专利名称：一种多功能量杯的制作方法
技术领域：
本发明涉及单片机应用及家用电器领域，特别涉及一种多功能量杯。
背景技术：
量杯在日常生活中应用广泛，普通量杯一般通过杯体上的刻度来测量液体或者粉末状物质的体积，有的还可以通过密度换算测出少数几种物质的重量，其功能过于简单。如果能对普通量杯加以改造，结合廉价的单片机系统，使量杯在测量体积的同时，可以测量物质的重量和温度，将给日常生活带来诸多便利。目前，市场上并没有一款可以同时测量物质 体积、重量和温度的多功能量杯。
发明内容
为克服传统量杯只能测量体积，不能测量重量和温度的缺陷，本发明将应用单片机技术，结合重量和温度传感器，设计一款多功能量杯，该量杯可以同时检测液体或者粉末状物质的体积、重量和温度。为实现这一目标，所述多功能量杯的技术方案如下提供一种多功能量杯，该量杯由杯体、底座、手柄、重量传感器、温度传感器、显示屏、按键和控制器组成。所述杯体的外壁上设有标识容积的刻度；杯体位于手柄下方设有延伸至杯底的可密封的凹槽，凹槽内铺设金属导热片，导热片上设有两个贴片热敏电阻作为温度传感器；杯体底部外侧圆心位置设有弹簧装置，杯体通过该弹簧装置固定于底座上。所述底座为中空圆柱形，其外壁套有空心弹性橡胶圈，杯体、弹性橡胶圈和底座通过粘合剂固定在一起，在底座内侧沿圆柱形内壁一周均匀铺设有四个应变片重量传感器，杯体由这四个重量传感器托起；底座的圆心位置设有丝孔及螺丝，杯体的弹簧装置通过该螺丝固定于底座上，旋转该螺丝可以调节杯体弹簧装置的伸缩度而实现测重时的调零。所述手柄顶端设有显示屏，手柄外侧下弯位置设有按键，手柄腔体内设控制器和电池盒。重量传感器、温度传感器、显示屏、按键和控制器组成的单片机系统平时处于关机状态，当需要检测重量或者温度时，通过按键可以激活系统，开启检测功能；当系统处于工作状态时，连续五分钟无按键或者持续按键超过五秒钟则系统自动关机。系统激活后首先开启温度检测功能，通过按键可以反复在重量检测和温度检测功能之间进行切换，系统检测的温度同时作为对重量传感器温度补偿的依据。系统检测温度或者重量时，首先对传感器的输出电压进行调理，然后经过A/D转换、数据换算、数据修正后将测得数据送显示屏显
/Jn ο本发明的有益效果是多功能量杯在测量液体或者粉末状物质体积的同时，可以检测物质的重量和温度，且结构简单，节电环保，将给日常生活带来诸多便利。
图I是本发明第一个实施例内部结构示意图；图2是本发明实施例的外观构造示意图3是多功能量杯内单片机系统原理结构示意图；图4是单片机系统电源及按键电路图；图5是单片机系统电路原理图；
图6是单片机主程序流程图；图7是单片机定时中断服务程序流程图；图8是单片机按键中断服务程序流程图；图9是本发明第二个实施例内部结构示意图；图10是本发明第三个实施例内部结构示意具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图给出本发明第一个实施例的地详细实施过程。图I是本发明第一个实施例内部结构示意图。如图所示,所述多功能量杯由杯体
I、底座11、手柄6、重量传感器15、温度传感器7、显示屏2、按键4和控制器3组成。所述杯体I的外壁上设有标识容积的刻度14 ;杯体I位于手柄下方设有延伸至杯底的可密封的凹槽10，凹槽10内铺设金属导热片8，金属导热片8上设有两只贴片热敏电阻作为温度传感器7 ;杯体I底部外侧圆心位置设有弹簧装置12，杯体I通过该弹簧装置12固定于底座11上。所述底座11为中空圆柱形，底座11的中空圆柱形外壁套有空心弹性橡胶圈9，杯体I、弹性橡胶圈9和底座11通过粘合剂固定在一起，在底座11内侧沿圆柱形内壁一周均匀分布有四个应变片重量传感器15，，杯体由这四个重量传感器托起；底座11的圆心位置设有丝孔及螺丝13，杯体I的弹簧装置12通过该螺丝13固定于底座11上，旋转该螺丝13可以调节杯体弹簧装置12的伸缩度而实现测重时的调零。所述手柄6顶端设有显示屏2，手柄6外侧下弯位置设有按键4，手柄6腔体内设控制器2和电池盒5。图2是本发明实施例的外观构造示意图，如图所示，显示屏2为IXD显示屏，可以显示检测到的重量或者温度数据和单位；按键4为一个单独的触摸式按键。如图2所示，弹性橡胶圈9通过粘合剂连接杯体I与底座11，起到密封作用，防止底座11内部被脏污。图3是多功能量杯内单片机系统原理结构示意图，系统由控制器I、电源及按键模块2、显示屏3、测温模块4和测重模块5组成。单片机系统平时处于关机状态，当需要检测重量或者温度时，通过按键可以激活系统，开启检测功能；当系统处于工作状态时，连续五分钟无按键或者持续按键超过五秒钟则系统自动关机。系统激活后首先开启温度检测功能，通过按键可以反复在重量检测和温度检测功能之间进行切换，系统检测的温度同时作为对重量传感器温度补偿的依据。检测温度或者重量时，系统首先对重量传感器和温度传感器的输出电压进行调理后，并经过A/D转换、数据换算、数据修正后将测得数据送显示屏显不O图4是单片机系统电路原理图，该单片机系统中的控制器采用SH79R)85单片机，SH79F085是上海中颖电子自主研发的集成20位Σ -Δ模数转换器(ADC)和可编程增益放大器(PGA)的CMOS单芯片MCU，是一款专业应用于商用电子秤的SoC。另外，SH79R)85单片机工作电压为3. OV 5. 5V，内建LDO稳压源输出2. 7V电压(VDDR)提供给传感器供电。因此，选用本方案电路结构精简，用到的外围器件很少。
图4中AIN2差分端口为称重传感器信号输入，称重传感器中每两个应变片传感器串后联形成两组，与两个高精度电阻形成双臂电桥，单片机通过检测该双臂电桥输出电压，换算求取检测重量，检测的重量数据根据检测温度修正后送显示器显示。AINO差分端口为温度传感器检测输入温度感器中两个热敏电阻与两个高精度电阻形成双臂电桥，单片机通过检测该双臂电桥输出电压，换算求取检测温度并送显示器显示。图4中单片机系统中的显示屏使用SPI串行128X32图形点阵IXD液晶显示屏，该显示屏操作简单，只需按命令格式串行送入要显示的字符和位置即可。图5是单片机系统电源及按键模块电路图，电路工作过程如下，I)按下按键KEY (持续至电源指示灯LED亮)时，Ql导通，单片机通电复位，进入工作状态；2)单片机启动后马上在POWER和LED输出高电平，Q2导通，电源指示灯LED亮；3)单片机工作过程中不断检测KEY_IN电平，如为高电平则不做处理，如为低电平则分情况处理若低电平持续时间超过5秒则再POWER输出低电平，Ql截至单片机断电关机，若低电平持续时间小于5秒则在温度检测和重量检测功能间切换。图6是单片机系统主程序流程图，系统开机初始化后首先在POWER和LED输出高电平，以维持系统供电及点亮电源指示灯，接着根据用户按键，循环检测重量或者温度。在每次检测功能切换后，首先为该检测模块配置PGA，然后循环检测、显示相应的数据。图7是单片机定时中断服务程序流程图，该中断服务程序用于计时，当连续五分钟没有按键时，系统自动关机。图8是按键中断服务程序流程图，该中断服务程序用于处理用户按键。程序中判断，当用户按键持续时间小于3秒时，改变检测功能切换标志，清定时中断计数器，返回主程序后即切换检测功能；当用户按键持续时间大于3秒时，则在POWER端输出低电平，切断电源，系统关机。以上是该发明第一个实施例的详细实施过程。该发明的第二个实施例与第一个实施例原理基本相同，不同之处在于量杯与底座连接结构和称重传感器的铺设位置。图9是本发明第二个实施例内部结构示意图，如图所示，杯体I底部为直径小于杯体的中空圆柱形结构，其底部沿外壁一周有向外辐射的突出端17 ;底座11为中空圆柱形，其顶端沿内壁一周有向圆心福射的突出端18 ;杯体的突出端17与底座的突出端18相扣，用来连接杯体I与底座11。杯体I底部的中空圆柱形与底座11上的四个重量传感器15对应位置有四个凹槽，重量传感器15嵌入其中将杯体I托起，为了防止传感器位置偏移，特设置定位螺丝16。该实施例其它部分结构和原理与第一个实施例相同，不再详述。该发明的第三个实施例与第一个实施例原理基本相同，不同之处在于量杯与底座连接结构和称重传感器的铺设位置。图10是本发明第三个实施例内部结构示意图，如图所示，杯体I底部为直径小于杯体的中空圆柱形结构，其底部沿外壁一周固定有四个均匀分布的应变片重量传感器15，而其底部沿外壁一周略高于传感器位置有向外辐射的突出端17 ;底座11为中空圆柱形，底座11内侧底部沿内壁一周设有突起台阶，而其顶端沿内壁有向圆心辐射的突出端18 ;杯体的突出端17与底座的突出端18相扣，用来连接杯体I与底座
11;底座11底部的突起台阶通过的四个重量传感器15将杯体I托起，为了防止传感器位置 偏移，特设置定位螺丝16。该实施例其它部分结构和原理与第一个实施例相同，不再详述。
综上所述，通过本发明提供多功能量杯，可以使用户在测量液体或者粉末状物质体积的同时，检测物质的重量和温度，给日常生活带来诸多便利。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同 替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.本发明公开了一种多功能量杯，其特征在于，所述量杯由杯体、底座、手柄、重量传感器、温度传感器、显示屏、按键和控制器组成。
2.如权利要求I所述多功能量杯，其特征在于，所述量杯杯体的外壁上设有标识容积的刻度；杯体位于手柄下方设有延伸至杯底的可密封的凹槽，凹槽内铺设金属导热片，导热片上设有两个贴片热敏电阻作为温度传感器；杯体底部外侧圆心位置设有弹簧装置，杯体通过该弹簧装置固定于底座上。
3.如权利要求I所述多功能量杯，其特征在于，所述量杯底座为中空圆柱形，其外壁套有空心弹性橡胶圈，杯体、弹性橡胶圈和底座通过粘合剂固定在一起，在底座内侧沿圆柱形内壁一周均匀铺设有四个应变片重量传感器，杯体由这四个重量传感器托起。
4.如权利要求I所述多功能量杯，其特征在于，所述量杯底座的圆心位置设有丝孔及螺丝，所述杯体的弹簧装置通过该螺丝固定于底座上，旋转该螺丝可以调节杯体弹簧装置的伸缩度而实现测重时的调零。
5.如权利要求I所述多功能量杯，其特征在于，所述量杯手柄顶端设有显示屏，手柄外侧下弯位置设有按键，手柄腔体内设控制器和电池盒。
6.如权利要求I所述多功能量杯，其特征在于，所述重量传感器、温度传感器、显示屏、按键和控制器组成的单片机系统平时处于关机状态，当需要检测重量或者温度时，通过按键可以激活系统，开启检测功能；当系统处于工作状态时，连续五分钟无按键或者持续按键超过五秒钟则系统自动关机。
7.如权利要求I或权利要求6所述多功能量杯，其特征在于，所述单片机系统激活后首先开启温度检测功能，通过按键可以反复在重量检测和温度检测功能之间进行切换，系统检测的温度同时作为对重量传感器温度补偿的依据；系统检测温度或者重量时，首先对传感器的输出电压进行调理，然后经过A/D转换、数据换算、数据修正后将测得数据送显示屏显不O
全文摘要
一种多功能量杯，该量杯由杯体、底座、手柄、重量传感器、温度传感器、显示屏、按键和控制器组成；杯体的外壁上设有标识容积的刻度；杯体位于手柄下方位置设温度传感器；底座内侧设有四个重量传感器，杯体由这四个重量传感器托起；手柄上设有显示屏，按键，手柄腔体内设控制器和电池盒；重量传感器、温度传感器、显示屏、按键和控制器组成单片机系统，接受用户操作，负责检测重量和温度。该多功能量杯可使用户在测量液体或者粉末状物质体积的同时，检测物质的重量和温度，且结构简单，节电环保，将给日常生活带来诸多便利。
文档编号G01F19/00GK102645251SQ20121013969
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者夏百战 申请人:夏百战