電子稱重技術
衡器是計量器具的一個重要組成部分。過去人們稱計量為“度量衡”。所謂度,是指用尺(如古時的骨尺、牙尺及以后漸次問世的竹尺、木尺、皮尺、鋼尺等)測量物體的長短;所謂量,是指用容器(如古時的合、升、斗、斛及以后使用的量桶、量杯等)測量物體的體積;所謂衡,則是指測量物體重量。
計 量 術 語
絕對誤差 --- 是某量值的給出值與其真值之差(在自然界中是沒有真值的)。
相對誤差 --- 是絕對誤差與真值之比,主要用于測量的準確度。
系統誤差 --- 在相同的條件下多次測量同一量時,誤差的絕對值恒定,或在條件改變時與某個因素成函數關系的有規(guī)律的誤差,簡稱細差。
隨機誤差 --- 服從統計規(guī)律的誤差,隨即誤差表明了測量結果的分散性。
精密度 ------ 是隨機誤差大小的標志,精密度越高隨機誤差越小,但不一定準確。
準確度 ------ 顯示值與真值的偏離程度。準確度高并不一定精密。
精確度 ------ 精確度高表明精密度和準確度都比較高。
穩(wěn)定性 ------ 儀表的指示值在一段時間中的變化(規(guī)定時間)。
一 類別:按工作方式可分為機械秤(磅秤),電子顯示秤,自動計量系統。按使用方式可分為案秤,臺秤,小地秤,電子汽車衡,直示吊秤,無線數傳吊秤,定量包裝系統。按功能可分為,計重秤,計數秤,計價秤。
二 系統組成:傳感器電路; A/D 電路;單片機電路;顯示電路;鍵盤電路;輸出接口電路;電源電路;以及各種智能電路。
三 簡介:
傳感器電路:
它是把非電量(壓力,扭力,溫度,濕度,光敏)轉換成電量(流電壓)的功能轉換器件。工作原理:外界的作用力使傳感器的彈性梁發(fā)生形變,隨之使貼在彈性梁部位的應變片也發(fā)生阻止變化,四個應變片是接成橋式測量電路,在激勵電壓的作用下,輸出信號也發(fā)生正比的變化(電量)。傳感器的精度直接影響稱量的精度。
A/D 電路的信號流程:
傳感器的輸出信號經過 LC 濾波進入運放電路放大,由反饋網絡控制放大倍數,得到穩(wěn)定的信號。經過隔離電阻并電容濾波在進入有源濾波器整形后進入 A/D 電路的模擬輸入口進行模 / 數轉換, A/D 電路必須有穩(wěn)定的工作電壓,穩(wěn)定的基準電壓,穩(wěn)定的低漂移的輸入信號,標準的時鐘信號,在單片機的控制下轉換出數字信號( BCD )碼! INT1 , INT0 ”中斷信號使系統識別被測對象的量值變化。
3 單片機電路:它是把 CPU (中央處理器),一定容量的存儲器,若干輸入輸出( I/O )接口等部件集成在一小快硅片上的微型機算計,簡稱單片機。
A 簡介:自 1976 年美國 Intel 公司推出第一代 8 位通用但片機系列 MCS — 48 , 20 年來世界各大半導體公司開發(fā)生產的彈片機系列,各具特色品種齊全。目前單片機正在過程控制,數據采集,智能儀表,機電一體化,家用電器,以及網絡技術領域發(fā)揮作用。
B 內部結構:寄存器,端口,存儲器,復位電路,振蕩器等(彈片機內部電路)。專用寄存器( SFR ): CPU 對它進行讀操作,得一隨機數,寫操作無效。 A 累加器: CPU 進行各種算術運算和邏輯運算時都要與累加器配合。 B 寄存器:執(zhí)行乘除運算指令時要用到 B 寄存器,其他時用做數據積存。 C 斷口鎖存器( 0~3 ): 80H , 90H , A0H , B0H 四各單元,就是 P0 , P1 , P2 , P3 。 D 串行數據緩沖:包括發(fā)送,接收。 E 控制寄存器:中斷優(yōu)先級 IP ,中斷允許 IE ,串行口控制 SCON ,電源控制 PCON 。 F 程序計數器 PC :功能是保存下一次要執(zhí)行的指令。使用者不能訪問。端口:如 8 位機,有四個 8 位雙向端口。每個端口均由鎖存器 P0~P3 ,輸出驅動器和輸入緩沖器組成。
顯示電路:
顯示器接口:數碼( LED )和液晶( LCD )兩種,還有瑩光顯示( VFD )。
A LED :共有 a~g7 段及小數點 dp , 8 個段(發(fā)光二極管)由 8 條數據線控制驅動。段采用共陽極( V+ )或共陰極( V- ), 8 段的每個陰極單獨由總線控制發(fā)光;旧喜捎密浖刂,顏色:有紅色;綠色;蘭色。
B 工作原理:向公共點施壓稱為位選信號;向各段的操作稱為段選信號(字形碼)。多采用動態(tài)掃描法顯示字型碼由軟件完成。
C LCD 工作原理 : 是一種功耗低,室外顯示醒目,美觀。它是由背板(玻璃)和一定數量的段或點組成,在段和背板之間施加電壓(周期性改變極性的電壓,否則 LCD 會發(fā)生化學反應,使之損壞,所以要使用 AC 信號驅動(方波電壓)。段與背板極性相反時該段顯示,極性相同時不顯示(內置解碼器)。 LCD 驅動:用單片機直接驅動 LCD 要使用較多端口,所以要用( CMOS )型液晶顯示驅動器,它用自身的 RC 振蕩器產生周期性改極性的驅動電壓。分類: A 用位選輸入線對顯示位進行控制,驅動器本身含有字符發(fā)生器進行顯示。 B 用八條數據總線控制顯示。
鍵盤 / 接口電路:
a 鍵盤電路:向系統輸入命令和數據?坑布R別的鍵盤電路稱為編碼鍵盤;通過軟件識別的稱為非編碼鍵盤電路。單片機系統使用非編碼鍵盤電路。
b 打印接口:它是單片機系統的輸出設備: C 系列(臥式), T 系列(臺式), A 系列(面板式)。數據信號線( DB7~DB0 ),單向,從單片機發(fā)出的命令碼和數據碼均通過這組信號線傳送給打印機。數據選通輸入信號( STB ):低電平有效, DB0~DB7 的數據只有在有效的 STB 信號作用下才能被鎖入打印機的內部鎖存器中。打印機應答信號( ACK ):低電平有效,低電平表示打印機以處理完所接收的數據。打印機忙信號( BUSY ):低電平有效,若為高電平,意味著打印機正忙于處理剛收到的數據單片機切勿送來數據。打印完 BUSY 又變成低電平,并觸發(fā)應答信號 ACK ,以告之單片機可以送來新數據了。
c 串行接口:用于稱重顯示儀表與計算機,打印機之間的數據交換。
通訊距離: RS-232 為 15 米; 20mA 電流環(huán)為 91 米; RS-422 為 1219 米。
負載能力:只能帶一個接收器; 20mA 電流環(huán)可串接 6 個接收器; RS-422/485 可多點連接 33 個接收器。
數據傳輸速率:(簡稱波特率) 300 , 1200 , 2400 , 4800 , 9600 。
數據傳送格式:分穩(wěn)定后輸出,連續(xù)輸出。
電源電路:電源電路原理:稱重系統基本是使用交,直流兩用電源,(蓄電池配電)變壓器降壓整流,可供電也可以對蓄電池充電。
故障現象:電源電路的故障現象是多種多樣的,既有規(guī)律,又變化多樣。
A 不開機: Q1 Q2 必須良好, U1 必須正常,就是元件,線路不能有短路和短路。
B 不關機: Q1 Q2 或線路可能有短路( c e 自身短路或 b 極端有誤觸發(fā)信號)。
C 加電自動開機:也屬于不關機,還要注意線路板的印刷線路走線是否有短路點。
D 輸出電壓偏高或偏低:主要注意穩(wěn)壓器的質量和電容是否有短路現象。
E 輸出電壓不穩(wěn):注意 Q1 Q2 U1 的品質和電容的軟性故障(用元件 代換法)。
F 不能置零:查開關二極管和系統的回路通斷。
G 不能自動關機:查 OFF 的信號通路是否有短路斷路,系統是否有問題。
M 電源檢誤動作(顯示電源信號)主要是電壓比較器 Q3 故障。
N 還要注意開關的質量和電阻阻值異常。