12与传感器3相连。

传感器3设置在外壳1内，且支撑托盘2，并用于检测托盘2的重量，以产生相应的模拟信号。其中，传感器3可为称重传感器或者压力传感器。在选用称重传感器时，传感器3可产生相应的重量信息，而在选用压力传感器时，传感器3可产生相应的压力信息，而压力信息可反馈出相应的重量信息。

在本实施例中，上盖7上开设定位孔一10，密封胶圈9上开设定位孔二11。凸起部12位于定位孔一10和定位孔二11中，且凸起部12内开设至少两个通孔13。托盘2通过至少两个固定件14相应穿过至少两个通孔13并插在传感器3中，以使托盘2与传感器3相对固定。每个固定件14与一个通孔13相对应，以便于进行定位。固定件14可采用螺钉、固定螺栓等连接件，以使托盘2安装在外壳1上。

请参阅图5，缓冲机构包括柔性支撑板4和多个弹性支撑柱5，多个支撑柱5均匀地设置在支撑板4与外壳1的底壁之间。支撑柱5安装在外壳1的底壁上，支撑板4搭在支撑柱5上，传感器3安装在支撑板4上。在物体放置在托盘2上时，托盘2会下压传感器3，而缓冲机构可以减缓托盘2对传感器3的压力。由于传感器3与缓冲机构之间的作用是相互的，因此，缓冲机构并不会影响传感器3检测重量的准确性。同时，在物体的重量较大时，物体会压坏传感器3，而缓冲机构可以减缓传感器3与外壳1的底壁的压力作用，保护传感器3。

传感器3的外壁与收纳槽的槽壁相贴合，传感器3与缓冲机构的高度之和与收纳槽的深度相同。因此，传感器3的侧面形状和尺寸可以与收纳槽的形状相同。请参阅图6，称重电路板设置在外壳1内，且包括模数转换电路、稳压电路1B以及接口电路(在本实施例中，接口电路采用如图6所示的RS485接口电路1A)，还可包括其他数据处理电路或者数据处理单元，如微控制单元MCU。模数转换电路用于将模拟信号转换为数字信号，稳压电路用于向模数转换电路、RS485接口电路1A以及微控制单元MCU供电，并可选用具有5-40V宽输入电压范围的稳压电路。称重电路板处理数字信号后通过RS485接口电路1A将处理后的测量数据输出。其中，模数转换电路可包括增益放大器2A、滤波器2B以及模数转换器2C。增益放大器2A用于放大模拟信号，滤波器2B用于对增益放大器放大后的模拟信号进行滤波，以去除干扰信号。模数转换器2C用于将滤波器滤波后的模拟信号转化为数字信号。PCBA通电后本实用新型初始化，初始化完成后进入实时测量状态，当传感器3上相对重量W改变或者不改变时，传感器3都会输出微弱的模拟信号A，模拟信号1经增益放大器2A放大，到滤波器2B滤除干扰信号，再到模数转换器2C转换为微控制单元MCU能够处理的数字信号D，微控制单元MCU得到数字信号D后对数字信号D进行计算、控制、分析等一系列处理，微控制单元MCU按照用户要求的指令处理完成，通过RS485接口电路1A对测量的结果传输到外部主设备进行同步、记录、并且做更详细的数据分析，实际计量、测试、控制等智能化的实施。

在本实施例中，外壳1的侧壁上可开设插孔15，RS485接口电路的RS485接口固定在插孔15中。在将线缆21安装在称重模块上时，可将线缆21的插头插入插孔15并与RS485接口相接。

综上所述，相较于现有的称重仪器，本实施例的沉重模块具有以下优点：

本实施例的称重模块及其电子计量装置，其缓冲机构的支撑柱5具有弹性，并且支撑板4具有柔性，这样可以减轻传感器3与外壳1的底壁之间的相互作用，从而保护传感器3，尤其是在称量的物体超重时，缓冲机构可以对传感器3起缓冲的作用，防止物体超重损坏称重仪器，提高称重仪器的使用寿命。在本实施例中，称重电路板的RS485接口电路1A可采用动态地址分配技术，减少部分硬件电路，从而降低称重仪器的成本。而且，模数转换电路将传感器3产生的模拟信号转化数字信号，以便于称重电路板对数字信号进行处理，并通过RS485接口电路1A输出处理后的测量数据。本实施例的称重模块可用于商业和工业控制、测量和计量等用途，如应用于物体重量的计量、测量、控制、实时监控、定量等仪器和设备上，尤其自动定量包装、宠物喂养、无人售货机等领域，并可与计算机相连，还可增加至人工智能设备上，使用范围广。

实施例2

请参阅图7，本实施提供了一种电子计量装置，其用于测量物体的重量，并且包括称重模块、支撑架17以及显示屏18。本实施例的称重模块采用实施例1中的称重模块，而支撑架17固定在外壳1上。显示屏18安装在支撑架17上，且用于通过RS485接口电路接收测量数据，并显示传感器3检测的重量信息。这样，使用人员可将物体放置在托盘2上，并通过显示屏18实时查看物体的重量信息。

实施例3

请参阅图8，本实施例提供了一种称重模块，其与实施例1的相似，区别在于本实施例的称重模块的传感器3与外壳1的内壁之间具有一段间隙，并且增加了多块隔热垫片16。多块隔热垫片16环绕设置在外壳1的内壁上，并位于传感器3与外壳1之间。隔热垫片16可采用柔性材料制成，这样隔热垫片16一方面可以对传感器3起缓冲的作用，另一方面可以减少外壳1与传感器3之间的热量传递，尤其在外壳1处于极冷或者极热的环境中，隔热垫片16可以保护传感器3，提高称重模块的使用寿命。

实施例4

请参阅图9，本实施例提供了一种称重模块，其在实施例1的称重模块的基础上增加了多个限位机构，且多个限位机构均匀设置在外壳1的内壁上，并位于收纳槽的开口处。其中，每个限位机构包括限位板19和弹簧20。限位板19的一端转动安装在底座6的内壁上，限位板19的另一端倾斜向下设置。弹簧20的两端分别连接限位板19的另一端和底座6的内壁，并为限位板19的另一端提供弹性。在传感器3放入收纳槽中时，传感器3的底端会先下压限位板19，使限位板19转动，限位板19的另一端会向着底座6的内壁靠近，进一步抵在传感器3的侧壁上。在传感器3的底端与支撑板4接触时，传感器3的顶端会从限位板19的另一端卡入，并被限位板19卡住。如此，在传感器3安装后，限位机构一方面限制传感器3在横向上移动，另一方面其弹簧20还可对传感器3起缓冲减震的作用，并进一步保护传感器3。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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