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我國社會主義市場經(jīng)濟的繁榮和發(fā)展，促進了對定量包裝商品需求的不斷增長。例如以零售商品為例，根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，美國零售市場中定量包裝商品的銷售量占95%以上，我國零售市場上定量包裝商品的銷售量也己經(jīng)達到70%左右m,并且其數(shù)量將隨著經(jīng)濟的發(fā)展而不斷擴大。
本文所研制的自動定量稱重控制儀，屬于國際法制計量組織0IML(OrganizationofInternationalLegalMetrology)國際建議R61—1所稱之重力式自動裝料衡器(AutomaticGravimetricFillingInstrument)中的控制裝置⑵。在我國，自動裝料衡器又稱之為定量自動衡器，有些場合還可稱為定量包裝秤、打包秤、灌包秤或打包機。0ILM把重力式自動裝料衡器定義為“通過自動稱量把散狀物料分成預(yù)定且實際上相對恒定質(zhì)量的裝料，并將其裝入容器的衡器”
1.1自動定量衡器技術(shù)綜述
1.1.1電子衡器的分類
電子稱重裝置主要由承載器、稱重傳感器和稱重儀表三部分組成。按照不同的分類標準，可將電子類衡器作如下劃分'氣
一、按測試系統(tǒng)劃分
1.靜態(tài)型。靜態(tài)電子衡器是把被稱量物體穩(wěn)定的放置于電子衡器上進行測量的，目前這種類型的電子衡器使用范圍最為廣泛。
2.動態(tài)型。動態(tài)電子衡器是在靜態(tài)電子衡器的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的一種新型電子衡器，它所測量的是隨時間變化的運動物體的質(zhì)量。
二、按稱量方式劃分
1.接觸式測量。接觸式測量主要是通過傳感器直接與被測量的運動物體直接接觸而獲得動態(tài)信號，并對此動態(tài)信號進行處理來獲取真實的質(zhì)量信息。
2.非接觸式測量。非接觸式測量則主要是利用輻射傳感器來獲取運動物體的動態(tài)信號，并加以分析以得到真實的質(zhì)量信息。
1.1.2自動定量衡器技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展概況
在近百年的歷史中，稱重技術(shù)大致經(jīng)歷了以下四個發(fā)展階段；大約半個多世紀的機械式裝置模擬測量階段；20世紀50?60年代進入了機電衡器階段；20世紀70?80年代進入了電子測量階段；自20世紀80年代以來，全面進入了數(shù)字化測量及微機智能化測量的階段‘制句。
一、國外發(fā)展情況
無論在技術(shù)水平、品種還是規(guī)模等方面，發(fā)達國家的電子稱重設(shè)備都達到了較高水平。
技術(shù)水平方面的主要標志是準確度、長期穩(wěn)定性和可靠性。目前，作為貿(mào)易結(jié)算用的靜態(tài)秤（如平臺秤），己能達到OIML規(guī)定的3000d（分度），最高的可以達到6000d;在穩(wěn)定性方面，要求一年內(nèi)不允許超差；在可靠性方面，稱重桂感器正常使用條件下的壽命一般在十年以上，儀表的平均故障間隔時間（MTBF）都超過2000小時，有些產(chǎn)品達到了5000小時。由于加強了應(yīng)用技術(shù)開發(fā)，能夠適應(yīng)高溫、振動、粉塵、電磁干擾等各種惡劣使用環(huán)境條件，準確度一般能達到0.1—0.3%左右‘氣
在品種方面，隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要和新技術(shù)的應(yīng)用，出現(xiàn)了一些新品種，如電腦組合定量秤、高速自動定量秤等。這些自動秤往往與生產(chǎn)過程緊密結(jié)合，成為生產(chǎn)線的一個組成部分，或者與生產(chǎn)機械組合成機電一體化設(shè)備。
在功能上也比較齊全，大部分是用軟件來實現(xiàn)。這些功能包括；各種參數(shù)的設(shè)定，如分度值、最大量程、小數(shù)點、固定皮重等設(shè)定；零點自動跟蹤；自動去皮；量程自動校準；動態(tài)檢測；開機自檢和故障診斷；停電數(shù)據(jù)保護；超載報警；非線性補償；以及毛重、凈重、皮重和累加值的顯示等。
在規(guī)模上，國外衡器制造業(yè)己是很發(fā)達的工業(yè)。據(jù)資料介紹，日本1995年時電子衡器的年產(chǎn)量就已經(jīng)達到623萬臺、產(chǎn)值達880億日元，是世界上出口電子衡器最多的國家國。
在稱重儀表方面，由于采用了低漂移高增益放大器、電可擦存儲器(EEPR0M)和非易失性隨機存儲器(NOVRAM)、A-S調(diào)制型模數(shù)轉(zhuǎn)換器和智能稱重傳感器等新技術(shù)閭闖網(wǎng)，使其性能和功能都有了很大提高。為了便于與計算機通信，稱重儀表配有各種輸出接口供選用，如RS232C、RS485等，有些還采用無線傳輸方式。
二、國內(nèi)發(fā)展情況
我國從六十年代中期開始研制和生產(chǎn)電子秤，初期為模擬指針式，后來發(fā)展成數(shù)字式。自八十年代初以來，與國外開展了技術(shù)交流和合作，引進了一批樣機、生產(chǎn)技術(shù)和加工測試設(shè)備，通過消化、吸收和改造，使電子稱重裝置的綜合水平有了很大的提高，產(chǎn)品發(fā)展到幾十種。但總的來說，我國電子稱重裝置只相當(dāng)于發(fā)達國家八十年代中期的水平'％
我國同發(fā)達國家差距的突出表現(xiàn),在于電子衡器在各領(lǐng)域所使用的各種衡器中所占百分比數(shù)量方面。在我國，電子衡器在工業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H使用的各種衡器中所占比例為40.8%,商用領(lǐng)域所占比例為6.4%；而發(fā)達國家工業(yè)領(lǐng)域中電子衡器所占比例為80?90%,商用領(lǐng)域為50?60%。差距的第二個表現(xiàn)是品種尚少，功能不齊全。目前，國內(nèi)500g以下范圍的小秤量定量包裝機占了絕大多數(shù)，500g以上定量包裝機生產(chǎn)廠家相對較少；再次是產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性不夠理想，某些關(guān)鍵元件尚依賴于進口“氣
近年來，我國自動定量稱重衡器技術(shù)發(fā)展很快，并且已經(jīng)成為衡器行業(yè)中發(fā)展最迅速的產(chǎn)品種類。例如，將模糊控制技術(shù)應(yīng)用于定量稱重[161[17][1S]以及在電阻應(yīng)變式稱重傳感器方面采用蠕變補償四、模糊補償紅和滯后補償皿皈技術(shù)等。
三、發(fā)展方向展望
定量稱重衡器已日益滲透到幾乎全部工業(yè)領(lǐng)域和生產(chǎn)過程，而且將不再是單純的稱重計量，而是向多參數(shù)、多專業(yè)綜合控制方面拓展，逐漸形成多元化智
能管理和控制系統(tǒng)。這種橫縱兩個方向的深入發(fā)展，大體可以概括為以下幾個方面啊総
1.網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化。通過計算機聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)網(wǎng)上通訊和遠程計量，形成物流管理網(wǎng)絡(luò)，企業(yè)各部門同時共享稱重信息。
2.質(zhì)量控制。在配料系統(tǒng)中，單純的稱重計量是不能完成配料的。為此，衡器稱重需結(jié)合化學(xué)分析，即兼有成分測控功能。
3.工藝控制機。即除了具有稱重功能以外，還需檢測或保證其它物理參數(shù)的多參數(shù)控制機。
4.定量包裝機。它已不是單一的稱重衡器，而是將機械、電氣、電子、計算機、自動控制與衡器融為一體的機電結(jié)合的智能化設(shè)備。
總之，智能化、自動化、多功能化將成為現(xiàn)代定量稱重技術(shù)的發(fā)展方向網(wǎng)。
1.2研究本課題的意義
定量稱重電子衡器是當(dāng)今世界衡器技術(shù)發(fā)展的前沿產(chǎn)品，它能有效的解決稱重過程中速度和準確性難以統(tǒng)一的問題，而這兩個指標卻又是定量稱重衡器最重要的性能指標?，F(xiàn)在我國一些中小企業(yè)中所使用的機械衡器，雖然在一定程度上可保證稱量精度，但高效是絕對無法做到的。
作為一個人口大國，我國定量包裝商品的需求量很大。據(jù)調(diào)查，單單冶金企業(yè)每年新增和更換的各類工業(yè)電子秤就達約5000臺，而其它工業(yè)及商業(yè)部門也都需要裝備數(shù)量很大的電子稱重裝置。面對國內(nèi)巨大的需求，我國自動定量稱重控制儀表技術(shù)相對落后的現(xiàn)狀亟需改變。期望本課題的研究工作，能夠?qū)Ω纳莆覈詣佣糠Q重控制儀表技術(shù)相對落后的局面有所貢獻。
1.3本論文完成的主要工作
本論文利用ATmega32L單片機和電阻應(yīng)變式稱重傳感器，研制了一種新型的定量稱重控制儀，所完成主要工作如下：
1.在對國內(nèi)外定量稱重控制現(xiàn)狀進行綜述的基礎(chǔ)上，指出了定量稱重控制技術(shù)的發(fā)展趨勢；
2.介紹了定量稱重控制儀的工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其所具有的功能和特點；
3.設(shè)計了以ATmega32L為核心微控制器的稱重控制處理單元以及信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)釆集電路、顯示和鍵盤電路、系統(tǒng)的輸入和輸出電路、系統(tǒng)的電源電路和電源監(jiān)控電路等電路系統(tǒng)；
4.選用了靈敏度和滿度分辨率高、非線性誤差和溫漂系數(shù)小、性能穩(wěn)定的高精度電阻應(yīng)變式稱重傳感器和△-£型24位高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換處理芯片ADS1251,保證了系統(tǒng)的測量精度和準確度；
5.設(shè)計了系統(tǒng)的控制功能程序、鍵盤及顯示控制程序等軟件系統(tǒng)。利用控制功能程序?qū)崿F(xiàn)了三級給料定量稱重過程的自動控制、提前量數(shù)據(jù)的自行修正、包裝數(shù)據(jù)的自動保存等多項實用功能，并采用了軟件控制策略較好地解決了稱量速度與精度之間的矛盾；
6.在采取硬件濾波措施的同時，釆用了由軟件程序?qū)崿F(xiàn)的數(shù)字濾波算法，可通過改變?yōu)V波算法數(shù)學(xué)模型中的濾波深度參數(shù)來調(diào)整系統(tǒng)測量的準確度；
7.總結(jié)了本系統(tǒng)中的軟硬件可靠性技術(shù)應(yīng)用情況；
8.進行了系統(tǒng)穩(wěn)定性、靜態(tài)性能和動態(tài)性能測試實驗，并通過實驗報告分析,驗證了本控制儀的穩(wěn)定性以及定量稱重控制的準確度和精確度；
9-對研制工作進行了總結(jié)，并對系統(tǒng)今后的改進和完善提出了若干建議。

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