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电子计数台秤称重仪的设计理念

发布日期: 2014-04-21
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随着称重技术尤其是动态称重技术的发展,电子计数台秤称重仪的设计需要更好符合市场应用需求。

一、 仪表设计的综合设计标准
称重仪功能标准
1.*外部功能标准
1)数字显示——显示称重结果(LED数码管、VFD荧光数码管或LCD
液晶板)
2)置零——使显示的数字回到零点
3)去皮——去除皮重,显示净重。
4)数字标定(确定量程、分度值、小数点位数)
5)超载指示——zui大秤量超过9d不再显示。
6)零点指示——当衡器在零点时,给出提示。

2. *的内部功能设计标准
1) 数据稳定设置——对采样数据进行滤波处理的强度设置
2) 零点跟踪范围选择——根据使用情况对选择不同的零点跟踪 范围

3. 可增加的外部功能设计标准
1) 累计——对每次称重结果进行累计,并可以显示累计结果。
2) 打印——可以输出某种形式的打印命令和数据格式。
3) 通讯——通过串口输出通讯命令与数据。
4) I/O输入输出——通过光隔离输入外部的控制信号或输出控制
信号,控制外设工作。

4. 可增加的内部功能标准
1) 仪表工作方式设置——选择不同的工作方式,用于不同的工作目的。
2) A/D转换速度设置——根据不同的使用场合需要,选择不同的a/d 转换速度.
3) 密码设置——设置系统进入密码,防止有人任意修改标定参数。
4) 打印方式设置——选择不同的打印机驱动;打印不同格式的磅单

 

称重仪的硬件电路设计
称重仪的硬件电路一般由以下几块组成:
1.A/D模块——转换传感器模拟信号为数字信号
2.CPU模块——运算、存储数据,发布控制指令
3.显示模块——显示重量和参数
4.接口模块——控制打印、通讯等外设工作
5.I/O 模块——输出和输入信号的接口
6.电源模块——向仪表电路提供电源
7.键盘电路——向仪表输入数据和指令

仪表设计中A/D器件的选择
目前称重仪设计中常用的A/D转换器基本有两种形式。一种是积分式A/D转换器,另一种为Σ-Δ式A/D转换器。后一种成本较高,但转换位数多,转换精度高,而且转换速度远高于积分型A/D,所以已经逐步被愈来愈多的人采用。例如5532A/D转换器转换位数为24位,误差仅为±1码,外围器件很少,内设高精度放大器,不需要精密电阻,转换速度可以达到800次/s。是一款非常好用的A/D器件。

仪表抗干扰能力设计标准
仪表的抗干扰能力的高低直接影响仪表的工作性能,抗干扰性能差的仪表,在工作中经常遇到死机、程序跑飞的现象。仪表的抗干扰设计应该从以下几个方面入手:
1. 电源电路
1) 采用浮地技术。即仪表外壳接大地,内部浮地。采用双层屏蔽变压器。即在初级线圈与次级线圈之间加两层静电屏蔽层,靠近初级线圈的屏蔽层接外部机壳和大地,内层屏蔽接仪表地。
2) 采用抗干扰性能较好的C型或R型变压器。对称的线圈布置,电磁干扰相互抵消,使得干扰信号减少到zui小。
3) 采用较大的滤波电容,储存较多的电能,电子计数台秤在外部电压发生突变时,可以将其缓冲。
4) 国产电源滤波器选用要合理,电源滤波器中滤波电容接地的抗干扰能力强,但耐压试验难过关。滤波器中滤波电容浮地的抗干扰能力弱,但耐压试验能过关。

2. 信号输入电路
1) 输入信号线采用屏蔽线,屏蔽端一点接地(仪表外壳)
2) 信号线进入仪表后,每一根信号线上穿上一个空心磁环,配合电容器组成一个LC滤波器,减少外界引入的干扰。

3. 集成电路芯片的选择
1) 尽量采用高集成度,小体积的器件,减少被干扰的可能性。
2) 如有可能,尽量不采用可编程器件,应为可编程器件一旦被干扰,搅乱了内部的可编程序,器件失效后会导致部分系统不能正常工作。
3) 带有高电压大电流的器件,尽可能地放在机箱外面,以免瞬变的电压或电流造成机箱内部产生较大的干扰信号。
4) 采用合理的电路,把干扰减少到zui少。例如电子计数台秤采用数据放大器而不采用普通放大器。

4. 线路板设计
1) 线路要按照信号的流向排布,来回走向的线路容易引起附加干扰。
2) 要按照屏蔽的要求屏蔽那些需要屏蔽的器件(如A/D转换器),模拟地与数字地要分开走,zui后在电源处一点连通。
3) 容易产生干扰的器件(如变压器)要尽可能地隔离开。
4) 容易产生温度器件要远离精密元件,如运放和A/D器件。
5) 接地线、电源线要有足够的宽度(一般来说1mm宽设计工作电
流为1A),保证电流通过时产生zui小的电压降。

5. 屏蔽与接地
1) 采用双层屏蔽技术,仪表内部浮地。仪表外壳接大地。
2) A/D器件和电路采取屏蔽处理,隔离外界的干扰。
3) 传感器信号线屏蔽,防止干扰信号进入。

6. 软件设计
1) 采用看门狗技术,即时恢复跑飞的程序。
2) 对可编程器件,只要许可,在运行过程中重复对其进行初始
化,防止因干扰破坏其设定的运行程序。
3) 尽可能地设计多层循环语句,一旦发生程序干扰出错,能及
时地返回到正确的道路上来。

7. 称重仪机箱设计
1) 采用金属机箱,提高抗电磁干扰能力。
2) 尽量减小机箱上开孔尺寸,防止电磁波干扰的进入。
3) 在开孔位置安装金属丝网,能够阻挡部分干扰对象的进入,

如果按照以上标准来设计称重仪,设计出的仪表就不会出现拉拉日光灯,开开电钻,数字就乱跳,打个手机数字也乱跳,有的甚至会死机。这样的称重仪表是不能运用于工业环境的。
 

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