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0前言
伴隨著工業(yè)生產(chǎn)自動控制系統(tǒng)向智能化發(fā)展趨勢，近些年數(shù)顯式重量傳感器被開發(fā)設(shè)計并已獲得運用，數(shù)顯式重量傳感器可由微控制器對基本橋路開展補(bǔ)償和調(diào)節(jié)，開展離散系統(tǒng)、落后、應(yīng)力松弛等特性的調(diào)整，進(jìn)而提髙重量傳感器的特性⑴。而數(shù)據(jù)秤重模塊將數(shù)據(jù)重量傳感器置放在重量傳感器內(nèi)部的A/D變換和解決電源電路在傳統(tǒng)式的仿真模擬重量傳感器外界完成，并能夠 設(shè)計方案系統(tǒng)總線插口，完成數(shù)據(jù)變送作用。既保存了數(shù)字模擬重量傳感器的綜合性性能參數(shù)，又具有總體型數(shù)據(jù)重量傳感器的全部特性和作用,另外最大限度地改進(jìn)了A/D變換電源電路的辦公環(huán)境。能夠 在對原來稱重設(shè)備未作一切更改，又不拆換重量傳感器的前提條件下,根據(jù)數(shù)字式重量傳感器模塊，變仿真模擬稱重設(shè)備為數(shù)據(jù)稱重設(shè)備，是對傳統(tǒng)式的稱重設(shè)備開展智能化更新改造的一條捷徑。
1稱重設(shè)備基礎(chǔ)構(gòu)造
C8051F350內(nèi)部有一個全差分信號24位Sigma-Delta模/數(shù)轉(zhuǎn)化器，具備在片校正作用，并且內(nèi)建了溫度感應(yīng)器。其32腳位的LQFP封裝,8mmx9mmX1.6nun的規(guī)格，那樣就可以使數(shù)據(jù)接線端子（秤重模塊）的容積和凈重降到最低，并且集成化的可編程控制器増益、性能卓越A/D和溫度感應(yīng)器降低了數(shù)據(jù)接線端子內(nèi)部電源電路的元器件數(shù)和點焊，提升系統(tǒng)軟件的可靠性和準(zhǔn)確性⑵。搭建數(shù)據(jù)秤重模塊的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖所示1所顯示。
1.1提升稱重精密度的六線制信息反饋

圖1數(shù)據(jù)稱直模塊數(shù)據(jù)信息釆集的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
當(dāng)感應(yīng)器電橋電路轉(zhuǎn)變時，具體載入到電橋電路兩邊的工作電壓會有一定的轉(zhuǎn)變。因而,在高精密精確測量及遠(yuǎn)距離精確測量時多選用六線制的感應(yīng)器。運用C8051F350集成ic多路仿真模擬鍵入作用,對六線制的重量傳感器的鼓勵端因同軸電纜電阻器以及溫度飄移造成的輸出偏差開展賠償，提升了測量精度。如圖2所顯示,EXC*和EXC一為鼓勵工作電壓輸出,SEN*和SEW為意見反饋數(shù)據(jù)信號,1NP‘和INP-為音頻信號鍵入。MAX4618是8選2開關(guān)，將必須收集的音頻信號入選C8051F350的模擬量輸入鍵入端。能夠 待稱重采樣平穩(wěn)后再開展一次SEN,和SEN-端意見反饋取樣,進(jìn)而獲知電橋電路具體載入的工作電壓,隨后再對以前的釆樣結(jié)果開展數(shù)據(jù)解決。
圖2中的秤重模塊的插口適配了四線制的感應(yīng)器。當(dāng)聯(lián)接六線制感應(yīng)器時，光耦繼電器AQW212將意見反饋端與地分隔，使意見反饋工作電壓差分信號連接調(diào)養(yǎng)電源電路,并根據(jù)MAX4618最后傳送到C8O51F35O的AIN0腳位。當(dāng)聯(lián)接四線制時,SEN*和SEN'腳位沒有意見反饋工作電壓鍵入，這時候根據(jù)秤重方式挑選，將AQW212開啟，進(jìn)而U2和U3的正相鍵入根據(jù)10kfl電阻器接地裝置。不然，若U2,U3的鍵入懸在空中，很有可能導(dǎo)致FO端工作電壓飽和狀態(tài)，進(jìn)而造成加在多通道電源開關(guān)MAX4618的工作電壓過高,長期性應(yīng)用四線制會導(dǎo)致集成ic的毀壞。另外因為AQW212的光耦隔離功效，維護(hù)了操縱數(shù)據(jù)信號P0.3和操縱模塊C8051F350。
1.2高特性阻抗鍵入
為提升秤重模塊的輸入電阻，進(jìn)一步提高測量精度。C8051F350內(nèi)部設(shè)定了兩個單獨的鍵入油壓緩沖器。每一個鍵入都是有一組（兩個）油壓緩沖器，當(dāng)肯定腳位鍵入工作電壓坐落于檢測范圍的低半一部分時應(yīng)用low鍵入油壓緩沖器，當(dāng)肯定腳位鍵入工作電壓坐落于檢測范圍的高半一部分時應(yīng)用high鍵入油壓緩沖器。進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)信號鍵入的特性阻抗，確保了精確測量的精密度。如圖所示3所顯示，是差分信號正鍵入安全通道的油壓緩沖器構(gòu)造，負(fù)安全通道和正安全通道的構(gòu)造相近。

S3C8051F350正鍵入安全通道油壓緩沖器框架圖
在取樣應(yīng)先試取樣一次,ADOBPHE和ADOBPLE置1使能,ADOBPS=00,應(yīng)用油壓緩沖器旁通。當(dāng)AIN+鍵入超出事前承諾的一個值時,ADOBPS=10,進(jìn)而挑選高鍵入油壓緩沖器,隨后開始后續(xù)的釆樣工作中。一樣，AIN+鍵入低于該承諾值時,ADOBPS=01,進(jìn)而挑選低鍵入油壓緩沖器。
2數(shù)據(jù)賠償
搭建高精度檢測系統(tǒng)除了在硬件配置上開展設(shè)計方案，還必須根據(jù)手機(jī)軟件方式開展數(shù)據(jù)賠償。
式中站為當(dāng)今取樣時刻MsZ；時變指數(shù)i（A）,£=0,l,2?",p,用于表明仿真模擬鍵入安全通道數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換電源電路,A/D轉(zhuǎn)化器電源電路中存有的零點漂移、溫度飄移等要素對I/O特點的危害為仿真模擬取樣鍵入,為A/D轉(zhuǎn)化器數(shù)據(jù)量輸出。一般可用階PW2。
因而針對一組鍵入可寫出以下引流矩陣，系統(tǒng)辨識的反向?qū)嶓w模型。
因為在系統(tǒng)辨識時，即便是規(guī)范工作電壓鍵入也存有波浪紋或者安全通道中耦合進(jìn)去的一些任意影響。因而,解決規(guī)范鍵入工作電壓數(shù)次取樣，那樣鍵入工作電壓的均值才更貼近指標(biāo)值，進(jìn)而因而改變式⑵為匕性）理論上，當(dāng)樣版充足大時，其平均值能夠 當(dāng)作期待，那樣KW才更貼近規(guī)范鍵入工作電壓。若實體模型取多階，則如圖2所顯示，在MAX4618的鍵入挑選端連接1.9V和0V的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓，在開展系統(tǒng)辨識的情況下各自選通并釆樣，再由式(4)求出二階反向?qū)嶓w模型。除此之外,因為七*)是時變指數(shù)，當(dāng)采樣頻率一定時，樣版越大，耗用的時間越長,時變指數(shù)更改就很有可能越大。這時其期待和具體值中間反倒區(qū)別更大。因而，應(yīng)當(dāng)每一次秤重前后左右都必須1次系統(tǒng)辨識，且在新領(lǐng)域下應(yīng)當(dāng)做一次飄移檢測,以明確每一次秤重精確測量平穩(wěn)的時間，這一時間既要確保每一次秤重抽樣的無偏性，又應(yīng)考慮到系統(tǒng)軟件實體模型飄移的危害，以較大很有可能地確保精密度。
3手機(jī)軟件步驟
在電腦編程時，關(guān)鍵的匯編程序模塊有秤重方式設(shè)定模塊、系統(tǒng)軟件鑒別模塊、釆樣模塊、數(shù)據(jù)處理方法模塊、和后端開發(fā)人機(jī)交互模塊，進(jìn)行一次秤重個人行為的流程圖如圖所示5所顯示。
4結(jié)語
該秤重模塊運用內(nèi)置24位AD轉(zhuǎn)換器的混和數(shù)據(jù)信號單片機(jī)設(shè)計C8051F350,融合六線制感應(yīng)器的特性，設(shè)計方案了適配四線制和六線制的感應(yīng)器輸入通信接口。并運用反向系統(tǒng)軟件模型的觀念開展數(shù)據(jù)處理方法，補(bǔ)償系統(tǒng)軟件的離散系統(tǒng)偏差。其高精度、功耗和便于安裝拓展的特性在傳統(tǒng)式仿真模擬感應(yīng)器的更新改造上面有較高的實際意義。

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