1.引言
稱重實質上是獲取被測質量信息的方法。近年來,隨著微型計算機技術和嵌入式係統的迅速發展,對稱重儀表的數字化要求越來越高，然而當前稱重儀表由於數字電路和模擬技術的發展水平較低,結構複雜並且操作繁瑣，在市場的應用也顯得尤為滯後，所以為了滿足當前市場的實際需求.本設計利用新技術以STC89C52單片機為:t體.結合稱重傳感.微計算機、網絡通訊.防護密封等技術實現了稱重係統的操作自動化、白診斷與IT測試、數據處理、人機對話等功能。
2.係統自校準數據采集電路與算法
稱車數據采集電路設計的合理性是保證整個稱重係統精度、靈敏度以及可靠性的關鍵'一本係統針對數據釆樣率、分辨率、數字信號處理速度、抗幹擾能力等許多技術指標的精心設計，采集電路主要由等臂全橋差動電阻電路、三運放儀表放大電路以及MAXI11A/D轉換芯片等幾部分組成，如圖1所示。
在圖1電路中，由於等臂全橋差動電阻電路具有線性關係,則其輸出電壓U^U罕-，根據電阻應變片的靈敏度K=響-，則稱重傳感器輸出電壓U砰KeU,(e為電阻應變片的縱向應變)。又因為，對於相同材質的電阻應變片經過伸縮後，有b牛，詈=半，即等臂全橋差動電路組成的稱重傳感器輸出電壓
Uk*KU    (1)
K為彖重傳感器的靈敏度,G為稱重傳感器的滿量程值,U為傳感器工作電床,Gx為被測重量值。
由於稱重傳感器的輸出電壓與三運放儀表放大器的反相和同相輸人端相連接，並且本設計係統設定電阻R：=R”R3=R4,R鏟凡,使三運放儀表放大器在結構上具有對稱性，且輸出電壓
UU1+帶膏    (2)
比較式(1)與(；),奪知係統對被測重暈信號進行采集後，在儀表放大器輸出端的輸出電壓為
岫(1+誹*)旨閭
又因為MAXI11A/D轉換器的參考電壓Vref=V1H7+-Vkt_=S
T=Rt+Rr+Rs
所以MAXI11A/D轉換器最終輸出數字讀數為
Dat=10000^3L=10000(1+普X*X1+語+音修K(5)係統采用單一的+5V電源工作，充分利用MAX111轉換器的0—L5V單端輸入信號範圍進行變換，實現了數據采集係統的14位轉換結果。
3.係統硬件選用分析與工作原理
3.1硬件選用與分析
本設計采用STC89係列單片機89C52RC實現稱重係統的數字存儲、運算以及邏輯判斷等功能，它不僅接受MAX111A/D轉換器輸出的數字信號、進行數據處理,而且輸出重量顯示數據並進行報警等自動控製.所以它是整個數字化稱重儀表的核心部件。設計係統為r消除共模輸入電斥、溫漂和時漂以及係統本身的非線性等帶來的係統誤差.充分利用了等臂全橋差動電阻應變式稱重傳感器的稱量響應速度快、性能穩定可靠、靈敏度高、線性度好等特點、標準三運放儀表放大器的對稱性結構以及MAX111轉換器的內部自動校準功能，在很大程度上提高了稱車係統數據采集精度與靈敏度.另外,為了便於工作人員能及時對稱車係統實施整體控製，設計係統采用液品顯示器進行數據顯示和聲光報警裝置進行超載報警，充分發揮r液晶顯示器匸作電壓低、功耗小、分辨率高等特性和聲光報警裝置對稱重儀表的良好保護性能。
3.2係統丁作原理
在紊保硬件設it中，根據稱重係統的規模大小、控製功能及複雜程度、實時響應速度等指標，硬件設計係統上要由等臂全橋差動電路組成的電阻應變式稱重傳感器,三運放儀表放大器、MAX111A/D轉換器、STC89C52單片機、4x4矩陣鍵盤、串行液晶顯示器、聲光報警器等幾部分組成，稱重係統結構原理框圖如圖2所示。

圖2係統結構原理框圖
係統工作原理為載荷作用在工作電源激勵下的電阻應變式稱重傳感器上，經稱重傳感器檢測變換為與質量成比例的電信號，該信號首先經三運放儀表放大器放大，然後通過MAXI11A/D轉換器轉換成數字信號後進入STC89C52單片機，由單片機軟件自動調節控製，同時將處理後的稱鼠數據送至液晶顯示單元進行顯示。在稱重過程中一旦遇到超載等故障,由單片機軟件自動判斷故障，並進行相應的聲光報警處理。

4.係統軟件設計

在實際稱重控製係統中，係統能否正常可靠地工作，除了硬件的合理設計外，還與功能完善的軟件設計是分不開的,係統軟件設計主要是基於結構化程序設計的思想,采用模塊化設計.對係統每個子程序模塊單獨進行設計、調試,從而滿足了實時稱重和數據處理的要求。另外，本設計係統采用C51語言進行軟件編程,因為它是種結構化語言，具有代碼效率高、可移植性強、庫函數豐富、可直接操作硬件資源和實時性強等特點。設計程序主要由主程序、稱重數據采集程序、鍵盤處理程序、稱重數據處理程序、比較與超載報警程序、稱重數據顯示程序等幾部分組成，稱重係統軟件主程序流程圖如圖3所示。
(1)主程序主要完成稱重係統的初始化、初始化自診斷、顯示及鍵盤掃描等功能，
稱重數據采集程序主要完成對稱重傳感器信號的釆集、放大以及A/D轉換等功能.
（3）稱重數據處理程序主要運用一定的數學模型對采集數據進行計算,最終得到被測物的真實重量值（由微處理器完成）。
（4）鍵盤處理程序主要完成鍵盤信號的輸入、重量參數設定、重量數據核定等功能C,
（5）比較與超載報警程序主要對被測物的真實重量與係統設定的最大重量值進行比較，對超載重量數據進行聲光報警C
（6）稱重數據顯示程序主要完成對被測物重量數據進行顯示，便於工作人員能及時對稱重係統實施整體控製。
5.結論
研製與開發一台在性能上實現高速率、高靈敏度、高準確性、高可靠性的綜合性稱重儀表是一項複雜的技術工作，本設計係統在稱8:上實現了自動稱量、在線稱量、綜合稱量等功能，在數據處理上實現了係不穩定的。當兩漩渦列之間的距離h和同列的兩漩渦之間的距離L之比能滿足h/L=0.281時，所產生的非對稱漩渦列才能達到穩定,像這樣的漩渦渦列稱為卡曼渦列。

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