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隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展，物料包裝技術(shù)水平得到了很大的提高，特別是電子稱量控制器為散裝物料的精確包裝提供了技術(shù)依據(jù)。
1.體系的構(gòu)成和特征。
該電子稱重器主要由壓力傳感器，信號(hào)放大，A/D轉(zhuǎn)換，液晶顯示，鍵盤，MCU，遙控?cái)?shù)據(jù)傳輸模塊，打印輸出接口等組成。該稱重控制器采用51系列單片機(jī)89C52組成，其8KFLASH程序存儲(chǔ)可滿足電子稱重控制器的基本功能要求。
該電源模塊采用開關(guān)電源，將市電轉(zhuǎn)換成12V、5V直流電源，用于傳感器電源和電子秤控制器電源。
稱量傳感器采用懸臂式MBB系列稱量傳感器，額定輸出功率3mV/V。稱量傳感器在電子稱量設(shè)備上的應(yīng)用通?？梢圆捎?個(gè)稱量傳感器，或2~3個(gè)平行稱量傳感器，或者采用秤斗或夾袋裝置，通過懸掛裝置直接懸掛在懸臂稱量傳感器上，傳感器將重量信號(hào)轉(zhuǎn)換成微弱的毫伏電壓信號(hào)傳送給電子稱量控制器。其基本工作流程是：
感應(yīng)器→OP放大→A/D轉(zhuǎn)換→MCU→顯示器。
2.A/D轉(zhuǎn)換。
在電子稱重器的A/D轉(zhuǎn)換部分，采用了雙積分的A/D轉(zhuǎn)換方法。對(duì)A/D雙積分轉(zhuǎn)換器的工作分為兩個(gè)階段：采樣和比較。
在轉(zhuǎn)換之前，邏輯控制電路將S3關(guān)閉計(jì)數(shù)器全部清零，C1積分電容放電至零，S3斷開。當(dāng)取樣脈沖出現(xiàn)時(shí)，轉(zhuǎn)換開始，模擬開關(guān)S1關(guān)閉，將輸入信號(hào)Vin加到逆相積分器輸入端，在固定時(shí)間T1向電容充電，使積分器U2A輸出端電壓從0開始升高(極性與Vin相反)，同時(shí)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘脈沖從0開始計(jì)數(shù)。達(dá)到預(yù)定時(shí)間T1時(shí)，計(jì)數(shù)器的計(jì)值值為N1，采樣階段結(jié)束。在這個(gè)時(shí)候，計(jì)數(shù)器放出一個(gè)溢出脈沖，使計(jì)數(shù)器保持零，電子開關(guān)S2根據(jù)Vin的極性，把與Vin極性相反的基準(zhǔn)電壓Vref加到逆相積分器輸入端，積分器對(duì)Vref進(jìn)行反向積分，它的輸出端電壓向零電平傾斜，同時(shí)計(jì)數(shù)器重新開始，進(jìn)入比較階段。在U2A輸出端電壓降至零時(shí)，U2B輸出端發(fā)出關(guān)斷信號(hào)，計(jì)數(shù)門閉合，此時(shí)計(jì)數(shù)器值為N2，對(duì)應(yīng)時(shí)間間隔為T2。此時(shí)轉(zhuǎn)換過程就結(jié)束了。
計(jì)數(shù)器記錄的脈沖數(shù)N2代表測試時(shí)Uin電壓在T1時(shí)的平均值，因此可以進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器在T1時(shí)采集輸入電壓的均值，具有較強(qiáng)的抗工頻干擾能力。變換過程中，正、反向兩次積分采用相同的積分方法。所以在兩次積分過程中，R、C和脈沖源等元件參數(shù)的變化對(duì)轉(zhuǎn)換精度的影響可以忽略不計(jì)(通常在幾十至幾百毫秒之間)。
3.稱量顯示。
該電子稱量控制器的顯示部分不再使用先前的LED數(shù)碼管顯示，而是采用128*64的點(diǎn)陣液晶顯示器，具有字符對(duì)比度調(diào)節(jié)功能，工作電壓為5V。可8×4行16×16點(diǎn)陣列顯示漢字，也可完成圖形顯示。為了節(jié)省費(fèi)用，便于使用，漢字顯示部分也沒有采用自帶漢字庫的點(diǎn)陣液晶顯示器，而是自制了100多個(gè)16*16的漢字點(diǎn)陣字模，每個(gè)漢字點(diǎn)陣都有32個(gè)字節(jié)；數(shù)字顯示部分也有0~9的數(shù)字和52個(gè)大小寫英文字母，同時(shí)還自制了多種圖形符號(hào)，使用戶在進(jìn)行清點(diǎn)、稱量、定標(biāo)等操作時(shí)，更方便、快捷。建立全中文人機(jī)交互圖形界面。利用89C52的P0口和點(diǎn)陣液晶的并口數(shù)據(jù)線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；P1口控制液晶的片選、時(shí)鐘脈沖，芯片實(shí)現(xiàn)可讀寫等功能。
4.遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸
為了滿足定量灌裝電子稱量設(shè)備使用廠家對(duì)每日產(chǎn)品包裝數(shù)量等參數(shù)的統(tǒng)計(jì)，該控制器設(shè)計(jì)了一個(gè)功能模塊，用于與廠家監(jiān)控中心遠(yuǎn)程通信。
為使電子稱量控制器的數(shù)據(jù)傳輸簡單可靠，遠(yuǎn)程傳輸功能模塊采用RS485實(shí)現(xiàn)。雖然89C52單片機(jī)的P3.0和P3.1分別用于UART的RXD和TXD串行通信，但由于RS232傳輸距離短，不適合定量灌裝電子稱量設(shè)備需要的遠(yuǎn)距離傳輸應(yīng)用；因此在遠(yuǎn)距離傳輸中，采用UART的RXD和TXD來實(shí)現(xiàn)RS485的轉(zhuǎn)換。完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。
芯片采用了SP485標(biāo)準(zhǔn)。這種芯片是半雙工收發(fā)器，其數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)5Mbps。芯片性能與RS-485的差分信號(hào)傳輸原理完全吻合。差分送送出的信號(hào)對(duì)外部干擾有很強(qiáng)的抗干擾能力；差分送出的信號(hào)是大小相等、極性相反的一對(duì)對(duì)稱信號(hào)，差分送出的信號(hào)在PCB(印刷線路板)上排列成“密近平行線”；用電纜連接兩個(gè)設(shè)備時(shí)，采用并行排線或雙絞線。雖然在差分信號(hào)的傳輸過程中會(huì)遇到外界干擾信號(hào)，但由于兩個(gè)差分信號(hào)線總是在一起，所以干擾信號(hào)通常會(huì)同時(shí)作用于兩個(gè)信號(hào)線上，形成相互疊加的共模信號(hào)，它們?cè)趦蓚€(gè)信號(hào)線上的相位也是相同的(共模信號(hào)是作用于差分信號(hào)線上的同一極性大小的一對(duì)信號(hào)，且經(jīng)常受到外界干擾)。接收端的差分信號(hào)由差分放大器檢測。微分放大器僅對(duì)兩路輸入信號(hào)間的差異進(jìn)行放大，對(duì)兩路輸入信號(hào)共同對(duì)地電位不進(jìn)行放大，即微分放大器僅對(duì)微分信號(hào)(有用信號(hào))敏感，對(duì)共模信號(hào)(干擾信號(hào))形成抑制。通過這種方式，差分傳輸?shù)男盘?hào)具有很強(qiáng)的抗干擾能力，特別適合中遠(yuǎn)距離或高速通信。該電子稱量控制器采用RS485方式進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信，其原因也在于此。
5.打印輸出。
部分電子定量灌裝設(shè)備使用廠家需要定期對(duì)生產(chǎn)班次、打包袋數(shù)等參數(shù)打印輸出報(bào)表；本電子稱重控制器為打印輸出預(yù)留了接口；當(dāng)需要打印時(shí)，可將微型打印機(jī)的數(shù)據(jù)線直接插入到電子稱重控制器的9針RS232接口，通過選擇LCD菜單中的打印菜單，按下確認(rèn)鍵，打印輸出所需數(shù)據(jù)。
軟件采用C語言編程，可方便地進(jìn)行修改和移植，最大限度地滿足了不同用戶對(duì)電子稱重控制器功能的不同要求。
6.小結(jié)
實(shí)現(xiàn)了定量灌裝電子稱量控制器的傳感器信號(hào)采集，A/D轉(zhuǎn)換，液晶點(diǎn)陣顯示，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，打印輸出等功能。配合機(jī)械結(jié)構(gòu)，形成定量灌裝的電子稱量裝置，可自動(dòng)稱量顆粒料、粉料，按預(yù)先設(shè)定的重量，自動(dòng)包裝。

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