为保持电子秤的精度，提出一种针对使用电阻式应变传感器的电子秤校准方法.使用C8051F350单片机和HAC-up 系列无线模块实现数据传输与数据处理，用AD8555芯片代替放大电路，且在不烧断AD8555多晶硅熔丝的情况下实现校 准，整个系统集成度高且安装简单.实验表明，整个系统校准后可恢复为初始精度.
电子秤上的重量传感器因存在漂移，故需要 定期校准.目前用于电子秤的重量传感器主要有电 阻式与电容式2种.电阻式传感器精度高，价格低， 应用广泛.文中主要对采用电阻式传感器的电子秤校准方法进行研究.
现阶段，有些电子秤采用软件校准的方法，往 往只能实现简单的调零;有些电子秤可以对传感器 实现硬件校准.电阻式传感器的硬件校准需要模拟 相应电阻的阻值，采取的主要方法有1)通过继 电器或电子开关的组合得到可变电阻;2)用数字电 位器得到可变电阻;3)使用伺服电机驱动电位器得 到可变电阻;4)使用放大器、D/A转换器和标准电阻 构成电子合成电阻的方式.方法1)因串接了继电器 而使准确度下降，且电路部分体积较大;方法2)由 于串入较大的开关导通电阻，使得准确度降低;方 法3)由于使用伺服电机，使得体积增大，采用高分 辨率的编码器和模数转换器，导致成本过高;方法
4)使用多种复杂的元器件，降低了电路集成度.
文中主要对电阻式传感器的大中型电子秤采 用单片机进行改进.使用价格低、体积小的AD8555 芯片^替代采用电子元器件实现的运放电路来实现 硬件校准，这样可有效减少元器件数量，降低体积， 以节省成本.有些电子秤需要将秤和控制台分离，这 样增加了控制台与各个传感器节点的连线，文中采 用无线数据传输来替代硬连线，这样可大量减少传 感器与中心系统的连线，提高系统的稳定性，减少 因连接问题带来的故障。
1.硬件实现
针对电阻式应变传感器，采用AD8555放大器 替代放大电路，选用集成24bitA/D转换器的 C8051F350单片机进行数据采集;使用微功率HAC- up系列无线模块进行数据传输;应用C8051F060[8] 单片机接收并显示数据.系统的总体设计如图1所 示，共有8个节点，节点向主机发送数据，主机对这8 个节点的数据进行处理，显示质量，同时主机可以对 每个节点实现校准功能.
1.1主机与节点组成
节点组成如图2所示，传感器输出信号经过AD8555放大后，传输给单片机C8051F350进行A/ D转换，将数据进行采集、处理;处理后的数据经过 无线模块发送给主机；主机接收到数据后，将数据写入AD8555，然后将数据进行保存.
主机总体设计如图3所示，将运算得到的相应 数据显示在液晶屏上.可以操作键盘，将数据保存到 U盘或EEPROM，而且可通过串口与电脑进行通信。
1.2 AD8555与单片机接口
AD8555与单片机的接口如图4所示.单片机在 信号采集过程中，传感器产生的信号送入AD8555， 放大后的信号送入C8051F350单片机中的A/D转 换器转换和处理.在校准过程中，C8051F350将 AD8555参数通过P0.0修改AD8555内部参数.本 设计中，在Klt/Digout和Vss之间连接一个10 nF夕卜部电容，可实现1 kHz的低通滤波器.
1.3无线模块与单片机接口
无线模块与单片机之间的接口如图5所示，左 侧框为与节点的接口方式，右侧框为主机的接口方 式.TXD与RXD为数据通讯的端口 ； SLEEP端口是 让HAC -up无线模块进入休眠状态;RESET端口是0 接口电路
重新启动HAC-up无线模块..
2.校准实现
应用AD8555芯片实现对电子秤上的传感器进 行校准.AD8555的放大倍数可调，一旦调整好 AD8555参数就烧断多晶硅熔丝，实现增益永久设 定.在此用C8051F350的内部flash保存AD8555的 参数，不烧断多晶硅熔丝，需要校准时，通过多次调 整AD8555的放大倍数，实现对传感器的校准，并在 校准后刷新C8051F350的内部flash保存AD8555 的参数
2.1AD8555的放大倍数调整
AD8555的内部结构如图6所示.AD8555提供了从传感器到ADC的完整信号路径它包括1个由 3个自动调零放大器（A1、A2、A)构成的仪表放大 器、用于调节2级增益的数字电位器、1个用于调节 失调的DAC、开路和短路检测电路、1个保护控制 系统的输出箝位电路和一个后备的低通滤波器.
2.2校准的具体方法
校准时，将测量的关键节点的A/D转换内码统 一成规定的校准规范码在介绍校准方法之前，首先 要规范化电子秤传感器的码制，例如，电子秤的最大 量程为100kg，规定在电子秤上有100kg重物时， 校准规范码为200 000，这样50 kg的校准规范码为 100 000，0 kg的校准规范码为0如果传感器发生变 化，在100 kg的时候标准规范码不是200 000，而是 205 000调整AD8555，使其重新回到200 000，这样 就实现对数据校准.
传感器的电压输出变化曲线如图7所示，其不是线性变化，而是呈曲线变化.这里采用分段的方法 对压力传感器的曲线进行校准，如图8所示.校准时，分别在传感器的0点、满量程的25%、满量程的 50%、满量程的75%和满量程取点.以零点为例，硬 件校准顺序为：
AD8555由DIWN引脚接收来自C8051F060
的1级增益校准参数，并带入式(2)得到1级增益；
接收2级增益校准参数，得到2级增益放大 倍数;接收失调电压参数，带入式(3)得到输出失调 电压；
根据式(1)、(4)得到输出电压.
检查A/D转换后的输出电压是否满足0点的 校准规范码，如果满足，则在C8051F350的flash中 保存0点的1级增益、2级增益与失调电压的参数； 否则修改参数重新执行，直至满足要求为止.
由以上步骤可以分别得到在传感器的0点、满 量程的25%、满量程的50%、满量程的75%和满量程 的AD8555相关参数.通过AD8555对传感器输出分 段放大，重新拟合出传感器的曲线，实现硬件校准.
每个节点的校准规范码通过无线模块传输给 C8051F060单片机，C8051F060单片机不需要复杂 的运算，就可以得到质量.例如满量程T，满量程对 应的标准规范码为S，称重重物G，对应的A/D转换 内码为N那么重物G的质量为 G=T/SxN.
2.3校准过程
电子秤的校准要严格遵守校准过程，否则电子 秤的测量可能会出现混乱.
1）校准时，开机预热20 min (使用时不需要预热);
2）主机选择待校准节点；
3）输入满量程，和满量程的校准标准码，选择 去皮；
4）在这个节点放上满量程25%的砝码，稳定 后，主机选择设置功能，一段时间后主机显示砝码 的质量；
5）去掉这个砝码，主机选择设置功能，一段时 间后主机显示0，表示25%点的AD8555参数设置 成功，并保存；
6）满量程的50%、75%、100%各点的AD8555参 数设置重复步骤3)、4)，校准完成.
2.4软件设计
C8051F060通过无线模块实现与各个节点的通讯，其软件结构如图9所示.系统软件的模块主要包 括系统控制、采样数据的动态显示和数据库.通过该软件，可以显示数据、节点校准，设定采集端ADC 的采样频率和串行通讯的波特率，控制采集的开始 和停止，决定何时开始存储数据.
3.系统验证与误差
将无线传感器校准技术应用于量程为100 kg 的电子秤，对每个传感器校准后，取11个参考点， 测得的数据如表2所示。
经过半年的使用后，对电子秤进行校准后，测 得的数据如表3所示.
4.结束语
实验表明，电子秤经过半年使用后，测量结果 会产生较大的偏差.经过校准后，精度恢复到和初始状态一致，保持了电子秤的原有精度.采用AD8555实现校准。这种方式不仅可以应用在电子秤系统
中，还可以应用于温度系统、力测量系统等，只要是使用电阻类应变传感器的系统都可以采用这种方式，在有些无线传感器网络中也可以应用这种校准方式.这种方法可以有效地减少电子秤的连线，同时实现电子秤的校准.
