Электронные средства измерений постепенно вытесняют традиционные, механические приборы. Применение электроники повысило точность измерений и удобство снятия показаний, а их оцифровка делает удобным хранение данных и их передачу по современным каналам связи. В этом отношении не стали исключением и бытовые приборы, их производители так же стремятся к массовому внедрению новых технологий. Понять принцип работы любого прибора проще на конкретном примере. Вскроем корпус и изучим устройство напольных электронных весов.

Работа данных и подавляющего большинства других бытовых весов основано на точном измерении электрического сопротивления специального электронного компонента резистивного типа – тензорезистора. Тензорезистор – это ключевой элемент в устройстве электронных весов (тензовесов). Деформируясь под воздействием веса взвешиваемого предмета, электрическое сопротивление тензорезистора изменяется пропорционально весу.

Тензорезисторы широкого спектра применения изготавливаются в виде спиральной, замкнутой, тонкой дорожки из металлической фольги путем химического травления. Основанием для фольги является подложка из тонкого полимерного электроизоляционного материала. Тензорезистор механически жестко связывают (обычно, приклеивают) с поверхностью детали, деформацию которой необходимо измерять. Деформация детали приводит к сжатию или растяжению спиральных витков тензорезистора, что отражается на его сопротивлении.

Принцип работы тензорезистора.
Сопротивление и величина деформации условные.

Весы MARTA MT-1650 предназначены для измерения массы человеческого тела до 150 кг с точностью +/-100 грамм. На передней (верхней) панели устройство имеет жидкокристаллический экран, на котором отображается число в целых килограммах, а так же в их десятичных долях. Весы предназначены для установки на жесткую, ровную поверхность (пол), снабжены четырьмя небольшими ножками. В одной ножке находится кнопка, необходимая для автоматического включения весов, когда на них встает человек. Первое нажатие кнопки инициирует запуск режима калибровки – определение «нуля» измерений.

Устройство ножки-кнопки простое: пара контактов, замыкающиеся плоской пружиной. Со временем, проводящие дорожки истираются пружиной, и срабатывание кнопки прекращается. Восстановить работу помогает облуживание зон контакта.

Устройство электронных весов MARTA MT-1650 следующее. Вес верхней металлической платформы с человеческим телом на ней действуют на систему внутренних рычагов. Рычажная система «собирает вес» со всей поверхности платформы и, уменьшив его в несколько раз, надавливает на специальную алюминиевую деталь (назовём её «тензопластиной»), жестко закрепленную одним концом на корпусе весов. В результате этого давления тензопластина слегка изгибается вниз, а имеющееся центральное утончение на ней точно задает точку изгиба. Форма и материал (жесткость) тензопластины подобраны так, чтобы деформация была исключительно упругого типа. Строго напротив утончения расположен (приклеен) тензорезистор, деформирующийся вместе с тензопластиной. При выполнении измерений, сопротивление тензорезистора замеряется электроникой, и на основании измерений на экран выводятся числовые значения в килограммах.

Процесс разборки весов.

Внутреннее устройство электронных весов MARTA MT-1650.

Рычажная система весов.

Тензопластина. Тензорезистор приклеен снизу клеем молочного цвета.

Слегка надавливая пальцем непосредственно на тензопластину, легко добиться показаний в несколько килограмм.

Наряду с многочисленными достоинствами электронных весов, у них, как и у всех электронных измерительных приборов, есть главный недостаток – необходимость замены или подзарядки источника электрического тока. Помимо этого, устройство электронных весов более сложное и прихотливое, нежели у их механических предшественников.