一、功能說明

1. 稱重功能
   • 廚房秤主板的核心功能是精確測(cè)量物體的重量。能夠測(cè)量各種食材（如蔬菜、肉類、谷物等）的重量，為烹飪、烘焙等廚房活動(dòng)提供準(zhǔn)確的重量數(shù)據(jù)。其量程可以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)有所不同，例如，常見的量程從幾克到幾千克不等，精度也有差異，一般可以達(dá)到 0.1 克 - 1 克的精度，滿足廚房中對(duì)不同食材重量測(cè)量的需求。
2. 單位轉(zhuǎn)換功能
   • 可以在不同的重量單位之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，如克（g）、千克（kg）、盎司（oz）、磅（lb）等。用戶可以根據(jù)自己的習(xí)慣或者食譜的要求，方便地將測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換為所需的單位，提高使用的靈活性。
3. 清零功能
   • 當(dāng)需要將容器的重量去除，僅測(cè)量容器內(nèi)食材的重量時(shí)，可以使用清零功能。例如，將一個(gè)碗放在秤上，按下清零按鈕后，廚房秤會(huì)將碗的重量視為零，之后放入食材所顯示的重量就是食材本身的重量，這個(gè)功能方便了用戶在不同容器中進(jìn)行稱重。
4. 去皮功能（與清零功能類似但有區(qū)別）
   • 有些廚房秤主板支持去皮功能，它主要用于在稱重過程中減去包裝或輔助工具的重量。例如，當(dāng)稱一袋已經(jīng)包裝好的面粉時(shí)，先將整袋面粉放在秤上，使用去皮功能，廚房秤會(huì)記錄下包裝的重量并在后續(xù)的稱重中自動(dòng)減去，直接顯示面粉的凈重。
5. 過載保護(hù)功能
   • 當(dāng)放置在秤上的物體重量超過其最大量程時(shí)，主板會(huì)觸發(fā)過載保護(hù)。一般會(huì)通過顯示特定的錯(cuò)誤代碼或者發(fā)出警報(bào)聲（如果有蜂鳴器）來提示用戶。這樣可以防止傳感器和其他電路元件因過載而損壞，延長(zhǎng)廚房秤的使用壽命。

二、工作原理

1. 稱重傳感器原理
   • 廚房秤主板通過稱重傳感器來感知物體的重量。常見的稱重傳感器是應(yīng)變片式傳感器。它基于金屬應(yīng)變效應(yīng)，當(dāng)有外力（物體重量）作用在傳感器上時(shí)，傳感器內(nèi)部的彈性體（如鋁合金或不銹鋼材質(zhì)）發(fā)生形變。
   • 應(yīng)變片（通常是金屬箔式應(yīng)變片）粘貼在彈性體上，隨著彈性體的形變，應(yīng)變片的電阻值發(fā)生變化。一般采用惠更斯電橋電路來測(cè)量應(yīng)變片電阻的變化?；莞闺姌蛴伤膫€(gè)電阻組成，其中一個(gè)或多個(gè)是應(yīng)變片。當(dāng)應(yīng)變片電阻變化時(shí)，電橋失去平衡，產(chǎn)生一個(gè)與重量成正比的微弱電壓信號(hào)。這個(gè)電壓信號(hào)經(jīng)過放大和處理后，被傳送到主板的控制芯片。
2. 信號(hào)處理與轉(zhuǎn)換原理
   • 從稱重傳感器傳來的微弱電壓信號(hào)首先進(jìn)入放大器進(jìn)行放大。放大器可以是運(yùn)算放大器，它能夠?qū)⑽⑷跣盘?hào)放大到可以被后續(xù)電路處理的程度。然后，信號(hào)經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
   • ADC 的工作原理是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣，將連續(xù)的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字代碼。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)被傳送到控制芯片，控制芯片根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)和算法，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的重量值。這個(gè)過程中還涉及到對(duì)信號(hào)的濾波、線性化處理等，以提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。
3. 控制與顯示原理
   • 控制芯片（MCU）接收到處理后的重量數(shù)字信號(hào)后，進(jìn)行各種功能控制。例如，根據(jù)用戶的操作（如單位轉(zhuǎn)換、清零、去皮等）對(duì)重量數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理。然后，將處理后的重量數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示模塊進(jìn)行顯示。
   • 顯示模塊可以是液晶顯示屏（LCD）或發(fā)光二極管顯示屏（LED）。如果是 LCD，通過控制芯片控制液晶分子的排列來顯示數(shù)字和字符；如果是 LED，通過控制芯片驅(qū)動(dòng) LED 點(diǎn)陣或數(shù)碼管來顯示重量信息。同時(shí)，控制芯片還可以控制蜂鳴器（如果有）發(fā)出聲音，用于提示操作完成或過載報(bào)警等情況。

三、主要元件

1. 控制芯片（MCU）
   • 它是廚房秤主板的核心，如常見的 8 位或 32 位單片機(jī)（例如 STC 系列、STM32 系列）。內(nèi)部包含中央處理器（CPU）、只讀存儲(chǔ)器（ROM）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）等部分。CPU 執(zhí)行存儲(chǔ)在 ROM 中的程序指令，包括處理稱重傳感器信號(hào)、實(shí)現(xiàn)單位轉(zhuǎn)換、清零和去皮功能、控制顯示模塊和蜂鳴器等。RAM 用于臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，如當(dāng)前重量值、校準(zhǔn)參數(shù)、用戶設(shè)置的單位等。
2. 稱重傳感器
   • 應(yīng)變片式稱重傳感器：主要由彈性體、應(yīng)變片、惠更斯電橋電路等部分組成。彈性體是承受物體重量并產(chǎn)生形變的部件，應(yīng)變片粘貼在彈性體上用于感知形變引起的電阻變化?；莞闺姌螂娐酚糜趯?yīng)變片電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。這種傳感器具有精度高、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠滿足廚房秤對(duì)重量測(cè)量的要求。
3. 放大器
   • 運(yùn)算放大器：用于放大從稱重傳感器傳來的微弱電壓信號(hào)。它具有高增益、高輸入阻抗和低輸出阻抗的特點(diǎn)。例如，常用的 LM324 運(yùn)算放大器，內(nèi)部包含四個(gè)獨(dú)立的運(yùn)算放大器，可以根據(jù)需要選擇其中一個(gè)或多個(gè)來構(gòu)建放大電路。通過調(diào)整放大電路的放大倍數(shù)，可以將微弱的傳感器信號(hào)放大到合適的幅度，以便后續(xù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換和處理。
4. 模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）
   • 如 ADS1115 等型號(hào)，它負(fù)責(zé)將放大后的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。其內(nèi)部有采樣保持電路、量化和編碼電路等部分。采樣保持電路對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣并保持其在轉(zhuǎn)換期間的穩(wěn)定，量化電路將模擬信號(hào)的幅度劃分為離散的等級(jí)，編碼電路將量化后的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字代碼。ADC 的分辨率（如 12 位、16 位等）決定了數(shù)字信號(hào)的精度，從而影響廚房秤的稱重精度。
5. 顯示模塊
   • 液晶顯示屏（LCD）：由液晶顯示器件、偏光片、背光源等部分組成。液晶顯示器件是核心部分，它利用液晶分子的排列變化來調(diào)制光的透過和反射，從而顯示出數(shù)字和字符。偏光片用于控制光的偏振方向，背光源為液晶顯示提供光源。LCD 可以顯示清晰的數(shù)字和簡(jiǎn)單的圖形，并且功耗相對(duì)較低。
   • 發(fā)光二極管顯示屏（LED）：包括數(shù)碼管和點(diǎn)陣顯示屏。數(shù)碼管通過控制不同的 LED 段來顯示數(shù)字，點(diǎn)陣顯示屏可以顯示更復(fù)雜的字符和圖形。LED 顯示屏具有亮度高、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，但功耗相對(duì)較高。
6. 蜂鳴器（可選）
   • 用于發(fā)出聲音提示，如按鍵操作提示音、過載報(bào)警音等。蜂鳴器可以是壓電式蜂鳴器或電磁式蜂鳴器。壓電式蜂鳴器通過壓電陶瓷片的振動(dòng)發(fā)聲，電磁式蜂鳴器則是通過電磁線圈驅(qū)動(dòng)振膜發(fā)聲。