电子秤设计
本设计主要以电子秤的压力传感器、前端信号处理、信号放大部分为中心，模拟实现通过压力传感器将压力转换为微弱电信号处理（采用CPR333传感器，输出最大电压为8mV），通过前端信号处理，将传感器输出地电信号消除噪声。信号放大部分将前级处理好的信号按线性比例放大（本设计为放大500倍），实现了小信号放大处理。本设计中将毫伏级电压信号转换为伏级电压，最大转换输出电压为4V，在MEGA8单片机采集数据范围之内。 基本设计思路
首先利用由电阻应变式传感器CPR333组成的测量电路测出物质的重量信号（设计过程中应用模拟差模小电压模拟替代传感器的输出电压），由于此信号很小，最大为8mV，不便于单片机的信号采集处理。因此将此信号用放大电路放大处理，处理前电路中加入了噪声处理部分，以减小对正确信号的影响。放大模块中为减小共模干扰，电路采用差动放大电路对小信号放大处理。
测量放大器原理
放大芯片采用Op07芯片，它是一种低噪声，非斩波稳零的双极性运算放大器集成电路。由于OP07具有非常低的输入失调电压（对于OP07A最大为25μV），所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。OP07同时具有输入偏置电流低（OP07A为±2nA）和开环增益高（对于OP07A为300V/mV）的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。
1.高共模抑制比的实现
由于差动放大器具有较好的共模抑制能力，因此，在高共模抑制比电路的实现中往往采用差动放大器，如图1示。
图1 差动放大器电路
其中：Rf1=Rf2=Rf Rf3=Rf4=RF Usr1、Usr2为差动输入，Usc为差动输出。 为了获得尽可能高的共模抑制比，差动放大器的各个电阻应选择同一阻值的电阻。但这样会带来输入阻抗和增益低的问题，这是因为差动放大器在完全对称的条件下才能达到集成运算放大器自身的共模抑制比，因此在电路设计中采用同一批号、同一阻值的电阻Rf、RF。为解决输入阻抗低和增益低的问题，在差动放大器的输入端接有高输入阻抗和高共模抑制比的同相并联差动运算放大器。
2.同相并联差动运算放大器 （1）基本电路
图2是同相并联运算放大器的基本电路。差动输入信号和共模输入信号从两只运算放大器的同相输入，所以其差动输入电阻和共模输入电路电阻都很大。电路的平衡对称结构使两只放大器的共模增益、失调及其漂移所产生的误差电压具有相互抵消的作用。采用并联电路主要优点是不需要精密的配电阻，而且能差动输出，适合用语不接地的“浮动”负载，缺点为输出信号中有较大的共模信号。
图中R1=R2=RF
增益表达式Kf=Usc/Usr =1+2RF/RW 改变电位器RW的值就可以调节放大倍数。
图2 同相并联差动运算放大器的基本电路
（2）性能改进
在上述电路中，其按1:1的比例把输入端的共模信号传递到输出端，共模输入信号有多大，共模输出信号就有多大。而且共模输出信号占用了一定的工作范围，致使差动信号的有效工作范围变窄。为解决抑制共模信号传递，在基本同相电路之后再接一级差动运算放大器，其不仅能隔断共模信号的传递，还将双端输出变为单端输出，其电路如图3示。
图3 改进的测量放大器电路
另外，电路中还添加了电容C1、C2、C3、C4、用于滤除前级的噪声，C1、C3、为普通小电容，可以滤除高频干扰，C2、C4为大的电解电容，主要用于滤除低频噪声。
这样设计的优点为：输入级加入射随放大器，增大了输入阻抗，中间级为差动放大电路，滑动变阻器R6可以调节输出零点，输出为反向放大器，所以输出电阻不是很大，符合电子称的设计要求。
3.压力传感器
本设计中采用的压力传感器为单点式铝合金称重传感器（CPR333），如图4示
图4 单点式铝合金称重传感器（CPR333）
其各项性能指标为：
量程 5kg-30kg 零点输出 ±1%R.O. 输出灵敏度 1.6mV/V±10% 非线性 ±0.05%R.O. 滞后 ±0.05%R.O 灵敏度温漂 ≤0. 5%R.O./10℃ 重复性 ±0.05%R.O. 温度范围 -10℃~50℃ 零点温漂 ≤0.2%R.O./10℃ 输入阻抗 800Ω±40Ω 输出阻抗 750Ω±10Ω 绝缘阻抗 ﹥2000MΩ（50V DC） 推荐激励电压 5V DC/VC 最大激励电压 10V DC/AC 破坏载荷 300%R.C 安全载荷 150%R.C. 导线长度 AWG26×450 蠕变 ±0.05%R.O. 导线颜色 红(+E) 黑(-E) 绿(+S) 白(-S) 本设计中所选用的传感器量程为5Kg，采用激励电压为5V，满量程输出电压为8mV，放大器采用放大倍数为500倍，S+ S为-正负信号输出端 ，+E,-E两根接正负电源。
4.完整电路图： 其中，左边部分为调零电路。
图5 完整电路图
5.电路图模拟输入电压与输出电压数据采集：
单位 序列 mV mV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 62.505 124.94 187.316 249.721 312.127 374.532 436.937 499.343 561.748 624.153 936.18 1248 1560 1872 2184 2496 2808 3120 单位 序列 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 mV 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 mV 6.数据图表表示：
3432 3744 4056 4368 4681 4993 5305 5617 5929 6241 6553 6865 7177 7489 7801 8113 8428 8737
图6 输入电压与输出放大电压关系图
图中横轴表示的分别为上表中01mV--8mV之间共35个输入电压点，单位分别为mV，纵轴为对应输出放大电压点电压，单位为mV。从图中可得之，在输入电压Ui<1mV时，电压输出出现误差，并且误差较大。当输入电压Ui>1mV时，在1mV到8mV之间输入与输出间成线性关系，系数比为625，符合设计的要求。另外，本设计的量程最大为5Kg，从模拟输入与输出之间的关系看，当称重超出量程时，测量输出依然准确。
方案二 信号放大电路采用NA163集成芯片
INA163集成芯片具有低噪声1nV/Hz at 1kHz，较宽的电源电压范围
（±4.5V~±18V），高共模抑制比（大于100dB），可通过外部电阻设置增益大小。是专用的话筒放大器，桥式传感器放大器。 内部电路如下图所示
INA163内部结构
由INA163内部电路结构知，其为差动输入单端输出，即第一级（A1、A2）为同向并联差动运算放大器，它输出的是差动信号；第二级（A3）为差动输入单端输出，将差动信号转换为相对于地的电压信号。该电路的增益为：
6000G?1?
RG当接5V激励电源时，CPR333（量程5Kg），输出电压然范围是0~8mV，需要将其放大500倍后，能够得到0~4V电压。再通过采样转换电路，对其进行处理。
方案三 信号放大电路采用电子秤专用集成芯片HX711
HX711是专为高精度电子秤而设计的 24 位 A/D 转换器芯片。与同类型其它芯片相比，该芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点。降低了电子秤的整机成本，提高了整机的性能和可靠性。
工作电压范围为2.6 ~ 5.5V，两路可选择差分输入，片内低噪声可编程放大器，可选增益为64 和128，片内稳压电路可直接向外部传感器和芯片内A/D 转换器提供电源。
电路图如下
电子称设计的两种方法-基于mega8
