稱為偏心旋轉塊振動電機（ERM)，其通 常用于處于"靜音"模式中的智能電話。智能電話包含用于顯示網頁的大顯示器，且通常包 含媒體播放器、相機、GPS導航單元、高分辨率觸摸屏、顯示網頁的web瀏覽器，以及Wi-Fi收 發器中的一或多個。正常地，電機僅包含平衡旋轉元件，但是，偏心電機112包含偏離中心 軸線旋轉的偏心重物。偏移質量m的向心力促使偏心電機112進行位移。當偏移質量m在 約60Hz到300Hz下旋轉時，所述位移被感知為振動。可通過調整輸入驅動電壓調整一些偏 心電動機112的旋轉速率。例如，不同的電壓電平通過電壓產生器從低電平變化到高電平， 或頻率產生器產生從低旋轉速率到高旋轉速率的掃頻。
[0028] 圖3根據本發明的一些實施例對具有偏心電機112的移動裝置100進行建模。移 動裝置100具有質量M，偏心電機112上的偏移重物具有質量m。移動裝置100的質量包含 全部，除了偏心電機112的偏移重物的質量m。根據牛頓第三運動定律，移動裝置100產生 的力Fi。。相同，并與偏移質量產生的力F112相反（F1QQ=-F112)，其可寫成MVQ=mv。，其中V0 被定義為移動裝置100的瞬時速度，％被定義為偏心質量在相反方向上的瞬時速度。速度 關系（MVQ=mv。）可經微分以形成加速度關系（MAQ=ma)，其中A。表示移動裝置100的加 速度，a表示偏心質量m在相反方向上的加速度。所述數字不包含待測量的外部重量，因此， 測量此系統中的加速度測量了未負載具有未知外部質量的物體200的移動裝置100。通過 確定移動裝置100的零重物重量、皮重或自重，可使用加速度測量值校準所述系統。
[0029] 圖4和5根據本發明的一些實施例對具有偏心電機112并負載物體200的移動裝 置100進行建模。在圖4中，展示質量為Μ的移動裝置100,其具有偏移質量為m的偏心電 機112。移動裝置100負載質量為I的物體200。現在，移動裝置100和物體200的組合 質量對偏心電機112的質量m造成阻力。假設移動裝置100和物體200 -起行進，它們的 速度相等（VJ。組合系統可建模為。現在，負載系統包含偏心電機112的質 量m，所述偏心電機112以Vl的速度行進而并非是在無負載系統中以v。的速度行進。負載 速度關系可經微分以形成負載加速度關系{(M+W^Aiima}，其中Ai表示負載移動裝置100 的加速度，且a表示偏心電機112的質量m的加速度。
[0030] 在圖5中，展示填充物體202。如果物體200是（例如）具有質量1的空容器，所 述系統通過根據負載填充物體202的填充系統對僅負載空容器的空系統進行再校準和參 考，可用作圖4中所示的系統的零重物重量、皮重或自重。空系統的組合質量為（M+WJ。當 物體200填充了質量^以形成填充物體202,負載質量（M+Wi+Wj可與此自重（M+WJ進行 比較，以確定內含物的質量^。再次應用牛頓定律，由{(1+11+1 2)￥2=11^2)}表示的負載系 統可經微分得到{(M+Wi+W^^zma)}，其中八2表示負載系統的加速度，且a表示偏心電機 112的偏心質量m的加速度。
[0031] 實際上，移動裝置100中測量的是加速度而不是速度。例如，加速度計122測量移 動裝置100的加速度A。。假設移動裝置100放置在堅硬的表面上，偏心質量m的加速度a 可作為就已知量（a=ΜΑ。》而言的未知數，通過等式（嫩。=ma)求解，其中先驗地已知移 動裝置100的質量Μ和偏心電機112的質量m。假設偏心電機112和加速度計122并置，那 么加速度A。可通過加速度計122測量。如果移動裝置100隨著偏心電機112樞轉或旋轉， 那么可以使用陀螺儀124以將旋轉考慮在內，所述旋轉可從加速度計結果中去除。因此，未 負載系統可通過對偏心電機112的加速度a進行求解來校準。
[0032] 在負載了質量W1之后，負載系統表示為等式{(M+W^Aiima}。根據（Wi=ma/ Α^Μ)可容易地求解出質量％，其中憑經驗已知質量m和M，在校準期間確定加速度a，并通 過加速度計122測量加速度&。如果物體200用作空容器，那么額外的質量^可根據從 {(Μ+ν^)Α2=ma)}得到的（W2=ma/A^M-l)求解，其中^是通過加速度計122測量的 電流，且I如上述確定。
[0033]圖6和7展示根據本發明的一些實施例的未負載系統的集總模型。如圖6中所 示，未負載系統的模型包含移動裝置1〇〇的質量M、偏心電機112的質量m、減振系數C、彈 性常量k的胡克定律（Hooke'slaw)、重力g引起的加速度、表示偏心質量m偏離中心軸 線多少的半徑r，以及偏心電機112的角頻率ω。如圖7中所示，上文所列的項用于等式
其中慣性力表示為+ 減振表示為 ci-，彈性的胡克定律表示為kx，由于重力產生的力表示為（M+m)g，以及偏心電機112的驅動 力表示為mrW_sin(iy/):,其中.? ,f和X分別表示移動裝置100的加速度、速度和位置，以及 t表示時間。
[0034] 偏心電機112可掃描一定范圍的頻率，而不是恒定頻率的振動。通過掃描一定范 圍的頻率，可確定移動裝置100的諧振頻率。每次移動裝置100改變質量（例如，從未負載 到負載）時，諧振頻率改變。具體來說，移動裝置1〇〇的諧振頻率隨著質量增加而降低。因 此，具有質量Μ的未負載移動裝置100相比于具有質量（M+WD的負載移動裝置100,具有更 高的諧振頻率。
[0035] 圖8繪制根據本發明的一些實施例的說明未負載移動裝置和負載移動裝置兩者 的諧振頻率的頻率和振幅的曲線圖。當具有質量Μ和偏心電機112的未負載移動裝置100 掃描一定范圍的頻率時，可通過加速度計122測量振幅。得到未負載移動裝置的峰值測量 值的頻率表示諧振頻率f。。當質量為（M+WJ的負載移動裝置100掃描所述范圍的頻率時， 得到所述負載移動裝置的峰值測量值的頻率為諧振頻率。所述負載移動裝置的諧振頻率 f/J、于所述未負載移動裝置的諧振頻率fc。諧振頻率的差值（心-fi)可用作質量I的指示 值。也就是說，差值（fc-fj可用作對圖表的指數，或可外插/內插以確定質量I。
[0036] 圖9繪制根據本發明的一些實施例的包裝物的不同重量和相應的加速度的圖 表。根據實驗數據，在包裝物重量的不同點處繪制加速度（m/s2)的變化的量值，并且用 線連接這些點。加速度被計算為由3D加速度計通過個別加速器測量值（ax，ay，az)，根據
f得出的單個加速度a。包裝物充當待稱重的物體。在一些情形中，待測量 物體和智能電話之間需要插入件。例如，普通的空紙杯或空塑料杯可充當智能電話和包裝 物之間的插入件。通常，任何合適的物體都可用作插入件。如果待稱重物體的質量的解算 與插入件的質量類似，那么系統可經校準以將插入件考慮在內。
[0037] 插入件可能有助于：（a)避免阻擋對智能電話顯示器的觀察；以及（b)防止待稱重 物體的（例如，包裝物的）下垂接觸到靠近智能電話的表面。包裝物被放置在空紙杯的頂 部上，所述空紙杯被放置在智能電話的屏幕上。塑料杯或保麗龍杯可代替紙杯。在采用了 插入件的情況下，校準或稱量皮重程序將插入件質量考慮在內。
[0038] 圖10展示根據本發明的一些實施例的在移動裝置和物體之間的位置的插入件。 所述圖說明加速度計對包裝物的不同重量的敏感度。外插法展示用于此實驗的智能電話對 16盎司（oz)以上的物體敏感，且對稱重5oz以下的物體極其敏感。
[0039] 圖11和12展示根據本發明的一些實施例的移動裝置100。在圖11中，移動裝置 100包含通過總線130連接在一起的偏心電機112、揚聲器114、加速度計122、陀螺儀124、 麥克風126、處理器140、存儲器150、顯示器160、用戶輸入裝置170和溫度計180。偏心電 機112和揚聲器114中的任一者或兩者可用作振動單元110。例如，揚聲